Какое значение для формирования научного мировоззрения имело создание клеточной теории кратко

Обновлено: 04.07.2024

Изобретение микроскопа и усовершенствование методов микроскопических исследований позволили открыть и изучить клетку.

Первым увидел клетку английский ученый Р. Гук. В 1665 году при помощи увеличительных линз он стал свидетелем деления тканей коры пробкового дуба на ячейки — клетки. Но, как позже стало известно, он стал первооткрывателем не клетки в прямо значении этого слова, а внешних оболочек растительных клеток.

Открытие мира одноклеточных организмов связано с А. Левенгуком — он первым увидел животные клетки, а именно эритроциты. Дальнейшее описание животных клеток принадлежит Ф. Фонтане. Поскольку четкого представления о том, что такое клетка, не было, исследования ученого не привели к понятию универсальности клеточного строения.

По иллюстрациям, представленным в этой книге, понятны клеточные структуры растительных и животных организмов, хотя самим ученым эти описанные структуры не понимались как клеточные образования. Все потому, что исследования ученого были, скорее, случайные, чем систематические.

В начале 19 века такие ученые как Г. Линк, Г. Травенариус и К. Рудольф в своих исследованиях продемонстрировали, что клетки не являются пустотами — это самостоятельные образования, ограниченные стенками. Было доказано, что у клеток есть содержимое, названное Я. Пуркинье протоплазмой. Р. Броун выделил ядро в качестве постоянной части клеток.

Далее Т. Шванн занимался анализом данных литературы о клеточном строении растений и животных. Он сопоставил имеющиеся данные с собственными исследованиями, результатом чего стала его собственный труд. Ученый продемонстрировал, что клетки — элементарные живые структурные единицы растительных и животных организмов. И. Шванн пояснил, что у них есть общий план строения и образуются они одинаковым способом. Все это стало основой клеточной теории. Поэтому Т. Швана можно считать тем, кто стоял у истоков создания клеточной теории.

Перед тем как сформулировать основные положения клеточной теории, на протежении долгого периода времени ученые накапливали наблюдения за строением одноклеточных и многоклеточных организмов. Одновременно с этим совершенствовались и различные оптические методы в исследованиях.

Все клетки бывают двух типов: ядерные (эукариотические) и безъядерные (прокариотические). Организмы животных строятся на экукариотические клетках. Нет ядер только у красных клеток крови млекопитающих — эритроциты, которые теряют свои ядра в процессе развития.

В ходе изучения строения и функций клеток менялось и определение клетки.

Сегодня под клеткой понимают структурно упорядоченную систему биополимеров, ограниченную активной оболочкой. Биополимеры образуют ядро и цитоплазму, принимают участие в единой совокупности процессов метаболизма и обеспечивают поддержку и воспроизведение самой системы.

Клеточная теория — это обобщенное представление о строении клетки, являющейся единицей живого, ее размножении и роли в процессе формирования многоклеточных организмов.

Открытия в 19 веке, связанные с клеткой, были связаны с развитием микроскопии. В это же время происходит изменение представления о клетке. Теперь основой клетки стала считаться не клеточная оболочка, а ее содержимое — протоплазма. Также происходит открытие ядра как постоянного элемента клетки.

Благодаря тому, что появилась четкая информация о строении и развитии клетки, стало возможным ее обобщить. В 1839 году такое обобщение сделал Т. Шванн, который и сформулировал клеточную теорию. Автор клеточной теории считал, что между клетками животных и растений нет принципиальной разницы. В этом, в общем, и заключается сущность клеточной теории.

Развитием этой теории позже занимался немецкий патолог Р. Вирхов. Он является автором идеи, что возникновение клетки происходит исключительно из другой клетки при помощи размножения.

Положения клеточной теории

Вот основные положения клеточной теории:

клетка является основной элементарной единицей строения, развития и функционирования любого живого организма. То есть, мельчайшей единицей живого;
у всех организмов клетки гомологичны — похожи по своему химическому строению, главным проявлениям жизненных процессов, обмену веществ;
основной способ размножения клеток — деление. Образование новой клетки происходит путем деления материнской клетки;
клетки сложных многоклеточных организмов имеют специализацию по выполняемым ими функциям и образуют ткани. Ткани лежат в основе органов, которые взаимосвязаны различными формами регуляции: межклеточными, нервными и гуморальными.

