От какво са направени всички живи организми? Клетъчна теория

Живите същества се различават от неживата природа не само по метаболизма си (въпреки че това е най-съществената, най-важната им разлика), но и по устройството си.
Всички живи организми са изградени от клетки. Само вирусите, които причиняват някои инфекциозни заболявания (например грип, морбили, едра шарка), сами по себе си не са клетки и не се състоят от клетки. Но те могат да се възпроизвеждат само в жива клетка.

Първо погледнете клетките

Клетката е открита за първи път от английския физик Робърт Хук през 1665 г.
Хук проектира микроскопи, които дават увеличение от 140 пъти. Един ден, докато разглеждаше тънки срезове корк, той видя, че целият корк се състои от клетки или пори. Това бяха клетките. Публикувайки своето наблюдение, Хук полага основата изучаване на клетъчната структура на живия свят. Но в неговите описания нямаше дори намек за идеята за клетката като основна структурна единица на всеки жив организъм. Това беше просто история за клетъчната структура на тапа.

Идеята за моделите на структурата и развитието на растенията и животните

Само почти 200 години по-късно, през 1834 г., руският учен П. Ф. Горянинов излага идеята за универсален модел на структура и развитие на растенията и животните. Той вярваше, че всички живи организми се състоят от взаимосвързани клетки. Клъстери от клетки изграждат тъкани, които могат да се променят по време на растеж и развитие. Тази идея е потвърдена в трудовете на немски учени - ботаник Матиас Шлейден и зоолог Теодор Шван, които, след като са събрали големия фактически материал, формулира клетъчната теория за структурата на растенията и животните. Клетъчна теория- едно от най-важните открития на човечеството. Енгелс вярва, че законът за запазване на енергията, клетъчната теория и еволюционната теория на Дарвин са три най-големите открития XIX век

Клетъчна теория

Клетъчната теория доказа общата структура на растенията и животните. Изследвайки различни живи тъкани, учените се убедиха, че всички живи същества са изградени от клетки. С усъвършенстването на микроскопа клетката се подлага на все по-задълбочено изследване. IN последните годиниС помощта на електронни микроскопи, които осигуряват увеличение стотици хиляди пъти, стана възможно изследването вътрешна структураклетки. Въпреки че клетката се счита за най-простата структурна единица на живо същество, самата тя е много сложна система. Метаболизмът, преобразуването на енергия и биосинтезата се извършват в клетката, тя има способността да се възпроизвежда и е раздразнителна, т.е. може да реагира на промени в условията на околната среда. За да визуализирате клетка по-ясно, погледнете диаграмата на нейната структура, наблюдавана в електронен микроскоп

В човешкото тяло има различни клетки, които се различават една от друга по структура и функция. Например, клетките, които изграждат мускулите, са удължени и съдържат специални нишки (фибрили), които могат да се свиват. А клетките на кожата (епителна тъкан) приличат на удължени кубчета, стоящи в плътни редове. Мастните клетки са кръгли и пълни с мастни капчици.
Няма да изброяваме цялото разнообразие от клетки, само ще кажем, че всички клетки както на растителния, така и на животинския свят, въпреки различията си, имат подобна структура. Винаги имат по-плътен външен слой – обвивка, цитоплазма и ядро.

Органични и минерални вещества на клетките Клетките съдържат органични и неорганични (минерални) вещества. Органичните вещества се образуват в клетките на живите организми. Те включват протеини, мазнини, въглехидрати. Неорганичните вещества са широко разпространени в неживата природа. Най-често срещаното неорганично вещество е водата. Той е необходим за всички клетки и съставлява около 70% от тяхната маса. Водата е пряк участник в много жизнени процеси: растеж, размножаване, хранене, отделяне и движение на веществата в клетката и тялото. Минералните соли (например трапезна сол) се разтварят във вода.

