Ученые которые внесли вклад в цитологию

Ученые которые внесли вклад в цитологию

Ученые которые внесли вклад в цитологию

В то время как изобретение телескопа открыло перед человечеством безграничный космос, создание микроскопа приоткрыло более мелкий мир, демонстрирующий, из чего состоят живые организмы.

В 1665 году Роберт Гук впервые увидел и назвал клетку. Он отметил, что она похожа на ячейку или маленькое пространство. Однако Гук на самом деле исследовал под микроскопом мертвые клеточные стенки растения (коры).

Первым человеком, который стал свидетелем существования живых клеток под микроскопом, был Антони ван Левенгук, который в 1674 году описал водоросли спирогиры. Тогда ван Левенгук, возможно, также увидел бактерию.

Формирование клеточной теории

В 1838 году Теодор Шванн и Маттиас Шлейден наслаждались послеобеденным кофе за разговором о клеточных исследованиях. Считается, что Шванн, услышав описание Шлейдена о клетках растения с ядром, был просто поражен сходством этих растительных клеток с клетками, которые он обнаружил в тканях животных.

Оба ученных незамедлительно направились в лабораторию Шванна, чтобы посмотреть на его образцы. В следующем году Шванн опубликовал книгу о животных и растительных клетках (Шванн 1839), но в этом трактате не назывались имена других, внесших вклад в данные знания, в том числе не упоминалось и имя Шлейдена (1838). Он обобщил свои наблюдения в трех выводах о клетках:

  • клетка является единицей структуры, физиологии и организации живых организмов.
  • клетка удерживает двойное существование как отдельный элемент и строительный материал в организации организмов.
  • клетка формируется путем образования свободной ячейки, схожим с формированием кристаллов (спонтанная генерация).

Сегодня мы знаем, что первые два тезиса правильны, но третий полностью ошибочен. Правильная интерпретация образования клеток путем деления была, в конце концов, сформулирована другими учеными и официально провозглашена в знаменитом изречении Рудольфа Вирхова: «Все клетки возникают только из уже существующих клеток».

  • Все известные живые существа состоят из клеток.
  • Клетка является структурной и функциональной единицей всех живых организмов.
  • Все клетки образуются из уже существующих клеток путем деления (спонтанная генерация отсутствует).
  • Клетки содержат наследственную информацию, которая передается от клетки к клетке при делении.
  • Все клетки одинаковы по химическому составу.
  • Весь поток энергии жизни (метаболизм и биохимия) происходит внутри клеток.

Ввиду стремительного развития молекулярной биологии в 20 веке, многие исследования в цитологии имели место в 1950-е гг. Стало возможным поддерживать, растить и манипулировать клетками вне живых организмов.

Первая постоянная клеточная линия вне живого организма была получена в 1951 году Джорджем Отто Геем и коллегами: эта клеточная линия была взята из опухоли шейки матки Генриетты Лакс, которая умерла от рака в 1951 году.

Клеточная линия, которая, в конечном счете, получила название ГеЛа, стала переломным моментом в изучении клеточной биологии. Структура ДНК была значительным прорывом в молекулярной биологии.

Большой прогресс в изучении клеток в последующем десятилетии включил характеристику минимальных требований для носителей клеток и развитие стерильных методов клеточной культуры.

Этому также поспособствовали предшествующие усовершенствования электронной микроскопии и более поздние достижения, такие как развитие методов трансфекции, открытие зеленого флуоресцентного белка у медуз и обнаружение малых интерферирующих РНК среди других РНК.

Хронология событий

1595 – Янсен изобретает первый сложный микроскоп.

1655 – Гук описывает клетку коры.

1674 – Левенгук открывает простейшие клетки. Девять лет спустя он обнаруживает бактерию.

1833 – Браун описывает ядро клетки в клетке орхидеи.

1838 – Шлейден и Шванн предлагают свою клеточную теорию.

1840 – Альбрехт вон Ролликер понимает, что сперматозоиды и яйцеклетки также являются клетками.

1856 – Н. Прингсхейм изучает, как сперматозоид проникает в яйцеклетку.

1858 – Рудольф Вирхов (врач, патологоанатом и антрополог) произносит свою знаменитую фразу «omnis cellula e cellula», что означает, что каждая клетка может образовываться только уже из существующей клетки.

1857 – Колликер описывает митохондрии.

1879 – Флемминг описывает поведение хромосом во время митоза.

1883 – Клетки гаплоидны, теория хромосомной наследственности.

1898 – Гольджи описывает аппарат Гольджи.

1938 – Беренс использует дифференциальное центрифугирование для отделения ядра от цитоплазмы.

1939 – Сименс выпускает первый коммерческий трансмиссионный электронный микроскоп.

1952 – Гей и коллеги получают первую постоянную клеточную линию человека.

1955 – Игл определяет пищевые потребности клеток животных в культуре.

1957 – Мезельсон, Сталь и Виноград разрабатывают градиент плотности центрифугирования хлорида цезия для разделения нуклеиновых кислот.

1976 – Сато и его коллеги публикуют документы, показывающие, что разные клеточные линии требуют различного состава гормонов и различных факторов роста в сывороточной среде.