Активное развитие в 19 и 20 веках такой науки как цитология способствовало подтверждению основных положений клеточной теории. Она же предоставила новые данные о строении и функциях клетки.

После усовершенствования, остались следующие положения клеточной теории:

Клеточная теория на современном этапе развития биологии во многом отличается от теории и взглядов на клетку, существовавших не только в 19 веке, в период формулировки Т. Шванном первой клеточной теории, но и в середине 20 века.

Сегодня клеточная теория — это система научных взглядов, представленная в виде теорий, законов и принципов.

Главные положения клеточной теории актуальны и сегодня, несмотря на то, что за 150 лет о структуре, развитии и жизнедеятельности клеток были получены новые сведения.

Значение клеточной теории

Клеточная теория в науке открыла и укрепила представление о клетке как важнейшей составляющей всех организмов и главным их строительным элементом. Клетка является эмбриональной основой многоклеточных организмов, поскольку любой организм развивается с зиготы.

Благодаря клеточной теории можно говорить о единстве живой природы. Открытие этой теории — едва ли не самое важное событие в области биологии.

Клеточная теория стимулировала развитие таких наук как эмбриология, физиология и гистология. На ее основе возникло материалистическое понимание жизни, стало возможным объяснение эволюционной взаимосвязи между организмами, формулировка сущности онтогенеза.

Несмотря на то, что сведения о строении, развитии и функционировании клетки постоянно пополняются, основные положения клеточной теории, сформулированные более 100 лет назад, остаются актуальными.

Клетка — основа всех биохимических и физиологических процессов в организме, ведь все эти процессы происходят непосредственно на клеточном уровне. Клеточная теория позволила сделать вывод о схожести химического состава всех клеток и подтвердить единство органического мира.

Клеточная теория является одни из биологических обобщений, свидетельствующих о клеточном строении всех организмов.

Наряду с законом превращения энергии и эволюционной теорией Дарвина, это одно из наиболее значимых открытий в области естествознания 19 века.

Клеточная теория оказала заметное влияние на развитие биологии как науки. Она указала на единство живой природы и выделила структурную единицу этого единства — клетку.

Помимо огромного влияния на биологию как науку, теория стала фундаментом для развития других дисциплин: эмбриологии, гистологии, физиологии. С ее помощью удалось объяснить родственные взаимосвязи организмов, механизм индивидуального развития.

Теория является важным обобщением современной биологии, системой положений и принципов, раскрывающими механизмы роста, развития и размножения организмов.

.
.
.
.
.
Показать полностью.
.
.
.
.
.
,
,
,
.
,
Значение клеточной теории для формирования научного мировоззрения состоит в том, что она объясняет единство происхождения живых организмов, объясняя это тем, что клетка - единица строения, жизнедеятельности и размножения организмов. Так же клеточная теория послужила одной из основ для эволюционной теории Ч. Дарвина

.
.
.
.
.
Показать полностью.
.
.
.
.
.
1)Клеточная теория доказала единство происхождения живых существ.
2)она сподвигла ученых к открытиям в области цитологии, открытию фагоцитоза, изучению ядра клетки
3) она обобщила прежние открытия

Ускоренная подготовка к ЕГЭ с репетиторами Учи.Дома. Записывайтесь на бесплатное занятие!

-->

Задания Д22 C2 № 10953

Какое значение для формирования научного мировоззрения имело создание клеточной теории М. Шлейденом и Т. Шванном?

1) Обобщены знания о клетке как о единице строения всех организмов.

2) Обоснованно родство живых организмов.

3) Обоснованна общность происхождения организмов.

1) Показано, что единицей строения и функционирования любого организма является клетка.

Клеточная теория сформирована немецким исследователем – зоологом Т. Шванном(1839). В своих теоритических построениях он опирался на работы ботаника М. Шлейдена (считается соавтором теории). Исходя от предположения об общей природе растительных и животных клеток (одинаковый механизм происхождения ). Шванн обобщил многочисленные данные в виде теории. В конце прошлого столетия клеточная теория получила дальнейшее развитие в работах Р. Вирхова

Основные положения клеточной теории:

1. Клетка элементарная единица живого, вне клетки жизни нет. Клетка единая система, включающая множество закономерно связанных с друг другом элементов (современная трактовка).

