Шванн открытия в цитологии

Клеточная теория – история создания и основные положения

Шванн открытия в цитологии

История создания клеточной теории началась в 1655 году, когда британский учёный Р. Гук впервые открыл термин «клетка», основываясь на своём исследовании реальных веществ. Он описал это в своей научной работе, которая позже вдохновила другого одарённого учёного — Левенгука изобрести первый микроскоп.

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:

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

Однако Шванн и Шлейден ошибались и полагали, что функциональные единицы были образованы неким «неклеточным веществом». Вирхов утверждал, что каждая клеточка обладает способностью появляться из самых разных клеток. Эта ситуация стала одной из важнейших частей клеточной доктрины.

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:

  1. 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.
  2. Есть идентичные фибробласты: прокариотические, немембранные и эукариотические. Структурно-функциональные единицы растений и животных являются символически биологическими с более высокой организационной ценностью, чем микробные клетки.
  3. Клеточная доктрина прошлого оценивала организм как оригинальное наполнение клетками, игнорируя его единство. Прогрессивная теория оценивает это с точки зрения единения.
  4. 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:

  1. Клеткой считается самая короткая (элементарная) актуальная типовая система, проводящая размножение, формирование и функционирование организмов. Неклеточные структуры нельзя назвать живыми.
  2. Функциональные единицы образуются только методом разделения.
  3. Химический состав и вид структурных единиц всех организмов по доказательству идентичны.
  4. Многоклеточный организм расширяется методом разделения одной или нескольких первичных фибробластов.
  5. 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.

Источник: https://nauka.club/biologiya/kletochn%D0%B0y%D0%B0-teori%D1%83%D0%B0.html

Биология в лицее

Шванн открытия в цитологии

История изучения клетки. Клеточная теория

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 сформулировали клеточную 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:

  1. Все животные и растения состоят из клеток.
  2. Клетка является наименьшей единицей живого организма.
  3. 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.
  1. Клеточное строение имеют животные, грибы, растения и все прокариоты. Вирусы – это неклеточные формы жизни.
  2. Клетка является элементарной живой системой, для которой характерны такие признаки живого, как обмен веществ и энергии, рост и развитие, раздражимость, самовоспроизведение.
  • Клетки всех живых организмов сходны по строению, химическому составу и функционированию.
  1. 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.
  2. Набор химических веществ, входящих в состав клеток, также в основном одинаков у всех организмов. Обязательные вещества клетки – белки, углеводы, липиды, нуклеиновые кислоты.
  • Новые клетки образуются в результате деления исходной клетки.
  1. Универсальным способом деления клеток эукариот является митоз. При митозе происходит точное распределение генетического материала по дочерним клеткам. Генетически дочерние клетки полностью идентичны материнской.
  2. 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.
  3. Клетки прокариот также размножаются делением.
  • Клетки многоклеточных организмов дифференцируются в зависимости от выполняемых ими функций. Группы клеток, сходных по строению и выполняемым функциям, образуют ткани.
  1. В состав многоклеточного организма входит от нескольких единиц до нескольких десятков типов клеток, составляющих различные ткани и органы.
  2. 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

Прижизненное изучение клеток проводят с помощью светового микроскопа.

Объектами такого изучения могут служить свободноживущие простейшие, которых в лаборатории содержат в специальных средах; клетки крови можно изучать в капле плазмы или в специальной синтетической среде; для изучения клеток тканей животного организма используют метод клеточных культур.

При культивировании клеток, кроме химического состава среды, необходимо поддерживать определённую температуру. Также обязательным условием является стерильность. Метод культивирования клеток используется не только для цитологических исследований, но и для биохимических, генетических и вирусологических.

При изучении живых клеток используют методы микрохирургии. С помощью микроманипулятора можно вводить внутрь клетки вещества, извлекать части клетки.

Так с помощью микроманипулятора удалось пересадить ядро из клетки одной амёбы в клетку другого штамма и доказать, что именно ядро определяет физиологические особенности клетки.