Протеини Протеините са сложни органични съединения. Телата на живите организми са изградени от протеини. Те участват във всички жизнени процеси. Растителните протеини играят важна роля в храненето на животните и хората. Повечето протеини се намират в семената на растенията. Сред животинските протеини всеки е запознат с протеина, съдържащ се в кокоше яйце. В клетките на един организъм може да има няколко хиляди вида протеини с различни структури. животински протеин растителен протеин (боб, грах, фасул, соя и леща)

Хемоглобинът е кръвен протеин. Съдържа желязо и оцветява кръвта в червено. С помощта на хемоглобина кислородът се доставя до всички клетки на животните и хората. Съдържа се в специални кръвни клетки - червени кръвни клетки. 100 ml човешка кръв съдържа 13-16 g хемоглобин. хемоглобин Интерферонът е протеин, който помага на тялото да се бори с различни вирусни заболявания, по-специално грипен интерферон

Въглехидрати Въглехидратите са необходими на всички живи организми като източник на енергия. Те включват глюкоза, захароза, нишесте и други вещества. Нишестето се натрупва в картофените клубени, плодовете на бананите и семената на пшеницата. При много животни въглехидратният гликоген се съхранява в черния дроб и мускулите. Въглехидратите дават сила на някои части на организмите: например те са част от растителната дървесина. Въглехидратният хитин образува външната обвивка на насекомите и ракообразните. хитин

Общи чертиустройство на клетките на всички организми Клетката се състои от свързани помежду си части. Всеки от тях има специална структура и предназначение. Външната страна на клетката е покрита с плазмена мембрана. главната ролямембрани – предпазващи клетката от външни влияния. Мембраната има пори, през които съдържанието на една клетка се свързва със съдържанието на други клетки. Хранителните вещества и водата преминават през мембраната в клетката, а отпадъчните продукти се отстраняват от нея.

Вътре в клетката има цитоплазма - вискозно полутечно вещество, което непрекъснато се движи. В цитоплазмата протичат различни процеси, които осигуряват живота на клетката. Тя служи вътрешна среда, в които се намират клетъчни структури, изпълняващи определени функции - органели. Най-важният и най-голям компонент на клетката е ядрото. Той е първият открит сред клетъчните структури.

Безядрени организми Клетките на не всички организми съдържат ядро. Клетките на бактериите, най-древните организми на Земята, имат най-проста структура. В тяхната цитоплазма има ядрено вещество, което все още не е оформено в ядро. Тези организми се наричат ​​предядрени (прокариоти). Клетките на гъбите, растенията и животните съдържат ядро ​​и имат по-сложна структура. Такива организми се наричат ​​ядрени (еукариоти). Според учените преди стотици милиони години животът на Земята е бил представен изключително от неядрени организми и едва много по-късно са възникнали ядрени.

Въпроси към д.з 1. Кои вещества се класифицират като органични и кои – като неорганични? 2. Каква е ролята на водата в клетката? 3. Каква е ролята на протеините, въглехидратите и мазнините в клетката? 4. Какви клетъчни органели познавате? 5. По какво се различават бактериалните клетки от растителните и животинските?

Всички живи организми, с изключение на вирусите, са съставени от клетки. Клетките, най-често представени от микроскопични образувания, притежават всички най-важни жизнени свойства: саморегулация, самовъзпроизвеждане, единство на структурата и функцията, историческо развитиеи т.н. В клетките непрекъснато протичат процеси на метаболизъм и преобразуване на енергия.

Науката, която изучава структурата и функционирането на клетките, се нарича цитология (от гръцки kytos – клетка + logos – наука). Развитието и установяването на цитологията до голяма степен се определя от подобряването на микроскопската технология, тъй като клетките са трудни за изследване с невъоръжено око.

През 1665 г. английският натуралист Р. Хук за първи път съобщава за съществуването на клетки. Той изследва тънки срезове от корк под микроскопа, който подобрява, и открива малки празни пори и клетки, които нарича клетки. Строго погледнато, в участък от тапа Р. Хук наблюдава мъртви клетъчни стени, лишени от живото съдържание, което ги изпълва. Изследвайки различни части от други растения под микроскоп, по-специално моркови, репей и папрати, той открива същия структурен план като този на корка.

През 1677 г. М. Малпиги съобщава за клетъчната структура на всички растения, които изучава. Виден учен от 17 век. А. ван Льовенхук, изследвайки капка вода под микроскоп, открива протозоите едноклетъчни организми. Дълго време основният структурен компонент на клетката беше признат за нейната мембрана.

След в началото на XIX V. Имаше техническо подобрение в качеството на лещите и вниманието към изследванията с помощта на микроскоп бързо се увеличи. През 1825 г. чешкият учен J. Purkinje показва, че вътре в клетката има желатинообразно вещество, по-късно наречено цитоплазма. Английският ботаник Р. Браун описва клетъчното ядро. Немският ботаник М. Шлейден през 1837 г. стига до извода, че всичко растителни клеткисъдържат ядки.

