Клеточная теория. Основные положения современной клеточной теории Выписать основные положения современной клеточной теории

Раздел ЕГЭ : 2.1. Современная клеточная теория, её основные положения, роль в формировании современной естественнонаучной картины мира. Развитие знаний о клетке. …

Клетка - основная структурно-функциональная единица всех живых организмов, наименьшая живая система. Именно на уровне клетки проявляются все свойства жизни . Она может существовать как отдельный организм (бактерии, одноклеточные растения, животные и грибы) или же входить в состав тканей многоклеточных организмов.

Научная теория представляет собой обобщение научных данных об объекте исследования. Это в полной мере касается клеточной теории , созданной двумя немецкими исследователями М. Шлейденом и Т. Шванном в 1839 г.

Развитие знаний о клетке.

В начале XIX в. ботаник М. Шлейден, обобщив наблюдения своих предшественников, пришёл к выводу, что все растения состоят из клеток. Зоолог Т. Шванн обнаружил сходство растительных и животных клеток и в 1839 г. сформулировал клеточную теорию .

В основу клеточной теории легли работы многих исследователей, искавших элементарную структурную единицу живого. Созданию и развитию клеточной теории способствовало возникновение в XVI в. и дальнейшее развитие микроскопии .

Вот основные события, которые стали предшественниками создания клеточной теории:
— 1590 г. — создание первого микроскопа (братья Янсен);
— 1665 г. Роберт Гук — первое описание микроскопической структуры пробки ветки бузины (на самом деле это были клеточные стенки, но Гук ввел название «клетка»);
— 1695 г. — публикация Антония Левенгука о микробах и других микроскопических организмах, увиденных им в микроскоп;
— 1833 г. Р. Броун описал ядро растительной клетки;
— 1839 г. М. Шлейден и Т. Шванн открыли ядрышко.

Клеточная теория развивалась благодаря новым открытиям. В 1880 г. Уолтер Флемминг описал хромосомы и процессы, происходящие в митозе. С 1903 г. стала развиваться генетика. Начиная с 1930 г. стала бурно развиваться электронная микроскопия, что позволило ученым изучать тончайшее строение клеточных структур. XX век стал веком расцвета биологии и таких наук, как цитология, генетика, эмбриология, биохимия, биофизика. Без создания клеточной теории это развитие было бы невозможным.

Основные положения современной клеточной теории:

1. Все простые и сложные организмы состоят из клеток, способных к обмену с окружающей средой веществами, энергией, биологической информацией.
2. Клетка — элементарная структурная, функциональная и генетическая единица живого.
3. Клетка — элементарная единица размножения и развития живого.
4. В многоклеточных организмах клетки дифференцированы по строению и функциям. Они объединены в ткани, органы и системы органов.
5. Клетка представляет собой элементарную, открытую живую систему, способную к саморегуляции, самообновлению и воспроизведению.

Будучи во многом несовершенной, тем не менее клеточная теория доказала единство живой природы и дала мощный толчок к дальнейшим исследованиям и развитию цитологии как самостоятельной биологической науки. На нынешнем этапе наши знания о клетке обширны, но не всегда достаточны для понимания механизмов её функционирования.

Это конспект по теме . Выберите дальнейшие действия:

• Перейти к следующему конспекту:
• Посмотреть конспект: (6 класс)
• Посмотреть конспект: (7 класс)

Клеточная теория представляет собой научное обобщение, вывод, заключение, к которому пришли ученые в XIX веке. В ней можно выделить два ключевых положения:

Все живые организмы имеют клеточное строение. Вне клетки жизни нет.

Каждая новая клетка появляется только путем деления ранее существующей. Каждая клетка происходит от другой клетки.

Эти выводы были сделаны в разными учеными в разное время. Первое - Т. Шванном в 1839 году, второе - Р. Вирховым в 1855 г. Кроме них на становление клеточной теории оказали влияние другие исследователи.

