Клеточная теория — одно из общепризнанных биологических обобщений, утверждающих единство принципа строения и развития мира растений и мира животных, в котором клетка рассматривается в качестве общего структурного элемента растительных и животных организмов.
Клеточная теория строения организмов была сформирована в 1839 году немецкими зоологами Т. Шванном и М. Шлейденом и включала в себя три положения. В 1858 году Рудольф Вирхов дополнил её ещё одним положением, однако в его идеях присутствовал ряд ошибок: так, он предполагал, что клетки слабо связаны друг с другом и существуют каждая «сама по себе». Лишь позднее удалось доказать целостность клеточной системы.
В 1878 году русским учёным И.Д. Чистяковым открыт митоз в растительных клетках. А в 1878 году В.А. Флемминг и П.И. Перемежко обнаруживают митоз у животных. В 1882 году В. Флемминг наблюдает мейоз у животных клеток, а в 1888 году Э. Страсбургер — у растительных.
Клеточная теория является одной из основополагающих идей современной биологии, она стала неопровержимым доказательством единства всего живого и фундаментом для развития таких дисциплин, как эмбриология, гистология и физиология. Основные положения клеточной теории содержат такие утверждения:
- Клетка — элементарная единица строения, функционирования, размножения и развития всех живых организмов, вне клетки нет жизни.
- Клетка — целостная система, содержащая большое количество связанных друг с другом элементов — органелл.
- Клетки различных организмов похожи (гомологичны) по строению и основным свойствам и имеют общее происхождение.
- Увеличение количества клеток происходит путем их деления, после репликации их ДНК: клетка — от клетки.
- Многоклеточный организм — это новая система, сложный ансамбль из большого количества клеток, объединенных и интегрированных в системы тканей и органов, связанных между собой с помощью химических факторов: гуморальных и нервных.
- Клетки многоклеточных организмов тотипотентны — любая клетка многоклеточного организма обладает одинаковым полным фондом генетического материала этого организма, всеми возможными потенциями для проявления этого материала, — но отличаются по уровню экспрессии (работы) отдельных генов, что приводит к их морфологическому и функциональному разнообразию — дифференцировке.
Каждая клетка содержит множество химических элементов, участвующих в различных химических реакциях. Химические процессы, протекающие в клетке, — одно из основных условий её жизни, развития и функционирования . Одних химических элементов в клетке больше, других — меньше.
На атомарном уровне различий между органическим и неорганическим миром живой природы нет: живые организмы состоят из тех же атомов, что и тела неживой природы. Однако соотношение разных химических элементов в живых организмах и в земной коре сильно различается. Кроме того, живые организмы могут отличаться от окружающей их среды по изотопному составу химических элементов.
Химический состав клетки
1 группа (до 98 %) (органогены):
- углерод;
- водород;
- кислород;
- азот;
- Ффосфор.
2 группа (1,5—2 %) (макроэлементы):
- калий;
- натрий;
- кальций;
- магний4
- хлор;
- железо.
3 группа (>0,01 %) (микроэлементы):
- цинк;
- марганец;
- медь;
- фтор;
- кобальт;
- молибден.
4 группа (>0,00001 %) (ультрамикроэлементы):
- уран;
- радий;
- золото.
Что такое изопрен
Изопрен (2-метилбутадиен-1,3) - непредельный углеводород алифатического ряда, представляющий собой бесцветную летучую жидкость с характерным запахом. Формула изопрена: CH2=C(CH3)-CH=CH2. Он был впервые получен сухой перегонкой натурального каучука. Синтетически изопрен был получен в 1894 г.
