Bunka je stavebná a funkčná jednotka všetkých živých organizmov, ktorá sa vyznačuje vlastným metabolizmom a schopnosťou rozmnožovania. Z prostredia, ktoré ju obklopuje, je bunka ohraničená plazmatickou membránou. Existujú dva hlavné typy buniek: prokaryotické, ktoré majú neformované jadro, charakteristické pre baktérie a archaea, a eukaryotické, v ktorých sa nachádza jadro, charakteristické pre všetky ostatné. bunkové formyživota vrátane rastlín, húb a zvierat. K nebunkovým formám života patria iba vírusy, ktoré však nemajú vlastný metabolizmus a nemôžu sa množiť mimo živých buniek.

Všetky organizmy sú rozdelené na jednobunkové, koloniálne a mnohobunkové. Medzi jednobunkové organizmy patria baktérie, archaea, niektoré riasy a huby, ako aj prvoky. Koloniálne a mnohobunkové organizmy pozostávajú z veľkého počtu buniek. Rozdiel medzi nimi je v tom, že koloniálne organizmy sú tvorené nediferencovanými alebo slabo diferencovanými bunkami, ktoré dokážu prežiť jedna bez druhej. Bunky mnohobunkových organizmov sú viac-menej špecializované na vykonávanie určitých funkcií a závislé od seba v procesoch života. V mnohobunkových organizmoch patrí do počtu aj človek, ktorého telo tvorí asi 10 buniek.

História objavovania a výskumu buniek

Väčšina eukaryotických buniek má veľkosť do 100 mikrónov a prokaryotické bunky sú rádovo menšie, takže ich človek voľným okom nevidí. Objav a štúdium buniek bolo možné až po vynáleze Jansena optický mikroskop(1590). na najvýznamnejšie udalosti súvisiace s skorý vývoj bunková biológia zahŕňa
1665 - Robert Hooke prvýkrát videl mŕtve bunky pri skúmaní štruktúry korku pod mikroskopom. Hooke veril, že bunky sú prázdne a bunkové steny sú živá hmota.
1650-1700 - Anthony van Leeuwenhoek prvýkrát pod mikroskopom pozoroval živé bunky, najmä prvoky, ako aj červené krvinky.
1831-1839 - Robert Brown opísal jadro ako guľovité teleso nachádzajúce sa v rastlinných bunkách.
1838-1839 - botanik Matthias Schleiden a zoológ Theodor Schwann spojením myšlienok rôznych vedcov vytvorili bunkovú teóriu, podľa ktorej je bunka základnou stavebnou a funkčnou jednotkou živých organizmov.
1840 – Purkinje navrhol názov protoplazma, aby sa vzťahoval na bunkový obsah, pričom sa uistil, že živou substanciou je obsah a nie bunkové steny.
1855 – Virchow dokázal, že všetky bunky vznikajú z iných buniek delením.
1866 – Haeckel zistil, že jadro zabezpečuje zachovanie a prenos dedičných vlastností.
1866-1898 - popisuje hlavné súčasti bunky, ktoré možno vidieť pod optickým mikroskopom. Cytológia nadobúda charakter experimentálnej vedy.
1900 - po nástupe genetiky sa začína rozvíjať cytogenetika, ktorá študuje správanie chromozómov počas delenia a oplodnenia, jeho vplyv na dedičné vlastnosti organizmov.
1946 - začalo sa používať v biológii elektrónový mikroskop, ktorý umožnil študovať ultraštruktúru buniek.

bunkovej teórie

Bunkovú teóriu sformulovali v rokoch 1838-1839 botanik Matthias Schleiden a zoológ Theodor Schwann. Títo vedci dokázali zásadnú podobnosť medzi zvieratami a rastlinné bunky a na základe všetkých dovtedy nazhromaždených poznatkov sa predpokladalo, že bunka je štrukturálnou a funkčnou jednotkou všetkých živých organizmov. 1855 Rudolf Virchow doplnil bunkovú teóriu o tvrdenie lat. "Omnis cellula ex cellula" - "Každá bunka je z bunky."

