Od čega se sastoje svi živi organizmi? ćelijska teorija

Živa bića se razlikuju od nežive prirode ne samo po svom metabolizmu (iako je to njihova najznačajnija, najvažnija razlika), već i po svojoj strukturi.
Svi živi organizmi se sastoje od ćelija. Samo virusi koji uzrokuju neke zarazne bolesti (na primjer, gripa, boginje, male boginje) sami po sebi nisu ćelije i ne sastoje se od ćelija. Ali oni se mogu razmnožavati samo u živoj ćeliji.

Prvo pogledajte ćelije

Ćeliju je prvi otkrio engleski fizičar Robert Hooke 1665. godine.
Hooke je dizajnirao mikroskope koji su dali povećanje od 140 puta. Jednom, kada je ispitivao tanke delove plute, video je da se cela pluta sastoji od ćelija, odnosno pora. To su bile ćelije. Objavljujući svoje zapažanje, Hooke je inicirao proučavanje ćelijske strukture živog svijeta. Ali u njegovim opisima nije bilo ni naznake ideje o ćeliji kao osnovnoj strukturnoj jedinici bilo kojeg živog organizma. Bila je to samo priča o ćelijskoj strukturi plute.

Ideja o obrascima strukture i razvoja biljaka i životinja

Tek skoro 200 godina kasnije, 1834. godine, ruski naučnik P. F. Goryaninov izneo je ideju o opštoj pravilnosti u strukturi i razvoju biljaka i životinja. Vjerovao je da su svi živi organizmi sastavljeni od međusobno povezanih stanica. Akumulacije ćelija čine tkiva koja se mogu mijenjati tokom rasta i razvoja. Ova ideja je potvrđena u radovima njemačkih naučnika - botaničara Matthiasa Schleidena i zoologa Theodora Schwanna, koji su prikupili veliku činjenični materijal, formulirao ćelijsku teoriju strukture biljaka i životinja. ćelijska teorija- jedno od najvažnijih otkrića čovečanstva. Engels je vjerovao da su zakon održanja energije, ćelijska teorija i Darwinova teorija evolucije tri najveća otkrića 19. vijek

ćelijska teorija

Ćelijska teorija je dokazala opću strukturu biljaka i životinja. Proučavajući različita živa tkiva, naučnici su se u to uvjerili sva živa bića se sastoje od ćelija. Kako se mikroskop poboljšavao, ćelija je bila podvrgnuta sve dubljem proučavanju. AT poslednjih godina Uz pomoć elektronskih mikroskopa, dajući uvećanje stotina hiljada puta, postalo je moguće proučavati unutrašnja strukturaćelije. Iako se ćelija smatra najjednostavnijom strukturnom jedinicom živog bića, ona je sama po sebi veoma složen sistem. U ćeliji se odvija metabolizam, konverzija energije, biosinteza, ona ima sposobnost reprodukcije, razdražljivost, odnosno može odgovoriti na promjene uslova okoline. Da biste bolje vizualizirali ćeliju, pogledajte dijagram njene strukture, uočen u elektronski mikroskop

U ljudskom tijelu postoje različite ćelije koje se međusobno razlikuju po strukturi i funkciji. Na primjer, ćelije koje čine mišiće su izdužene, imaju posebne niti (vlakna) koje se mogu kontrahirati. A ćelije kože (epitelno tkivo) podsjećaju na izdužene kocke i stoje u gustim redovima. Masne ćelije su okrugle i ispunjene kapljicama masti.
Nećemo nabrajati čitav niz ćelija, samo ćemo reći da sve ćelije i biljnog i životinjskog svijeta, unatoč razlikama, imaju sličnu strukturu. Uvijek imaju gušći vanjski sloj - ljusku, citoplazmu i jezgro.

Organske i mineralne materije ćelije Ćelije uključuju organske i neorganske (mineralne) supstance. Organske supstance nastaju u ćelijama živih organizama. To uključuje proteine, masti, ugljikohidrate. Neorganske tvari su široko rasprostranjene u neživoj prirodi. Najčešća neorganska supstanca je voda. Neophodan je svim ćelijama i čini oko 70% njihove mase. Voda je direktan učesnik mnogih životnih procesa: rasta, razmnožavanja, ishrane, izlučivanja, kretanja materija u ćeliji i telu. Mineralne soli (na primjer, kuhinjska sol) otapaju se u vodi.