2. Клетки гомологичны по строению и основным свойствам.

3. Клетки увеличиваются в числе путем деления исходной клетки, после удвоения его генетического материала.

4. Многоклеточные организмы представляют собой новую систему взаимосвязанных между собой клеток, объединенных и интегрированных в единую систему тканей и органов с помощью нервной и гуморальной регуляции.

5. Клетки организма тотатипентны так как обладают генетическим потенциалом всех клеток данного организма, но отличаются друг от друга экспрессией гена.

Значение клеточной теории

Клеточная теория позволила понять как зарождается, развивается и функционирует живой организм, то есть создала основу эволюционной теории развития жизни, а в медицине – понимания процессов жизнедеятельности и развития болезней на клеточном уровне – что открыло немыслимые ранее новые возможности диагностики, лечение заболеваний.

Cтало ясно, что клетка — важнейшая составляющая часть живых организмов, их главный морфофизиологический 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.

Прокариотические и эукариотические клетки.

Прокариотическая клетка (доядерные – 3,5 млрд лет назад) – это наиболее примитивные, очень просто устроенные, сохраняющие черты глубокой древности организмы.(одноклеточные живые организмы не обладающие оформленным клеточным ядром и другими внутренними мембранными органоидами).

1. Малые размеры клеток

2. Нуклеоид – аналог ядра. Замкнутая кольцевая ДНК.

3. Отсутствуют мембранные органеллы

4. Нет клеточного центра

5. Клеточная стенка особого строения, слизистая капсула.

6. Размножение делением пополам (может происходить обмен генетической информацией).

7. Нет циклоза, экзо- и эндоцитоза.

8. Разнообразие обмена веществ

9. Размер не более 0,5-3 мкм.

10. Тип питания осмотический.

11. Наличие жгутиков плазмид, и газовых вакуолей.

12. Размер рибосом 70s

Эукариотическая клетка(ядерные – 1,5-2 млрд лет назад) –надцарство живых организмов, клетки которых содержат ядра:

-биомембрана (плазмалемма, цитолемма)

-кариолемма (ядерная оболочка)

Согласно жидкостно-мозаичной модели структуры мембраны, предложенной Сингером, биологическая мембрана представляет собой два параллельных слоя липидов (бимолекулярный слой, липидный бислой). Мембранные липиды имеют гидрофобную (углеводородные остатки жирных кислот и др.) и гидрофильную (фосфат, холин, коламин, сахар и т.п.) части. Такие молекулы образуют в клетке бимолекулярные слои: гидрофобные части их повернуты дальше от водного окружения, т.е. друг к другу, и удерживаются вместе сильными гидрофобными взаимодействиями и слабыми силами Лондона-Ван-дер-Ваальса. Таким образом, мембраны на обеих наружных поверхностях гидрофильны, а внутри – гидрофобны. Поскольку гидрофильные части молекул поглощают электроны, они видны в электронном микроскопе как два темных слоя. При физиологических температурах мембраны находятся в жидкокристаллическом состоянии: углеводородные остатки вращаются вдоль своей продольной оси и диффундируют в плоскости слоя, реже перескакивают из одного слоя в другой, не нарушая прочных гидрофобных связей. Чем большую долю составляют ненасыщенные жирные кислоты, тем ниже температура фазового перехода (точка плавления) и тем более жидкой бывает мембрана. Более высокое содержание стеролов с их жесткими гидрофобными молекулами, лежащими в гидрофобной толще мембраны, стабилизирует мембрану (главным образом у животных). В мембрану вкраплены различные мембранные белки. Некоторые из них находятся на внешней или на внутренней поверхности липидной части мембраны; другие пронизывают всю толщу мембраны насквозь. Мембраны полупроницаемы; они обладают мельчайшими порами, через которые диффундируют вода и другие небольшие гидрофильные молекулы. Для этого используются внутренние гидрофильные области интегральных мембранных белков или отверстия между соприкасающимися интегральными белками (туннельные белки)