Bunková teória je jednou zo základných myšlienok modernej biológie, stal sa nespochybniteľným dôkazom jednoty všetkého živého a základom rozvoja takých disciplín ako embryológia, histológia a fyziológia. Kľúčové body bunkovej teórie nestratili svoj význam, avšak po vytvorení bol doplnený a teraz obsahuje tieto výroky:
Bunka je základnou jednotkou štruktúry, fungovania, reprodukcie a vývoja všetkých živých organizmov, mimo bunky neexistuje život.
Bunka - kompletný systém obsahujúce veľké množstvo viazaný priateľ s ďalšími prvkami – organelami.
Bunky rôznych organizmov sú podobné (homologické) v štruktúre a základných vlastnostiach a majú spoločný pôvod.
K zvýšeniu počtu buniek dochádza ich delením, po replikácii jeho DNA: bunka - z bunky.
Mnohobunkový organizmus je nový systém, komplexný súbor mnohých buniek, spojených a integrovaných do systémov tkanív a orgánov, vzájomne prepojených chemickými faktormi: humorálnymi a nervovými.
Bunky mnohobunkových organizmov majú rovnaký súbor genetických informácií, líšia sa však úrovňou expresie (práce) jednotlivých génov, čo vedie k ich morfologickej a funkčnej rozmanitosti – diferenciácii.

Pripomeňme si z oddielov 6 a 7 ročníkov, keď sa začali prvé štúdie rastlinných a živočíšnych buniek. Aké nástroje sa používajú na štúdium bunkovej štruktúry organizmov?

Ryža. 36. Mikroskop Roberta Hooka a časť korku, ktorú videl

Väčšina organizmov na Zemi má bunkovú štruktúru. Bunka je štrukturálna a funkčná jednotka živého, schopná sebareprodukcie, ktorá sa vyznačuje všetkými znakmi života.

História objavovania bunkovej štruktúry organizmov. Cela bola objavená v polovici 17. storočia. Potom anglický prírodovedec Robert Hooke (1635-1703) prvýkrát videl a opísal bunkovú štruktúru rastlín pomocou mikroskopu.

Pri skúmaní tenkého rezu korku pri veľkom zväčšení mikroskopu bol Hooke prekvapený jeho zložitou štruktúrou. Napísal: „Vzal som kúsok čistého svetlého korku a odrezal som z neho veľmi tenký tanier ostrým nožom. Keď som to potom začal skúmať pod mikroskopom, ... jasne som videl, že je to celé posiate dierami a pórmi... Tieto póry neboli hlboké, ale pozostávali z veľmi veľkého množstva malých buniek, izolovaných z súvislého póru pomocou špeciálnych priečky. Takáto štruktúra nie je charakteristická len pre korok“ (obr. 36).

Týmito slovami v roku 1665 Robert Hooke prvýkrát informoval o existencii bunky. Bol tiež prvým, kto použil výraz „bunka“ (cellula) na označenie bunkovej steny, ktorú videl. Tento termín pevne vstúpil do biológie a jeho objav znamenal začiatok štúdia bunkovej štruktúry organizmov.

Ďalšie štúdium bunkovej štruktúry organizmov je spojené s menom holandského bádateľa A. Leeuwenhoeka. Šošovky vyrobené vedcom poskytli 300-násobné zväčšenie, čo umožnilo urobiť množstvo skvelých objavov: opísať baktérie, prvoky (ciliáty), erytrocyty, spermie. Po zverejnení svojho výskumu sa Leeuwenhoek stal všeobecne známym ako najväčší vedec svojej doby (obr. 37).

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

Vytvorenie prvej bunkovej teórie. Bunky sa začali zvlášť intenzívne študovať v 19. storočí, čo súviselo so zdokonaľovaním mikroskopov. V roku 1939 sumarizujú početné mikroskopické štúdie bunky, nemeckí vedci zoológ Theodor Schwann a botanik Matthias Schleiden (obr. 38) sformulovali hlavné ustanovenia bunkovej teórie: 1) všetky organizmy sa skladajú z buniek; 2) bunky sú najmenšie štrukturálne jednotky života; 3) bunky v tele vznikajú novotvarmi z nebunkových látok.

V niektorých záveroch sa vedci mýlili. Ako nesprávny sa ukázal najmä postoj k vzniku nových buniek. Ale základná myšlienka bunkovej štruktúry organizmov bola správna.

Po vytvorení bunkovej teórie sa bunkový výskum stal vedúcim v biológii. Vďaka práci mnohých vedcov sa podrobne študovala štruktúra bunkového jadra a analyzovali sa najdôležitejšie biologické procesy, ktoré sa vyskytujú v bunkách. Významné boli najmä štúdie nemeckého lekára a vedca Rudolfa Virchowa (obr. 38), ktorý opravil a doplnil bunkovú teóriu. V roku 1858 zdôvodnil princíp bunkovej postupnosti: „každá bunka pochádza z bunky rozdelením pôvodnej bunky“.

Ryža. 38. Zakladatelia bunkovej teórie (zľava doprava): Matthias Schleiden (1804-1881), Theodor Schwann (1810-1882) a Rudolf Virchow (1821-1902)

Bunková teória bola v podstate sformulovaná. Metódy skúmania bunky však boli nedokonalé a veda o bunke sa ešte nevytvorila ako samostatná vedná disciplína.

