Stanica je strukturna i funkcionalna jedinica svih živih organizama koja se odlikuje vlastitim metabolizmom i sposobnošću razmnožavanja. Od okoline koja je okružuje stanica je omeđena plazma membranom. Postoje dvije glavne vrste stanica: prokariotske, koje imaju neformiranu jezgru, karakterističnu za bakterije i arheje, i eukariotske, u kojima postoji jezgra, karakteristična za sve ostale. staničnim oblicimaživota, uključujući biljke, gljive i životinje. Samo virusi pripadaju nestaničnim oblicima života, ali oni nemaju vlastiti metabolizam i ne mogu se razmnožavati izvan živih stanica.

Svi organizmi se dijele na jednostanične, kolonijalne i višestanične. Jednoćelijski organizmi uključuju bakterije, arheje, neke alge i gljive, kao i protozoe. Kolonijalni i višestanični organizmi sastoje se od velikog broja stanica. Razlika između to dvoje je u tome što se kolonijalni organizmi sastoje od nediferenciranih ili slabo diferenciranih stanica koje mogu preživjeti jedna bez druge. Stanice višestaničnih organizama više su ili manje specijalizirane za obavljanje određenih funkcija i ovisne jedna o drugoj u procesima života. U višestanične organizme spada i čovjek, čije se tijelo sastoji od oko 10 stanica.

Povijest otkrića i istraživanja stanica

Većina eukariotskih stanica veličine je do 100 mikrona, a prokariotske su red veličine manje pa ih čovjek ne može vidjeti golim okom. Otkriće i proučavanje stanica postalo je moguće tek nakon Jansenovog izuma optički mikroskop(1590). na najvažnije događaje vezane uz rani razvoj stanična biologija uključuje
1665. - Robert Hooke prvi je ugledao mrtve stanice dok je pod mikroskopom ispitivao strukturu pluta. Hooke je vjerovao da su stanice prazne, a stanične stijenke živa tvar.
1650-1700 - Anthony van Leeuwenhoek prvi je promatrao žive stanice pod mikroskopom, posebno protozoe, kao i crvena krvna zrnca.
1831-1839 - Robert Brown opisao je jezgru kao sferično tijelo koje se nalazi u biljnim stanicama.
1838-1839 - botaničar Matthias Schleiden i zoolog Theodor Schwann, kombinirajući ideje različitih znanstvenika, stvorili su staničnu teoriju, prema kojoj je stanica osnovna strukturna i funkcionalna jedinica živih organizama.
1840. - Purkinje je predložio naziv protoplazma za označavanje staničnog sadržaja, pazeći da je sadržaj, a ne stanične stijenke, živa tvar.
1855. - Virchow je dokazao da sve stanice nastaju iz drugih stanica diobom.
1866. - Haeckel je utvrdio da jezgra vrši očuvanje i prijenos nasljednih osobina.
1866-1898 - opisuje glavne komponente stanice, koje se mogu vidjeti pod optičkim mikroskopom. Citologija dobiva karakter eksperimentalne znanosti.
1900. - nakon pojave genetike počinje se razvijati citogenetika koja proučava ponašanje kromosoma tijekom diobe i oplodnje, njezin utjecaj na nasljedne karakteristike organizama.
1946. - počela je uporaba u biologiji elektronski mikroskop, što je omogućilo proučavanje ultrastrukture stanica.

stanična teorija

Staničnu teoriju formulirali su 1838.-1839. botaničar Matthias Schleiden i zoolog Theodor Schwann. Ovi su znanstvenici dokazali temeljnu sličnost između životinja i biljne stanice, a na temelju svih saznanja nakupljenih do tog vremena, postulirano je da je stanica strukturna i funkcionalna jedinica svih živih organizama. 1855. Rudolf Virchow dopunio je staničnu teoriju tvrdnjom lat. "Omnis cellula ex cellula" - "Svaka stanica je iz stanice."