През 1839 г. немският зоолог Т. Шван, обобщавайки собствените си експериментални данни и резултатите на други учени, формулира концепция, известна днес като клетъчна теория. Според клетъчната теория: 1) клетката е основният елемент на живота; 2) всички организми се състоят от една или много клетки. Всъщност, въпреки колосалното разнообразие от живи същества, различни по размер (виж таблицата), форма, местообитание, начин на движение, енергийно снабдяване и т.н., основата на тяхната морфофункционална организация са клетките. R. Virchow през 1855 г. добавя фундаментална позиция към тези два постулата: “Omnis cellula e cellulae” - “Всяка клетка е от клетка.” С други думи, третата позиция на клетъчната теория гласи, че всички клетки се образуват само в резултат на деленето на други клетки. Съвременното съдържание на клетъчната теория може да се формулира накратко по следния начин: основната структурна и функционална единица на живите организми е клетката.

Забележка: 1 метър = 100 сантиметра (cm); 1 cm = 10-2 m = 10 милиметра (mm); I mm = 10-3 m = 103 микрометра (µm); 1µm = 10-6 m - 103 нанометра (nm); 1 nm = 10-9 m = 10-6 mm.

Клетъчната теория е най-важното постижениеприродни науки. Тя изигра изключителна роля в развитието не само на биологията и медицината, но и на много други области на науката за човека.

Последвалите успехи в цитологията и цитогенетиката са свързани с развитието и усъвършенстването на изследователските методи. Централната роля на ядрото в клетъчното делене е доказана след изобретяването на метода за оцветяване на цитологични препарати от W. Fleming през 1879 г. Подобряването на светлинните микроскопи направи възможно получаването на нова информация за структурата на клетката и някои от нейните структури. Разделителната способност на светлинния микроскоп обаче е ограничена от способността на човешкото око, което може да възприема отделно две точки на разстояние най-малко 0,1 mm. При тази резолюция някои клетъчни структури не се виждат, а изследването на други е значително затруднено.

Голяма крачка напред беше изобретението през 30-те години. електронен микроскоп от V. Zworykin и фазово контрастен микроскоп от F. Zernike. Увеличението от 100 хиляди пъти, осигурено от електронния микроскоп, ви позволява да изучавате най-много малки частиклетъчни органели. Съвременни постиженияцитологията и цитогенетиката са свързани с развитието на химичните, физични методии технологии (от рентгенов дифракционен анализ до компютърни бази данни).

В многоклетъчните организми всяка клетка е специализирана да изпълнява, като правило, една от функциите, необходими за осигуряване на жизнената дейност на организма като цяло.

В зависимост от функцията, която изпълняват, клетките могат да варират значително по размер, форма, местоположение в различни тъкани и органи на тялото, както и по други външни и вътрешни характеристики.

Нека посочим основните видове специализация на клетките на многоклетъчния организъм. Това:

Възприемане на външни и вътрешни стимули;

Координация на всички функции (клетки на нервната и ендокринната система);

Движение и опора;

Защита на тялото (клетки на покривните тъкани и имунната система);

Получаване на хранителни вещества или техния синтез;

Пренос на хранителни вещества, биологично активни вещества, газове и др.;

Отстраняване на продуктите от разлагането; размножаване.

Още по темата КЛЕТЪЧНА ТЕОРИЯ:

1. Клетъчен цикъл. Молекулите, които регулират клетъчния цикъл, откриват начини за диагностициране и унищожаване на раковите клетки

По едно време, като се научи от един известна песен, че момичетата са направени от „цветя, звънчета, тетрадки и размяна на погледи“, разбрах, че съм обречена или на криза на половата идентичност, или на подозрението, че в действителност всичко работи по някакъв друг начин.

Да иначе. Сега ще се опитам да обясня.

„Състав“ на живота

Ще започна отдалеч. Представете си, че човек е анатомична кукла. От сложно към просто: нека образно го разделим на органи (буквално това също е възможно, но обикновено е наказателно). органи се състои от тъкани. А тъканите се състоят от „детайли“ - клетки. По-малко клетки молекулиИ атоми, но, намирайки се извън клетъчната система, те не образуват нищо живо.

клетки- това са "тухлите", от които е изграден всякакви организъм(дори момиче, дори стоножка).

Клетките си приличат, но съвсем не са еднакви. В един „комплект“ (организъм) има много различни части, а всеки „детайл“ има своя роля и свой „пълнеж“.

Стандартен клетъчно подреждане:

• клетъчен (плазма) мембрана;
• цитоплазма;
• органели;
• сърцевина.