Proteini Proteini su složena organska jedinjenja. Tijela živih organizama građena su od proteina. Oni su uključeni u sve životne procese. Biljni proteini igraju važnu ulogu u ishrani životinja i ljudi. Većina proteina se nalazi u sjemenu biljaka. Među životinjskim proteinima, svima je poznat protein koji se u njima nalazi kokošje jaje. Proteini različite strukture u ćelijama jednog organizma mogu biti nekoliko hiljada vrsta. životinjski proteini biljni proteini (pasulj, grašak, pasulj, soja i sočivo)

Hemoglobin je protein krvi. Sadrži željezo i boji krv u crveno. Uz pomoć hemoglobina kisik se isporučuje u sve stanice životinja i ljudi. Nalazi se u posebnim krvnim stanicama - crvenim krvnim zrncima. 100 ml ljudske krvi sadrži 13-16 g hemoglobina. hemoglobin Interferon - protein koji pomaže tijelu u borbi protiv raznih virusnih bolesti, posebno interferona gripe

Ugljikohidrati Ugljikohidrati su neophodni za sve žive organizme kao izvor energije. To uključuje glukozu, saharozu, škrob i druge tvari. Skrob se akumulira u gomoljima krompira, plodovima banana, sjemenkama pšenice. Kod mnogih životinja, ugljikohidratni glikogen se skladišti u jetri i mišićima. Ugljikohidrati daju snagu nekim dijelovima organizama: na primjer, dio su drva biljaka. Ugljikohidratni hitin čini vanjski omotač insekata i rakova. hitin

Zajedničke karakteristike struktura ćelija svih organizama Ćelija se sastoji od međusobno povezanim dijelovima. Svaki od njih ima posebnu strukturu i svrhu. Izvana je ćelija prekrivena plazma membranom. glavnu ulogu membrane štite ćelije od spoljni uticaji. Membrana ima pore kroz koje sadržaj jedne ćelije komunicira sa sadržajem drugih ćelija. Hranjive tvari i voda prolaze kroz membranu u ćeliju, a otpadni proizvodi se uklanjaju iz nje.

Unutar ćelije nalazi se citoplazma - viskozna polutečna tvar koja se stalno kreće. U citoplazmi se odvijaju različiti procesi koji osiguravaju vitalnu aktivnost ćelije. Ona služi unutrašnje okruženje, u kojem se nalaze stanične strukture koje obavljaju određene funkcije - organele. Najvažnija i najveća komponenta ćelije je jezgro. Bio je to prvi među otkrivenim ćelijskim strukturama.

Nenuklearni organizmi Ćelije svih organizama ne sadrže jezgro. Ćelije bakterija, najstarijih organizama na Zemlji, imaju najjednostavniju strukturu. U njihovoj citoplazmi nalazi se nuklearna tvar koja još nije formirana u jezgro. Ovi organizmi se nazivaju prednuklearni (prokarioti). Ćelije gljiva, biljaka i životinja sadrže jezgro i imaju složeniju strukturu. Takvi organizmi se nazivaju nuklearni (eukarioti). Prema naučnicima, prije stotina miliona godina život na Zemlji predstavljali su isključivo nenuklearni organizmi, a tek mnogo kasnije nastali su nuklearni organizmi.

Pitanja za npr. 1. Koje su supstance klasifikovane kao organske, a koje neorganske? 2. Koja je uloga vode u ćeliji? 3. Koja je uloga proteina, ugljikohidrata i masti u ćeliji? 4. Koje ćelijske organele poznajete? 5. Po čemu se bakterijske ćelije razlikuju od biljnih i životinjskih ćelija?