1981 – Выращены первые трансгенные мыши и дрозофилы. Получена первая эмбриональная стволовая клеточная линия мыши.

1995 – Циен определяет мутант GFP с расширенными спектральными свойствами.

1998 – Из соматических клеток клонируют мышь.

1999 – Гамильтон и Болкомб открывают малые интерферирующие РНК как пост-транскрипционное подавление экспрессии генов у растений.

Источник: https://kono-pizza.ru/tsitologiya/uchenye-kotorye-vnesli-vklad-tsitologiyu/

Краткая история цитологии

Ученые которые внесли вклад в цитологию

Цитология (греч. citos – клетка, logos – наука) – наука о клетке.

В настоящее время учение о клетке является во многих отношениях центральным объектом биологических исследований.

Предпосылкой для открытия клетки явилось изобретение микроскопа и его использование для исследования биологических объектов.

Первый световой микроскоп сконструировали в Голландии в 1590 году два брата, Ганс и Захариус Янссены, шлифовальщики линз. Долгое время микроскоп использовался как забава, игрушка для развлечения знатных особ.

Первые упоминания о клетке появились в XVII веке, когда в 1665 году английский ученый Роберт Гук, рассматривая под микроскопом срез пробки, обнаружил, что она состоит из ячеек или полостей, напоминающих пчелиные соты, которые он назвал клетками (от греч. kytos – полость, лат. – cellula).

Антонио ван Левенгук (1632-1723)

Термин «клетка» утвердился в биологии, несмотря на то, что Роберт Гук наблюдал, в действительности, не клетки, а только целлюлозные оболочки растительных клеток. Кроме того, клетки не являются полостями. В дальнейшем клеточное строение многих частей растений видели и описали М. Мальпиги, Н. Грю, а также А. Левенгук.

Важным событием в развитии представлений о клетке была изданная в 1672году книга Марчелло Мальпиги «Анатомия растений», где приводилось подробное описание микроскопических растительных структур. В своих исследованиях Мальпиги убедился, что растения состоят из клеток, которые он называл «мешочками» и «пузырьками».

Среди блестящей плеяды микроскопистов XVII века одно из первых мест занимает А. Левенгук, голландский купец, который завоевал себе славу учёного. Он прославился созданием линз, которые давали увеличение в 100-300 раз.

В 1674 году Антонио ван Левенгук открыл с помощью собственноручно изобретенного микроскопа одноклеточных простейших, названных им «микроскопическими животными», бактерии, дрожжи, клетки крови – эритроциты, половые клетки – сперматозоиды, которые Левенгук называл «анималькули».

Из животных тканей Левенгук изучал и точно описал строение сердечной мышцы. Он был первым натуралистом, наблюдавшим клетки животногоорганизма. Это пробудило интерес к изучению живого микромира.

Как наука цитология возникла лишь в XIX веке. В это время были сделаны важные открытия.

В 1830 году чешский исследователь Ян Пуркинье описал вязкое студенистое вещество внутри клетки и назвал его протоплазмой (гр. protos – первый, plasma – образование).

В 1831 году шотландский ученый Роберт Броуноткрыл ядро.

В 1836 году Габриелем Валентини в ядре было обнаружено ядрышко.

В 1838 году была опубликована работа Матиаса Шлейдена «Данные о фитогенезисе», где автор, опираясь на уже имевшиеся в ботанике представления о клетке, выдвинул идею об идентичности растительных клеток с точки зрения их развития. Он пришёл к выводу, что закон клеточного строения справедлив для растений.

В 1839 году вышла в свет ставшая классической книга Теодора Шванна «Микроскопические исследования о соответствии в структуре и росте животных и растений». В ней автор сделал окончательный вывод о том, что клетка является структурной единицей жизнедеятельности и развития растений и животных.

В 1838 – 1839 годах немецкие ученые Матиас Шлейден и ТеодорШванн независимо друг от друга сформулировали клеточную теорию.

КЛЕТОЧНАЯ ТЕОРИЯ:

1) все живые организмы (растения и животные) состоят из клеток;

2) клетки растений и животных сходны по строению, химическому составу и выполняемым функциям.

М. Шлейден и Т. Шванн считали, что клетки в организме возникают путём новообразования из первичного неклеточного вещества.

В 1858 году немецкий учёный-анатом Рудольф Вирховв своей книге «Целлюлярная патология» опроверг это представление и доказал, что новые клетки всегда возникают из предшествующих путем деления – «клетка от клетки, всё живое только из клетки» – (omnis cellula a cellula). Важным обобщением Р.

Вирхова явилось утверждение, что наибольшее значение в жизнедеятельности клеток имеют не оболочки, а их содержимое – протоплазма и ядро. Опираясь на клеточную теорию, Р. Вирхов поставил на научную основу учение о болезнях.

Опровергнув господствующее в то время представление, согласно которому в основе болезней лежит только изменение состава жидкостей организма (крови, лимфы, желчи), он доказал огромное значение изменений, происходящих в клетках и тканях. Р.

