Основные положения клеточной теории разработали. Основные положения клеточной теории

Тренинги

Клеточная теория - один из основных принципов биологии. Первыми эту теорию сформулировали немецкие ученые Теодор Шванн, Маттиас Шлейден и Рудольф Вирхов.

Суть клеточной теория заключаться в следующих пунктах:

Все живые организмы состоят из клеток. Они могут быть одноклеточными или многоклеточными.
Клетки является основной .
возникают из ранее существовавших клеток. (Они не происходят от спонтанной генерации).

Современная версия клеточной теория включает следующие основные положения:

Поток энергии происходит внутри клеток.
Информация о наследовании (ДНК) передается от клетки к клетке.
Все клетки имеют один и тот же основной химический состав.

В дополнение к теории клеток , и составляют главные принципы, лежащие в основе изучения жизни.

Основы клеток

Репликация ДНК и синтез белка

Клеточный процесс репликации ДНК является важной функцией, которая необходима для нескольких процессов, включая синтез и деление клеток. Транскрипция ДНК и трансляция РНК делают возможным процесс синтеза белка.

Все живые организмы состоят из клеток - из одной клетки (одноклеточные организмы) или многих (многоклеточные). Клетка - это один из основных структурных, функциональных и воспроизводящих элементов живой материи; это элементарная живая система. Существуют неклеточные организмы (вирусы), но они могут размножаться только в клетках. Существуют организмы, вторично потерявшие клеточное строение (некоторые водоросли). История изучения клетки связана с именами ряда ученых. Р. Гук впервые применил микроскоп для исследования тканей и на срезе пробки и сердцевины бузины увидел ячейки, которые и назвал клетками. Антони ван Левенгук впервые увидел клетки под увеличением в 270 раз. М. Шлейден и Т. Шванн явились создателями клеточной теории. Они ошибочно считали, что клетки в организме возникают из первичного неклеточного вещества. Позднее Р. Вирхов сформулировал одно из важнейших положений клеточной теории: «Всякая клетка происходит из другой клетки...» Значение клеточной теории в развитии науки велико. Стало очевидно, что клетка - это важнейшая составляющая часть всех живых организмов. Она их главный компонент в морфологическом отношении; клетка является эмбриональной основой многоклеточного организма, т.к. развитие организма начинается с одной клетки - зиготы; клетка - основа физиологических и биохимических процессов в организме. Клеточная теория позволила прийти к выводу о сходстве химического состава всех клеток и еще раз подтвердила единство всего органического мира.

Современная клеточная теория включает следующие положения:

Клетка - основная единица строения и развития всех живых организмов, наименьшая единица живого;

Клетки всех одноклеточных и многоклеточных организмов сходны (гомологичны) по своему строению, химическому составу, основным проявлениям жизнедеятельности и обмену веществ;

Размножение клеток происходит путем их деления, и каждая новая клетка образуется в результате деления исходной (материнской) клетки;

В сложных многоклеточных организмах клетки специализированы по выполняемой ими функции и образуют ткани; из тканей состоят органы, которые тесно взаимосвязаны и подчинены нервным и гуморальным системам регуляции.

Значение клеточной теории в развитии науки состоит в том, что благодаря ей стало понятно, что клетка – это важнейшая составляющая часть всех живых организмов. Она их главный «строительный» компонент, клетка является эмбриональной основой многоклеточного организма, т.к. развитие организма начинается с одной клетки – зиготы. Клетка – основа физиологических и биохимических процессов в организме, т.к. на клеточном уровне происходят, в конечном счёте, все физиологически и биохимические процессы. Клеточная теория позволила придти к выводу о сходстве химического состава всех клеток и ещё раз подтвердила единство всего органического мира. Все живые организмы состоят из клеток – из одной клетки (простейшие) или многих (многоклеточные). Клетка – это один из основных структурных, функциональных и воспроизводящих элементов живой материи; это элементарная живая система. Существует эволюционно неклеточные организмы (вирусы), но и они могут размножаться только в клетках. Различные клетки отличаются друг от друга и по строению, и по размерам (размеры клеток колеблются от 1мкм до нескольких сантиметров – это яйцеклетки рыб и птиц), и по форме (могут быть круглые как эритроциты, древовидные как нейроны), и по биохимическим характеристикам (например, в клетках, содержащих хлорофолл или бактериохлорофилл, идут процессы фотосинтеза, которые невозможны при отсутствии этих пигментов), и по функциям (различают половые клетки – гаметы и соматические – клетки тела, которые в свою очередь подразделяются на множество разных типов).

8. Гипотезы происхождения эукариотических клеток: симбиотическая, инвагинационная, клонирования. Наиболее популярна в настоящее время симбиотическая гипотеза происхождения эукариотических клеток, согласно которой основой, или клеткой-хозяином, в эволюции клетки эукариотического типа послужил анаэробный прокариот, способный лишь к амебоидному движению. Переход к аэробному дыханию связан с наличием в клетке митохондрии, которые произошли путем изменений симбионтов - аэробных бактерий, проникших в клетку-хозяина и сосуществовавших с ней.

Сходное происхождение предполагают для жгутиков, предками которых служили симбионты-бактерии, имевшие жгутик и напоминавшие современных спирохет. Приобретение клеткой жгутиков имело наряду с освоением активного способа движения важное следствие общего порядка. Предполагают, что базальные тельца, которыми снабжены жгутики, могли эволюционировать в центриоли в процессе возникновения механизма митоза.

Способность зеленых растений к фотосинтезу обусловлена присутствием в их клетках хлоропластов. Сторонники симбиотической гипотезы считают, что симбионтами клетки-хозяина, давшими начало хлоропластам, послужили прокариотические синезеленые водоросли.

Серьезным доводом в пользу симбиотического происхождения митохондрий, центриолей и хлоропластов является то, что перечисленные органеллы имеют собственную ДНК. Вместе с тем белки бациллин и тубулин, из которых состоят жгутики и реснички соответственно современных прокариот и эукариот, имеют различное строение.