Svi živi organizmi, osim virusa, sastoje se od ćelija. Ćelije, najčešće predstavljene mikroskopskim formacijama, imaju sva najvažnija vitalna svojstva: samoregulaciju, samoreprodukciju, jedinstvo strukture i funkcije, istorijski razvoj itd. U ćelijama se neprestano odvijaju procesi metabolizma i konverzije energije.

Nauka koja proučava strukturu i funkcionisanje ćelija naziva se citologija (od grčkog kytos - ćelija + logos - nauka). Razvoj i formiranje citologije u velikoj je mjeri determinirano poboljšanjem mikroskopske tehnologije, budući da je stanice teško proučavati golim okom.

Godine 1665. engleski prirodnjak R. Hooke prvi je izvijestio o postojanju ćelija. Pregledao je tanke delove plute pod mikroskopom koji je unapredio i pronašao male prazne pore i ćelije, koje je nazvao ćelije. Strogo govoreći, u dijelu od plute, R. Hooke je uočio mrtve ćelijske zidove, lišene živog sadržaja koji ih je ispunjavao. Ispitujući razne dijelove drugih biljaka pod mikroskopom, posebno šargarepu, čičak, paprati, pronašao je isti strukturni plan kao i pluta.

M. Malpighi je 1677. izvijestio o ćelijskoj strukturi svih biljaka koje je proučavao. Istaknuti naučnik 17. veka. A. van Leeuwenhoek je, ispitujući kapljicu vode pod mikroskopom, otkrio protozoe jednoćelijskih organizama. Dugo je vremena ljuska bila prepoznata kao glavna strukturna komponenta ćelije.

Nakon ulaska početkom XIX in. došlo je do tehničkog poboljšanja kvaliteta sočiva, a pažnja na istraživanje pomoću mikroskopa brzo je porasla. Češki naučnik J. Purkinje je 1825. godine pokazao da unutar ćelije postoji želatinasta supstanca, kasnije nazvana citoplazma. Engleski botaničar R. Brown opisao je ćelijsko jezgro. Njemački botaničar M. Schleiden je 1837. došao do zaključka da sve biljne ćelije sadrže jezgra.

Godine 1839. njemački zoolog T. Schwann, sumirajući svoje eksperimentalne podatke i rezultate drugih naučnika, formulirao je koncept koji je trenutno poznat kao ćelijska teorija. Prema ćelijskoj teoriji: 1) ćelija je osnovni element života; 2) svaki organizam se sastoji od jedne ili više ćelija. Zaista, uprkos ogromnoj raznolikosti živih bića, koja se razlikuju po veličini (vidi tabelu), obliku, staništu, načinu kretanja, opskrbi energijom itd., ćelije čine osnovu njihove morfofunkcionalne organizacije. R. Virchow je 1855. dodao fundamentalni stav ova dva postulata: "Omnis cellula e cellulae" - "Svaka ćelija je iz ćelije." Drugim riječima, treći stav ćelijske teorije kaže da sve ćelije nastaju samo kao rezultat diobe drugih ćelija. Sadašnji sadržaj teorije ćelije može se ukratko formulisati na sledeći način: osnovna strukturna i funkcionalna jedinica živih organizama je ćelija.

Napomena: 1 metar = 100 centimetara (cm); 1 cm = 10-2 m = 10 milimetara (mm); I mm = 10-3 m = 103 mikrometara (µm); 1 µm = 10-6 m - 103 nanometra (nm); 1 nm = 10-9 m = 10-6 mm.

Ćelijska teorija je veliko dostignuće prirodne nauke. Imala je izuzetnu ulogu u razvoju ne samo biologije i medicine, već i mnogih drugih grana humanističkih nauka.

Kasniji uspjesi u citologiji i citogenetici povezani su s razvojem i unapređenjem istraživačkih metoda. Centralna uloga jedra u diobi ćelije dokazana je nakon pronalaska metode bojenja citoloških preparata W. Fleminga 1879. godine. Poboljšanje svjetlosnih mikroskopa omogućilo je dobivanje novih informacija o strukturi ćelije i nekim njenim strukture. Međutim, rezolucija svjetlosnog mikroskopa ograničena je sposobnošću ljudskog oka, koje može odvojeno uočiti dvije točke na udaljenosti od najmanje 0,1 mm. Uz ovu rezoluciju, neke ćelijske strukture nisu vidljive, a proučavanje drugih je značajno otežano.