Вирхов установил: «Всякое болезненное изменение связано с каким-то патологическим процессом в клетках, составляющих организм». Это утверждение стало основой для появления важнейшего раздела современной медицины – патологической анатомии.

Вирхов был одним из основоположников исследования явлений жизнедеятельности на клеточном уровне, что является его бесспорной заслугой. Однако при этом он недооценивал исследования тех же явлений на уровне организма как целостной системы. В представлении Вирхова организм – это государство клеток и все его функции сводятся к сумме свойств отдельных клеток.

В преодолении этих односторонних представлений об организме большое значение имели работы И.М.Сеченова, С.П.Боткина и И.П.Павлова.

Отечественные ученые доказали, что организм представляет собой по отношению к клеткам высшее единство. Клетки и другие структурные элементы, составляющие тело, не обладают физиологической самостоятельностью.

Их формирование и функции координируются и управляются целостным организмом с помощью сложной системы химической и нервной регуляции.

Коренное улучшение всей техники микроскопирования позволило исследователям к началу XX столетия обнаружить основные клеточные органоиды, выяснить строение ядра и закономерности клеточного деления, расшифровать механизмы оплодотворения и созревания половых клеток.

В 1876 году Эдуард Ван Бенеден установил наличие клеточного центра в делящихся половых клетках.

В 1890 году Рихард Альтман описал митохондрии, назвав их биобластами, и выдвинул идею о возможности их самовоспроизведения.

В 1898 году Камилло Гольджи открыл органоид, названный в его честь комплексом Гольджи.

В 1898 году хромосомы впервые были описаны Карлом Бенда.

Крупный вклад в развитие учения о клетке во второй половине XIX – начале XX вв. внесли отечественные цитологи И.Д.Чистяков (описание фаз митотического деления), И.Н.

Горожанкин (изучение цитологических основ оплодотворения у растений), С.Г.Навашин, открывший в 1898г. явление двойного оплодотворения у растений.

Успехи в изучении клетки привели к тому, что внимание биологов все больше концентрировалось на клетке как основной структурной единице живых организмов.

Качественный скачок в цитологии произошел в XX веке. В 1932году МаксКнолль иЭрнст Руска изобрели электронный микроскоп, дающий увеличение в 106 раз. Были обнаружены и описаны невидимые в световой микроскоп микро- и ультрамикроструктуры клетки. С этого момента клетку начали изучать на молекулярном уровне.

Таким образом, достижения цитологии всегда связаны с усовершенствованием техники микроскопирования.

Предыдущая123456789Следующая

Дата добавления: 2016-02-16; просмотров: 9568; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

ПОСМОТРЕТЬ ЁЩЕ:

Источник: https://helpiks.org/7-8383.html

Предмет цитологии и краткая история её развития

Ученые которые внесли вклад в цитологию

ЦИТОЛОГИЯ И ГИСТОЛОГИЯ

Список литературы

Гибель клеток: некроз и апоптоз

Механизмы клеточного деления

Цитоплазма

Строение клеточного ядра

Методы цитологии

Предмет цитологии и краткая история её развития

ОГЛАВЛЕНИЕ

ЦИТОЛОГИЯ

Роль ядра в жизни клетки.Значение в переносе инф.ДНК к белку

Структура и функ.взаимосвязь всех компарментов вакуолярной системы.

1. Клеточная теория

2.1. Световая микроскопия

2.2. Витальное (прижизненное) изучение клеток

2.3. Изучение фиксированных клеток

2.4. Электронная микроскопия

2.5. Специальные методы

3.1. Центральная догма молекулярной биологии

3.2. Морфология ядерных структур

3.2.1. Структура и химия хроматина

3.2.2. Ядерный белковый матрикс

3.2.3. Общая организация митотических хромосом

3.3. Ядерные транскрипты и их транспорт

3.3.1. Ядрышко – источник рибосом

3.3.2. Нерибосомные продукты клеточного ядра

3.4. Ядерная оболочка

4.1. Гиалоплазма и органеллы

4.2. Общие свойства биологических мембран

4.2.1. Плазматическая мембрана

4.2.2. Специальные межклеточные соединения

4.2.3. Клеточная стенка (оболочка) растений

4.2.4. Клеточные оболочки бактерий

4.3. Вакуолярная система внутриклеточного транспорта

4.3.1. Гранулярный эндоплазматический ретикулум

4.3.2. Аппарат Гольджи

4.3.3. Лизосомы

4.3.4. Гладкий ретикулум

4.3.5. Вакуоли растительных клеток

4.3.6. Пероксисомы (микротельца)

4.4. Секреция белков и образование мембран у бактерий

4.5. Цитоплазма: системы энергообеспечения клетки

4.5.1. Митохондрии – строение и функции

4.5.2. Пластиды

4.6. Цитоплазма: опорно-двигательная система (цитоскелет)

4.6.1. Промежуточные филаменты

4.6.2. Микрофиламенты

4.6.3. Микротрубочки

4.6.4. Клеточный центр

4.6.5. Базальные тельца, строение и движение ресничек и жгутиков

4.6.6. Двигательный аппарат бактерий

5.1. Митотическое деление клеток

5.1.2. Митоз растительной клетки

5.2. Деление бактериальных клеток

5.3. Мейоз

5.4. Регуляция клеточного цикла

Лекций _____часов

Лабораторных работ _____часов

Экзамен

Основная литература:

1.Ченцов Ю.С. Введение в клеточную биологию. М.Академкнига. 2004 г. 495 с

2. Ченцов Ю.С. Основы цитологии. Учебник М. Изд. Моск. ун-та. 1984, 344с.