Центральным и трудным для ответа является вопрос о происхождении ядра. Предполагают, что оно также могло образоваться из симбионта-прокариота. Увеличение количества ядерной ДНК, во много раз превышающее в современной эукариотической клетке ее количество в митохондрий или хлоропласте, происходило, по-видимому, постепенно путем перемещения групп генов из геномов симбионтов. Нельзя исключить, однако, что ядерный геном формировался путем наращивания генома клетки-хозяина (без участия симбионтов).

Согласно инвагинационной гипотезе , предковой формой эукариотической клетки был аэробный прокариот. Внутри такой клетки-хозяина находилось одновременно несколько геномов, первоначально прикреплявшихся к клеточной оболочке. Органеллы, имеющие ДНК, а также ядро, возникли путем впячивания и отшнуровывания участков оболочки с последующей функциональной специализацией в ядро, митохондрий, хлоропласты. В процессе дальнейшей эволюции произошло усложнение ядерного генома, появилась система цитоплазматических мембран.

Инвагинационная гипотеза хорошо объясняет наличие в оболочках ядра, митохондрий, хлоропластов, двух мембран. Однако она не может ответить на вопрос, почему биосинтез белка в хлоропластах и митохондриях в деталях соответствует таковому в современных прокариотических клетках, но отличается от биосинтеза белка в цитоплазме эукариотической клетки.

Клонирование. В биологии - метод получения нескольких идентичных организмов путем бесполого (в том числе вегетативного) размножения. Именно так, на протяжении миллионов лет, размножаются в природе многие виды растений и некоторых животных. Однако сейчас термин "клонирование" обычно используется в более узком смысле и означает копирование клеток, генов, антител и даже многоклеточных организмов в лабораторных условиях. Появившиеся в результате бесполого размножения экземпляры по определению генетически одинаковы, однако и у них можно наблюдать наследственную изменчивость, обусловленную случайными мутациями или создаваемую искусственно лабораторными методами. Термин "клон" как таковой происходит от греческого слова "klon", что означает - веточка, побег, черенок, и имеет отношение, прежде всего, к вегетативному размножению. Клонирование растений черенками, почками или клубнями в сельском хозяйстве известно уже тысячи лет. При вегетативном размножении и при клонировании гены не распределяются по потомкам, как в случае полового размножения, а сохраняются в полном составе. Только у животных все происходит иначе. По мере роста клеток животных происходит их специализация, то есть клетки теряют способность реализовывать всю генетическую информацию, заложенную в ядре многих поколений.

История изучения клетки. Клеточная теория

ЦИТОЛОГИЯ-НАУКА О КЛЕТКАХ

Открытие клетки . Первым человеком, увидевшим клетки, был английский учёный Роберт Гук .

В 1663 г., пытаясь понять, почему пробковое дерево так хорошо плавает, Гук стал рассматривать тонкие срезы пробки с помощью усовершенствованного им микроскопа. Он обнаружил, что пробка разделена на множество крошечных ячеек, напомнивших ему монастырские кельи, и он назвал эти ячейки клетками (по-английски cell - «келья, ячейка, клетка»).

В 1674 г. голландский мастер Антоний ван Левенгук (1632 - 1723)

с помощью микроскопа впервые увидел в капле воды «зверьков» - движущиеся живые организмы. Таким образом, уже к началу XVIII века учёные знали, что под большим увеличением растения имеют ячеистое строение, и видели некоторые организмы, которые позже получили название одноклеточных. Однако клеточная теория строения организмов сформировалась лишь к середине XIX века, после того как появились более мощные микроскопы и были разработаны методы фиксации и окраски клеток.

Появление клеточной теории

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 - основополагающая для общей биологии теория, сформулированная в середине XIX века. Она предоставила базу для понимания закономерностей живого мира и для развития эволюционного учения. Маттиас Шлейден и Теодор Шванн

сформулироваликлеточную теорию , основываясь на множестве исследований о клетке (1838 - 1839).

Шлейден и Шванн, обобщив имеющиеся знания о клетке, доказали, что она является основной единицей любого организма. Клетки животных, растений и бактерий имеют схожее строение. Позднее эти заключения стали основой для доказательства единства организмов. Т. Шванн и М. Шлейден ввели в науку основополагающее представление о клетке: вне клеток нет жизни.

Развитие клеточной теории связано с открытием протоплазмы и клеточного деления. К середине XIX в. выяснилось, что главным в клетке является её «содержимое» - протоплазма . В 1858 г. немецкий патолог Р. Вирхов опубликовал «Целлюлярную патологию», в которой распространил клеточную теорию на явления патологии и обратил внимание на ведущее значение ядра в клетке, провозгласив принцип образования клеток путём деления («Оmnis cellula ex cellula» - «Каждая клетка из клетки»). Деление вначале трактовалось как перешнуровка ядра и клеточного тела. В 70 - 80-х гг. был открыт митоз как универсальный способ клеточного деления, типичный для всех клеточных организмов. В конце XIX в. были открыты клеточные органоиды, и клетку перестали рассматривать как простой комочек протоплазмы.

Основные положения теории Шлейдена и Швана:

Все животные и растения состоят из клеток.
Клетка является наименьшей единицей живого организма.
Рост растений и животных осуществляется за счет образования новых клеток.

Основные положения современной клеточной теории

Клетка – элементарная структурная и функциональная единица живых организмов. Все живые организмы (за исключением вирусов) состоят из клеток.

Клеточное строение имеют животные, грибы, растения и все прокариоты. Вирусы – это неклеточные формы жизни.
Клетка является элементарной живой системой, для которой характерны такие признаки живого, как обмен веществ и энергии, рост и развитие, раздражимость, самовоспроизведение.

Клетки всех клеточных организмов имеют общий план строения – снаружи они ограничены мембраной, содержимое клетки составляют цитоплазма и органоиды, в клетке содержится наследственный материал – в ядре у эукариот и непосредственно в цитоплазме у прокариот.
Набор химических веществ, входящих в состав клеток, также в основном одинаков у всех организмов. Обязательные вещества клетки – белки, углеводы, липиды, нуклеиновые кислоты.