Veliki korak naprijed bio je izum 30-ih godina. elektronski mikroskop V. Zworykin i fazno kontrastni mikroskop F. Zernike. Uvećanje od 100 hiljada puta, koje obezbeđuje elektronski mikroskop, omogućava vam da proučavate najviše sitni dijelovićelijske organele. Savremena dostignuća citologija i citogenetika su povezane sa razvojem hemijskih, fizičke metode i tehnologije (od analize rendgenske difrakcije do kompjuterskih baza podataka).

U višećelijskim organizmima svaka stanica je specijalizirana za obavljanje, u pravilu, jedne od funkcija potrebnih za osiguranje vitalne aktivnosti organizma u cjelini.

U zavisnosti od funkcije koju obavljaju, ćelije mogu značajno da variraju kako po veličini, obliku, položaju u različitim tkivima i organima tela, tako i po drugim spoljašnjim i unutrašnjim karakteristikama.

Naznačimo glavne vrste specijalizacije ćelija višećelijskog organizma. To:

Percepcija vanjskih i unutarnjih podražaja;

Koordinacija svih funkcija (ćelije nervnog i endokrinog sistema);

kretanje i podrška;

Zaštita organizma (ćelije pokrovnog tkiva i imunološki sistem);

Dobijanje nutrijenata ili njihova sinteza;

Prijenos hranjivih tvari, biološki aktivnih tvari, plinova itd.;

Uklanjanje produkata raspadanja; reprodukcija.

Više o TEORIJI ĆELIJA:

1. Ćelijski ciklus. Molekuli regulatora ćelijskog ciklusa otvaraju puteve za dijagnosticiranje i uništavanje ćelija raka

U jednom trenutku, naučivši od jednog poznata pesma da su devojke napravljene od "cveća, zvona, sveske i pogleda", shvatila sam da sam osuđena ili na krizu rodnog identiteta, ili na sumnju da je u stvarnosti sve nekako drugačije uređeno.

Da, inače. Sada ću pokušati da objasnim.

"Kompozicija" života

Počeću izdaleka. Zamislite da je osoba takva anatomska lutka. Od složenog do jednostavnog: figurativno ga podijelimo na organe (bukvalno, i to je moguće, ali to je najčešće krivično djelo). Organi sastavljen od tkiva. A tkanine se sastoje od "detalja" - ćelije. Manje ćelija molekule i atomi, ali, budući da su izvan ćelijskog sistema, ne formiraju ništa živo.

Ćelije- to su "cigle" od kojih je izgrađen bilo koji organizam(čak i devojčica, čak i stonoga).

Ćelije su slične, ali nisu potpuno iste. U jednom "skupu" (organizmu) ima ih mnogo različitim dijelovima, a svaki "detalj" ima svoju ulogu i svoj "sadržaj".

Standard ćelijski uređaj:

• ćelijski (plazma) membrana;
• citoplazma;
• organele;
• jezgro.

At membrane više funkcija. Izoluje sadržaj ćelije od okruženje, ali istovremeno služi i kao "vrata" za prolaz hranljivih materija.

Citoplazma- tečna unutrašnjost ćelije, u kojoj zamišljeno plutaju organele i jezgro.

Nukleus- ovo je "srce" u kojem je pohranjen genetski materijal. Uvek u kavezima eukariota, ali gotovo da nije formalizovan u prokariota. Ali DNK oboje ih imaju i drugi. Samo što je njegovo "skladištenje" u nenuklearnim uslovima drugačije organizovano.

Sorte organelle mnogo (vakuole, plastidi, Golgijev kompleks itd.), svaka ima svoju ulogu.

Inkluzije- to je ono što "dođe i ode" u procesu metabolizma.

Ćelije nisu samo materijal. Oni se hrane, razmnožavaju, umiru - oni sami živ!

Možete li ih vidjeti? Da! Čak će i vrlo jednostavan mikroskop pomoći u tome.

