Тема № 4. Клеточный уровень организации живого

Клетка – элементарная генетическая и структурно-функциональная единица живого.

Раздел биологии, занимающийся изучением структурной и функциональной организации клетки как единицы живого, получил название цитологии (от греч. cytos – клетка, полость, logos – наука). Открытие клетки связано с именами великих ученых-микроскопистов – Р. Гука, M. Мальпиги, Н. Грю, описавших ячеистое строение многих растительных объектов, а также с именем Антони Ван Левенгука, впервые наблюдавшего реальные клетки животных.

В 1939 году немецкий зоолог Т. Шванн опубликовал труд "Микроскопические исследования о соответствии в структуре и росте животных и растений", в котором были заложены основы клеточной теории. В этой работе Т. Шванн пришел к двум выводам:

1) клетка – главная структурная единица всех растительных и животных организмов;

2) процесс образования клеток обусловливает рост, развитие и дифференцировку всех растительных и животных тканей и организмов.

Дальнейшее развитие клеточной теории связано с именем немецкого ученого Рудольфа Вирхова, который в 1858 году опубликовал свой труд «Целлюлярная патология». В этой работе Р. Вирхов дополнил клеточную теорию третьим выводом: «Omnis cellula e cellula» каждая клетка из клетки. Этот вывод блестяще подтвердился дальнейшим развитием биологии. В настоящее время не известно иных способов появления клеток помимо их деления. В своей работе Р. Вирхов впервые подошел к объяснению патологического процесса, показав его связь в организме с морфологическими структурами, с определенными изменениями в структуре и функции клеток. Он является основоположником патологической анатомии.

Однако, ряд выводов Р. Вирхова оказались ошибочными и закономерно встретили возражения со стороны современников. По Р. Вирхову патологический процесс в организме представляет собой сумму нарушений жизнедеятельности отдельных клеток, это локальный процесс. Р. Вирхов и его последователи не видели также качественных отличий между частью и целым, рассматривая организм вне его исторического развития и условий существования. Эту идею Р. Вирхова обоснованно критиковали И.М. Сеченов, C.П. Боткин, И.П. Павлов, которые показали, что организм – единое целое и интеграция его частей осуществляется прежде всего ЦНС.

Благодаря исследованиям Т. Шванна, М. Шлейдена, Р. Вирхова, Т. Моргана, С.Г. Навашина, Н.К. Кольцова, Д.Н. Насонова и др., клетку рассматривают как наименьшую элементарную единицу живого, которой свойственны такие признаки, как метаболизм, воспроизведение, реактивность и изменчивость.

Клеточная теория, основные этапы ее развития. Современное состояние клеточной теории.

Современная клеточная теория включает следующие положения:

1. Клетка – основная структурно-функциональная и генетическая единица живого.

2. Клетки одно- и многоклеточных организмов сходны по строению, химическому составу и проявлению жизнедеятельности.

3. Размножение клеток осуществляется путем деления исходной (материнской) клетки.

4. Клетки многоклеточных организмов специализируются по функциям и образуют ткани и органы.

5. Единое целое организма и интеграция его частей осуществляется, прежде всего, ЦНС.

6. В основе непрерывности, единства и разнообразия органического мира лежат обмен веществ, размножение, наследственность, изменчивость и раздражимость клеток.

Значение клеточной теории:

- доказательство морфологической основы единства живой природы;

- общебиологическое объяснение живой природы;

- доказательство эволюционных процессов.

Доклеточные формы живого.

Жизненные формы организмов:

1. Доклеточные – царство вирусов.

2. Клеточные: прокариоты – царства бактерий и цианобактерий,

эукариоты – царства растений, животных и грибов.

Большинство живых организмов состоит из клеток. Однако имеются неклеточные формы жизни – вирусы. С возникновением клетки живые системы приобретают способность к самостоятельному обмену веществ и размножению. Усложнение их организации связано с появлением клеточной, а затем ядерной мембраны и увеличением молекулярной массы ДНК.