Универсальным способом деления клеток эукариот является митоз. При митозе происходит точное распределение генетического материала по дочерним клеткам. Генетически дочерние клетки полностью идентичны материнской.
При образовании половых клеток животных и спор растений имеет место редукционное деление – мейоз, при котором число хромосом в дочерних клетках уменьшается вдвое по сравнению с материнской.
Клетки прокариот также размножаются делением.

В состав многоклеточного организма входит от нескольких единиц до нескольких десятков типов клеток, составляющих различные ткани и органы.
Генетический материал всех этих клеток одинаков. В зависимости от функции клетки в работу включаются определенные гены, определяющие строение и функционирование клетки.

Клетки прокариот и простейших обладают всеми свойствами живых систем.

Клеточная теория - основополагающая биологическая теория, утверждающая единство принципа строения и развития всех живых организмов на Земле, в которой в качестве общего структурно-функционального элемента рассматривается клетка.

Методы изучения клетки

Все современные методы изучения клетки можно классифицировать следующим образом:

Фракционирование - ультрацентрифугирование. Метод основан на том, что клеточные органоиды имеют разную массу и плотность. Измельчённые ткани помещают в пробирки и вращают в центрифуге с большой скоростью. Более плотные органоиды осаждаются при низких скоростях вращения, а менее плотные - при высоких. Каждый слой изучается отдельно.

Рентгеноструктурный анализ. Основан на получении рентгенограмм. Позволяет изучить конфигурацию молекул белка, нуклеиновых кислот для понимания их биологических функций.
Получение культуры тканей. Даёт возможность исследовать живые клетки, помещённые в соответствующую среду, в которой они способны к автономному росту, формированию тканей и органов организма.
Окрашивание. Применяется для окрашивания живых клеток красителями для получения контрастного изображения изучаемых структур.

Тест 1.
Клеточное строение имеет:
1) айсберг;
2) лепесток тюльпана;

3) белок гемоглобин;

4) кусок мыла.

3) Л. Пастер и И. И. Мечников;

4) Ч. Дарвин и А. Уоллес.

Тест 3.
Какое положение клеточной теории принадлежит Р. Вирхову?
1) Клетка - элементарная единица живого;
2) всякая клетка происходит из другой клетки;
3) все клетки сходны по своему химическому составу;
4) сходное клеточное строение организмов - свидетельство общности происхождения всего живого.

5)Из приведенных формулировок укажите положение клеточной теории
А) Оплодотворение - это процесс слияния мужской и женской гамет
Б) Каждая новая дочерняя клетка образуется в результате деления материнской
В) Аллельные гены в процессе митоза оказываются в разных клетках
Г) Развитие организма с момента оплодотворения яйцеклетки до смерти организма называют онтогенезом

6) Сходство строения и жизнедеятельности клеток организмов разных царств живой природы - одно из положений
А) теории эволюции
Б) клеточной теории
В) учения об онтогенезе
Г) законов наследственности

8) В основе роста любого многоклеточного организма лежит процесс
А) мейоза
Б) митоза
В) оплодотворения
Г) синтеза молекул АТФ

9). Доказательством родства всех видов растений служит
А) клеточное строение растительных организмов
Б) наличие ископаемых остатков
В) вымирание одних видов и образование новых
Г) взаимосвязь растений и окружающей среды

10). Одно из положений клеточной теории
А) при делении клетки хромосомы способны к самоудвоению
Б) новые клетки образуются при делении исходных клеток
В) в цитоплазме клеток содержатся различные органоиды
Г) клетки способны к росту и обмену веществ

11) Согласно клеточной теории, возникновение новой клетки происходит путем
А) обмена веществ
Б) деления исходной клетки
В) размножения организмов
Г) взаимосвязи всех органоидов клетки

12). Какой метод позволяет избирательно выделять и изучать органоиды клетки
А) окрашивание
Б) центрифугирование
В) микроскопия
Г) химический анализ

13) Клеточное строение организмов всех царств живой природы, сходство строения клеток и их химического состава служат доказательством
А) единства органического мира
Б) единства живой и неживой природы
В) эволюции органического мира
Г) происхождения ядерных организмов от доядерных

14). Единицей размножения организмов является
А) ядро
Б) цитоплазма
В) клетка
Г) ткань

15) Единицей развития организмов является
А) ядро
Б) хлоропласты
В) митохондрии
Г) клетка

16) Что служит доказательством родства растений и животных, единства их происхождения?
А) клеточное строение
Б) наличие разнообразных тканей
В) наличие органов и систем органов
Г) способность к вегетативному размножению

17) В клетке сосредоточена наследственная информация о признаках организма, поэтому ее называют
А) структурной единицей живого
Б) функциональной единицей живого
В) генетической единицей живого
Г) единицей роста

18) Разделение органоидов клетки на основе их различной плотности составляет сущность метода
А) микроскопирования
Б) центрифугирования
В) окрашивания
Г) сканирования

19). Изучать структуру органоидов клетки позволяет метод
А) светового микроскопирования
Б) электронного микроскопирования
В) центрифугирования
Г) культуры тканей

20). Положение клеточной теории
А) хромосомы способны к самоудвоению
Б) клетки размножаются путем деления
В) в цитоплазме клетки имеются органоиды
Г) клетки способны к митозу и мейозу

21). Согласно клеточной теории, клетка - это единица
А) искусственного отбора
Б) естественного отбора
В) строения организмов
Г) мутаций организма

22 Клеточная теория обобщает представления о
А) многообразии органического мира
Б) сходстве строения всех организмов
В) зародышевом развитии организмов
Г) единстве живой и неживой природы

23. «Сходством по строению, химическому составу, обмену веществ обладают клетки всех организмов». Это положение
А) гипотезы возникновения жизни
Б) клеточной теории
В) закона гомологических рядов в наследственной изменчивости
Г) закона независимого распределения генов

24 Какая теория впервые подтвердила единство органического мира
А) хромосомная
Б) эмбриогенеза
В) эволюционная
Г) клеточная

25. Процессы жизнедеятельности у всех организмов протекают в клетке, поэтому ее рассматривают как единицу
А) размножения
Б) строения
В) функциональную
Г) генетическую