Сравнительно недавно стали применять аппараты с лазерным микропучком, что позволяет очень точно дозировать импульсы облучения.

При изучении живых клеток используют различные красители, в том числе способные светиться (флуоресцировать) при поглощении световой энергии. Многие красители избирательно связываются с некоторыми структурами клетки, вызывая их свечение.

Клетка в сканирующем микроскопе (слева).          Раковые клетки в конфокальном микроскопе (справа)

Широко используют световую микроскопию с компьютерной обработкой изображений. Например, конфокальный сканирующий световой микроскоп позволяет получить серии последовательных изображений, на основании которых реконструируется объёмное изображение клетки.

Все современные методы изучения клетки можно классифицировать следующим образом:

  1. Световая, электронная микроскопия. Современный световой микроскоп увеличивает объекты в 3000 раз и позволяет увидеть наиболее крупные органоиды клетки, наблюдать движение цитоплазмы, деление клетки. Электронный микроскоп даёт увеличение в сотни тысяч раз, что позволяет изучить тонкое строение органоидов.
  2. 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.
  3. Рентгеноструктурный анализ. Основан на получении рентгенограмм. Позволяет изучить конфигурацию молекул белка, нуклеиновых кислот для понимания их биологических функций.
  4. Получение культуры тканей. Даёт возможность исследовать живые клетки, помещённые в соответствующую среду, в которой они способны к автономному росту, формированию тканей и органов организма.
  5. Окрашивание. Применяется для окрашивания живых клеток красителями для получения контрастного изображения изучаемых структур.

Источник: http://biolicey2vrn.ru/index/kletochnaja_teorija/0-761

Шлейден и Шванн – первые каменщики клеточной теории

Шванн открытия в цитологии

Российскому физиологу Ивану Павлову принадлежит сравнение науки со стройкой, где знания, как кирпичики, создают фундамент системы.

Так и клеточную теорию с ее основателями – Шлейденом и Шванном – разделяют множество натуралистов и ученых, их последователей. Один из творцов теории клеточного строения организмов Р. Вирхов однажды сказал: «Шванн стоял на плечах Шлейдена».

Именно о совместном труде этих двух учёных и пойдёт речь в статье. О клеточной теории Шлейдена и Шванна.

Матиас Якоб Шлейден

В возрасте двадцати шести лет юный юрист Матиас Шлейден (1804-1881) решил изменить свою жизнь, чем совсем не порадовал семью. Бросив адвокатскую практику, он переводится на медицинский факультет Гейдельбергского университета.

А уже в 35 лет становится профессором кафедры ботаники и физиологии растений Йенского университета. Свою задачу Шлейден видел в разгадке механизма размножения клеток.

В своих работах он верно выделил главенство ядра в процессах размножения, но не видел сходства в строении клеток растений и животных.

В статье «К вопросу о растениях» (1844) он доказывает общность в строении всех клеток растения, независимо от места их расположения. Рецензию к его статье пишет немецкий физиолог Иоганн Мюллер, ассистентом которого в тот период был Теодор Шванн.

Теодор Шванн (1810-1882) учился на философском факультете Боннского университета, так как считал именно это направление наиболее близким к своей мечте – стать священником.

Однако интерес к естествознанию был настолько силен, что окончил Теодор университет уже на факультете медицинском. Работая ассистентом упомянутого И. Мюллера, за пять лет он совершил открытий столько, что хватило бы на нескольких ученых.

Это и обнаружение в желудочном соке пепсина, и оболочки нервных волокон. Именно он доказал непосредственное участие дрожжевых грибов в процессе брожения.

Соратники

Научное сообщество тогдашней Германии не было слишком большим. Поэтому встреча немецких ученых Шлейдена и Шванна была предрешена. Состоялась она в кафе в один из обеденных перерывов, в 1838 году. Будущие соратники обсуждали свои работы. Матиас Шлейден с Теодором Шванном поделился своей находкой распознавания клеток по ядрам.