Cytológia je veda o bunke. Na prelom XIX-XX storočia vzniklo a sformovalo sa nové odvetvie biológie – cytológia (z gréckeho kitos – nádoba, tu – bunka a logos – doktrína) – veda, ktorá študuje stavbu a funkcie buniek. Ďalší rozvoj tejto vedy priamo súvisel s objavmi fyziky, chémie a zdokonaľovaním mikroskopickej techniky.

Ryža. 39. Mikroskopy: 1 - svetelné; 2 - elektronický. Obrázky buniek získané z rôznych mikroskopov: 3 - svetlo; 4 - elektronický

V súčasnosti vedci používajú na štúdium buniek rôzne metódy. Mikroskopická metóda umožňuje detailne študovať vzhľad buniek, ich mikroštruktúru (obr. 39). Vo svetelnom mikroskope môžete vidieť pomerne veľké organely, ako je jadro, mitochondrie, chloroplasty, Golgiho aparát. Elektrónový mikroskop poskytuje zväčšenie 1000-krát väčšie ako svetelný mikroskop, čo umožňuje detailne preskúmať štruktúru jednotlivých organel.

Pomocou fyzikálno-chemických a biochemických metód boli študované organické a anorganické látky živých organizmov, ich funkcie a cesty premien v bunke. Využitie metód bunkových a tkanivových kultúr umožnilo pozorovať rast a rozmnožovanie buniek mimo tela, izolovať rastové faktory, zisťovať účinok rôznych látok na bunky a získavať bunkové hybridy bunkovou fúziou.

Hlavné ustanovenia modernej bunkovej teórie:

1. bunka je stavebná a funkčná jednotka živého, ktorá je elementárnym živým systémom, ktorý sa vyznačuje všetkými hlavnými znakmi živého;
2. bunky všetkých organizmov majú podobné chemické zloženie a všeobecný štruktúrny plán;
3. nová bunka vzniká v dôsledku delenia pôvodnej bunky;
4. mnohobunkové organizmy sa vyvíjajú z jednej zdrojovej bunky;
5. podobnosť bunkovej štruktúry organizmov naznačuje jednotu ich pôvodu.

Svetelný mikroskop bol výrazne vylepšený v období rokov 1887-1900. Rozvoj chémie a biochémie viedol k vývoju nových metód fixácie a farbenia mikropreparátov. Od tohto momentu nadobudla cytológia ako veda experimentálny charakter. V roku 1930 bol skonštruovaný elektrónový mikroskop, ktorý umožnil študovať ultraštruktúru bunky.

Cvičenia z lekcie

1. Kto a kedy prvýkrát objavil bunkovú štruktúru organizmov?
2. Vymenujte autorov prvej bunkovej teórie a sformulujte jej hlavné ustanovenia.
3. Prečo od objavenia buniek po vytvorenie bunkovej teórie ubehlo asi 200 rokov?
4. Čo študuje cytológia?
5. Aké metódy používajú moderní cytológovia?
6. Aké sú výhody elektrónového mikroskopu oproti svetelnému mikroskopu?

„Biológia. Všeobecná biológia. Základná úroveň. Ročníky 10-11". V.I. Sivoglazov (gdz)

História objavu a štúdia bunky. bunkovej teórie

Otázka 1. Povedzte nám o histórii objavu bunky.
Objav bunkovej štruktúry živých organizmov sa stal možným vďaka nástupu mikroskopu. Jeho prototyp vynašiel v roku 1590 holandský brusič skla Zachary Jansen. Je známe, že prvý mikroskop pozostával z trubice pripevnenej k stojanu a mal dve lupy.
Význam mikroskopu pre štúdium štruktúry rezov rastlinných a živočíšnych objektov prvýkrát ocenil anglický fyzik a botanik Robert Hooke. V roku 1665 objavil na častiach korku štruktúry pripomínajúce plásty a nazval ich bunky alebo bunky. Hooke sa však mýlil, pretože veril, že bunky sú prázdne a živá hmota sú bunkové steny.
Holandský prírodovedec Anthony van Leeuwenhoek v druhej polovici 17. storočia. vylepšil mikroskop a ako prvý videl živé bunky. Pozoroval a nakreslil množstvo prvokov, spermií, baktérií, erytrocytov a dokonca aj ich pohyb v kapilárach.