26. Какая формулировка соответствует положению клеточной теории
А) клетки растений имеют оболочку, состоящую из клетчатки
Б) клетки всех организмов сходны по строению, химическому составу и жизнедеятельности
В) клетки прокариот и эукариот сходны по строению
Г) клетки всех тканей выполняют сходные функции

27. Организмы растений, животных, грибов и бактерий состоят из клеток – это свидетельствует о

Б) разнообразии строения живых организмов
В) связи организмов со средой обитания
Г) сложном строении живых организмов

2 8. О единстве органического мира свидетельствует
А) круговорот веществ
Б) клеточное строение организмов
В) взаимосвязь организмов и среды
Г) приспособленность организмов к среде

2 9. Клетку считают единицей роста и развития организмов, так как
А) она имеет сложное строение
Б) организм состоит из тканей
В) число клеток увеличивается в организме путем митоза
Г) в половом размножении участвуют гаметы

30. Сходство строения и жизнедеятельности клеток организмов разных царств живой природы свидетельствует о
А) единстве органического мира
Б) единстве живой и неживой природы
В) взаимосвязи организмов в природе
Г) взаимосвязи организмов и среды их обитания

31 О единстве органического мира свидетельствует
А) наличие ядра в клетках живых организмов
Б) клеточное строение организмов всех царств
В) объединение организмов всех царств в систематические группы
Г) разнообразие организмов, населяющих Землю

32. Согласно клеточной теории, клетки всех организмов
А) сходны по химическому составу
Б) одинаковы по выполняемым функциям
В) имеют ядро и ядрышко
Г) имеют одинаковые органоиды

33. Немецкие ученые М. Шлейден и Т. Шванн, обобщив идеи разных ученых, сформулировали
А) закон зародышевого сходства
Б) хромосомную теорию наследственности
В) клеточную теорию
Г) закон гомологических рядов

34. В клетке происходит синтез и расщепление органических веществ, поэтому ее называют единицей
А) строения
Б) жизнедеятельности
В) роста
Г) размножения

35. Для выявления изменений, происходящих в живой клетке в процессе митоза, используется метод
А) микроскопии
Б) пересадки генов
В) конструирования генов
Г) центрифугирования

36. В световой микроскоп можно увидеть
А) деление клетки
Б) репликацию ДНК
В) транскрипцию
Г) фотолиз воды

37. Укажите одно из положений клеточной теории
А) Половые клетки содержат всегда гаплоидный набор хромосом
Б) Каждая гамета содержит по одному гену из каждой аллели
В) Клетки всех организмов имеют диплоидный набор хромосом
Г) Наименьшей единицей строения, жизнедеятельности и
развития организмов является клетка

38. В соответствии с какой теорией организмы разных царств имеют сходных химический состав?
А) хромосомной
Б) эволюционной
В) онтогенеза
Г) клеточной

39. Что свидетельствует о родстве организмов всех царств
А) наличие сходных тканей
Б) развитие от простого к сложному
В) клеточное строение
Г) функциональная роль в экосистемах

40. Какая формулировка соответствует положению клеточной теории?
А) клетки всех тканей выполняют сходные функции
Б) в процессе мейоза образуются четыре гаметы с гаплоидным набором хромосом
В) клетки животных не имеют клеточную стенку
Г) каждая клетка возникает в результате деления материнской клетки

41. Одним из утверждений клеточной теории является следующее:
А) клетка – элементарная единица наследственности
Б) клетка – единица размножения и развития
В) все клетки различны по своему строению
Г) у всех клеток различный химический состав

42. В разработку клеточной теории внесли вклад
А) А.И.Опарин
Б) В.И.Вернадский
В) Т.Шванн и М.Шлейден
Г) Г.Мендель

43. В связи стем, что в любой клетке происходит питание, дыхание, образование продуктов жизнедеятельности, ее считают единицей
А) роста и развития
Б) функциональной
В) генетической
Г) строения организма

44. Сходство обмена веществ в клетках организмов всех царств живой природы – это одно из проявлений теории
А) хромосомной
Б) клеточной
В) эволюционной
Г) происхождения жизни

45. В световой микроскоп можно увидеть
А) биосинтез белка
Б) молекулы АТФ
В) деление клетки
Г) рибосомы

46. Почему структурной единицей живого считают клетку?
А) в ней происходит обмен веществ
Б) клетки способны к делению и росту
В) все клетки имеют сходный химический состав
Г) организмы всех царств живой природы состоят из клеток

47. Вывод о родстве растений и животных можно сделать на основании
А) хромосомной теории
Б) теории гена
В) закона сцепленного наследования
Г) клеточной теории

48. Сходство строения и жизнедеятельности клеток всех организмов свидетельствует о
А) родстве организмов
Б) развитии живой природы
В) приспособленности организмов
Г) многообразии живой природы

49. В световой микроскоп можно увидеть
А) удвоение ДНК
Б) деление клетки
В) расщепление глюкозы
Г) биосинтез белка

50. Клетка – единица роста и развития организма, так как
А) в ней имеется ядро
Б) в ней хранится наследственная информация
В) она способна к делению
Г) из клеток состоят ткани

51. Почему клеточная теория стала одним из выдающихся обобщений биологии?
А) вскрыла механизмы появления различного вида мутаций
Б) объяснила закономерности наследственности и изменчивости
В) установила взаимосвязь онтогенеза и филогенеза
Г) обосновала единство происхождения всего живого

52. Элементарная биологическая система, способная к самовоспроизведению и развитию, –
А) ядро
Б) орган
В) клетка
Г) ткань

53. В соответствии с какой теорией организмы разных царств имеют сходный химический состав?
А) хромосомной
Б) эволюционной
В) онтогенеза
Г) клеточной

54. Единица роста организмов –
А) хромосома
Б) ткань
В) орган
Г) клетка

55. Укажите одно из положений клеточной теории
А) Соматические клетки содержат диплоидный набор хромосом
Б) Гаметы состоят из одной клетки
В) Клетка прокариот содержит кольцевую хромосому
Г) Клетка – наименьшая единица строения и жизнедеятельности организмов