Повторив опыты Шлейдена, Шванн изучает клетки животного происхождения. Они много общаются и становятся друзьями.

И уже через год появляется совместный труд «Микроскопические исследования о сходстве в строении и развитии элементарных единиц животного и растительного происхождения», который и сделал Шлейдена и Шванна основателями учения о клетке, ее строении и жизнедеятельности.

Главный постулат, который отражали работы Шванна и Шлейдена,– это то, что жизнь находится в клетке всех живых организмов. Работы еще одного немца – патологоанатома Рудольфа Вирхова – в 1858 году окончательно вносят ясность в процессы жизнедеятельности клетки.

Именно он дополнил работы Шлейдена и Шванна новым постулатом. «Всякая клетка от клетки»,– поставил он точку в вопросах самозарождения жизни.

Рудольфа Вирхова многие считают соавтором, и некоторые источники употребляют высказывание “клеточная теория Шванна, Шлейдена и Вирхова”.

Современное учение о клетке

Сто восемьдесят лет, прошедшие с того момента, добавили экспериментальных и теоретических знаний о живых существах, но основой так и осталась клеточная теория Шлейдена и Шванна, основные постулаты которой следующие:

  • Самообновляющаяся, самовоспроизводящаяся и саморегулирующаяся клетка – это основа и элементарная единица жизни.
  • Для всех живых организмов на планете характерно их одинаковое строение.
  • Клетка представляет собой комплекс полимеров, который воссоздаётся из неорганических компонентов.
  • Их воспроизводство осуществляется путем деления материнской клетки.
  • Многоклеточность организмов подразумевает специализацию элементов в тканевые, органные и системные.
  • Все специализированные клетки образовываются при дифференциации тотипотентных.

Точка бифуркации

Теория немецких ученых Матиаса Шлейдена и Теодора Шванна стала переломным моментом в развитии науки.

Все отрасли знаний – гистология, цитология, молекулярная биология, анатомия патологий, физиология, биохимия, эмбриология, эволюционное учение и многие другие – получили мощный толчок в развитии.

Теория, дающая новое понимание во взаимодействиях внутри живой системы, открыла новые горизонты для ученых, которые тут же ими воспользовались. Россиянин И. Чистяков (1874) и польско-немецкий биолог Э.

Страсбургер (1875) раскрывают механизм митотического (бесполого) деления клеток. Следуют открытие хромосом в ядре и их роли в наследственности и изменчивости организмов, расшифровка процесса репликации и трансляции ДНК и ее роли в биосинтезе белка, энергетического и пластического обмена в рибосомах, гаметогенеза и образования зиготы.

Все эти открытия кирпичиками входят в здание науки о клетке как структурной единице и основе всего живого на планете Земля. Отрасли знаний, фундамент которой был заложен открытиями друзей и соратников, каковыми были немецкие ученые Шлейден и Шванн.

Сегодня на вооружении биологов электронные микроскопы с разрешаемостью в десятки и сотни раз и сложнейший инструментарий, методы радиационного маркирования и изотопного облучения, технологии генного моделирования и искусственная эмбриология, но клетка все еще остается самой загадочной структурой жизни.

Все новые и новые открытия о ее структуре и жизнедеятельности приближают научный мир к крыше этого здания, но никто не предскажет, закончится ли его строительство и когда. А пока здание не достроено, и все мы ждём новых открытий.

Источник: https://FB.ru/article/316942/shleyden-i-shvann---pervyie-kamenschiki-kletochnoy-teorii

Методы цитологии и клеточная теория

Шванн открытия в цитологии

Самым первым и привычным методом, с которым знакомят еще на школьных уроках биологии является электронная микроскопия. Создание первого электронного микроскопа датируется началом 17 века. Первый человек, применивший световой микроскоп в целях изучения живых клеток – Роберт Гук в 1665 году.

