Поняття клітини

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Реферат з біології

«Поняття клітини»

Виконала студентка групи № 14

Технологічного коледжу № 14

Жестянкіна Лена

Москва 2010

Зміст

Введення

Орієнтовна історія клітини

Будова клітин

Клітинна теорія

Історія розвитку понять про клітині

Висновок

Введення

Всі живі істоти складаються з клітин - маленьких, оточених мембраною порожнин, заповнених концентрованим водним розчином хімічних речовин. Клітина - елементарна одиниця будови і життєдіяльності всіх живих організмів (крім вірусів, про які нерідко говорять як про неклітинних формах життя), що володіє власним обміном речовин, здатна до самостійного існування, самовідтворення і розвитку. Всі живі організми або, як багатоклітинні тварини, рослини і гриби, складаються з багатьох клітин, або, як багато найпростіші і бактерії, є одноклітинними організмами. Розділ біології, що займається вивченням будови і життєдіяльності клітин, отримав назву цитології. Вважається, що всі організми і всі складові їх клітини відбулися еволюційним шляхом від загальної преДНКовой клітини. Два основних процесу еволюції - це:

  1. випадкові зміни генетичної інформації, що передається від організму до його нащадкам;

  2. відбір генетичної інформації, що сприяє виживанню і розмноженню своїх носіїв.

Еволюційна теорія є центральним принципом біології, що дозволяє нам осмислити приголомшливе розмаїття живого світу.

Природно, в еволюційному підході є свої небезпеки: великі прогалини в наших знаннях ми заповнюємо міркуваннями, деталі яких можуть бути помилковими.

Але, що ще більш важливо, кожен сучасний організм містить інформацію про ознаки живих організмів у минулому. Зокрема, існуючі нині біологічні молекули дозволяє судити про еволюційний шлях, демонструючи фундаментальне схожість між найбільш далекими живими організмами та виявляючи деякі відмінності між ними.

Орієнтовна історія клітини

Спочатку під дією різних природних факторів (тепло, ультрафіолетове випромінювання, електричні розряди) з'явилися перші органічні сполуки, які послужили матеріалом для побудови живих клітин.

Ключовим моментом в історії розвитку життя мабуть стало поява перших молекул-реплікаторів. Реплікатор - це своєрідна молекула, яка є каталізатором для синтезу своїх власних копій або матриць, що є примітивним аналогом розмноження у тваринному світі. З найбільш поширених в даний час молекул, реплікатора є ДНК і РНК. Наприклад, молекула ДНК, вміщена у склянку з необхідними компонентами, мимовільно починає створювати свої власні копії (хоча і значно повільніше, ніж у клітці під дією спеціальних ферментів).

Поява молекул-реплікаторів запустило механізм хімічної (добіологіческой) еволюції. Першим суб'єктом еволюції були швидше за все примітивні, що складаються всього з декількох нуклеотидів, молекули РНК. Для цієї стадії характерні (хоча і в дуже примітивізованого вигляді) всі основні риси біологічної еволюції: розмноження, мутації, смерть, боротьба за виживання і природний добір.

Хімічної еволюції сприяв той факт, що РНК є універсальною молекулою. Крім того, що вона є реплікатором (тобто носієм спадкової інформації), вона може виконувати функції ферментів (наприклад, ферментів, що прискорюють реплікацію, або ферментів, що розкладають конкуруючі молекули).

У якийсь момент еволюції виникли РНК-ферменти, що каталізують синтез молекул ліпідів (тобто жирів). Молекули ліпідів мають однією чудовою властивістю: вони полярні і мають лінійну структуру, причому товщина одного з кінців молекули більше, ніж в іншого. Тому молекули ліпідів у суспензії мимовільно збираються в оболонки, близькі за формою до сферичним. Так що РНК, що синтезують ліпіди, отримали можливість оточувати себе ліпідної оболонкою, значно поліпшену стійкість РНК до зовнішніх чинників.

Поступове збільшення довжини РНК призводило до появи багатофункціональних РНК, окремі фрагменти яких виконували різні функції.

Перші поділу клітин відбувалися, мабуть, під дією зовнішніх факторів. Синтез ліпідів всередині клітини приводив до збільшення її розмірів і до втрати міцності, так що більша аморфна оболонка поділялася на частини під дією механічних впливів. Надалі виник фермент, що регулює цей процес.

