Понятие о клетке - структурной и функциональной единице живой материи.
Идея о том, что все организмы построены из клеток, стала важнейшим теоретическим достижением в биологии, поскольку она создала единую основу для изучения всех живых существ, на каком бы уровне развития они не находились.
Оказалось, что даже наиболее отдаленные в эволюционном развитии организмы весьма схожи по строению и биохимическим свойствам. В этом сходстве улавливается отзвук длительной эволюции, которая связывает современные организмы с первыми клеточными структурами, возникшими на Земле миллиарды лет назад.
2. Основные вехи в истории изучения клеток, которые привели к созданию клеточной теории
1665—Роберт Гук, английский ученый, секретарь Лондонского королевского общества в сочинении «Микрография или некоторые описания мельчайших тел, сделанные посредством увеличительных стекол» дал описания замкнутых пустот, которые он увидел в тонких срезах пробки, сердцевины бузины, камыша, репейника, укропа и стеблей других растений. Этим структурам ученый дал название «клетка». С этого времени микроскоп стал инструментом научных исследований в биологии.
1671—Марчелло Мальпиги и Неемия Грю подтвердили наблюдения Гука и показали, что разнообразные части растений состоят из «пузырьков» и «мешочков». Грю ввел понятие «ткань».
1680—Антон ван Левенгук открыл мир одноклеточных организмов и впервые увидел эритроциты.
1830—Ян Пуркиня с учениками разработали методы микроскопической техники (изобретение микротома и изготовление на нем тонких срезов, окраска и просветление срезов), что позволило им описать клетки различных тканей животных. Благодаря этим исследованиям главной структурой клетки стало считаться ее содержимое, а не оболочка, как было принято считать раньше. Для обозначения внутреннего содержимого клетки введен термин «протоплазма».
1831—Роберт Броун в наблюдениях над орхидеями описал ядро растительной клетки как ее постоянный компонент.
1838—Маттиас Шлейден сформулировал вывод о том, что клетка является основной структурой растительных организмов.
1839—Теодор Шванн опубликовал сочинение на тему «Микроскопические исследования о соответствии в структуре и росте животных и растений, сформулировав важнейшую суть клеточной теории—клеточное строение присуще всем живым организмам.
1858—Рудольф Вирхов, врач и патологоанатом в книге «Целлюларная патология показал, что причину патологических изменений в организме следует искать в клетке. Он обратил внимание на ведущую роль ядра и объяснил принцип образования клеток путем деления. Именно ему принадлежит ставший крылатым постулат «omnis cellula a cellula», т.е. каждая клетка от клетки, что явилось важным дополнением клеточной теории.
Важнейшие положения клеточной теории
1. Клетка—элементарная единица живого. Клетка—это элементарная живая система, способная к самостоятельному существованию, самовоспроизведению и развитию, основа строения и жизнедеятельности всех живых организмов.
2. При всем разнообразии клетки обладают гомологичностью, им свойственно общее происхождение, сходство химического состава, единый генетический код.
3. Клетка от клетки. Клетки образуются в процессе деления материнских клеток.
4. Интеграция клеток в многоклеточном организме. В процессе индивидуального (онтогенез) и исторического развития (филогенез) многоклеточных организмов происходит образование комплексов клеток, в пределах которых клетки специализируются на выполнение определенных функций, приобретая при этом новые эмерджентные свойства.
3. Сходство и разнообразие клеток
Сходство клеток заключается в том, что в общих чертах каждая живая клетка состоит из одних и тех же компонентов:
· От внешней среды клетка отграничена плазматической мембраной (плазмалеммой), которую обычно называют клеточной мембраной, а внутреннее пространство клетки заполнено протопластом, состоящим из ряда органоидов, помещенных в более или менее однородное по составу и консистенции вещество.
· Каждая живая клетка содержит ДНК, в которой закодирована генетическая информация, чем обеспечивается одно из важнейших свойств живого- способность к размножению и воспроизведению себе подобных.
· Поразительно, что генетический код универсален для всех организмов.
В то же время, в мире живых организмов известно множество различных типов клеток, отличающихся деталями строения и выполняемыми функциями. Сохраняя единый план строения, разные группы организмов отличаются специфическими особенностями строения своих клеток. Примеры строения клеток животных, растений, бактерий и грибов с кратким обозначением специфических особенностей.
Общий план строения растительной клетки (схема)