Однако, Гук лишь увидел клетку, а вот Антони ван Левенгук изучил и описал строение эритроцитов, сперматозоидов и микроорганизмов. Именно Левенгука считают основоположником использования световой микроскопии.

Антони ван Левенгук

Для того, чтобы не путать ученых с такими созвучными фамилиями, то нужно просто выстроить у себя логическую картинку: вначале человек должен был обнаружить факт наличия живых клеток, а потом уже изучать строение настолько, насколько это возможно.

Притом, описание, естественно дает куда больше информации, чем просто факт того, что ткань состоит из живых клеток, поэтому основоположником применения микроскопа в цитологии, да и вообще в биологии, — человек, описавший клетки. Если воссоздать эту цепочку и ассоциировать Гука и Левенгука с цифрами, то вначале будет тот, у кого фамилия короче, т.е Гук, а потом уже – Левенгук.

Таким образом, вначале идет Гук, затем – Левенгук. Гук первый увидел клетки, но Левенгук из описал, поэтому он и есть основатель.

На уроках биологии школьники сталкиваются с такой проблемой как «поимка» света для того, чтобы увидеть хоть что-нибудь в световой микроскоп.

Нюансом использования этого прибора является то, что в световой микроскоп можно разглядеть предметы размером в диапазоне 400-800 нм, т.

к если предмет будет меньше, то световой поток просто обогнет его, а не отразится. Следовательно, ученый ничего не увидит.

Электронная микроскопия

В связи с этим, изобретатели предположили, что можно использовать не естественный солнечный свет, а пучок электронов, то есть, лампочку. Так в 1930-х годах был создан электронный микроскоп, который дал возможность изучать более мелкие предметы.

Один из первых световых микроскопов Световой микроскоп Электронный микроскоп

Растровая электронная микроскопия

Далее был изобретен растровый электронный микроскоп. Суть его в том, что предмет (клетка) подвергается бомбежке электронами.

Они отражаются от поверхности предмета и в зависимости от интенсивности электрического сигнала в результате отражения электронов поверхностью, формируется черно-белый снимок, по которому можно узнать о рельефе изучаемого объекта.

Живые клетки или организмы погибают в результате изучения под растровым электронным микроскопом.

Растровый электронный микроскоп Снимок, полученный с помощью растрового электронного микроскопа

Биологическая маркировка

Кроме методов микроскопии существуют и другие методы изучения клеток. Например, для того чтобы проследить за чем-либо внутри живой клетки, можно поставить метку. Так делают, когда необходимо изучить какой-нибудь белок.

Подбирается специфический маркер, чаще всего тот, который способен флуоресцировать. Так делаю не только при изучении белков, но и колоний клеток, в том числе – нейронов.

Что касается радиоактивных меток, то наиболее распространены изотопы углерода, водорода и фосфора.

Клеточный цитокенез. Фото с использованием флюоресценции

Центрифугирование

Если требуется извлечь для изучения органоиды, то ученые прибегают к центрифугированию. В результате механического повреждения цитоплазматическая мембрана разрушается, что дает выход всем органоидам.

Если же клетка растительная, то до центрифугирования используются дополнительные лизирующие (расщепляющие) целлюлозу вещества. Далее на большой скорости в закрытой пробирке в буферном растворе вращаются клетки.

За счёт того, что разные клеточные структуры имеют разную плотность и массу, они оказываются на разных уровнях в пробирке. Так можно получить не все органеллы, но это приемлемый метод для митохондрий и рибосом.

На сегодняшний день существует множество методов, как химического расщепления клетки, так и механического разделения, однако вышеперечисленные методы являются наиболее консервативными и их должен знать абитуриент.

Положения клеточной теории

Теодор Шванн и Маттиас Шлейден создали клеточную теорию в 1835 году.

Теодор Шванн Маттиас Шлейден

Клеточная теория включает в себя следующие положения:

  1. Все живые существа состоят из клеток.