Будова клітин

Усі клітинні форми життя на землі можна розділити на два надцарства на підставі будови складових їх клітин - прокаріоти (доядерние) і еукаріоти (ядерні). Прокаріотичні клітини - простіші за будовою, мабуть, вони виникли в процесі еволюції раніше. Еукаріотичні клітини - більш складні, виникли пізніше. Клітини, що складають тіло людини, є еукаріотичних.

Незважаючи на різноманіття форм, організація клітин усіх живих організмів підпорядкована єдиним структурним принципам.

Живе вміст клітини - протопласт - відокремлено від навколишнього середовища плазматичною мембраною, або плазмалеммой. Усередині клітина заповнена цитоплазмою, в якій розташовані різні органели та клітинні включення, а також генетичний матеріал у вигляді молекули ДНК. Кожен з органоїдів клітини виконує свою особливу функцію, а в сукупності всі вони визначають життєдіяльність клітини в цілому.

Прокаріотична клітина

Будова типовою клітини прокаріотів: капсула, клітинна стінка, плазмалемма, цитоплазма, рибосоми, плазміда, пили, джгутик, нуклеоїд.

— перед, до и греч. κάρ ον — ядро, орех) — организмы, не обладающие, в отличие от эукариот, оформленным клеточным ядром и другими внутренними мембранными органоидами (за исключением плоских цистерн у фотосинтезирующих видов, например, у цианобактерий). Прокаріоти (від лат. Pro ​​- перед, до і грец. Κάρ ον - ядро, горіх) - організми, що не володіють, на відміну від еукаріот, оформленим клітинним ядром та іншими внутрішніми мембранними органоидами (за винятком плоских цистерн у фотосинтезуючих видів, наприклад , у ціанобактерій). Єдина велика кільцева (у деяких видів - лінійна) дволанцюжкова молекула ДНК, в якій міститься основна частина генетичного матеріалу клітини (так званий нуклеоїд) не утворює комплексу з білками-гістонами (так званого хроматину). До прокаріотів належать бактерії, в тому числі ціанобактерії (синьо-зелені водорості), і археї. Нащадками прокаріотичних клітин є органели еукаріотичних клітин - мітохондрії і пластиди.

Клітині

— хорошо, полностью и κάρ ον — ядро, орех) — организмы, обладающие, в отличие от прокариот, оформленным клеточным ядром, отграниченным от цитоплазмы ядерной оболочкой. Еукаріоти (евкаріот) (від грец. Ευ - добре, повністю і κάρ ον - ядро, горіх) - організми, які мають, на відміну від прокаріотів, оформленим клітинним ядром, відмежованим від цитоплазми ядерною оболонкою. Генетичний матеріал укладений у кількох лінійних двохланцюжкової молекулах ДНК (у залежності від виду організмів їх число на ядро може коливатися від двох до кількох сотень), прикріплених зсередини до мембрани клітинного ядра й утворюють у переважної більшості (крім дінофлагеллят) комплекс з білками-гістонами, званий хроматином. У клітинах еукаріотів є система внутрішніх мембран, що, крім ядра, низку інших органоїдів (ендоплазматична мережа, апарат Гольджі та ін.) Крім того, у переважної більшості є постійні внутрішньоклітинні симбіонти - прокаріоти - мітохондрії, а у водоростей і рослин - також і пластиди.

Тваринна клітина

Клітинна теорія

Клітини епітелію.

Клітинна теорія - одне із загальновизнаних біологічних узагальнень, які стверджують єдність принципу будови і розвитку світу рослин, тварин і інших живих організмів з клітинною будовою, в якому клітина розглядається в якості загального структурного елементу живих організмів.

Загальні відомості

Клітинна теорія - основоположна для загальної біології теорія, сформульована у середині XIX століття, що надала базу для розуміння закономірностей живого світу і для розвитку еволюційного вчення. Матіас Шлейден і Теодор Шванн сформулювали клітинну теорію, грунтуючись на безлічі досліджень про клітині (1838). Рудольф Вірхов пізніше (1858) доповнив її найважливішим положенням (всяка клітина з клітини).