3. Хэм А, Кормак Д. Гистология в 5 томах. М.Мир,1982-83. Т.1.

4. Рябов К.П. Гистология с основами эмбриологии. Мн.,1990, 3-е издание

Дополнительная литература:

Цитология ( от греч.kytos – ячейка, клетка) – наука о клетке, наука о клеточном уровне организации живой материи.

Во второй половине прошлого столетия цитология из описательной превратилась в экспериментальную науку, изучающую физиологию клетки, ее основные функции и свойства, ее биологию. Современная цитология – это физиология клетки.

Цитология – наука довольно молодая. Из среды других биологических наук она выделилась чуть более ста лет назад. Впервые обобщенные сведения о строении клеток были собраны книге Ж.Б.Карнуа «Биология клетки», вышедшей в 1884 году.

Клеточная теория – это обобщенные представления о строении клеток как единиц живого, об их размножении и роли в формировании многоклеточных организмов.

Появлению и формулированию отдельных положений клеточной теории предшествовал трехсотлетний период изучения различных одно – и многоклеточных организмов растений и животных. Этот период связан с развитием применением и усовершенствованием различных оптических методов исследований.

Первый микроскоп был сконструирован голландским оптиком З.Янсеном в 1590 году.В 1612 году микроскоп был изготовлен Г.Галилеем. Но эти первые микроскопы не обратили на себя внимания.

Только в 1659году английский физик Х.Гюйгенс сконструировал окуляр, которым воспользовался его соотечественник Роберт Гук(1665 г) и применил к микроскопу для исследования тонкого строения пробки.

Микроскоп Гука увеличивал в 100-140 раз. Изучая срезы пробки Гук обнаружил, что они состоят из очень мелких, отделенных друг от друга стенками ячеек, которые он и назвал клетками.

И хотя Гук исследовал ткань мертвую и на срезах видел не клетки, а их оболочки, его работой было положено начало микроскопическим исследованиям растений.

Итальянец Мальпиги (1671), англичанин Грю (1671) подтвердили наблюдения Гука и показали, что разнообразные части растений состоят из «пузырьков» или «мешочков».

А.Левенгук (1696) первый открыл мир одноклеточных организмов и впервые увидел клетки животных (эритроциты). Позднее клетки животных описал Ф.Фонтана (1781). Но эти и другие многочисленные исследования не привели к правильным представлениям о том, что же представляет собой клетка.

Прогресс в изучении клетки был связан с развитием микроскопирования в 19 в. К этому времени изменились представления о строении клеток: главным в организации клетки стала считаться не клеточная стенка, а содержимое клетки – протоплазма. В протоплазме было открыто Брауном ядро (1883). Его нашли в яйце курицы и дали ему название зародышевого пузырька.

К 30-м годам 19 века накопился значительный фактический материал по микроскопическому строению растений и животных. Но еще не существовало ясного представления о значении клетки в организме, ничего не было известно о том, как она размножается.

В 1838 году появилась работа немецкого ботаника М.

Шлейдена, в которой излагалась мысль о том, что растительный организм есть агрегат клеток и сформулировал теорию цитогенеза, согласно которой клетки возникают из студнеобразного вещества – цитобластемы – путем кристаллизации.

Основываясь на этом обобщении и собственных данных о строении клеток животных немецкий физиолог и цитолог Шванн (1839) в труде «Микроскопические исследования о соответствии в структуре и росте животных и растений». сформулировал ряд следующих обобщений:

1) клетка растений и животных сходны между собой (гомологичны)

2) клетки развиваются из цитобластемы.

3)жизнь организма основана на жизни клеток.

На этом основании Шлейден и Шванн считаются основоположниками клеточной теории. Дальнейшее развитие эти представления получили в работах русского ученого Р.Вирхова (1858). Создание клеточной теории стало важнейшим событием в биологии, одним из решающих доказательств единства всей живой природы.

Со второй половины 19 в. при университетах Харькова, Москвы, Казани, Томска, Петербурна, Киева начали создаваться кафедры цитологии и гистологии, а при кафедрах лаборатории.

Большой вклад в развитие цитологии внесли российские и советские ученые Н.М.Якубович (1817-1879), Ф.В.Овсянников (1827-1906), А.И.Бабухин (1835-1891), К.А.Арнштейн, Н.И.Перемежко (1823-1893), И.М.Мечников (1845-1916), А.А.Заварзин, Н.Г.Хлопин, А.А.Шабадаш, Г.И.Роскин и др.

С изобретением в 1934 году электронного микроскопа (Е.Руска, 1934) появилась возможность проникнуть в субмикроскопические области клетки и получить ценные данные о строении её внутриклеточных структур.