U мембраниняколко функции. Той осигурява изолиране на клетъчното съдържание от заобикаляща среда, но в същото време служи като „врата“ за преминаване на хранителни вещества.

Цитоплазма- течността вътре в клетката, където замислено плуват органели и ядро.

Ядро- това е "сърцето", в което се съхранява генетичният материал. Винаги в клетките еукариоти, но почти не е формализиран при прокариотите. Но ДНКи двамата ги имат. Просто неговото „съхранение“ в безядрени условия е организирано по различен начин.

Разновидности органелиима много (вакуоли, пластиди, комплекс на Голджи и др.), всяка със своя собствена роля.

Включвания- това е, което "идва и си отива" в процеса на метаболизма.

Клетките не са само материал. Хранят се, размножават се, умират - самите те жив!

Възможно ли е да ги видите? да Дори много обикновен микроскоп ще помогне с това.

Клетъчно разнообразие на живите организми

В допълнение към сложните многоклетъчни същества (като вас и мен), има и много прости, едноклетъчни. като амебаИ ресничките. Те обикновено са невидими поради малкия си размер, но микроскопът може да ви помогне и с това. Между другото, за микроскопичното. Дори изключително малки същества (като тардиграден) често са доста многоклетъчен.

А самите клетки понякога са с удивителни размери. Яйце(това е мащабът) - това е огромен оплоден яйце

Чудя се какво вируси, на които е дадена много необичайна позиция между живите и неживите, безклетъчен.

Все още не е напълно обяснено. Въпреки че живите същества съдържат същите химични елементи като неживите тела (въглерод, азот, водород, кислород, фосфор, калий и др.), за развитието на живата материя от неорганичната материя е необходимо възникването на сложни органични вещества: ​въглехидрати, мазнини, протеини, нуклеинови киселини.

Жива природае организиран по много сложен начин: организмите са част от популации - комплекс от организми, живеещи на хомогенна територия и взаимодействащи помежду си. Популациите на различни видове образуват съобщества (биоценози). Съобществото е жив компонент на екосистема - единна система, в която са свързани живи организми и органични елементи и в която се извършва процесът на пренос на енергия от един етап в друг и циркулацията на веществата. Екосистемата е част от биосферата - глобална екосистема, образувана от съвкупността от всички екосистеми на нашата планета.

Така живата природа на нашата планета е едно цяло, състоящо се от взаимосвързани части -клетки, организми, видове, природни съобществаИ екосистеми.

• Клетката е най-малката единица живи същества. Под нивото на клетката (на ниво отделни органели, молекули, атоми) свойствата, присъщи на живите същества, не се проявяват. В многоклетъчните организми клетките изпълняват различни функции и се комбинират в тъкани и органи, които от своя страна образуват системи от органи.
• Всеки организъм се класифицира като вид.
• Индивидите от един вид живеят на групи – популации.
• Живи организми различни видовесъществуват на една територия или акватория, образувайки разнородни съобщества – природни или създадени от човека. Популации от различни видове, живеещи на обща територия, съставляват естествена общност.
• Естествената общност е жива част от екосистема. В екосистемите циркулацията на веществата се осъществява между живата и неживата природа.
• Екосистемите заедно образуват глобалната екосистема на Земята – биосферата. Биосферата е геоложката обвивка на Земята, населена с живи организмиорганизми, покриващи повърхностните слоеве на земната кора, хидросферата и ниските слоеве на атмосферата.

Живите организми имат метаболизъм, наследственост, раздразнителност, способност за възпроизвеждане и саморегулация, тоест запазват основните характеристики на структурата си. Те са в състояние да се адаптират към условията на околната среда.

Метаболизъм и преобразуване на енергия

Необходими условия за съществуването на един организъм - метаболизъмИ преобразуване на енергия. По време на процеса на хранене в организма постъпват вещества от външна среда. Те се разграждат, трансформират и се доставят до всяка клетка. От тях се създават органични вещества, богати на енергия. За разграждането на органичните вещества е необходим кислород, който се доставя по време на дишането. Енергията, освободена по време на гниенето, се изразходва за синтеза на нови необходими вещества, за процесите на движение, растеж и развитие.

Възпроизвеждане

Влияние на абиотичните фактори

Всеки организъм се влияе от комплекс от абиотични фактори на околната среда: Материал от сайта

Всички тези фактори се променят периодично през различни периоди от време (час, ден, месец, година и т.н.), влияейки пряко върху живота на организмите. В тази връзка всички организми имат определени механизми за адаптиране към условията на околната среда.