Шлейден і Шванн, узагальнивши наявні знання про клітині, довели, що клітина є основною одиницею будь-якого організму. Клітини тварин, рослин та бактерії мають схожу будову. Пізніше ці висновки стали основою для доказу єдності організмів. Т. Шванн і М. Шлейден ввели в науку основне уявлення про клітині: поза клітинами немає життя.

Основні положення клітинної теорії:

1) Клітина - елементарна одиниця живого, основна одиниця будови, функціонування, розмноження та розвитку всіх живих організмів.

1.1) Про віруси (1898г.): поза клітини життю немає.

2) Клітки всіх одноклітинних і багатоклітинних організмів мають спільне походження і подібні за своєю будовою і хімічним складом, основним проявам життєдіяльності і обміну речовин.

3) Розмноження клітин відбувається шляхом їх розподілу. Нові клітини завжди виникають з попередніх клітин.

4) Клітина - це одиниця розвитку живого організму.

Додаткові положення клітинної теорії

Для приведення клітинної теорії в більш повну відповідність з даними сучасної клітинної біології список її положень часто доповнюють і розширюють. У багатьох джерелах ці додаткові положення різняться, їх набір досить довільний.

  1. Клітини прокаріотів і еукаріотів є системами різного рівня складності і не повністю гомологічних один одному.

  2. В основі поділу клітини і розмноження організмів лежить копіювання спадкової інформації - молекул нуклеїнових кислот ("кожна молекула з молекули"). Положення про генетичну безперервності відноситься не тільки до клітини в цілому, але й до деяких з її більш дрібних компонентів - до мітохондрій, хлоропластам, генам і хромосомами.

  3. Багатоклітинні організми представляє собою нову систему, складний ансамбль з багатьох клітин, об'єднаних та інтегрованих у системі тканин і органів, пов'язаних один з одним за допомогою хімічних факторів, гуморальних і нервових (молекулярна регулювання).

  4. Клітини багатоклітинних володіють генетичними потенціями всіх клітин даного організму, рівнозначні по генетичній інформації, але відрізняються один від одного різної роботою різних генів, що призводить до їх морфологічному і функціональному різноманітності - до диференціювання.

Історія розвитку понять про клітині

XVII століття

1665 - англійський фізик Р. Гук у роботі «Мікрографія» описує будову пробки, на тонких зрізах якої він знайшов правильно розташовані порожнечі. Ці порожнечі Гук назвав «порами, або клітинами». Наявність подібної структури було відомо йому і в деяких інших частинах рослин.

1670-ті роки - італійський медик і натураліст М. Мальпігі і англійський натураліст М. Грю описали різні органи рослин «мішечки, або бульбашки» і показали широке поширення у рослин клітинної будови. Клітини зображував на своїх малюнках голландський мікроскопісту А. Левенгук. Він же першим відкрив світ одноклітинних організмів - описав бактерії і інфузорії.

Дослідники XVII століття, що показали поширеність «клітинної будови» рослин, не оцінили значення відкриття клітини. Вони представляли клітини як порожнеч в безперервній масі рослинних тканин. Грю розглядав стінки клітин як волокна, тому він ввів термін «тканина», за аналогією з текстильною тканиною. Дослідження мікроскопічної будови органів тварин носили випадковий характер і не дали будь-яких знань про їх клітинному будові.

XVIII століття

У XVIII столітті відбуваються перші спроби зіставлення мікроструктури клітин рослин і тварин. К.Ф. Вольф у роботі «Теорії зародження» (1759) намагається порівняти розвиток мікроскопічної будови рослин і тварин. За Вольфу, зародок, як у рослин, так і у тварин розвивається з бесструктурного речовини, в якому рухи створюють канали (судини) і порожнечі (клітини). Фактичні дані, що приводилися Вольфом, були ним помилково витлумачені і не додали нових знань до того, що було відомо мікроскопісту XVII століття. Однак його теоретичні уявлення значною мірою передбачили ідеї майбутньої клітинної теорії.

XIX століття

У першу чверть XIX століття відбувається значне поглиблення уявлень про клітинному будову рослин, що пов'язано з істотними поліпшеннями в конструкції мікроскопа (зокрема, створенням ахроматичних лінз).