56. Среди указанных формулировок определите положение клеточной теории
А) Аллельные гены в процессе мейоза оказываются в разных половых клетках
Б) Клетки всех организмов сходны по химическому составу и строению
В) Оплодотворение представляет собой процесс соединения мужской и женской клеток
Г) Онтогенез – это развитие организма с момента оплодотворения яйцеклетки до смерти организма

57. Клетка – составная часть тканей многоклеточных растений, поэтому ее считают единицей
А) развития
Б) роста
В) жизнедеятельности
Г) строения

58. Согласно клеточной теории клетка – это единица
А) роста и развития организмов
Б) изменчивости
В) наследственности
Г) эволюции органического мира

59. Что служит доказательством единства происхождения органического мира?
А) наличие органических и неорганических веществ
Б) существование одноклеточных организмов и неклеточных форм жизни
В) сходство в строении клеток организмов разных царств
Г) жизнь организмов в природных и искусственных сообществах

60. Укажите одно из положений клеточной теории
А) Единицей строения, жизнедеятельности и развития организмов является клетка
Б) Половая клетка содержит по одному аллелю каждого гена
В) Из зиготы формируется многоклеточный зародыш
Г) В ядрах эукариотических клеток гены расположены в хромосомах линейно

61. Какая формулировка соответствует одному из положений клеточной теории?
А) Новая клетка возникает в результате деления исходной клетки
Б) Клетки прокариот и эукариот сходны по строению
В) Клетки всех тканей живых организмов выполняют сходные функции
Г) В клетках бактерии ядерное вещество находится в цитоплазме

62. Основу роста любого многоклеточного организма составляет
А) содержание в клетках витаминов
Б) взаимосвязь клеток
В) наличие в клетках ферментов
Г) деление клеток

Открытие и изучение клетки стало возможным благодаря изобретению микроскопа и усовершенствованию методов микроскопических исследований.

Англичанин Роберт Гук первым в 1665 г.с помощью увеличительных линз наблюдал деление тканей коры пробкового дуба на ячейки (клетки). Хотя выснилось, что открыл он не клетки (в собственном понятии термина), а лишь внешние оболочки растительных клеток. Позже мир одноклеточных организмов был открыт А. Левенгуком. Он первый увидел животные клетки (эритроциты). Позже клетки животных описал Ф. Фонтана,но эти исследования в то время не привели к понятию универсальности клеточного строения, потому что не было чётких представлений о том, что же такое клетка.

Р. Гук считал, что клетки – это пустоты или поры между волокнами растений. Позже М. Мальпиги, Н. Грю и Ф. Фонтана, наблюдая растительные объекты под микроскопом, подтвердили данные Р. Гука, назвав клетки «пузырьками». Значительный вклад в развитие микроскопических исследований растительных и животных организмов сделал А. Левенгук. Данные своих наблюдений он опубликовал в книге «Тайны природы».

Иллюстрации к этой книге чётко демонстрируют клеточные структуры растительных и животных организмов. Однако А.Левенгук не представлял описанные морфологические структуры как клеточные образования. Его исследования имели случайный, не систематизированный характер. Г.Линк, Г. Травенариус и К. Рудольф в начале $XIX$ столетия своими исследованиями показали, что клетки – это не пустоты, а самостоятельные ограниченные стенками образования. Было установлено, что клетки имеют содержимое, которое Я Пуркинье назвал протоплазмой. Р. Броун описал ядро, как постоянную часть клеток.

Т. Шванн проанализировал данные литературы о клеточном строении растений и животных, сопоставив их с собственными исследованиями и опубликовал результаты в своей работе. В ней Т. Шванн показал, что клетки являются элементарными живыми структурными единицами растительных и животных организмов. Они имеют общий план строения и образуются единым путём. Эти тезисы и стали основой клеточной теории.

Исследователи длительное время занимались накоплением наблюдений за строением одноклеточных и многоклеточных организмов, прежде, чем сформулировать положения КТ. Именно в этот период были более развиты и усовершенствования различные оптические методы исследования.

Клетки делят на ядерные (эукариотические) и безъядерные (прокариотические). Животные организмы построены из эукариотических клеток. Лишь красные клетки крови млекопитающих (эритроциты) не имеют ядер. Они теряют их в процессе своего развития.

Определение клетки изменялось в зависимости от познания их строения и функции.

Определение 1

По современным данным, клетка – это ограниченная активной оболочкой, структурно упорядоченная система биополимеров, которые образуют ядро и цитоплазму, участвуют в единой совокупности процессов метаболизма и обеспечивают поддержание и воспроизведение системы в целом.

Клеточная теория является обобщённым представлением о строении клетки как единицы живого, о размножении клеток и их роли в формировании многоклеточных организмов.

Прогресс в изучении клетки связан с развитием микроскопии в $XIX$ веке. В то время представление о строении клетки изменилось: за основу клетки принималась не клеточная оболочка, а её содержимое – протоплазма. Тогда же открыли ядро как постоянный элемент клетки.

Сведения о тонком строении и развитии тканей и клеток давали возможность сделать обобщение. Такое обобщение сделал в 1839 г. немецкий биолог Т. Шванн в виде сформулированной им клеточной теории. Он утверждал, что клетки и животных, и растений принципиально похожи. Развил и обобщил эти представления немецкий патолог Р. Вирхов. Он выдвинул важное положение, которое состояло в том, что клетки возникают только из клеток путём размножения.

Основные положения клеточной теории

Т. Шванн в 1839 г. в своей работе «Микроскопические исследования о соответствии в строении и произрастании животных и растений» сформулировал основные положения клеточной теории (позже они не раз уточнялись и дополнялись.

Клеточная теория содержит такие положения:

клетка – основная элементарная единица строения, развития и функционирования всех живых организмов, мельчайшая единица живого;
клетки всех организмов гомологичны (подобные) (гомологичны)по своему химическому строению, основным проявлениям жизненных процессов и обмену веществ;
размножаются клетки путём деления - новая клетка образуется в результате деления изначальной (материнской) клетки;
у сложных многоклеточных организмов клетки специализируются по функциям, которые они выполняют, и образуют ткани; из тканей построены органы, тесно взаимосвязанные межклеточными, гуморальными и нервными формами регуляции.