Наряду с развитием цитологии за рубежом она успешно развивалась и развивается в России, Советском Союзе, странах СНГ, в том числе и в Беларуси.

Современная цитология изучает:

1) строение клеток, их функционирование как элементарных живых систем.

2) Исследует функции отдельных клеточных компонентов.

3) Процессы воспроизведения клеток, их репарацию.

4) Приспособление к условиям внешней среды.

5) Особенности специализированных клеток.

И т.д.

Современная цитология тесно связана с научными и методическими достижениями биохимии, биофизики, молекулярной биологии и генетики. Эта взаимосвязь является основанием для углубленного изучения общих свойств клетки, для изучения ее функционирования уже с позиций этих наук.

Всё вместе взятое стало основанием для появления нового раздела биологии – биологии клетки или, как её еще называют, клеточной биологии. Она применяет как морфологические, так и молекулярно-биологические методы изучения, поэтому считают, что термины цитология и биология клетки совпадают, т.к.

их предметом изучения является клетка, имеющая свои собственные закономерности организации и функционирования.

В настоящее время дисциплина «Биология клетки» относится к фундаментальным разделам биологии, исследующая единственную единицу всего живого – клетку.

Современная цитологияили биология клетки имеет важнейшее значение для развития множества других биологических наук, таких как физиология, генетика, молекулярная биология, медицина, ветеринария и др..

Изучение клетки и накопление о ней знаний привело к формулированию важного теоретического обобщения – клеточной теории, имеющей огромное общебиологическое значение.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Источник: https://studopedia.ru/1_122936_predmet-tsitologii-i-kratkaya-istoriya-ee-razvitiya.html

ЦИТОЛОГИЯ

Ученые которые внесли вклад в цитологию
статьи

ЦИТОЛОГИЯ, наука о клетках – структурных и функциональных единицах почти всех живых организмов. В многоклеточном организме все сложные проявления жизни возникают в результате координированной активности составляющих его клеток. Задача цитолога – установить, как построена живая клетка и как она выполняет свои нормальные функции.

Изучением клеток занимаются также патоморфологи, но их интересуют изменения, происходящие в клетках во время болезни или после смерти.

Несмотря на то что учеными давно уже было накоплено немало данных о развитии и строении животных и растений, только в 1839 были сформулированы основные концепции клеточной теории и началось развитие современной цитологии.

Клетки – это самые мелкие единицы живого, о чем наглядно свидетельствует способность тканей распадаться на клетки, которые затем могут продолжать жить в «тканевой» или клеточной культуре и размножаться подобно крошечным организмам. Согласно клеточной теории, все организмы состоят из одной или многих клеток.

Из этого правила есть несколько исключений. Например, в теле слизевиков (миксомицетов) и некоторых очень мелких плоских червей клетки не отделены друг от друга, а образуют более или менее слитную структуру – т.н. синцитий.

Однако можно считать, что такое строение возникло вторично в результате разрушения участков клеточных мембран, имевшихся у эволюционных предков этих организмов. Многие грибы растут, образуя длинные нитевидные трубки, или гифы.

Эти гифы, часто разделенные перегородками – септами – на сегменты, тоже можно рассматривать как своеобразные вытянутые клетки. Из одной клетки состоят тела протистов и бактерий.

Между бактериальными клетками и клетками всех других организмов существует одно важное различие: ядра и органеллы («маленькие органы») бактериальных клеток не окружены мембранами, и поэтому эти клетки называют прокариотическими («доядерными»); все другие клетки называют эукариотическими (с «настоящими ядрами»): их ядра и органеллы заключены в мембраны. В этой статье рассматриваются только эукариотические клетки.

Открытие клетки

Изучение мельчайших структур живых организмов стало возможным лишь после изобретения микроскопа, т.е. после 1600. Первое описание и изображения клеток дал в 1665 английский ботаник Р.Гук: рассматривая тонкие срезы высушенной пробки, он обнаружил, что они «состоят из множества коробочек». Каждую из этих коробочек Гук назвал клеткой («камерой»).

Итальянский исследователь М.Мальпиги (1674), голландский ученый А. ван Лёвенгук, а также англичанин Н.Грю (1682) вскоре привели множество данных, демонстрирующих клеточное строение растений.

Однако ни один из этих наблюдателей не понял, что действительно важным веществом был наполнявший клетки студенистый материал (впоследствии названный протоплазмой), а казавшиеся им столь важными «клетки» были просто безжизненными целлюлозными коробочками, в которых содержалось это вещество. До середины 19 в.

в трудах ряда ученых уже просматривались зачатки некой «клеточной теории» как общего структурного принципа. В 1831 Р.Броун установил существование в клетке ядра, но не сумел оценить всю важность своего открытия. Вскоре после открытия Броуна несколько ученых убедились в том, что ядро погружено в полужидкую протоплазму, заполняющую клетку.

Первоначально основной единицей биологической структуры считали волокно. Однако уже в начале 19 в. почти все стали признавать непременным элементом растительных и животных тканей структуру, которую называли пузырьком, глобулой или клеткой.