Лінк і Молднхоуер встановлюють наявність у рослинних клітин самостійних стінок. З'ясовується, що клітина є якась морфологічно відособлена структура. У 1831 році Моль доводить, що навіть такі, здавалося б, неклітинні структури рослин, як водоносні трубки, розвиваються з клітин.

Мейен в «Фітотоміі» (1830) описує рослинні клітини, які «бувають або поодинокими, так що кожна клітина являє собою особливий індивід, як це зустрічається у водоростей і грибів, або ж, утворюючи більш високоорганізовані рослини, вони з'єднуються в більш і менш значні маси ». Мейен підкреслює самостійність обміну речовин кожної клітини.

У 1831 році Роберт Броун описує ядро і висловлює припущення, що воно є постійною складовою частиною рослинної клітини.

Школа Пуркіньє

У 1801 році Вігіа ввів поняття про тканини тварин, проте він виділяв тканини на підставі анатомічного препарування і не застосовував мікроскопа. Розвиток уявлень про мікроскопічну будову тканин тварин пов'язано насамперед з дослідженнями Пуркіньє, що заснував в Бреславле свою школу. Пуркіньє та його учні (особливо слід виділити Г. Валентина) виявили в першому і самому загальному вигляді мікроскопічну будову тканин і органів ссавців (у тому числі і людини). Пуркіньє і Валентин порівнювали окремі клітини рослин з приватними мікроскопічними тканинними структурами тварин, які Пуркіньє найчастіше називав «зернятками» (для деяких тварин структур в його школі застосовувався термін «клітка»). У 1837 р. Пуркіньє виступив у Празі з серією доповідей. У них він повідомив про свої спостереження над будовою шлункових залоз, нервової системи і т. д. У таблиці, яка додається до його доповіді, були дані ясні зображення деяких клітин тварин тканин. Тим не менш, встановити гомологію клітин рослин та клітин тварин Пуркіньє не зміг. Зіставлення клітин рослин і «зерняток» тварин Пуркіньє вів у плані аналогії, а не гомології цих структур (розуміючи терміни «аналогія» і «гомологія» в сучасному розумінні).

Школа Мюллера і робота Шванна

Другий школою, де вивчали мікроскопічну будову тваринних тканин, була лабораторія Йоганнеса Мюллера в Берліні. Мюллер вивчав мікроскопічну будову спинний струни (хорди), його учень Генле опублікував дослідження про кишковому епітелії, в якому дав опис різних його видів і їх клітинної будови.

Тут були виконані класичні дослідження Теодора Шванна, що заклали основу клітинної теорії. На роботу Шванна справила сильний вплив школа Пуркіньє і Генле. Шванн знайшов правильний принцип порівняння клітин рослин і елементарних мікроскопічних структур тварин. Шванн зміг встановити гомологію і довести відповідність в будові і зростанні елементарних мікроскопічних структур рослин і тварин.

На значення ядра в клітині Шванна наштовхнули дослідження Матіаса Шлейдена, у якого в 1838 році вийшла робота «Матеріали з філогенез». Тому Шлейдена часто називають співавтором клітинної теорії. Основна ідея клітинної теорії - відповідність клітин рослин і елементарних структур тварин - була чужа Шлейденом. Він сформулював теорію новоутворення клітин з бесструктурного речовини, згідно з якою спочатку з найдрібнішого зернистості конденсується ядерце, навколо нього утворюється ядро, яке є просвітників клітини (цітобластом). Однак ця теорія спиралася на невірні факти. У 1838 році Шванн публікує 3 попередніх повідомлення, а в 1839 році з'являється його класичне твір «Мікроскопічні дослідження про відповідності в структурі і рості тварин і рослин», у самому заголовку якого виражена основна думка клітинної теорії:

Розвиток клітинної теорії в другій половині XIX століття

З 1840-х століття вчення про клітину опиняється в центрі уваги всієї біології і бурхливо розвивається, перетворившись на самостійну галузь науки - цитологію. Для подальшого розвитку клітинної теорії суттєве значення мало її поширення на найпростіших, які були визнані вільно живуть клітинами (Сібольд, 1848). У цей час змінюється уявлення про склад клітини. З'ясовується другорядне значення клітинної оболонки, яка раніше визнавалась найсуттєвішою частиною клітини, і висувається на перший план значення протоплазми (цитоплазми) і ядра клітин, що знайшло своє вираження у визначенні клітини, даному М. Шульце в 1861 р.:

Клітина - це грудочка протоплазми із які всередині ядром.