Когда не пишется разделительный Ь
Правописание ъ и ь А. Употребление разделительного ъ. 1. Разделительный ъ пишется:1) перед буквами е, ё, ю, я после приставки, оканчивающейся на согласную: въезд, подъем, предъюбилейный, межъядерный;2) перед буквами е, ё, ю, я в иноязычных словах, в которых имеется приставка, оканчивающаяся на согласную (аб-, ад-, диз
Где в Интернете найти интерактивную карту станций переливания крови
Служба крови — это структура, объединяющая по всей стране медицинские учреждения (или их структурные подразделения), основным видом деятельности которых является заготовка, переработка, хранение и обеспечение безопасности донорской крови и ее компонентов. Является связующим элементом между донором и пациентом, нуждающимся в переливании крови. Ссылка на официальный
Какова протяженность хайфского метро
Ответ на вопрос о том, какой метрополитен самый большой в мире, зависит от того, по какому параметру сравнивать: по числу станций самый большой в мире метрополитен является Нью-Йоркский (468 станций); по протяженности маршрутов — Шанхайский (432 км); по пассажиропотоку — Токийский (3,2 млрд. пассажиров в год). Для сравнения
Где Опера хранит все заметки
Все пароли Опера хранит в файле wand.dat, который находится в директории: C:Documents and SettingsИмя пользователяApplication DataOperaOpera (если Windows XP); C:UsersИмя пользователяAppDataRoamingOperaOpera (если Win
Почему так тяжело освоить тему «дроби»
Что такое дробь в математике? Дробь - число, составленное из одной или нескольких равных долей единицы. Это — само определение дроби. А более подробно ответ на вопрос «что такое дробь» (а также что такое «единица» в определении дроби) представлен ниже н
Чем измеряют уровень радиации
Эти дозиметры нового поколения уже стали сенсацией этого года!Радиоактивностью называют неустойчивость ядер некоторых атомов, которая проявляется в их способности к самопроизвольному превращению (по-научному — распаду), что сопровождается выходом ионизирующего излучения — радиации. Энергия такого излучения достаточно велика, поэтому она способна воздействовать на
Как приготовить маринады для шашлыка
1. Маринад из минеральной воды Порезанное мясо нужно залить газированной минеральной водой (питьевой или лечебной) так, чтобы ей было покрыто все мясо. Добавить мелко нарезанный или измельченный в блендере репчатый лук (чем больше, тем лучше). Перемешать и оставить в холодильнике как минимум на 4 часа, максимум - на сутки. За 10 минут до начала приготовления
На каком языке был написан Ветхий Завет
Ветхий Завет — одна из двух (наряду с Новым Заветом) составная часть христианской Библии, содержащая в себе основы вероучения, принципы религиозной жизни и сведения об истории человечества в целом и еврейского народа в частности; общий священный текст иудаизма и христианства. В период с III в. до н.э. по I в. н.э. Ветхий Завет был переведён на древнегреч
Какова история обоев
История обоев началась в Китае, ранее 200 года до нашей эры. Как раз в то время в Китае придумали рисовую бумагу и стали оклеивать ею стены жилищ. Китайские мастера хранили секрет производства бумаги почти 500 лет. Только в 6 веке о нем узнали японцы, а после сражения при Самарканде (751 г.) способ изготовления бумажных листов китайские пленники рассказали арабам
Что такое семантика
Семантика (от др.-греч. «обозначающий») — раздел языкознания, изучающий значение единиц языка. В качестве инструмента изучения применяют семантический анализ. В конце XIX — начале XX века семантика часто называлась также семасиологией (от др.-греч. «знак»
Предпосылками создания клеточной теории были изобретение и усовершенствование микроскопа и открытие клеток (1665 г., Р. Гук – при изучении среза коры пробкового дерева, бузины и др.). Работы известных микроскопистов: М. Мальпиги, Н. Грю, А. ван Левенгука – позволили увидеть клетки растительных организмов. А. ван Левенгук обнаружил в водеоднокле-точные организмы. Сначала изучалось клеточное ядро. Р. Браун описал ядро растительной клетки. Я. Э. Пуркине ввел понятие протоплазмы – жидкого студенистого клеточного содержимого.
Немецкий ботаник М. Шлейден первым пришел к выводу, что в любой клетке есть ядро. Основателем КТ считается немецкий биолог Т. Шванн (совместно с М. Шлейденом), который в 1839 г. опубликовал труд «Микроскопические исследования о соответствии в структуре и росте животных и растений». Его положения:
1) клетка – главная структурная единица всех живых организмов (как животных, так и растительных);
2) если в каком-либо образовании, видимом под микроскопом, есть ядро, то его можно считать клеткой;
3) процесс образования новых клеток обусловливает рост, развитие, дифференцировку растительных и животных клеток.