Создание клеточной теории

Количество прямых сведений о клетке и ее содержимом чрезвычайно возросло после 1830, когда появились усовершенствованные микроскопы. Затем в 1838–1839 произошло то, что называют «завершающим мазком мастера». Ботаник М.Шлейден и анатом Т.Шванн практически одновременно выдвинули идею клеточного строения.

Шванн предложил термин «клеточная теория» и представил эту теорию научному сообществу. Согласно клеточной теории, все растения и животные состоят из сходных единиц – клеток, каждая из которых обладает всеми свойствами живого. Эта теория стала краеугольным камнем всего современного биологического мышления.

Открытие протоплазмы

Сначала незаслуженно большое внимание уделяли стенкам клетки. Однако еще Ф.Дюжарден (1835) описал живой студень у одноклеточных организмов и червей, назвав его «саркодой» (т.е. «похожим на мясо»). Эта вязкая субстанция была, по его мнению, наделена всеми свойствами живого.

Шлейден тоже обнаружил в растительных клетках мелкозернистое вещество и назвал его «растительной слизью» (1838). Спустя 8 лет Г.фон Моль воспользовался термином «протоплазма» (примененным в 1840 Я.

Пуркинье для обозначения субстанции, из которой формируются зародыши животных на ранних стадиях развития) и заменил им термин «растительная слизь». В 1861 М.Шультце обнаружил, что саркода содержится также в тканях высших животных и что это вещество идентично как структурно, так и функционально т.н. протоплазме растений.

Для этой «физической основы жизни», как определил ее впоследствии Т.Гексли, был принят общий термин «протоплазма». Концепция протоплазмы в свое время сыграла важную роль; однако уже давно стало ясно, что протоплазма не однородна ни по своему химическому составу, ни по структуре, и этот термин постепенно вышел из употребления.

В настоящее время главными компонентами клетки обычно считают ядро, цитоплазму и клеточные органеллы. Сочетание цитоплазмы и органелл практически соответствует тому, что имели в виду первые цитологи, говоря о протоплазме.

Основные свойства живых клеток

Изучение живых клеток пролило свет на их жизненно важные функции. Было установлено, что последние можно разбить на четыре категории: подвижность, раздражимость, метаболизм и размножение.

Подвижность проявляется в различных формах: 1) внутриклеточная циркуляция содержимого клетки; 2) перетекание, обеспечивающее перемещение клеток (например, клеток крови); 3) биение крошечных протоплазматических выростов – ресничек и жгутиков; 4) сократимость, наиболее развитая у мышечных клеток.

Раздражимость выражается в способности клеток воспринимать стимул и реагировать на него импульсом, или волной возбуждения. Эта активность выражена в наивысшей степени у нервных клеток.

Метаболизм включает все превращения вещества и энергии, протекающие в клетках.

Размножение обеспечивается способностью клетки к делению и образованию дочерних клеток. Именно способность воспроизводить самих себя и позволяет считать клетки мельчайшими единицами живого. Однако многие высокодифференцированные клетки эту способность утратили.

Цитология как наука

В конце 19 в. главное внимание цитологов было направлено на подробное изучение строения клеток, процесса их деления и выяснение их роли как важнейших единиц, обеспечивающих физическую основу наследственности и процесса развития.

Развитие новых методов

Вначале при изучении деталей строения клеток приходилось полагаться главным образом на визуальное исследование мертвого, а не живого материала.

Необходимы были методы, которые позволяли бы сохранять протоплазму, не повреждая ее, изготавливать достаточно тонкие срезы ткани, проходящие и через клеточные компоненты, а также окрашивать срезы, чтобы выявлять детали клеточного строения.

Такие методы создавались и совершенствовались в течение всей второй половины 19 в. Совершенствовался и сам микроскоп.

К числу важных достижений в его устройстве следует отнести: осветитель, расположенный под столиком, для фокусировки пучка света; апохроматический объектив для корректировки недостатков окрашивания, искажающих изображение; иммерсионный объектив, дающий более четкое изображение и увеличение в 1000 раз и более.

Было также обнаружено, что основные красители, например гематоксилин, обладают сродством к содержимому ядра, а кислотные красители, например эозин, окрашивают цитоплазму; это наблюдение послужило основой для создания разнообразных методов контрастного или дифференциального окрашивания. Благодаря этим методам и усовершенствованным микроскопам постепенно накапливались важнейшие сведения о строении клетки, ее специализированных «органах» и различных неживых включениях, которые клетка либо сама синтезирует, либо поглощает извне и накапливает.

Закон генетической непрерывности

Фундаментальное значение для дальнейшего развития клеточной теории имела концепция генетической непрерывности клеток. В свое время Шлейден считал, что клетки образуются в результате своего рода кристаллизации из клеточной жидкости, а Шванн в этом ошибочном направлении пошел еще дальше: по его мнению, клетки возникали из некой «бластемной» жидкости, находящейся вне клеток.

Сначала ботаники, а затем и зоологи (после того как разъяснились противоречия в данных, полученных при изучении некоторых патологических процессов) признали, что клетки возникают только в результате деления уже существующих клеток. В 1858 Р.Вирхов сформулировал закон генетической непрерывности в афоризме «Omnis cellula e cellula» («Каждая клетка из клетки»).

