биология / 4 Vopros

Вопрос 4.Клеточная теория.Ее естественнонаучное и мировоззренческое значение.

История.

Предпосылкой открытия клетки были изобретение микроскопа и использование его для исследования биологических объектов.

XVII век

• 1665 год — английский физик Р. Гук в работе «Микрография» описывает строение пробки, на тонких срезах которой он нашёл правильно расположенные пустоты. Эти пустоты Гук назвал «порами, или клетками». Наличие подобной структуры было известно ему и в некоторых других частях растений.

• 1670-е годы — итальянский медик и натуралист М. Мальпиги и английский натуралист Н. Грю описали в разных органах растений «мешочки, или пузырьки» и показали широкое распространение у растений клеточного строения. Голландский микроскопист А. Левенгук первым открыл мир одноклеточных организмов — описал бактерий и протистов (инфузорий).

Исследователи XVII века, показавшие распространённость «клеточного строения» растений, не оценили значение открытия клетки. Они представляли клетки в качестве пустот в непрерывной массе растительных тканей. Грю рассматривал стенки клеток как волокна, поэтому он ввёл термин «ткань», по аналогии с текстильной тканью. Исследования микроскопического строения органов животных носили случайный характер и не дали каких-либо знаний об их клеточном строении.

XVIII век

• В XVIII веке совершаются первые попытки сопоставления микроструктуры клеток растений и животных. К. Ф. Вольф в работе «Теории зарождения» (1759) пытается сравнить развитие микроскопического строения растений и животных. По Вольфу, зародыш как у растений, так и у животных развивается из бесструктурного вещества, в котором движения создают каналы (сосуды) и пустоты (клетки). Фактические данные, приводившиеся Вольфом, были им ошибочно истолкованы и не прибавили новых знаний к тому, что было известно микроскопистам XVII века. Однако его теоретические представления в значительной мере предвосхитили идеи будущей клеточной теории.

XIX век

В первую четверть XIX века происходит значительное углубление представлений о клеточном строении растений, что связано с существенными улучшениями в конструкции микроскопа (в частности, созданием ахроматических линз).

• Линк и Молднхоуэр устанавливают наличие у растительных клеток самостоятельных стенок. Выясняется, что клетка есть некая морфологически обособленная структура. В 1831 году Моль доказывает, что даже такие, казалось бы, неклеточные структуры растений, как водоносные трубки, развиваются из клеток.

Мейен (1830) описывает растительные клетки, подчёркивает самостоятельность обмена веществ каждой клетки.

В 1831 году Роберт Броун обнаруживает ядро, описывает. (Это важная предпосылка для установления сходства между клетками раст. и животных)

А.Пуркинье обратил внимание на полужидкое студенистое содеожимое ,заполняющее клетку. Назвал протоплазмой. Однако еще оставалось убеждение, что оболочка , а не протоплазма является основной частью клетки.

В итоге к 30 гг. 19 века накопилось немало работ о клеточном строении организма.

Клеточная теория сформулирована немецким исследователем, зоологом Т. Шванном (1839). Поскольку при создании этой теории Шванн широко пользовался работами ботаника М. Шлейдена, последнего по праву считают соавтором клеточной теории. Исходя из предположения о схожести (гомологичности) растительных и животных клеток, доказываемой одинаковым механизмом их возникновения, Шванн обобщил многочисленные данные в виде теории, согласно которой клетки являются структурной и функциональной основой живых существ.

В конце XIX столетия немецкий патолог Р. Вирхов на основе новых фактов пересмотрел клеточную теорию. Ему принадлежит вывод о том, что клетка может возникнуть лишь из предсуществующей клетки. Подтвердились его положения:

1≪каждая клетка из клетки≫

2 вне клеток нет жизни, (Примитивные организмы — вирусы приобретают способность к активным процессам жизнедеятельности и размножению лишь после проникновения в клетку.)

3 утверждение, что наибольшее значение в жизнедеятельности клеток имеют не оболочки, а их содержимое: протоплазма и ядро.

Им также создана вызвавшая критику концепция «клеточного государства», согласно которой многоклеточный организм состоит из относительно самостоятельных единиц (клеток), поставленных в своей жизнедеятельности в тесную зависимость друг от друга.Последователь Э. Геккель

(1834—1919) рассматривал всякий многоклеточный организм как некое ≪государство≫ клеток, в которо м каждая клетка ≪живет≫ своей самостоятельной жизнью. Отсюда вытекало ошибочное мнение, что патологический процесс ворганизме представляет собой сумму нарушений жизнедеятельности отдельннх клеток, что это—локальный (местный) процесс.Вирхов и его последователи не видели также качественного различия между частью и целым, рассматривая орга-низм вне его исторического развития и условий существования.(Слюсарев , стр16)

Клеточная теория в современном виде включает три главных положения.

Первое положение соотносит клетку с живой природой планеты в целом. Оно утверждает, что жизнь, какие бы сложные или простые (например, вирусы) формы она ни принимала, в ее структурном, функциональном и генетическом отношении обеспечивается в конечном итоге только клеткой. Выдающаяся роль клетки как первоисточника жизни обусловливается тем, что именно она является биологической единицей, с помощью которой происходит извлечение из внешней среды, превращение и использование организмами энергии и веществ. Непосредственно в клетке сохраняется и используется биологическая информация.

Второе положение указывает, что в настоящих условиях единственным способом возникновения новых клеток является деление предсуществующих клеток. В обосновании клеточной природы жизни на Земле тезису о единообразии путей возникновения клеток принадлежит особая роль. Именно этот тезис был использован М. Шлейденом и Т. Шванном для обоснования представления о гомологии разных типов клеток¹. Современная биология расширила круг доказательств этому. Независимо от индивидуальных структурно-функциональных особенностей все клетки одинаковым образом: а) хранят биологическую информацию, б) редуплицируют генетический материал с целью его передачи в ряду поколений, в) используют информацию для осуществления своих функций на основе синтеза белка, г) хранят и переносят энергию, д) превращают энергию в работу, е) регулируют обмен веществ.

Третье положение клеточной теории соотносит клетку с многоклеточными организмами, для которых характерен принцип целостности и системной организации. Для системы свойственно наличие новых качеств благодаря взаимному влиянию и взаимодействию единиц, составляющих эту систему. Структурно-функциональными единицами многоклеточных существ являются клетки. Вместе с тем многоклеточный организм характеризуется рядом особых свойств, которые нельзя свести к свойствам и качествам отдельных клеток. В третьем положении клеточной теории мы встречаемся с проблемой соотношения части и целого.

Системный подход как научное направление используется в биологических исследованиях с начала прошлого столетия. Системный характер организации и функционирования свойствен не только организму, но и другим главным биологическим образованиям — геному, клетке, популяции, биогеоценозу, биосфере.

Положения клеточной теории Шлейдена-Шванна

1.Все животные и растения состоят из клеток.

2.Растут и развиваются растения и животные путём возникновения новых клеток.

3.Клетка является самой маленькой единицей живого, а целый организм — это совокупность клеток.

Основные положения современной клеточной теории (Из интернета)).

1.Клетка — единица строения, жизнедеятельности, роста и развития живых организмов, вне клетки жизни нет.

2.Клетка — единая система, состоящая из множества закономерно связанных друг с другом элементов, представляющих собой определённое целостное образование.

3.Ядро − главная составная часть клетки (эукариот).

4.Новые клетки образуются только в результате деления исходных клеток.

5.Клетки многоклеточных организмов образуют ткани, ткани образуют органы. Жизнь организма в целом обусловлена взаимодействием составляющих его клеток.

………………………………………………………….

Современное состояние клет .теории

К концу прошлого века благодаря успехам микроскопической техники было обнаружено сложное строение клетки, описаны органоиды: - части клетки, выполняющие различны функции, и исследованы пути образования новых клеток (митоз). Уже к

началу XX в. стало ясным первостепенное значение клеточных структур впередаче наследственных свойств. В настоящее время можно считать общепризнанным, что клетка является основно структурной и функциональной едини-цей организации живого.

На определенной ступени эволюции органического мира возникли клеточные структуры. В этом проявляется

одна из основных закономерностей, характеризующих живое,— единство дискретного и целостного. Именно благодаря клеточному строению организм,являясь дискретным, сохраняет целостность. Расчленение целого организма на мелкие морфологические единицы — клетки, обладающие боль

шими поверхностями, весьма благоприятно для осуществления обмена веществ. Клеточная структура, не нарушая жизнедеятельности целого организма, способствует постепенной замене отмирающих или патологически измененных частей тела новыми. Сохранение клеточной структуры во всем органическом мире обусловлено тем,

что только она обеспечивает наилучшее хранение, репродукцию и передачу наследственной информации; только такая структура обеспечивает реализацию наследственной информации для синтеза белка. Только с клеточной структурой связана способность организмовхранить и переносить энергию и превращать ее в работу. Наконец, разделение функций между клетками в многоклеточном организме обеспечило широкие возможности приспособления организмов к среде обитания и явилосьпредпосылкой усложнения организации.К концу прошлого века накопился

обширный научный материал о строе-

нии и жизнедеятельности клетки, бы-

ли разработаны новые специальные

методы исследования. Все это. способ-

ствовало выделению самостоятельной

ветви биологии — цитологии (гр. су-

tos — клетка, logos — учение) — нау-

ки о клетках как основных формах

организации живой материи.(слюсарев,)

•

1¹ Авторы клеточной теории, утверждая верное положение о единообразии пути возникновения клеток, непосредственный механизм их образования представляли неверно. М. Шлейден считал, что молодые клетки возникают путем конденсации слизистого вещества первоначально в ядро с дальнейшим наслоением и отграничением цитоплазмы. Т. Шванн разделял эту точку зрения.