Дополнения в клеточную теорию внес немецкий ученый Р. Вирхов, который в 1858 г. опубликовал свой труд «Целлюлярная патология». Он доказал, что дочерние клетки образуются путем деления материнских клеток: каждая клетка из клетки. В конце XIX в. были обнаружены митохондрии, комплекс Гольджи, пластиды в растительных клетках. После окрашивания делящихся клеток специальными красителями были обнаружены хромосомы. Современные положения КТ
1. Клетка – основная единица строения и развития всех живых организмов, является наименьшей структурной единицей живого.
2. Клетки всех организмов (как одно-, так и многоклеточных) сходны по химическому составу, строению, основным проявлениям обмена веществ и жизнедеятельности.
3. Размножение клеток происходит путем их деления (каждая новая клетка образуется при делении материнской клетки); в сложных многоклеточных организмах клетки имеют различные формы и специализированы в соответствии с выполняемыми функциями. Сходные клетки образуют ткани; из тканей состоят органы, которые образуют системы органов, они тесно взаимосвязаны и подчинены нервным и гуморальным механизмам регуляции (у высших организмов).
Значение клеточной теории
Отало ясно, что клетка – важнейшая составляющая часть живых организмов, их главный морфофизиоло-гический компонент. Клетка – это основа многоклеточного организма, место протекания биохимических и физиологических процессов в организме. На клеточном уровне в конечном итоге происходят все биологические процессы. Клеточная теория позволила сделать вывод о сходстве химического состава всех клеток, общем плане их строения, что подтверждает филогенетическое единство всего живого мира.
2. Жизнь. Свойства живой материи
Жизнь – это макромолекулярная открытая система, которой свойственны иерархическая организация, способность к самовоспроизведению, самосохранению и саморегуляции, обмен веществ, тонко регулируемый поток энергии.
Свойства живых структур:
1) самообновление. Основу обмена веществ составляют сбалансированные и четко взаимосвязанные процессы ассимиляции (анаболизм, синтез, образование новых веществ) и диссимиляции (катаболизм, распад);
2) самовоспроизведение. В связи с этим живые структуры постоянно воспроизводятся и обновляются, не теряя при этом сходства с предыдущими поколениями. Нуклеиновые кислоты способны хранить, передавать и воспроизводить наследственную информацию, а также реализовывать ее через синтез белков. Информация, хранимая на ДНК, переносится на молекулу белка с помощью молекул РНК;
3) саморегуляция. Базируется на совокупности потоков вещества, энергии и информации через живой организм;
4) раздражимость. Связана с передачей информации извне в любую биологическую систему и отражает реакцию этой системы на внешний раздражитель. Благодаря раздражимости живые организмы способны избирательно реагировать на условия внешней среды и извлекать из нее только необходимое для своего существования;
5) поддержание гомеостаза – относительного динамического постоянства внутренней среды организма, физико-химических параметров существования системы;
6) структурная организация – упорядоченность, живой системы, обнаруживается при исследовании – биогеоценозов;
7) адаптация – способность живого организма постоянно приспосабливаться к изменяющимся условиям существования в окружающей среде;
8) репродукция (воспроизведение). Так как жизнь существует в виде отдельных живых системы, а существование каждой такой системы строго ограничено во времени, поддержание жизни на Земле связано с репродукцией живых систем;
9) наследственность. Обеспечивает преемственность между поколениями организмов (на основе потоков информации). Благодаря наследственности из поколения в поколение передаются признаки, которые обеспечивают приспособление к среде обитания;
10) изменчивость – за счет изменчивости живая система приобретает признаки, ранее ей несвойственные. В первую очередьизменчивостьсвязанасошиб-ками при репродукции: изменения в структуре нуклеиновых кислот приводят к появлению новой наследственной информации;
11) индивидуальное развитие (процесс онтогенеза) – воплощение исходной генетической информации, заложенной в структуре молекул ДНК, в рабочие структуры организма. В ходе этого процесса проявляется такое свойство, как способность к росту, что выражается в увеличении массы тела и его размеров;
12) филогенетическое развитие. Базируется на прогрессивном размножении, наследственности, борьбе за существование и отборе. В результате эволюции появилось, огромное количество видов;
13) дискретность (прерывистость) и в то же время целостность. Жизнь представлена совокупностью отдельных организмов, или особей. Каждый организм, в свою очередь, также дискретен, поскольку состоит из совокупности органов, тканей и клеток.