Когда была установлена роль ядра в клеточном делении, В.Флемминг (1882) перефразировал этот афоризм, провозгласив: «Omnis nucleus e nucleo» («Каждое ядро из ядра»). Одним из первых важных открытий в изучении ядра было обнаружение в нем интенсивно окрашивающихся нитей, названных хроматином.

Последующие исследования показали, что при делении клетки эти нити собираются в дискретные тельца – хромосомы, что число хромосом постоянно для каждого вида, а в процессе клеточного деления, или митоза, каждая хромосома расщепляется на две, так что каждая клетка получает типичное для данного вида число хромосом.

Следовательно, афоризм Вирхова можно распространить и на хромосомы (носители наследственных признаков), поскольку каждая из них происходит от предсуществующей.

В 1865 было установлено, что мужская половая клетка (сперматозоид, или спермий) представляет собой полноценную, хотя и высокоспециализированную клетку, а спустя 10 лет О.Гертвиг проследил путь сперматозоида в процессе оплодотворения яйцеклетки. И наконец, в 1884 Э.

ван Бенеден показал, что в процессе образования как сперматозоида, так и яйцеклетки происходит модифицированное клеточное деление (мейоз), в результате которого они получают по одному набору хромосом вместо двух.

Таким образом, каждый зрелый сперматозоид и каждая зрелая яйцеклетка содержат лишь половинное число хромосом по сравнению с остальными клетками данного организма, и при оплодотворении происходит просто восстановление нормального числа хромосом.

В итоге оплодотворенная яйцеклетка содержит по одному набору хромосом от каждого из родителей, что является основой для наследования признаков и по отцовской, и по материнской линии. Кроме того, оплодотворение стимулирует начало дробления яйцеклетки и развитие нового индивида.

Представление о том, что хромосомы сохраняют свою идентичность и поддерживают генетическую непрерывность от одного поколения клеток к другому, окончательно сформировалось в 1885 (Рабль).

Вскоре было установлено, что хромосомы качественно отличаются друг от друга по своему влиянию на развитие (Т.Бовери, 1888). Начали появляться также экспериментальные данные в пользу высказанной ранее гипотезы В.

Ру (1883), согласно которой даже отдельные части хромосом влияют на развитие, структуру и функционирование организма.

Таким образом, еще до конца 19 в. было сделано два важных заключения. Одно состояло в том, что наследственность есть результат генетической непрерывности клеток, обеспечиваемой клеточным делением.

Другое – что существует механизм передачи наследственных признаков, который находится в ядре, а точнее – в хромосомах.

Было установлено, что благодаря строгому продольному расщеплению хромосом дочерние клетки получают совершенно такую же (как качественно, так и количественно) генетическую конституцию, как исходная клетка, от которой они произошли.

Законы наследственности

Второй этап в развитии цитологии как науки охватывает 1900–1935. Он наступил после того, как в 1900 были вторично открыты основные законы наследственности, сформулированные Г.Менделем в 1865, но не привлекшие к себе внимания и надолго преданные забвению.

Цитологи, хотя и продолжали заниматься изучением физиологии клетки и такими ее органеллами, как центросома, митохондрии и аппарат Гольджи, основное внимание сосредоточили на строении хромосом и их поведении.

Проводившиеся в это же время эксперименты по скрещиванию быстро увеличивали объем знаний о способах наследования, что привело к становлению современной генетики как науки. В результате возник «гибридный» раздел генетики – цитогенетика.

Достижения современной цитологии

Новые методы, особенно электронная микроскопия, применение радиоактивных изотопов и высокоскоростного центрифугирования, появившиеся после 1940-х годов, позволили достичь огромных успехов в изучении строения клетки.

В разработке единой концепции физико-химических аспектов жизни цитология все больше сближается с другими биологическими дисциплинами.

При этом ее классические методы, основанные на фиксации, окрашивании и изучении клеток под микроскопом, по-прежнему сохраняют практическое значение.

Цитологические методы используются, в частности, в селекции растений для определения хромосомного состава растительных клеток. Такие исследования оказывают большую помощь в планировании экспериментальных скрещиваний и оценке полученных результатов.

Аналогичный цитологический анализ проводится и на клетках человека: он позволяет выявить некоторые наследственные заболевания, связанные с изменением числа и формы хромосом. Такой анализ в сочетании с биохимическими тестами используют, например, при амниоцентезе для диагностики наследственных дефектов плода.

См. также ГЕНЕТИЧЕСКОЕ КОНСУЛЬТИРОВАНИЕ; НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ.

Однако самое важное применение цитологических методов в медицине – это диагностика злокачественных новообразований. В раковых клетках, особенно в их ядрах, возникают специфические изменения, распознаваемые опытными патоморфологами. См. также РАК.

Источник: https://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/biologiya/TSITOLOGIYA.html

Тема 2.1. История изучения клетки. Клеточная теория

Ученые которые внесли вклад в цитологию

1. Дайте определения понятий.
Клетка – элементарная единица строения и жизнедеятельности всех организмов, обладающая собственным обменом веществ, способная к самостоятельному существованию, самовоспроизведению и развитию.