Этот пункт достаточно очевиден. Проще всего подумать о сложном организме. Например, о человеке. Он состоят из органов и тканей. А ткани и органы из живых клеток. Для одноклеточного организма все еще проще, он и есть живая клетка, что ясно из названия.

Исключением являются вирусы, ведь они – внеклеточная форма жизни. Во времена Шлейдена и Шванна про вирусы еще ничего не знали, поэтому положение считалось истинным. Теперь оно требует небольшой правки. Вирусы были открыты в конце 19 века русским ученым Дмитрием Иосифовичем Ивановым. Он обнаружил вирус табачной мозаики в пораженных листьях табака, что объясняет название

Иванов Д.И Лист, пораженный вирусом табачной мозаики Структура вируса табачной мозаики

2. Все клетки имеют сходное строение, химический состав и общие принципы жизнедеятельности.

Все растительные клетки подобны друг другу, все животные клетки подобны друг другу. И даже растительные клетки и животные клетки подобны друг другу, хоть и имеют отличия. Макроэлементы едины для всех живых организмов. Микроэлементы и ультрамикроэлементы могут отличаться в разных клетках и организмах. У всех организмов и клеток есть признаки живого. Они едины для всех.

3. Каждая клетка самостоятельна: деятельность организма является суммой жизнедеятельности составляющих его клеток.

Исходя из положения о жизнедеятельности клеток, становится ясно, что в случае одноклеточных организмов клетка выполняет всю работы для собственного существования целиком и полностью самостоятельно. В более сложных организмах клетки специализированы, но они работают сопряженно, опираясь на те же принципы организации жизнедеятельности.

Позднее, в 1855 году наш отечественный ученый Рудольф Вирхов внес важное дополнение: «Всякая клетка происходит от клетки».

Деление клеток было открыто еще в 1841 Робертом Ремаком, однако данное открытие не было внесено в положения клеточной теории, что, собственно, и исправил Р. Вирхов.

Скачать PDFРаспечатать

Источник: https://spadilo.ru/metody-citologii-i-kletochnaya-teoriya/

Шванн открытия в цитологии

Шванн открытия в цитологии

Клеточная теория — основополагающая для биологии теория, сформулированная в середине XIX века, предоставившая базу для понимания закономерностей живого мира и для развития эволюционного учения.

Маттиас Шлейден и Теодор Шванн сформулировали клеточную теорию, основываясь на множестве исследований о клетке (1838). Рудольф Вирхов позднее (1858) дополнил её важнейшим положением (всякая клетка происходит от другой клетки).

Шлейден и Шванн, обобщив имеющиеся знания о клетке, доказали, что клетка является основной единицей любого организма. Клетки животных, 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 дополнялась и редактировалась с каждым разом.

Положения клеточной теории Шлейдена-Шванна

  1. Все животные и растения состоят из клеток.
  2. Растут и развиваются растения и животные путём возникновения новых клеток.
  3. Клетка является самой маленькой единицей живого, а целый организм — это совокупность клеток.

В возрасте двадцати шести лет юный юрист Матиас Шлейден (1804-1881) решил изменить свою жизнь, чем совсем не порадовал семью. Бросив адвокатскую практику, он переводится на медицинский факультет Гейдельбергского университета.

А уже в 35 лет становится профессором кафедры ботаники и физиологии растений Йенского университета. Свою задачу Шлейден видел в разгадке механизма размножения клеток.

В статье «К вопросу о растениях» (1844) он доказывает общность в строении всех клеток растения, независимо от места их расположения. Рецензию к его статье пишет немецкий физиолог Иоганн Мюллер, ассистентом которого в тот период был Теодор Шванн.

Несостоявшийся священник

Теодор Шванн (1810-1882) учился на философском факультете Боннского университета, так как считал именно это направление наиболее близким к своей мечте – стать священником.

Однако интерес к естествознанию был настолько силен, что окончил Теодор университет уже на факультете медицинском. Работая ассистентом упомянутого И.