Конец XIX века – возникновение цитологии
1665 – англ. Роберт Гук, рассматривая срез пробки, увидел целлюлозные оболочки и ввел термин «клетка».
1838 – 1839 – М.Шлейден и Т. Шванн предложили клеточную теорию.
Клеточная теория
Все организмы состоят из клеток.
Все клетки развиваются по единому плану.
Свойства многоклеточного организма сводятся к арифметической сумме свойств тех клеток, которые его слагают.
Современная клеточная теория
Жизнь существует только в форме клеток.
В основе непрерывности жизни лежит клетка.
Принцип комплиментарности (связь между структурой и функцией).
11. Биологическая мембрана, молекулярная организация и функции. Транспорт веществ через мембрану (модели транспорта).
Клетка – система мембран, отграничивающих участки внутриклеточного пространства. Мембраны участвуют в разных процессах. Мембраны нервных клеток – генерация нервного импульса, мембраны ЖКТ – всасывание и переваривание пищи, клеточные мембраны скелетных мышц и клеток миокарда – расслабление и сокращение, мембраны клеток органов чувств – преобразование одного вида раздражения в другой. Белки природных мембран плохо растворимы в воде, образуют комплексы с липидами. Функции: рецепторная, структурная, транспортная, каталитическая (большинство белков – ферменты – иммуноглобулины – белки с наибольшей активностью). Жидкостно-мозаическап модель строения мембраны (бислой липидов, белки – периферические, погруженные, интегральные). Транспорт веществ не всегда происходит путем диффузии или градиента. Существуют транспортные белки.
АТФ---АДФ+Ф
Активный транспорт – перенос веществ через мембрану с затратой АТФ и при участии транспортных белков. Активный сопряженный транспорт (одни и те же белки – несколько веществ). Могут быть 2 периферических белка, могут идти вещества по каналу, 2-3 переносчика, транспорт может быть несопряженным. Бывает экзцитоз (пиноцитоз и фагоцитоз). Существование обменной диффузии (при помощи градиента концентрации),
В эукариотических клетках эндоплазматическая мембрана составляет единое целое с внутриклеточными мембранами (цитоплазматические мембраны).
Мембранный транспорт - транспорт веществ сквозь клеточную мембрану в клетку или из клетки, осуществляемый с помощью различных механизмов - простой диффузии, облегченной диффузии и активного транспорта.
Важнейшее свойство биологической мембраны состоит в ее способности пропускать в клетку и из нее различные вещества.Это имеет большое значение для саморегуляции и поддержания постоянного состава клетки. Такая функция клеточной мембраны выполняется благодаря избирательной проницаемости , т.е. способностью пропускать одни вещества и не пропускать другие.
Легче всего проходят через липидный бислой неполярные молекулы с малой молекулярной массой (кислород, азот, бензол). Достаточно быстро проникают сквозь липидный бислой такие мелкие полярные молекулы, как углекислый газ, оксид азота, вода, мочевина. С заметной скоростью проходят через липидный бислой этанол и глицерин, а также стероиды и тиреоидные гормоны. Для более крупных полярных молекул (глюкоза, аминокислоты), а также для ионов липидный бислой практически непроницаем, так как его внутрення часть гидрофобна. Так, для воды коэффициент проницаемости (см/с) составляет около 10 -2 , для глицерина - 10 -5 , для глюкозы - 10 -7 , а для одновалентных ионов - меньше 10 -10 .
Перенос крупных полярных молекул и ионов происходит благодаря белкам-каналам или белкам-переносчикам. Так, в мембранах клеток существуют каналы для ионов натрия, калия и хлора, в мембранах многих клеток - водные каналы аквапорины, а также белки-переносчики для глюкозы, разных групп аминокислот и многих ионов.