Otázka 2. Kto a kedy prvýkrát sformuloval bunkovú teóriu?
Štúdium rastlinných a živočíšnych buniek umožnilo zovšeobecniť všetky znaky ich štruktúry. V roku 1838 M. Schleiden vytvoril teóriu cytogenézy (tvorba buniek). Jeho hlavnou zásluhou je nastolenie otázky pôvodu buniek v tele. V roku 1839 T. Schwann na základe práce M. Schleidena vytvoril bunkovú teóriu. Hlavné ustanovenia bunkovej teórie (M. Schleiden a T Schwann):
1) všetky tkanivá sú tvorené bunkami;
2) rastlinné a živočíšne bunky majú spoločné princípy štruktúry, tk. vznikajú rovnakým spôsobom;
3) každá jednotlivá bunka je nezávislá a aktivita organizmu je súčtom vitálnej aktivity jednotlivých buniek.
R. Virchow v roku 1858 venoval veľkú pozornosť aj ďalšiemu rozvoju bunkovej teórie. Nielenže spojil všetky početné rozdielne fakty, ale aj presvedčivo ukázal, že bunky sú trvalou štruktúrou a vznikajú len rozmnožovaním vlastného druhu – „každá bunka pochádza z inej bunky v dôsledku delenia, rovnako ako rastlina vzniká z rastlina a zo zvierat živočíchy“, t.j. objavil bunkové delenie.

Otázka 3. Zoznam moderné ustanovenia bunkovej teórie.
V našej dobe sa cytológia, využívajúca výdobytky genetiky, molekulárnej a fyzikálno-chemickej biológie, veľmi rýchlo rozvíja. A hoci hlavné ustanovenia teórie T. Schwanna a M. Schleidena zostávajú relevantné, získané údaje umožnili hlbšie pochopenie štruktúry a funkcií bunky. Na ich základe bola sformulovaná moderná bunková teória. Uvádzame jeho hlavné ustanovenia:
1) bunka je jednotka štruktúry, fungovania, reprodukcie a vývoja živých organizmov;
2) bunky všetkých organizmov sú podobné štruktúrou a chemickým zložením;
3) k reprodukcii buniek dochádza delením materskej bunky;
4) bunky mnohobunkových organizmov sú špecializované: vykonávajú rôzne funkcie a tvoria tkanivá.

Otázka 4. Popíšte význam bunkovej teórie pre rozvoj biológie.
Podľa filozofov, ktorí študovali históriu vedy (napríklad Friedrich Engels), je bunková teória jednou z tzv. najväčšie objavy 19. storočie Zohrala obrovskú úlohu v rozvoji nielen biológie, ale aj prírodných vied vôbec. Protozoá, baktérie, mnohé huby a riasy sú bunky, ktoré existujú oddelene od seba. Telo všetkých mnohobunkových organizmov - rastlín, húb a živočíchov - je postavené z viac či menej buniek, čo sú elementárne štruktúry, ktoré tvoria zložitý organizmus. Bez ohľadu na to, či je bunka integrálnym živým systémom alebo jeho súčasťou, má súbor znakov a vlastností spoločných pre všetky bunky.
Bunková teória po prvý raz jednoznačne poukázala na jednotu živého sveta. Jeho zjavom zmizla priepasť medzi živočíšnou a rastlinnou ríšou. Na základe bunkovej teórie v polovici XIX storočia. Vznikla cytológia – veda, ktorá študuje štruktúru a funkcie bunky.
Zvážte, ktorí zástupcovia organický svet pojmy "bunka" a "organizmus" sú rovnaké.
Bunka je základná štrukturálna, funkčná a genetická jednotka organizácie živých vecí, elementárny živý systém. Bunka môže existovať ako samostatný organizmus.
Pojmy „bunka“ a „organizmus“ sa zhodujú v prípade, keď hovoríme o jednobunkových organizmoch. Patria sem prokaryoty alebo nejadrové (najmä baktérie) a z eukaryotov alebo jadrové tie najjednoduchšie (ako sú nálevníky, chlamydomonas, zelená euglena). Ich telo tvorí jedna bunka, ktorá realizuje všetky funkcie organizmu – metabolizmus, dráždivosť, rozmnožovanie, pohyb. K týmto funkciám prispievajú rôzne organely, vrátane špeciálny účel(napr. bičíky a mihalnice zabezpečujú pohyb). jednobunkové organizmyčasto schopné vytvárať zhluky – kolónie. Pojem „mnohobunkový organizmus“ sa však stále nedá použiť na kolóniu, pretože jej základné bunky majú rovnaký typ štruktúry (nie sú rozdelené na tkanivá), slabo interagujú medzi sebou a keďže sú izolované od kolónie, pokračujú existovať samostatne a bez problémov sa množiť.