1. Ограничение и обособление клеток и органелл. Обособление клеток от межклеточной среды обеспечивается плазматической мембраной, защищающей клетки от механического и химического воздействий. Плазматическая мембрана обеспечивает также сохранение разности концентраций метаболитов и неорганических ионов между внутриклеточной и внешней средой

2. Контролируемый транспорт метаболитов и ионов определяет внутреннюю среду, что существенно для гомеостаза, т.е. поддержания постоянной концентрации метаболитов и неорганических ионов, и других физиологических параметров. Регулируемый и избирательный транспорт метаболитов и неорганических ионов через поры и посредством переносчиков становится возможным благодаря обособлению клеток и органелл с помощью мембранных систем.

3. Восприятие внеклеточных сигналов и их передача внутрь клетки а также инициация сигналов.

4. Ферментативный катализ. В мембранах на границе между липидной и водной фазами локализованы ферменты. Именно здесь происходят реакции с неполярными субстратами. Примерами служат биосинтез липидов и метаболизм неполярных ксенобиотиков В мембранах локализованы наиболее важные реакции энергетического обмена, такие, как окислительное фосфорилирование и фотосинтез

5. Контактное взаимодействие с межклеточным матриксом и взаимодействие с другими клетками при слиянии клеток и образовании тканей.

6. Заякоривание цитоскелета , обеспечивающее поддержание формы клеток и органелл и клеточной подвижности

Мембранные липиды. Принципы формирования бислоя. Липиды мембран

Вопрос 5

Мембранные белки имеют пересекающие клеточную мембрану домены, но части их выступают из мембраны в межклеточное окружение и цитоплазму клетки. Выполняют функцию рецепторов, т.е. осуществляют передачу сигналов, а также обеспечивают трансмембранный транспорт различных веществ. Белки-транспортеры специфичны, каждый из них пропускает через мембрану только определенные молекулы или определенный тип сигнала.
Классификация:

1. Топологические (поли-, монотопические)

2. Биохимические (интегральные и периферические)

Топологические:

1) политопические, или трансмембранные белки, пронизывающие бислой насквозь и контактирующие с водной средой по обеим сторонам мембраны.

2) Монотопические белки постоянно встроены в липидный бислой, но соединены с мембраной только на одной стороне, не проникая на противоположную.

Биохимические:

1) интегральные прочно встроены в мембрану и могут быть увлечены из липидного окружения только с помощью детергентов или неполярных растворителей

2) периферические белки, которые высвобождаются в сравнительно мягких условиях (например путем солевого раствора)

Вопрос 6

Организация надмембранного комплекса у клеток разных типов. Гликокаликс.

Надмембранный комплекс	бактерии	растения	животные	грибы
1) слизистая капсула	+	+-	-	-
2)клеточная стенка (оболочка)	+ Из муреина	+ Из целлюлозы	_	+ Из хитина
3) гликокаликс	-	-	+	-

У грамположительных бактерий есть однослойная, толщиной 70-80 нм. клеточная стенка, образованная сложным белково-углеводным комплексом молекул (пептидогликаны). Это система длинных полисахаридных (углеводных) молекул, связанных между собой короткими белковыми мостиками. Они располагаются в несколько слоев параллельно поверхности бактериальной клетки. Все эти слои пронизаны молекулами сложных углеводов – тейхоевых кислот.

У грамотрицательных бактерий клеточная стенка более сложная и имеет двойную структуру. Над первичной, плазматической мембраной, строится еще одна мембрана и скрепленная с ней пептидгликанами.

Основным компонентом клеточной стенки растительных клеток является сложный углевод – целлюлоза. Прочность их очень велика и сравнима с прочностью стальной проволоки. Слои макрофибрилл располагаются под углом друг к другу, создавая мощный многослойный каркас.

Эукариотические клетки животных не образуют клеточных стенок, но на поверхности их плазматической мембраны есть сложный мембранный комплекс – гликокаликс. Он образован системой периферических белков мембраны, углеводными цепями мембранных гликопротеинов и гликолипидов, а также надмембранными участками интегральных белков, погруженных в мембрану.