Мюллера, за пять лет он совершил открытий столько, что хватило бы на нескольких ученых. Это и обнаружение в желудочном соке пепсина, и оболочки нервных волокон.

Дополнительные положения клеточной теории

Для приведения клеточной теории в более полное соответствие с данными современной клеточной биологии список её положений часто дополняют и расширяют. Во многих источниках эти дополнительные положения различаются, их набор достаточно произволен.

  1. Клетки прокариот и эукариот являются системами разного уровня сложности и не полностью гомологичны друг другу (см. ниже).
  2. В основе деления клетки и размножения организмов лежит копирование наследственной информации — молекул нуклеиновых кислот («каждая молекула из молекулы»). Положения о генетической непрерывности относится не только к клетке в целом, но и к некоторым из её более мелких компонентов — к митохондриям, хлоропластам, генам и хромосомам.
  3. Многоклеточный организм представляет собой новую систему, сложный ансамбль из множества клеток, объединённых и интегрированных в системе тканей и органов, связанных друг с другом с помощью химических факторов, гуморальных и нервных (молекулярная регуляция).
  4. Клетки многоклеточных тотипотентны, то есть обладают генетическими потенциями всех клеток данного организма, равнозначны по генетической информации, но отличаются друг от друга разной экспрессией (работой) различных генов, что приводит к их морфологическому и функциональному разнообразию — к дифференцировке.

Теория о клеточном строении

Главный постулат, который отражали работы Шванна и Шлейдена,– это то, что жизнь находится в клетке всех живых организмов. Работы еще одного немца – патологоанатома Рудольфа Вирхова — в 1858 году окончательно вносят ясность в процессы жизнедеятельности клетки.

Именно он дополнил работы Шлейдена и Шванна новым постулатом. «Всякая клетка от клетки»,– поставил он точку в вопросах самозарождения жизни. Рудольфа Вирхова многие считают соавтором, и некоторые источники употребляют высказывание «клеточная теория Шванна, Шлейдена и Вирхова».

XVII век

1665 год — английский физик Р. Гук в работе «Микрография» описывает строение пробки, на тонких срезах которой он нашёл правильно расположенные пустоты.

1670-е годы — итальянский медик и натуралист М. Мальпиги и английский натуралист Н. Грю описали в разных органах растений «мешочки, или пузырьки» и показали широкое распространение у растений клеточного строения.

Клетки изображал на своих рисунках голландский микроскопист А. Левенгук. Он же первым открыл мир одноклеточных организмов — описал бактерий и протистов (инфузорий).

Исследователи XVII века, показавшие распространённость «клеточного строения» растений, не оценили значение открытия клетки. Они представляли клетки в качестве пустот в непрерывной массе растительных тканей.

Грю рассматривал стенки клеток как волокна, поэтому он ввёл термин «ткань», по аналогии с текстильной тканью. Исследования микроскопического строения органов животных носили случайный характер и не дали каких-либо знаний об их клеточном строении.

XVIII век

В XVIII веке совершаются первые попытки сопоставления микроструктуры клеток растений и животных. К. Ф. Вольф в работе «Теории зарождения» (1759) пытается сравнить развитие микроскопического строения растений и животных.

По Вольфу, зародыш как у растений, так и у животных развивается из бесструктурного вещества, в котором движения создают каналы (сосуды) и пустоты (клетки).

Фактические данные, приводившиеся Вольфом, были им ошибочно истолкованы и не прибавили новых знаний к тому, что было известно микроскопистам XVII века.

XIX век

В первую четверть XIX века происходит значительное углубление представлений о клеточном строении растений, что связано с существенными улучшениями в конструкции микроскопа (в частности, созданием ахроматических линз).

Линк и Молднхоуэр устанавливают наличие у растительных клеток самостоятельных стенок. Выясняется, что клетка есть некая морфологически обособленная структура.

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.

Консультация доктора
Добавить комментарий