Органоид – постоянная специализированная структура в клетках живых организмов, осуществляющая определенные функции.

Цитология – раздел биологии, изучающий живые клетки, их органоиды, их строение, функционирование, процессы клеточного размножения, старения и смерти.

2. Распределите фамилии ученых из приведенного перечня (список избыточен) по соответствующим столбцам таблицы.
Р. Броун, К. Бэр, Р. Вирхов, К. Гален, К. Гольджи, Р. Гук, Ч. Дарвин, А. Левенгук, К. Линней, Г. Мендель, Т. Шванн, М. Шлейден.

Ученые, внесшие вклад в развитие знаний о клетке

3. Заполните левый столбец таблицы.

ИСТОРИЯ ИЗУЧЕНИЯ КЛЕТКИ

4. Укажите признаки, общие для всех клеток. Объясните, благодаря каким свойствам живой материи все клетки имеют общие признаки.


Все клетки окружены мембраной, их генетическая информация хранится в генах, белки являются их основным структурным материалом и биокатализаторами, они синтезируются на рибосомах, в качестве источника энергии клетки используют АТФ.

Все клетки – открытые системы. Для них характерны рост и развитие, размножение и раздражимость. 

5. Какое значение для биологической науки имеет клеточная теория?
Клеточная теория позволила сделать вывод о сходстве химического состава всех клеток, общем плане их строения, что подтверждает филогенетическое единство всего живого мира. Современная цитология, вобрав в себя достижения генетики, молекулярной биологии, биохимии, превратилась в клеточную биологию.

6. Докажите, что существование в природе вирусов не противоречит утверждениям клеточной теории.
Существование в природе вирусов не противоречит утверждениям клеточной теории, потому что размножаться вирусы могут только внутри живых клеток. Являясь паразитами на генетическом уровне, вирусы не способны к самовоспроизведению и метаболизму вне живой клетки.

7. Впишите пропущенные термины.
Форму двояковогнутого диска имеют эритроциты человека.
В состав костной ткани входят крупные остеоциты с многочисленными отростками. Лейкоциты крови не имеют постоянной формы. Очень разнообразны клетки нервной ткани, обладающие способностью к возбудимости и проводимости.

8. Познавательная задача.
Первое описание клетки было опубликовано в 1665 г. В 1675 г. стали известны одноклеточные организмы. Клеточная теория была сформулирована в 1839 г.

Почему дата зарождения цитологии совпадает со временем формулирования клеточной теории, а не со временем открытия клетки?
Цитология – раздел биологии, изучающий органоиды, их строение, функционирование, процессы клеточного размножения, старения и смерти в клетке. На момент открытия клетки была описана клеточная стенка.

Далее были открыты первые клетки, но сама структура и функции их известны не были. Знаний было недостаточно, они были проанализированы Т. Т. Шванном, М. Шлейденом, и ими была создана клеточная теория.

9. Выберите правильный ответ.
Тест 1.
Клеточное строение имеет:
1) айсберг;   
2) лепесток тюльпана;

3) белок гемоглобин;

4) кусок мыла.

Тест 2.
Авторами клеточной теории являются:
1) Р. Гук и А. Левенгук;   
2) М. Шлейден и Т. Шванн; 

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.

10. Объясните происхождение и общее значение слова (термина), опираясь на значение корней, его составляющих.

11. Выберите термин и объясните, насколько его современное значение соответствует первоначальному значению его корней.
Цитология – первоначально обозначала изучение структуры и функций клетки.

Позднее цитология превратилась в обширный раздел биологии, стала более практичной и прикладной, но суть термина осталась прежней – изучение клетки и ее функций.
12. Сформулируйте и запишите основные идеи § 2.1.
О существовании клеток люди узнали после изобретения микроскопа.

Первый примитивный микроскоп изобрел З. Янсен.
Р. Гук обнаружил клетки пробки.
А. Ван Левенгук, усовершенствовав микроскоп, наблюдал живые клетки и описал бактерии.
К. Бэр обнаружил яйцеклетку млекопитающих.
Ядро было обнаружено в растительных клетках Р. Брауном.
М. Шлейден и Т.

Шванн первыми сформулировали клеточную теорию. «Все организмы состоят из простейших частиц – клеток, а каждая клетка – самостоятельное целое. В организме клетки действуют совместно, формируя гармоничное единство».
Р. Вирхов обосновал, что все клетки образуются из других клеток путем клеточного деления.
К концу XIX в.

были открыты и изучены структурные компоненты клеток и процесс их деления. Возникновение цитологии.

Основные положения современной клеточной теории:
• клетка – структурно-функциональная единица всех живых организмов, а также единица развития;
• клеткам присуще мембранное строение;
• ядро – главная часть эукариотической клетки;
• клетки размножаются только делением;
• клеточное строение организмов свидетельствует о том, что растения и животные имеют единое происхождение.

Источник: https://www.biogdz.ru/10-11-klass/tema-2-1-istoriya-izucheniya-kletki-kletochnaya-teoriya.html

Консультация доктора
Добавить комментарий