Stanična teorija jedna je od temeljnih ideja moderna biologija, postao je neosporan dokaz jedinstva svih živih bića i temelj za razvoj disciplina kao što su embriologija, histologija i fiziologija. Osnovne odredbe stanična teorija nisu izgubili na važnosti, međutim, nakon stvaranja je dopunjen, a sada uključuje sljedeće izjave:
Stanica je elementarna jedinica građe, funkcioniranja, razmnožavanja i razvoja svih živih organizama; izvan stanice nema života.
Ćelija - kompletan sustav koji sadrži veliki broj vezan prijatelj s ostalim elementima – organelama.
Stanice različitih organizama slične su (homologne) po građi i osnovnim svojstvima te imaju zajedničko podrijetlo.
Povećanje broja stanica događa se njihovom diobom, nakon replikacije njezine DNA: stanica - iz stanice.
Višećelijski organizam je novi sustav, složena skupina mnogih stanica, ujedinjenih i integriranih u sustave tkiva i organa, međusobno povezanih kemijskim čimbenicima: humoralnim i živčanim.
Stanice višestaničnih organizama imaju isti skup genetskih informacija, ali se razlikuju u razini ekspresije (rada) pojedinih gena, što dovodi do njihove morfološke i funkcionalne raznolikosti – diferencijacije.

Prisjetite se iz odjeljaka 6. i 7. razreda kada su započela prva proučavanja biljnih i životinjskih stanica. Koji se instrumenti koriste za proučavanje stanične strukture organizama?

Riža. 36. Mikroskop Roberta Hookea i presjek pluta koji je vidio

Većina organizama na Zemlji ima staničnu strukturu. Stanica je strukturna i funkcionalna jedinica živog, sposobna za samoreprodukciju, koja se odlikuje svim znakovima živog.

Povijest otkrića stanične strukture organizama. Ćelija je otkrivena sredinom 17. stoljeća. Tada je engleski prirodoslovac Robert Hooke (1635-1703) prvi put mikroskopom ugledao i opisao staničnu strukturu biljaka.

Proučavajući tanki dio pluta pod velikim povećanjem mikroskopa, Hooke je bio zapanjen njegovom složenom strukturom. Napisao je: “Uzeo sam komad čistog svijetlog pluta i perorezom oštrim poput britve odrezao sam vrlo tanku ploču. Kad sam ga potom počeo ispitivati ​​pod mikroskopom, ... jasno sam vidio da je sav izrešetan rupama i porama ... Te pore nisu bile duboke, već su se sastojale od vrlo mnogo malih stanica, izoliranih od kontinuirane pore posebnim pregrade. Takva struktura nije karakteristična samo za pluto” (sl. 36).

Tim je riječima 1665. godine Robert Hooke prvi izvijestio o postojanju ćelije. On je također prvi upotrijebio izraz "stanica" (cellula) za označavanje stanične stijenke koju je vidio. Ovaj pojam čvrsto je ušao u biologiju, a njegovo otkriće označilo je početak proučavanja stanične strukture organizama.

Daljnje proučavanje stanične strukture organizama povezano je s imenom nizozemskog istraživača A. Leeuwenhoeka. Leće koje je izradio znanstvenik dale su povećanje od 300 puta, što je omogućilo niz velikih otkrića: opisati bakterije, protozoe (cilijate), eritrocite, spermatozoide. Nakon objave svojih istraživanja, Leeuwenhoek je postao nadaleko poznat kao najveći znanstvenik svog vremena (Sl. 37).

Riža. 37. Anton van Leeuwenhoek (1632.-1723.)

Stvaranje prve stanične teorije. Stanice su se osobito intenzivno počele proučavati u 19. stoljeću, što je povezano s usavršavanjem mikroskopa. Godine 1939. sažimajući brojne mikroskopske studije stanice, njemački znanstvenici zoolog Theodor Schwann i botaničar Matthias Schleiden (Sl. 38) formulirali su glavne odredbe stanične teorije: 1) svi organizmi sastoje se od stanica; 2) stanice su najmanje građevne jedinice života; 3) stanice u tijelu nastaju neoplazmama iz nestaničnih tvari.

U nekim su zaključcima znanstvenici bili u krivu. Konkretno, stav o nastanku novih stanica pokazao se netočnim. Ali osnovna ideja o staničnoj strukturi organizama bila je točna.

Nakon stvaranja stanične teorije, istraživanje stanica postalo je vodeće u biologiji. Zahvaljujući radu mnogih znanstvenika, detaljno je proučena struktura stanične jezgre, te su analizirani najvažniji biološki procesi koji se odvijaju u stanicama. Osobito su značajna istraživanja njemačkog liječnika i znanstvenika Rudolfa Virchowa (Sl. 38), koji je korigirao i dopunio staničnu teoriju. Godine 1858. potkrijepio je načelo sukcesije stanica: "svaka stanica dolazi iz stanice dijeljenjem izvorne stanice".

Riža. 38. Utemeljitelji stanične teorije (s lijeva na desno): Matthias Schleiden (1804.-1881.), Theodor Schwann (1810.-1882.) i Rudolf Virchow (1821. - 1902.)