Интенсивное развитие цитологии в $XIX$ и $XX$ столетиях подтвердило основные положения КТ и обогатило её новыми данными о строении и функциях клетки. В этот период было отброшено отдельные неправильные тезисы клеточной теории Т. Шванна, а именно, что отдельная клетка многоклеточного организма может функционировать самостоятельно, что многоклеточный организм является простой совокупностью клеток, а развитие клетки происходит из неклеточной «бластемы».

В современном виде клеточная теория включает такие основные положения:

Клетка – это наименьшая единица живого, которой присущи все свойства, которые отвечают определению «живого». Это обмен веществ и энергии, движение, рост, раздражительность, адаптация, изменчивость, репродукция, старение и смерть.
Клетки различных организмов имеют общий план строения, который обусловлен подобностью общих функций, направленных на поддержание жизни собственно клеток и их размножение. Разнообразие форм клеток является результатом специфичности выполняемых ими функцуий.
Размножаются клетки в результате деления исходной клетки с предыдущим воспроизведением её генетического материала.
Клетки являются частями целостного организма, их развитие, особенности строения и функции зависят от всего организма, что является последствием взаимодействия в функциональных системах тканей, органов, аппаратов и систем органов.

Замечание 1

Клеточная теория, которая соответствует современному уровню знаний в биологии, по многим положениям кардинально отличается от представлений о клетке не только начала ХІХ века, когда Т. Шванн сформулировал её впервые, но даже средины ХХ века. В наше время это – система научных взглядов, которая приобрела вид теорий, законов и принципов.

Основные положения КТ сохранили своё значение и до сегодняшнего дня, хотя более чем за 150 лет было получено новые сведения о структуре, жизнедеятельности и развитии клеток.

Значение клеточной теории

Значение клеточной теории в развитии науки состоит в том, что благодаря ей стало понятно, что клетка является важнейшей составляющей частью всех организмов, их главным «строительным» компонентом. Так как развитие каждого организма начинается с одной клетки (зиготы), то клетка является и эмбриональной основой многоклеточных организмов.

Создание клеточной теории стало, одним из решающих доказательств единства всей живой природы, важнейшим событием биологической науки.

Клеточная теория способствовала развитию эмбриологии, гистологии и физиологии. Она дала основу для материалистического понятия жизни, для объяснения эволюционной взаимосвязи организмов, для понятия сущности онтогенеза.

Основные положения КТ актуальны и сегодня, хотя за период более чем 100 лет естествоиспытатели получили новые сведения о строении, развитии и жизнедеятельности клетки.

Клетка является основой всех процессов в организме: и биохимических, и физиологических, поскольку именно на клеточном уровне происходят все эти процессы. Благодаря клеточной теории возможным стало прийти к заключению о подобности в химическом составе всех клеток и ещё раз убедиться в единстве всего органического мира.

Клеточная теория – одно и важнейших биологических обобщений, согласно которому все организмы имеют клеточное строение.

Замечание 2

Клеточная теория совместно с законом превращения энергии и эволюционной теорией Ч. Дарвина является одним из трёх величайших открытий естествознания $XIX$ века.

Клеточная теория кардинально повлияла на развитие биологии. Она доказала единство живой природы и показала структурную единицу этого единства, которой является клетка.

Создание клеточной теории стало важнейшим событием в биологии, одним из решающих доказательств единства всей живой природы. Клеточная теория имела значительное и решающее влияние на развитие биологии, служила главным фундаментом для развития таких дисциплин, как эмбриология, гистология и физиология. Она дала основание для объяснения родственных взаимосвязей организмов, для понятия механизма индивидуального развития.

Клеточная теория, возможно, является важнейшим обобщением современной биологии и представляет собой систему принципов и положений. Она является научной подоплекой для многих биологических дисциплин, которые изучают вопросы строения и жизнедеятельности живых существ. Клеточная теория раскрывает механизмы роста, развития и размножения организмов.

, растений и бактерии имеют схожее строение. Позднее эти заключения стали основой для доказательства единства организмов. Т. Шванн и М. Шлейден ввели в науку основополагающее представление о клетке: вне клеток нет жизни.

Клеточная теория неоднократно дополнялась и редактировалась.

Энциклопедичный YouTube

1 / 5

✪ Методы цитологии. Клеточная теория. Видеоурок по биологии 10 класс

✪ Клеточная теория | Биология 10 класс #4 | Инфоурок

✪ Тема 3, ч1. ЦИТОЛОГИЯ. КЛЕТОЧНАЯ ТЕОРИЯ. СТРОЕНИЕ МЕМБРАНЫ.

✪ Клеточная теория | Строение клетки | Биология (часть 2)

✪ 7. Клеточная теория (история + методы) (9 или 10-11 класс) - биология, подготовка к ЕГЭ и ОГЭ 2018

Субтитры

Положения клеточной теории Шлейдена-Шванна

Создатели теории так сформулировали её основные положения:

Клетка - элементарная структурная единица строения всех живых существ.
Клетки растений и животных самостоятельны, гомологичны друг другу по происхождению и структуре.

Основные положения современной клеточной теории

Линк и Молднхоуэр устанавливают наличие у растительных клеток самостоятельных стенок. Выясняется, что клетка есть некая морфологически обособленная структура. В 1831 году Г. Моль доказывает, что даже такие, казалось бы, неклеточные структуры растений, как водоносные трубки, развиваются из клеток.

Ф. Мейен в «Фитотомии» (1830) описывает растительные клетки, которые «бывают или одиночными, так что каждая клетка представляет собой особый индивид, как это встречается у водорослей и грибов, или же, образуя более высоко организованные растения, они соединяются в более и менее значительные массы». Мейен подчёркивает самостоятельность обмена веществ каждой клетки.

В 1831 году Роберт Броун описывает ядро и высказывает предположение, что оно является постоянной составной частью растительной клетки.

Школа Пуркинье

В 1801 году Вигиа ввёл понятие о тканях животных, однако он выделял ткани на основании анатомического препарирования и не применял микроскопа. Развитие представлений о микроскопическом строении тканей животных связано прежде всего с исследованиями Пуркинье, основавшего в Бреславле свою школу.