В XVII веке был изобретен микроскоп. Р. Гук впервые увидел клетки растений. На протяжении полутора-двух веков ученые наблюдали клетки разных организмов, в том числе простейших. Постепенно приходило понимание важной роли внутреннего содержимого клеток, а не их стенок. Было открыто клеточное ядро.

Клетки, какими их увидел Р. Гук

В 30-х годах XIX века М. Шлейден изложил ряд особенностей клеточного строения растений. Пользуясь этими данными, а также своими исследованиями животных клеток, Т. Шванн сформулировал клеточную теорию, обобщив особенности клеточного строения на все живые организмы:

все организмы состоят из клеток,

клетка - наименьшая структурная единица живого,

многоклеточные организмы состоят из множества клеток;

рост организмов осуществляется путем возникновения новых клеток.

При этом Шлейден и Шванн ошибались по поводу способа возникновения новых клеток. Они полагали, что клетка появляется из неклеточного слизистого вещества, которое сначала формирует ядро, а потом вокруг него образуется цитоплазма и мембрана. Чуть позже исследования других ученых показали, что клетки появляются путем деления, и в 50-х годах XIX века Вирхов дополнил клеточную теорию положением, что каждая клетка может произойти только от другой клетки.

Современная клеточная теория

Современная клеточная теория дополняет и конкретизирует обобщения XIX. Согласно ей жизнь в ее структурной, функциональном и генетическом проявлении обеспечивается только клеткой . Клетка - это биологическая единица, которая способна осуществлять обмен веществ, превращать и использовать энергию, хранить и реализовывать биологическую информацию.

Клетка рассматривается как элементарная система, лежащая в основе строения, жизнедеятельности, размножения, роста и развития всех живых организмов.

Клетки всех организмов возникают путем деления предшествующих клеток. Процессы митоза и мейоза всех эукариот практически одинаковы, что говорит о единстве их происхождения. Все клетки одинаково редуплицируют ДНК, у них сходны механизмы биосинтеза белка, регуляции обмена веществ, сохранения, переноса и использования энергии.

Современная клеточная теория рассматривает многоклеточный организм не как механическую совокупность клеток (что было характерно для XIX века), а как целостную систему , обладающую новыми качествами за счет взаимодействия составляющих его клеток. При этом клетки многоклеточных организмов остаются их структурно-функциональными единицами, хотя отдельно существовать не могут (за исключением гамет, спор).

С момента обнаружения клеток, до того как было сформулировано современное положение клеточной теории, прошло почти 400 лет. Впервые клетку исследовал в 1665 г. естествоиспытатель из Англии Заметив на тонком срезе пробки ячеистые структуры, он дал им название клеток.

В свой примитивный микроскоп Гук еще не мог рассмотреть все особенности, но по мере совершенствования оптических приборов, появления методик окрашивания препаратов ученые все больше погружались в мир тонких цитологических структур.

Как появилась клеточная теория

Знаковое открытие, повлиявшее на дальнейший курс исследований и на современное положение клеточной теории, сделано в 30-х годах XIX века. Шотландец Р. Броун, изучая лист растения при помощи светового микроскопа, обнаружил в растительных клетках сходные округлые уплотнения, которые впоследствии назвал ядрами.

С этого момента появился важный признак для сопоставления между собой структурных единиц различных организмов, что стало основой выводов о единстве происхождения живого. Не зря даже современное положение клеточной теории содержит ссылку на данный вывод.

Вопрос о происхождении клеток был поставлен в 1838 году немецким ботаником Матиасом Шлейденом. Массово исследуя растительный материал, он отметил, что во всех живых растительных тканях присутствие ядер обязательно.

Его соотечественник зоолог Теодор Шванн сделал такие же выводы относительно тканей животных. Изучив работы Шлейдена и сопоставив множество растительных и животных клеток, он сделал заключение: несмотря на многообразие, все они имеют общий признак - оформленное ядро.