Stanična teorija je u osnovi formulirana. Međutim, metode proučavanja stanice bile su nesavršene, a znanost o stanici još se nije oblikovala kao samostalna znanstvena disciplina.

Citologija je znanost o stanici. Na prijelaz XIX-XX stoljeća nastao je i formirao se novi dio biologije - citologija (od grč. kitos - posuda, ovdje - stanica i logos - nauk) - znanost koja proučava strukturu i funkcije stanica. Daljnji razvoj ove znanosti bio je izravno povezan s otkrićima u fizici, kemiji i usavršavanjem mikroskopske tehnologije.

Riža. 39. Mikroskopi: 1 - svjetlosni; 2 - elektronički. Slike stanica dobivene iz različitih mikroskopa: 3 - svjetlo; 4 - elektronički

Trenutno, za proučavanje stanica, znanstvenici koriste razne metode. Metoda mikroskopije omogućuje detaljno proučavanje izgleda stanica, njihove mikrostrukture (slika 39). U svjetlosnom mikroskopu možete vidjeti prilično velike organele, poput jezgre, mitohondrija, kloroplasta, Golgijevog aparata. Elektronski mikroskop daje povećanje 1000 puta veće od svjetlosnog mikroskopa, što vam omogućuje detaljno ispitivanje strukture pojedinih organela.

Uz pomoć fizikalno-kemijskih i biokemijskih metoda proučavane su organske i anorganske tvari živog svijeta, njihove funkcije i putovi pretvorbe u stanici. Korištenje metoda kulture stanica i tkiva omogućilo je promatranje rasta i razmnožavanja stanica izvan tijela, izolaciju čimbenika rasta, određivanje djelovanja različitih tvari na stanice te stapanjem stanica dobivanje staničnih hibrida.

Glavne odredbe moderne stanične teorije:

1. stanica je strukturna i funkcionalna jedinica živog, što je elementarni živi sustav, koji karakteriziraju sve glavne značajke živog;
2. stanice svih organizama imaju sličan kemijski sastav i opći strukturni plan;
3. nova stanica nastaje kao rezultat diobe izvorne stanice;
4. višestanični organizmi razvijaju se iz jedne izvorne stanice;
5. sličnost stanične građe organizama ukazuje na jedinstvo njihova podrijetla.

Svjetlosni mikroskop značajno je unaprijeđen u razdoblju od 1887.-1900. Razvoj kemije i biokemije doveo je do razvoja novih metoda fiksiranja i bojenja mikropreparata. Od tog trenutka citologija kao znanost dobiva eksperimentalni karakter. Godine 1930. konstruiran je elektronski mikroskop koji je omogućio proučavanje ultrastrukture stanice.

Vježbe naučenih lekcija

1. Tko je i kada prvi put otkrio staničnu strukturu organizama?
2. Navedite autore prve stanične teorije i formulirajte njezine glavne odredbe.
3. Zašto je od otkrića stanica do formiranja stanične teorije prošlo oko 200 godina?
4. Što proučava citologija?
5. Koje metode koriste moderni citolozi?
6. Koje su prednosti elektronskog mikroskopa u odnosu na svjetlosni mikroskop?

"Biologija. Opća biologija. Osnovna razina. Razredi 10-11 ". V.I. Sivoglazov (gdz)

Povijest otkrića i proučavanja stanice. stanična teorija

Pitanje 1. Recite nam nešto o povijesti otkrića ćelije.
Otkriće stanične strukture živih organizama postalo je moguće zahvaljujući pojavi mikroskopa. Njegov prototip je 1590. izumio nizozemski brusilac stakla Zachary Jansen. Poznato je da se prvi mikroskop sastojao od cijevi pričvršćene na stalak i imao dva povećala.
Važnost mikroskopa za proučavanje strukture presjeka biljnih i životinjskih objekata prvi je procijenio engleski fizičar i botaničar Robert Hooke. Godine 1665. na presjecima pluta otkrio je strukture nalik na saće, te ih nazvao stanicama ili stanicama. Međutim, Hooke je bio u krivu, vjerujući da su stanice prazne, a živa tvar stanične stijenke.
Nizozemski prirodoslovac Anthony van Leeuwenhoek u drugoj polovici 17.st. poboljšao mikroskop i prvi vidio žive stanice. Promatrao je i crtao niz protozoa, spermija, bakterija, eritrocita pa čak i njihovo kretanje u kapilarama.