Пуркинье и его ученики (особенно следует выделить Г. Валентина) выявили в первом и самом общем виде микроскопическое строение тканей и органов млекопитающих (в том числе и человека). Пуркинье и Валентин сравнивали отдельные клетки растений с частными микроскопическими тканевыми структурами животных, которые Пуркинье чаще всего называл «зёрнышками» (для некоторых животных структур в его школе применялся термин «клетка»).

В 1837 году Пуркинье выступил в Праге с серией докладов. В них он сообщил о своих наблюдениях над строением желудочных желёз, нервной системы и т. д. В таблице, приложенной к его докладу, были даны ясные изображения некоторых клеток животных тканей. Тем не менее установить гомологию клеток растений и клеток животных Пуркинье не смог:

во-первых, под зёрнышками он понимал то клетки, то клеточные ядра;
во-вторых, термин «клетка» тогда понимался буквально как «пространство, ограниченное стенками».

Сопоставление клеток растений и «зёрнышек» животных Пуркинье вёл в плане аналогии, а не гомологии этих структур (понимая термины «аналогия» и «гомология» в современном смысле).

Школа Мюллера и работа Шванна

Второй школой, где изучали микроскопическое строение животных тканей, была лаборатория Иоганнеса Мюллера в Берлине. Мюллер изучал микроскопическое строение спинной струны (хорды); его ученик Генле опубликовал исследование о кишечном эпителии, в котором он дал описание различных его видов и их клеточного строения.

Здесь были выполнены классические исследования Теодора Шванна, заложившие основание клеточной теории. На работу Шванна оказала сильное влияние школа Пуркинье и Генле . Шванн нашёл правильный принцип сравнения клеток растений и элементарных микроскопических структур животных. Шванн смог установить гомологию и доказать соответствие в строении и росте элементарных микроскопических структур растений и животных.

На значение ядра в клетке Шванна натолкнули исследования Матиаса Шлейдена, у которого в 1838 году вышла работа «Материалы по фитогенезу». Поэтому Шлейдена часто называют соавтором клеточной теории. Основная идея клеточной теории - соответствие клеток растений и элементарных структур животных - была чужда Шлейдену. Он сформулировал теорию новообразования клеток из бесструктурного вещества, согласно которой сначала из мельчайшей зернистости конденсируется ядрышко, вокруг него образуется ядро, являющееся образователем клетки (цитобластом). Однако эта теория опиралась на неверные факты.

В 1838 году Шванн публикует 3 предварительных сообщения, а в 1839 году появляется его классическое сочинение «Микроскопические исследования о соответствии в структуре и росте животных и растений», в самом заглавии которого выражена основная мысль клеточной теории:

В первой части книги он рассматривает строение хорды и хряща, показывая, что их элементарные структуры - клетки развиваются одинаково. Далее он доказывает, что микроскопические структуры других тканей и органов животного организма - это тоже клетки, вполне сравнимые с клетками хряща и хорды.
Во второй части книги сравниваются клетки растений и клетки животных и показывается их соответствие.
В третьей части развиваются теоретические положения и формулируются принципы клеточной теории. Именно исследования Шванна оформили клеточную теорию и доказали (на уровне знаний того времени) единство элементарной структуры животных и растений. Главной ошибкой Шванна было высказанное им вслед за Шлейденом мнение о возможности возникновения клеток из бесструктурного неклеточного вещества.

Развитие клеточной теории во второй половине XIX века

С 1840-х годов XIX века учение о клетке оказывается в центре внимания всей биологии и бурно развивается, превратившись в самостоятельную отрасль науки - цитологию.

Для дальнейшего развития клеточной теории существенное значение имело её распространение на протистов (простейших), которые были признаны свободно живущими клетками (Сибольд, 1848).

В это время изменяется представление о составе клетки. Выясняется второстепенное значение клеточной оболочки, которая ранее признавалась самой существенной частью клетки, и выдвигается на первый план значение протоплазмы (цитоплазмы) и ядра клеток (Моль, Кон, Л. С. Ценковский, Лейдиг, Гексли), что нашло своё выражение в определении клетки, данном М. Шульце в 1861 г.:

Клетка - это комочек протоплазмы с содержащимся внутри ядром.

В 1861 году Брюкко выдвигает теорию о сложном строении клетки, которую он определяет как «элементарный организм», выясняет далее развитую Шлейденом и Шванном теорию образования клеток из бесструктурного вещества (цитобластемы). Обнаружено, что способом образования новых клеток является клеточное деление, которое впервые было изучено Молем на нитчатых водорослях. В опровержении теории цитобластемы на ботаническом материале большую роль сыграли исследования Негели и Н. И. Желе.

Деление тканевых клеток у животных было открыто в 1841 г. Ремаком . Выяснилось, что дробление бластомеров есть серия последовательных делений (Биштюф, Н. А. Келликер). Идея о всеобщем распространении клеточного деления как способа образования новых клеток закрепляется Р. Вирховом в виде афоризма:

«Omnis cellula ех cellula».
Каждая клетка из клетки.

В развитии клеточной теории в XIX веке остро встают противоречия, отражающие двойственный характер клеточного учения, развивавшегося в рамках механистического представления о природе. Уже у Шванна встречается попытка рассматривать организм как сумму клеток. Эта тенденция получает особое развитие в «Целлюлярной патологии» Вирхова (1858).

Работы Вирхова оказали неоднозначное влияние на развитие клеточного учения:

Клеточная теория распространялась им на область патологии, что способствовало признанию универсальности клеточного учения. Труды Вирхова закрепили отказ от теории цитобластемы Шлейдена и Шванна, привлекли внимание к протоплазме и ядру, признанными наиболее существенными частями клетки.
Вирхов направил развитие клеточной теории по пути чисто механистической трактовки организма.
Вирхов возводил клетки в степень самостоятельного существа, вследствие чего организм рассматривался не как целое, а просто как сумма клеток.