Клеточная теория Шванна и Шлейдена

Собрав воедино имеющиеся факты о клетке, Т. Шванн и М. Шлейден выдвинули главный постулат Он состоял в том, что все организмы (растения и животные) состоят из клеток, близких по строению.

В 1858 году было внесено еще одно дополнение в клеточную теорию. доказал, что организм растет за счет увеличения количества клеток путем деления исходных материнских. Нам это кажется очевидным, но для тех времен его открытие было весьма продвинутым и современным.

На тот момент современное положение клеточной теории Шванна в учебниках формулируется следующим образом:

1. Все ткани живых организмов имеют клеточное строение.
2. Клетки животных и растений образуются одним и тем же способом (делением клетки) и имеют сходное строение.
3. Организм состоит из групп клеток, каждая из них способна к самостоятельной жизнедеятельности.

Став одним из важнейших открытий XIX века, клеточная теория заложила основу представления о единстве происхождения и общности эволюционного развития живых организмов.

Дальнейшее развитие цитологических знаний

Совершенствование исследовательских методов и оборудования позволило ученым значительно углубить знания о строении и жизнедеятельности клеток:

• доказана связь структуры и функции как отдельных органелл, так и клеток в целом (специализация цитоструктур);
• каждая клетка в отдельности демонстрирует все свойства, присущие живым организмам (растет, размножается, обменивается веществом и энергией с окружающей средой, подвижна в той или иной степени, адаптируется к изменениям и др.);
• органеллы не могут по отдельности демонстрировать подобные свойства;
• у животных, грибов, растений обнаруживаются одинаковые по строению и функциям органеллы;
• все клетки в организме взаимосвязаны и работают слаженно, выполняя комплексные задачи.

Благодаря новым открытиям, положения теории Шванна и Шлейдена были уточнены и дополнены. Современный научный мир пользуется расширенными постулатами основополагающей теории в биологии.

В литературе можно встретить различное количество постулатов современной клеточной теории, наиболее полный вариант содержит пять пунктов:

1. Клетка является наименьшей (элементарной) живой системой, основой строения, размножения, развития и жизнедеятельности организмов. Неклеточные структуры не могут называться живыми.
2. Клетки появляются исключительно путем деления уже существующих.
3. Химический состав и строение структурных единиц всех живых организмов сходны.
4. Многоклеточный организм развивается и растет за счет деления одной/нескольких первоначальных клеток.
5. Сходное клеточное строение организмов, населяющих Землю, свидетельствует о едином источнике их происхождения.

Первоначальные и современные положения клеточной теории во многом перекликаются. Углубленные и расширенные постулаты отражают современный уровень знаний по вопросу строения, жизни и взаимодействия клеток.

В первой половине XIX века немецкий биолог Теодор Шванн сформулировал основные положения клеточной теории, которые до сих пор лежат в основе цитологии. Со временем теория дополнилась.

Авторы

У теории было несколько основоположников, работающих в области цитологии и изучающие различные клетки под микроскопом. Шванн объединил открытия коллег и накопившиеся научные знания и сформулировал тезисы, характеризующие клетку.

Рис. 1. Теодор Шванн.

Изучение клетки началось ещё с середины XVII века. Впервые клетку наблюдал натуралист Роберт Гук. Позднее различные клетки изучал и зарисовывал Антони ван Левенгук. Именно он впервые изобразил эритроциты, сперматозоиды, бактерии, некоторые простейшие.