Гликокаликс выполняет ряд важных функций: он участвует в рецепции молекул, содержит молекулы межклеточной адгезии, отрицательно заряженные молекулы гликокаликса создают электрический заряд на поверхности клеток. Определенный набор молекул на поверхности клеток является своеобразным маркером клеток, определяя их индивидуальность и узнаваемость сигнальными молекулами организма. Это свойство имеет очень большое значение в работе таких систем как: нервная, эндокринная, иммунная. В ряде специализированных клеток (например: во всасывающих клетках кишечного эпителия) гликокаликс несет основную функциональную нагрузку в процессах мембранного пищеварения

Возникновение определения
Дальнейшее развитие знаний
Основные положения
Теория М. Шлейдена и Т. Шванна
Современный взгляд
Основания учения о клетках

Возникновение определения

Внешний вид микроскопа и его практическое использование были подтверждены мыслями Гука, и исследование получило развитие. Ещё в 1670-х годах итальянский доктор Мальпенса и английский натуралист Дрю описали различные формы фибробластов в растениях. В то же время изобретатель микроскопа Левенгук исследует мир одноклеточных организмов — микробов, инфузорий, амёб. Будучи творческим человеком, ученый-создатель впервые изобразил их на своих рисунках.

Учёные XVII века фактически представили, что клетки — это пустоты в бесконечной массе растительной ткани. Не было никакого существенного прогресса в этом направлении в XVIII веке. Но затем следует отметить работу немецкого учёного Ф. Вольфа, который пытался сравнить растения и животных.

Первые попытки проникнуть во внутреннюю вселенную клеток были предприняты в девятнадцатом веке, чему способствовали разработка улучшенных микроскопов и наличие ахроматических линз. Например, учёные Линк и Молденгауэр отметили независимые стенки в клетках, которые затем стали называть мембранами. А в 1830 году ботаник Роберт Броун впервые описал ядро клетки как значительную её часть.

Дальнейшее развитие знаний

Во второй половине XVII в. изучение клетки и её структуры находится в центре интересов, а также повышено внимание к отдельной науке — цитологии.

Клеточная биология — раздел, изучающий фибробласты, которые являются основными функциональными единицами живых организмов и могут самостоятельно осуществлять все жизненные процессы. В отличие от целых клеток, ни одна из их отдельных частей не может жить самостоятельно.

Знание структуры и функционирования фибробластов являются фундаментальными для биологических наук. В частности, область включает вопросы, связанные со строительством клетки, её функцией, физиологией, жизненным циклом, нарушениями и смертью.

Фибробласты могут различаться между собой в зависимости от уровня сложности их построения, однако каждый из них имеет все химические и физические компоненты, которые необходимы для роста и разделения, и, следовательно, для жизни. Клетки разных организмов имеют значительные различия: как морфологические, так и биохимические.

Они могут быть отдельным одноклеточным организмом — одна часть выполняет все жизненно важные функции — или быть элементом (отдельные клетки адаптированы к определённым действиям). Клеточная конструкция не содержит вирусов — органические молекулы, построенные из белков, и нуклеиновые кислоты не проявляют признаков жизни вне клеток-хозяев и, согласно современным систематическим взглядам, не классифицируются как живые организмы.

Совершенствование методов и обнародование исследования позволило учёным повысить знания о строении и функционировании клеток:

определить взаимосвязь строения и функционирования некоторых органелл и фибробластов в целом;
понять, что любая клетка демонстрирует все качества, присущие организмам (растёт, размножается, обменивается веществами и энергией, является несколько подвижной, может адаптироваться к изменению и т. д. );
выяснить, что у органелл нет возможности показать эти качества отдельно;
выявить, что животные, грибы и растения имеют одинаковую структуру и функции с органеллами.

Все клетки взаимосвязаны и работают совместно, выполняя сложные задачи. Благодаря открытию Шванна и Шлейдена были дополнены знания. Современная научная теория использует передовые постулаты базовой доктрины в биологии.

Основные положения

Все живые организмы состоят из клеток. Есть клеточно-элементарный ряд строения, функционирования и формирования организмов. Существуют неклеточные формы жизни — микробы, но они проявляют свои качества только в фибробластах живых организмов.