У 1861 році Брюкке висуває теорію про складне будову клітини, яку він визначає як «елементарний організм», з'ясовує далі розвинену Шлейденом і Шванном теорію клеткообразованія з бесструктурного речовини (цітобластеми). Виявлено, що способом утворення нових клітин є клітинний розподіл, яке вперше було вивчено Молем на нитчастих водоростях. У спростуванні теорії цітобластеми на ботанічному матеріалі велику роль зіграли дослідження Негелі і Н. І. Желе.

Розподіл тканинних клітин у тварин було відкрито в 1841 р. Ремарком. З'ясувалося, що дроблення бластомерів є серія послідовних поділів. Ідея про загальне поширення клітинного ділення як способу утворення нових клітин закріплюється Р. Вірхова у вигляді афоризму: Кожна клітина з клітини.

У розвитку клітинної теорії в XIX столітті гостро постають протиріччя, що відображають двоїстий характер клітинного вчення, що розвивалося в рамках механістичного уявлення про природу. Вже у Шванна зустрічається спроба розглядати організм як суму клітин. Ця тенденція отримує особливий розвиток в «целлюлярной патології» Вірхова (1858). Роботи Вірхова надали неоднозначний вплив на розвиток клітинного вчення:

XX століття

Клітинна теорія з другої половини XIX століття набувала все більш метафізичний характер, посилений «целлюлярной фізіологією» Ферворна, що розглядав будь-фізіологічний процес, що протікає в організмі, як просту суму фізіологічних проявів окремих клітин. У завершенні цієї лінії розвитку клітинної теорії з'явилася механістична теорія «клітинного держави», як прихильника якої виступав, у тому числі і Геккель. Відповідно до даної теорії організм порівнюється з державою, а його клітини - з громадянами. Така теорія суперечила принципу цілісності організму.

У 1950-і радянський біолог О. Б. Лепешинська, грунтуючись на даних своїх досліджень, висунула «нову клітинну теорію» на противагу «вірховіанстві». В її основу було покладено уявлення, що в онтогенезі клітини можуть розвиватися з якогось неклеточного живої речовини. Критична перевірка фактів, покладених О. Б. Лепешинської і її прихильниками в основу висунутою нею теорії, не підтвердила даних про розвиток клітинних ядер з без'ядерного «живої речовини».

Сучасна клітинна теорія

Сучасна клітинна теорія виходить з того, що клітинна структура є найголовнішою формою існування життя, властивої всім живим організмам, крім вірусів. Удосконалення клітинної структури стало головним напрямком еволюційного розвитку як у рослин, так і у тварин, і клітинну будову міцно утрималося у більшості сучасних організмів.

Висновок

Цілісність організму є результат природних, матеріальних взаємозв'язків, цілком доступних дослідженню та розкриттю. Клітини багатоклітинного організму не є індивідуумами, здатними існувати самостійно (так звані культури клітин поза організмом представляють собою штучно створювані біологічні системи). До самостійного існування здатні, як правило, лише ті клітини багатоклітинних, які дають початок новим особинам (гамети, зиготи або спори) і можуть розглядатися як окремі організми. Клітка не може бути відірвана від навколишнього середовища (як, втім, і будь-які живі системи). Зосередження всього уваги на окремих клітинах неминуче призводить до уніфікації і механістичного розуміння організму як суми частин.

Очищена від механіцизму і доповнена новими даними клітинна теорія залишається одним з найважливіших біологічних узагальнень.

Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Біологія | Реферат
53.1кб. | скачати


Схожі роботи:
Активність клітини і поняття генетики
Нейросекреторні клітини
Лімфоїдні клітини
Мембрана клітини
Стовбурні клітини
Стовбурові клітини 2
Пошкодження клітини
Стовбурові клітини
Хімічна організація клітини
© Усі права захищені
написати до нас