Детальное изучение клетки и её состава началось с XIX века благодаря развитию оптики и созданию более совершенных микроскопов:

• В 1830 году возникла школа чешского биолога Яна Пуркинье. Он вместе со своими учениками разработал методы микроскопического изучения (окраска, просвет срезов) и описал клетки разных тканей животных.
• В 1831 году английский ботаник Роберт Броун рассмотрел и описал ядро клетки орхидеи.
• В 1839 году Шванн положил начало клеточной теории. Соавторами Шванна считаются ботаник Маттиас Шлейден и врач Рудольф Вирхов. Несмотря на то, что Шлейден ошибался насчёт размножения клетки (считал, что новые клетки появляются внутри клетки) и не признавал схожесть клеток животных и растений, он установил, что все растения имеют клеточное строение. Работа Шлейдена значительно повлияла на работу Шванна.
• В 1848 году простейшие признаны свободноживущими одноклеточными организмами.
• В 1858 году Вирхов выявил, что причина патологий кроется в клетках. Также он провозгласил принцип «клетка от клетки», что стало одним из положений клеточной теории.

Теория до сих пор имеет огромное значение для развития смежных биологических наук. Положения теории повлияли на знания в области генетики, медицины, цитологии и биологии в целом.

Положения

Говоря, кратко про основные положения современной клеточной теории, следует учитывать, что, несмотря на высокоразвитые современные технологии науки (электронные микроскопы, компьютерное моделирование и т.д.), суть теории Шванна не изменилась. Современные учёные до сих пор придерживаются пяти положений теории:

ТОП-2 статьи которые читают вместе с этой

• клетка - единица всего живого, вне клетки жизнь существовать не может (вирусы являются исключением);
• клетки растений, животных, грибов, бактерий схожи морфологически и физиологически;
• клетки осуществляют метаболизм и поддерживают гомеостаз организма;
• размножение клеток происходит исключительно делением - амитоз или бинарное деление свойственно прокариотам, митоз и мейоз - эукариотам;
• в многоклеточных организмах клетки специализированы и составляют ткани.

Рис. 2. Способы размножения клеток.

Развитие технологий и цитологии позволяет проникнуть в клеточные процессы, рассмотреть функции и состав органелл. Благодаря методам изучения известно, что каждая клетка включает четыре группы веществ:

• нуклеотиды;
• жирные кислоты;
• сахара;
• аминокислоты.

Вещества внутри клетки взаимодействуют, участвуют в метаболизме и поддерживают жизнь во всём организме.

Рис. 3. Схожесть разных клеток.

Клеточная теория является доказательством единства происхождения всех живых организмов и заложена в основу эволюционной теории. Положения клеточной теории подтверждают взаимосвязь всего органического мира на всех уровнях организации.

Что мы узнали?

Рассмотрели, какие положения содержит клеточная теория. Положения сформулировал немецкий биолог Теодор Шванн в 1839 году. Он объединил научные знания того времени и выявил, что клетка - морфологическая и физиологическая единица всего органического мира. Вне клетки невозможно существование жизни.

Тест по теме

Оценка доклада

Средняя оценка: 4.6 . Всего получено оценок: 97.

Наука, изучающая клетки, называется цитологией. Цитология исследует состав, строение, функции клеток у многоклеточных и одноклеточных организмов.

ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ КЛЕТКИ

Наука, исследующая клетку, ведет свою историю с середины 19 века, но корни ее уходят 17 века. Развитие знаний о клетке во многом связано с усовершенствованием технических устройств, позволяющих ее рассмотреть и изучить.

Первым таким устройством был простейший микроскоп, который появляется в конце 16 столетия в Голландии. Английский физик и ботаник Роберт Гук впервые применил микроскоп для исследования растительной и животной клетки. изучая срез, приготовленный из пробки и сердцевины бузины, Р. Гук заметил, что в состав их входит множество очень мелких образований, похожих по форме на ячейки пчелиных сот. Он дал название им «клетки».

Голландский исследователь Антонию ванн Левенгук усовершенствовал микроскоп. Что позволило ему увидеть живые клетки при увеличении в 270 раз. Он первым наблюдал простейших, эритроциты и сперматозоиды.

А в 1838 обобщая имеющиеся к тому времени сведения о клетке, немецкий ботаник Шлейден поставил вопрос о возникновении клеток в организме. Немецкий физиолог и цитолог Шванн, основываясь на работах Шлейдена, в 1839 изложил основы клеточной теории:

1. Все ткани состоят из клеток

2. Клетки растений и животных имеют общий принцип строения, так как образуются одинаковым способом

3. Все клетки самостоятельны, а любой организм – это совокупность отдельных групп клеток

С введением в цитологию современных физиологических и химических методов исследования стало возможным изучить структуру и функционирование различных компонентов клетки и дополнить клеточную теорию новыми положениями.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЕ КЛЕТОЧНОЙ ТЕОРИИ

Клетка – это элементарная живая система. Основа строения, жизнедеятельности, размножения и индивидуального развития прокариот и эукариот. Вне клетки жизни нет.

Новые клетки возникают только путем деления ранее существующих клеток.

Клетки всех организмов сходны по строению и химическому составу.

Рост и развитие многоклеточного организма – следствие роста и размножения одной или нескольких исходных клеток.

Клеточное строение организмов – свидетельство того, что все живое на Земле имеет единое происхождение.

Наука, изучающая строение, функции и эволюцию клеток, наз. цитологией.

Клетка – элементарная единица жизни на Земле. Она обладает всеми признаками живого организма: растет, размножается, обменивается с окружающей средой веществами и энергией, реагирует на внешние раздражители.

История изучения клетки неразрывно связана с развитием микроскопической техники и методов исследования. Изобретение микроскопа привело к углубленному изучению органического мира.

Р. Гук в 1665 году впервые описал строение коры пробкового дуба и стебля растений и ввел в науку термин «клетка» для обозначения ячеек, из которых они состоят.

М. Мальпиги и Н. Грю описали микроструктуру некоторых органов растений, причем последний ввел в науку термин «ткань» для обозначения совокупности однородных клеток.

А Левенгук в период 1676 – 1719 открыл красные кровяные тельца, некоторых простейших животных, мужские половые клетки.

Антонии Левенгук (1632 – 1723) – голландский купец, который завоевал славу ученого, подарив науке величайшие открытия. Из животных тканей Левенгук впервые увидел и точно описал строение сердечной мышцы.

Крупнейший вклад в изучение растительных и животных клеток внес Иоганн Мюллер (1801 – 1858).

Р. Броун в 1831 г. открыл в клеточном соке ядро – важнейшую составную часть клетки.

Русский ученый П.Ф. Горянинов в 1834 году отметил в своих исследованиях, что все животные и растения состоят из соединенных между собой клеток, которые он называл пузырьками, то есть высказывал мнение об общем плане строения растений и животных.

К середине 19 века немецкие ученые Т. Шванн и М. Шлейден , обобщив сведения, полученные многими исследователями, сформулировали клеточную теорию , одну из основных в современной биологии.

М. Шлейден и Т. Шванн ошибочно полагали, что клетки могут самостоятельно зарождаться в жидкостях или во множестве рождаться внутри старых клеток.

Немецкий биолог и врач Р. Вирхов доказал, что клетки способны делится, и предложил следующее дополнение к клеточной теории:

1. Все клетки образуются из клетки. Таким образом, клетка – элементарная единица живого, лежащая в основе строения, развития и размножения всех живых организмов.

Благодаря сделанным открытиям и созданию клеточной тории сформировалось представление о материальном единстве живой и неживой природы, единстве органического мира.

Основной метод изучения клетки – использование микроскопа светового или электронного. Для изучения химического состава органоидов клетки используется метод дифферециального центрифугирования. Для определения пространственного расположения и физических свойств молекул, входящих в состав клеточных структур, используют метод рентгеноструктурного анализа.

Методы цито- и гистохимии основанные на избирательном действии растворов и красителей на определенные химические вещества цитоплазмы, позволяет изучить химический состав и выявить локализацию отдельных химических веществ в клетке.

Кино – и фотосъемки позволяют изучить процессы жизнедеятельности клеток, например деление.