Ćelijska raznolikost živih organizama

Pored složenih višećelijskih stvorenja (poput tebe i mene), postoje i vrlo jednostavna, jednoćelijski. Sviđa mi se ameba i ciliates. Obično su nevidljivi zbog svoje male veličine, ali i mikroskop može pomoći u tome. Usput, o mikroskopskom. Čak i izuzetno mala stvorenja (npr tardigrade) su često sasvim sami višećelijski.

I same ćelije su ponekad zapanjujuće veličine. Jaje(ovo je skala) - ovo je ogromna oplođena jaje

Zanimljivo je to virusi koji je dobio vrlo neobičan položaj između živog i neživog, acelularni.

Ostaje nerazjašnjeno do sada. Iako živa bića sadrže iste hemijske elemente kao i neživa tijela (ugljik, dušik, vodik, kisik, fosfor, kalij, itd.), razvoj žive tvari iz neorganske tvari zahtijeva nastanak složenih organskih tvari: ugljikohidrata, masti, bjelančevina, nukleinske kiseline.

Živa priroda organizirano vrlo složeno: organizmi su dio populacija - kompleks organizama koji naseljavaju homogenu teritoriju i međusobno djeluju. Populacije različitih vrsta formiraju zajednice (biocenoza). Zajednica je živa komponenta ekosistema – jedinstvenog sistema u kojem su povezani živi organizmi i organski elementi i u kojem se odvija proces prijenosa energije iz jedne faze u drugu i kruženje supstanci. Ekosistem - dio biosfere - globalni ekosistem formiran od ukupnosti svih ekosistema naše planete.

Dakle, živa priroda na našoj planeti je jedinstvena cjelina, koja se sastoji od međusobno povezanih dijelova -ćelije, organizmi, vrste, prirodne zajednice i ekosistemi.

• Ćelija je najmanja jedinica života. Ispod nivoa ćelije (na nivou pojedinačnih organela, molekula, atoma) svojstva svojstvena živom se ne pojavljuju. U višećelijskim organizmima ćelije obavljaju različite funkcije i kombinuju se kako bi formirale tkiva i organe, koji zauzvrat formiraju organske sisteme.
• Svaki organizam pripada svojoj vrsti.
• Jedinke jedne vrste žive u grupama - populacijama.
• Živi organizmi različite vrste postoje na istoj teritoriji ili vodenom području, formirajući različite zajednice – prirodne ili umjetne. Populacije različitih vrsta koje žive u zajedničkom prostoru čine prirodnu zajednicu.
• Prirodna zajednica je živi dio ekosistema. U ekosistemima postoji cirkulacija tvari između žive i nežive prirode.
• Ekosistemi zajedno čine globalni ekosistem Zemlje – biosferu. Biosfera je geološka ljuska Zemlje u kojoj žive živiorganizmi, koji pokrivaju površinske slojeve zemljine kore, hidrosferu i niže slojeve atmosfere.

Živi organizmi imaju metabolizam, nasljednost, razdražljivost, sposobnost reprodukcije i samoregulacije, odnosno zadržavaju glavne karakteristike svoje strukture. Sposobni su da se prilagode uslovima okoline.

Metabolizam i konverzija energije

Neophodni uslovi za postojanje organizma - metabolizam i konverzija energije. U procesu ishrane telo prima supstance iz spoljašnje okruženje. Oni se raspadaju, transformišu i dostavljaju svakoj ćeliji. Oni stvaraju organske tvari bogate energijom. Za razgradnju organskih tvari neophodan je kisik koji se opskrbljuje u procesu disanja. Energija koja se oslobađa tokom propadanja troši se na sintezu novih esencijalnih supstanci, na procese kretanja, rasta i razvoja.

reprodukcija

Utjecaj abiotskih faktora

Na svaki organizam utiče kompleks abiotskih faktora okoline: materijal sa sajta

Svi ovi faktori se periodično mijenjaju u različitim vremenskim periodima (sat, dan, mjesec, godina, itd.) direktno utičući na vitalnu aktivnost organizama. U tom smislu, svi organizmi imaju određene mehanizme prilagođavanja na uslove okoline.