Pitanje 2. Tko je i kada prvi put formulirao staničnu teoriju?
Proučavanje biljnih i životinjskih stanica omogućilo je generalizaciju svih značajki njihove strukture. Godine 1838. M. Schleiden stvorio je teoriju citogeneze (stvaranje stanica). Glavna mu je zasluga postavljanje pitanja o podrijetlu stanica u tijelu. Godine 1839. T. Schwann, na temelju djela M. Schleidena, stvorio je staničnu teoriju. Glavne odredbe stanične teorije (M. Schleiden i T Schwann):
1) sva tkiva se sastoje od stanica;
2) biljne i životinjske stanice imaju zajednička načela strukture, tk. nastati na isti način;
3) svaka pojedinačna stanica je samostalna, a aktivnost organizma zbroj je životne aktivnosti pojedinih stanica.
Godine 1858. R. Virchow također je veliku pozornost posvetio daljnjem razvoju stanične teorije. On ne samo da je spojio sve brojne različite činjenice, već je također uvjerljivo pokazao da su stanice trajna struktura i da nastaju samo umnažanjem svoje vrste - “svaka stanica dolazi iz druge stanice kao rezultat diobe, kao što je biljka nastala iz biljka, a od životinja životinje”, tj. otkrio staničnu diobu.

Pitanje 3. Popis moderne odredbe stanična teorija.
U naše vrijeme citologija se, koristeći se dostignućima genetike, molekularne i fizikalno-kemijske biologije, vrlo brzo razvija. I iako glavne odredbe teorije T. Schwanna i M. Schleidena ostaju relevantne, dobiveni podaci omogućili su dublje razumijevanje strukture i funkcija stanice. Na temelju njih formulirana je moderna stanična teorija. Navodimo njegove glavne odredbe:
1) stanica je jedinica građe, funkcioniranja, razmnožavanja i razvoja živih organizama;
2) stanice svih organizama slične su građe i kemijskog sastava;
3) reprodukcija stanica događa se dijeljenjem matične stanice;
4) stanice višestaničnih organizama su specijalizirane: obavljaju različite funkcije i tvore tkiva.

Pitanje 4. Opišite važnost stanične teorije za razvoj biologije.
Prema filozofima koji su proučavali povijest znanosti (na primjer, Friedrich Engels), stanična teorija jedna je od najveća otkrića 19. stoljeća Imala je veliku ulogu u razvoju ne samo biologije, već i prirodnih znanosti općenito. Protozoe, bakterije, mnoge gljive i alge su stanice koje postoje odvojeno jedna od druge. Tijelo svih višestaničnih organizama - biljaka, gljiva i životinja - građeno je od većeg ili manjeg broja stanica koje su elementarne strukture koje čine složeni organizam. Bez obzira na to je li stanica integralni živi sustav ili je njegov dio, ona ima skup značajki i svojstava zajedničkih svim stanicama.
Stanična teorija je prvi put nedvosmisleno ukazala na jedinstvo živog svijeta. Njegovom pojavom nestao je jaz između životinjskog i biljnog carstva. Na temelju stanične teorije sredinom XIX.st. Nastala je citologija - znanost koja proučava strukturu i funkcije stanice.
Razmotrite koji predstavnici organski svijet pojmovi "stanica" i "organizam" su isti.
Stanica je osnovna strukturna, funkcionalna i genetska jedinica organizacije živih bića, elementarni živi sustav. Stanica može postojati kao zaseban organizam.
Pojmovi "stanice" i "organizma" podudaraju se u slučaju kada govorimo o jednostaničnim organizmima. To uključuje prokariote, ili one bez jezgre (osobito bakterije), a od eukariota, ili nuklearnih, one najjednostavnije (kao što su ciliati, klamidomonas, zelena euglena). Njihovo tijelo sastoji se od jedne stanice, koja provodi sve funkcije tijela - metabolizam, razdražljivost, reprodukciju, kretanje. Razne organele doprinose ovim funkcijama, uključujući posebne namjene(na primjer, flagele i cilije osiguravaju kretanje). jednostanični organizmičesto sposobni stvarati grozdove – kolonije. Međutim, koncept "višestaničnog organizma" još uvijek nije primjenjiv na koloniju, budući da stanice koje ga čine imaju istu vrstu strukture (nisu podijeljene u tkiva), slabo djeluju jedna na drugu i, izolirane od kolonije, nastavljaju samostalno postojati i razmnožavati se bez ikakvih problema.