Основные положения клеточной теории:

структурно-функциональные единицы — элементы функционирования и формирования всех организмов, способные к самовоспроизводству и обновлению;
все фибробласты одноклеточных и многоклеточных организмов сходны по своей структуре, химическому составу, основным проявлениям жизнедеятельности и метаболизма;
размножение структурно-функциональных единиц происходит методом их разделения, любая новая клетка появляется в результате отделения исходной (материнской) частицы;
в сложных многоклеточных организмах фибробласты конструируются в соответствии с их собственными функциями и образуют ткани, которые тесно связаны между собой и подчинены регуляции.

Эти положения оправдывают особенности происхождения организмов, согласованность всей органики. Благодаря авторской доктрине стало ясно, что сама клетка считается важным компонентом организмов.

Фибробласт — исключительно малая доля организма, аспект её делимости, наделённый жизнью и всеми основными элементами организма. Как простая живая система, она лежит в основании структуры и формирования всех организмов. На клеточном уровне проявляются все её качества жизни.

Теория М. Шлейдена и Т. Шванна

Немецкие учёные внесли большой вклад в развитие исследований и стали основоположниками формулировки о фибробластах. Клеточная теория Шванна и Шлейдена стала быстро известной в научных кругах.

В частности, они определили, что роль клеточной теории в науке:

Всё живое состоит из небольших похожих частей, что растут и развиваются по общим законам.
Артельным принципом формирования примитивных частей тела является образование клеток.
Любая клетка представляет собой сложное биоустройство и считается отдельным организмом.
В функциональных единицах происходят различные процессы: деление, увеличение объёмов, утолщение и дальнейшее развитие.

Благодаря этим открытиям стало возможным утверждать, что клетки являются не только основными структурными единицами, но и функциональными элементами всех живых организмов, а такие процессы, как рост или размножение, являются результатом изменений, происходящих внутри самих частиц.

Современный взгляд

Идеи учёных доктрины были современными и революционными для того времени, с тех пор развитие в этом направлении продолжается.

Стоит выделить следующее:

Фибробластовая структура — ведущая, но не единственная форма существования жизни. Из-за того, что в клетках присутствуют микробы (обнаруженные русским учёным Д. Ивановским в 1892 г.), их собственные качества могут проявить себя внутри них.
Есть идентичные фибробласты: прокариотические, немембранные и эукариотические. Структурно-функциональные единицы растений и животных являются символически биологическими с более высокой организационной ценностью, чем микробные клетки.
Клеточная доктрина прошлого оценивала организм как оригинальное наполнение клетками, игнорируя его единство. Прогрессивная теория оценивает это с точки зрения единения.
Другая клеточная доктрина игнорировала неклеточные структуры, временами они были приняты неодушевлёнными. Фактически в организме, помимо фибробластов, имеются многоядерные неклеточные структуры (синциты, симпласты) без каких-либо ядерных межклеточных элементов с возможностью метаболизма.

И вполне возможно, что в будущем клеточное учение получит последующее образование, биологи найдут новые, неизвестные ранее части клетки, механизмы её работы. И чрезвычайно интересным вопросом является проблема старения фибробласта и его смерти. Многие учёные хотят разработать системы, позволяющие восстановить жизнь.

Основания учения о клетках

В литературе можно найти разное количество постулатов прогрессивного клеточного учения, абсолютная версия имеет 5 оснований:

Клеткой считается самая короткая (элементарная) актуальная типовая система, проводящая размножение, формирование и функционирование организмов. Неклеточные структуры нельзя назвать живыми.
Функциональные единицы образуются только методом разделения.
Химический состав и вид структурных единиц всех организмов по доказательству идентичны.
Многоклеточный организм расширяется методом разделения одной или нескольких первичных фибробластов.
Подобная клеточная структура организмов говорит об одном источнике их происхождения.

Согласно теории происхождения жизни на Земле, первые клетки появились более 4 миллиардов лет назад. Это произошло в результате взаимосвязи органических соединений. Но прежде должны были быть созданы элементы, которые показывали черты живых существ.

Несмотря на большое разнообразие организации известных организмов (бактерий, растений и животных), их необычное сходство на клеточном уровне может отразить единство живого мира.

Читайте также: