ЛЕКЦИЯ N 2
БИОЛОГИЯ КЛЕТКИ
1. Открытие клетки. Клеточная теория и ее современная трактовка.
2. Возникновение клеточной организации в процессе эволюции.
3. Неклеточные формы жизни.
4. Про- и эукариотические клетки, особенности строения.
5. Организация потоков вещества, энергии и информации в клетке.
6. Строение и функции плазматической мембраны.
7. Наследственный аппарат клеток человека: ДНК, хромосомы, карио тип.
Раздел биологии, занимающийся изучением структурной и функциональной организации клетки как единицы живого, получил название цитологии (от греч.cytos - клетка, полость, logos - наука). Открытие клетки связано с именами великих ученых-микроскопистов - Роберта Гука, Мальпиги, Я. Грю, описавших ячеистое строение многих растительных объектов, а также с именем Левенгука, впервые наблюдавшего реальные клетки животных. Следует отметить, что микроскописты 17-18 веков обращали внимание в первую очередь на хорошо заметную оболочку клетки. Лишь в 1835 году Пуркинье отметил наличие ядра в курином яйце и показал, что клетка заполнена полужидким веществом, которое он назвал 1 про 1топлазмой 0 (от греч. protos - первый, plasme - образование). В 1833 году английский ботаник Броун и в 1836 году чешский ученый Валенти обнаруживают ядро в растительной и животной клетках. В 1838 году немецкий ботаник Шлейден делает выводы, что ядро является важнейшей составной частью клетки. Т.о., открытие клетки - это коллективный труд многих исследователей на протяжении почти двух столетий.
История биологии клетки.
1590 - Янсен изобрел микроскоп (голландские ученые Галлилей 1610, Кеплер 1617).
1665 - Гук, пользуясь усовершенствованным микроскопом, изучал строение пробки и впервые употребил термин "клетка". Считал, что клетки пустые, а живое вещество - это клеточные стенки.
1650 - 1700 Левенгук при помощи отшлифованных линз наблюдал "зародыши" и одноклеточные организмы, бактерии. Впервые бактерии описаны в 1676г.
1831 - Роберт Браун - ядро в растительной клетке.
1838 - 1839 ботаник Шлейден и зоолог Шванн - клеточная теория: основной единицей структуры и функции в живых организмах является клетка.
1840 - Пуркинье - название протоплазма, которая составляет живое вещество клетки. Позднее термин цитоплазма (цитоплазма + ядро = протоплазма).
1855 - Вирхов - клетки образуются от других клеток путем деления.
1866 - Геккель - хранение и передача наследственной ин формации осуществляет ядро.
1866 - 1888 описаны хромосомы, изучено клеточное деление.
1883 - открыты хлоропласты.
1898 - аппарат Гольджи.
1900 - генетика.
1930 - электронный микроскоп.
В 1839 году немецкий зоолог Т. Шванн опубликовал труд " Микроскопические исследования о соответствии в структуре и росте животных и растений ", в котором были заложены основы клеточной теории. В этой работе Шванн пришел к двум важным выводам: 1) клетка - главная структурная единица всех растительных и животных организмов;
2) процесс образования клеток обусловливает рост, развитие и дифференцировку всех растительных и животных тканей и организмов.
Дальнейшее развитие клеточной теории связано с именем немецкого ученого Рудольфа Вирхова, который в 1858 году опубликовал свой труд "Целлюлярная патология". В этой работе Вирхов дополнил клеточную теорию третьим выводом: " Omnis cellula e cellula " - каждая клетка из клетки. Этот вывод блестяще подтвердился дальнейшим развитием биологии. В настоящее время не известно иных способов появления клеток помимо их деления. В этой работе Вирхов впервые подошел к объяснению патологического процесса, показав связь его в организме с морфологическими структурами, с определенными изменениями в структуре и функции клеток. Он является основоположником патологической анатомии.
Но ряд выводов Вирхова оказались ошибочными и закономерно встретили возражения со стороны современников. По Вирхову патологический процесс в организме представляет собой сумму нарушений жизнедеятельности отдельных клеток, это локальный, местный процесс. Вирхов и его последователи не видели также качественных отличий между частью и целым, рассматривая организм вне его исторического развития и условий существования. Эту идею Вирхова обоснованно критиковали Сеченов, Боткин, Павлов, которые показали, что организм - единое целое и интеграция его частей осуществляется прежде всего ЦНС.
Ошибочные взгляды Вирхова на клеточную теорию - теория цитобластем: клетки образуются из неклеточного вещества, т.е. новое внутри старого.
Благодаря исследованиям Шванна, Шлейдена, Вирхова, Моргана, Навашина, Кольцова, Насонова и др., клетку рассматривают как наименьшую элементарную единицу живого, которой свойственны такие признаки, как метаболизм, воспроизведение, реактивность, изменчивость.
Современная клеточная теория включает следующие положения:
1. Клетка - основная структурно-функциональная и генетическая единица живого.
2. Клетки одно- и многоклеточных организмов сходны по строению, химическому составу и проявлениям жизнедеятельности.
3. Размножение клеток осуществляется путем деления исходной (материнской) клетки.
4. Клетки многоклеточных организмов специализируются по функциям и образуют ткани, органы, организмы.
5. Единое целое организма и интеграция его частей осуществляется, прежде всего, ЦНС.
6. В основе непрерывности, единства, разнообразия органического мира лежат обмен веществ, размножение, наследственность, изменчивость и раздражимость клеток.