XX век

Клеточная теория со второй половины XIX века приобретала всё более метафизический характер, усиленный «Целлюлярной физиологией» Ферворна, рассматривавшего любой физиологический процесс, протекающий в организме, как простую сумму физиологических проявлений отдельных клеток. В завершении этой линии развития клеточной теории появилась механистическая теория «клеточного государства», в качестве сторонника которой выступал в том числе и Геккель. Согласно данной теории организм сравнивается с государством, а его клетки - с гражданами. Подобная теория противоречила принципу целостности организма.

Механистическое направление в развитии клеточной теории подверглось острой критике. В 1860 году с критикой представления Вирхова о клетке выступил И. М. Сеченов. Позднее клеточная теория подверглась критическим оценкам со стороны других авторов. Наиболее серьёзные и принципиальные возражения были сделаны Гертвигом, А. Г. Гурвичем (1904), М. Гейденгайном (1907), Добеллом (1911). С обширной критикой клеточного учения выступил чешский гистолог Студничка (1929, 1934).

В 1930-х годах советский биолог О. Б. Лепешинская , основываясь на данных своих исследований, выдвинула «новую клеточную теорию» в противовес «вирховианству». В её основу было положено представление, что в онтогенезе клетки могут развиваться из некоего неклеточного живого вещества. Критическая проверка фактов, положенных О. Б. Лепешинской и её приверженцами в основу выдвигаемой ею теории, не подтвердила данных о развитии клеточных ядер из безъядерного «живого вещества».

Современная клеточная теория

Современная клеточная теория исходит из того, что клеточная структура является главнейшей формой существования жизни, присущей всем живым организмам, кроме вирусов . Совершенствование клеточной структуры явилось главным направлением эволюционного развития как у растений, так и у животных, и клеточное строение прочно удержалось у большинства современных организмов.

Вместе с тем должны быть подвергнуты переоценке догматические и методологически неправильные положения клеточной теории:

Клеточная структура является главной, но не единственной формой существования жизни. Неклеточными формами жизни можно считать вирусы. Правда, признаки живого (обмен веществ, способность к размножению и т. п.) они проявляют только внутри клеток, вне клеток вирус является сложным химическим веществом. По мнению большинства учёных, в своём происхождении вирусы связаны с клеткой, являются частью её генетического материала, «одичавшими» генами.
Выяснилось, что существует два типа клеток - прокариотические (клетки бактерий и архебактерий), не имеющие отграниченного мембранами ядра, и эукариотические (клетки растений, животных, грибов и протистов), имеющие ядро, окружённое двойной мембраной с ядерными порами. Между клетками прокариот и эукариот существует и множество иных различий. У большинства прокариот нет внутренних мембранных органоидов, а у большинства эукариот есть митохондрии и хлоропласты. В соответствии с теорией симбиогенеза, эти полуавтономные органоиды - потомки бактериальных клеток. Таким образом, эукариотическая клетка - система более высокого уровня организации, она не может считаться целиком гомологичной клетке бактерии (клетка бактерии гомологична одной митохондрии клетки человека). Гомология всех клеток, таким образом, свелась к наличию у них замкнутой наружной мембраны из двойного слоя фосфолипидов (у архебактерий она имеет иной химический состав, чем у остальных групп организмов), рибосом и хромосом - наследственного материала в виде молекул ДНК, образующих комплекс с белками. Это, конечно, не отменяет общего происхождения всех клеток, которое подтверждается общностью их химического состава.
Клеточная теория рассматривала организм как сумму клеток, а проявления жизни организма растворяла в сумме проявлений жизни составляющих его клеток. Этим игнорировалась целостность организма, закономерности целого подменялись суммой частей.
Считая клетку всеобщим структурным элементом, клеточная теория рассматривала как вполне гомологичные структуры тканевые клетки и гаметы, протистов и бластомеры. Применимость понятия клетки к протистам является дискуссионным вопросом клеточного учения в том смысле, что многие сложно устроенные многоядерные клетки протистов могут рассматриваться как надклеточные структуры. В тканевых клетках, половых клетках, протистах проявляется общая клеточная организация, выражающаяся в морфологическом выделении кариоплазмы в виде ядра, однако эти структуры нельзя считать качественно равноценными, вынося за пределы понятия «клетка» все их специфические особенности. В частности, гаметы животных или растений - это не просто клетки многоклеточного организма, а особое гаплоидное поколение их жизненного цикла, обладающее генетическими, морфологическими, а иногда и экологическими особенностями и подверженное независимому действию естественного отбора. В то же время практически все эукариотические клетки, несомненно, имеют общее происхождение и набор гомологичных структур - элементы цитоскелета, рибосомы эукариотического типа и др.
Догматическая клеточная теория игнорировала специфичность неклеточных структур в организме или даже признавала их, как это делал Вирхов, неживыми. В действительности, в организме кроме клеток есть многоядерные надклеточные структуры (синцитии , симпласты) и безъядерное межклеточное вещество, обладающее способностью к метаболизму и потому живое. Установить специфичность их жизнепроявлений и значение для организма является задачей современной цитологии. В то же время и многоядерные структуры, и внеклеточное вещество появляются только из клеток. Синцитии и симпласты многоклеточных - продукт слияния исходных клеток, а внеклеточное вещество - продукт их секреции, то есть образуется оно в результате метаболизма клеток.
Проблема части и целого разрешалась ортодоксальной клеточной теорией метафизически: всё внимание переносилось на части организма - клетки или «элементарные организмы».

Целостность организма есть результат естественных, материальных взаимосвязей, вполне доступных исследованию и раскрытию. Клетки многоклеточного организма не являются индивидуумами, способными существовать самостоятельно (так называемые культуры клеток вне организма представляют собой искусственно создаваемые биологические системы). К самостоятельному существованию способны, как правило, лишь те клетки многоклеточных, которые дают начало новым особям (гаметы, зиготы или споры) и могут рассматриваться как отдельные организмы. Клетка не может быть оторвана от окружающей среды (как, впрочем, и любые живые системы). Сосредоточение всего внимания на отдельных клетках неизбежно приводит к унификации и механистическому пониманию организма как суммы частей.

Очищенная от механицизма и дополненная новыми данными клеточная теория остается одним из важнейших биологических обобщений.