داستان های کشف و مطالعه سلول ها. نظریه سلولی

سوال 1. در مورد تاریخچه کشف سلول بگویید.

کشف ساختار سلولی موجودات زنده به لطف ظهور میکروسکوپ که در سال 1590 توسط زاخاری یانسن اختراع شد امکان پذیر شد.

اهمیت میکروسکوپ برای مطالعه ساختار بخش هایی از اجسام گیاهی و جانوری اولین بار توسط رابرت هوک فیزیکدان و گیاه شناس انگلیسی درک شد. در سال 1665، بر روی قطعات چوب پنبه، ساختارهایی شبیه لانه زنبوری را کشف کرد و آنها را سلول یا سلول نامید. با این حال، هوک در این باور اشتباه کرد که سلول‌ها خالی هستند و ماده زنده دیواره‌های سلولی است.

طبیعت شناس هلندی آنتونی ون لیوونهوک در نیمه دوم قرن هفدهم. میکروسکوپ را بهبود بخشید و اولین کسی بود که سلول های زنده را دید. او تعدادی از تک یاخته‌ها، اسپرم‌ها، باکتری‌ها، گلبول‌های قرمز و حتی حرکت آن‌ها در مویرگ‌ها را مشاهده و ترسیم کرد (به سؤال 3 تا 1.1 نیز مراجعه کنید).

سوال 2. نظریه سلول برای اولین بار توسط چه کسی و چه زمانی تدوین شد؟

در قرن XVII-XVIII. این سوال که آیا سلول ها بخشی از همه موجودات گیاهی و جانوری هستند یا نه باز باقی ماند. بر او در 1838-1839. دانشمندان آلمانی گیاه شناس ماتیاس شلیدن و جانورشناس تئودور شوان سرانجام پاسخ دادند. آنها تمام دانش موجود در آن زمان در مورد ساختار سلولی طبیعت زنده را تجزیه و تحلیل کردند و نظریه سلولی را تدوین کردند. این نظریه فرض می کند که همه موجودات گیاهی و جانوری از بخش های ساده - سلول ها تشکیل شده اند. علاوه بر این، هر سلول در داخل مرزهای معین نشان دهنده یک کل مستقل است. در همان زمان، در بدن، تمام سلول ها با هم عمل می کنند و یک وحدت هماهنگ را تشکیل می دهند. با این حال، Schleiden و Schwann در این باور که سلول های جدید از مواد غیر سلولی تشکیل می شوند، اشتباه کردند. این فرض توسط دانشمند آلمانی رودولف ویرچو رد شد و ثابت کرد که هر سلول از سلول دیگری می آید.

سوال 3. مفاد مدرن تئوری سلولی را فهرست کنید.

امروزه سیتولوژی با استفاده از دستاوردهای ژنتیک، مولکولی و بیولوژی فیزیکوشیمیایی بسیار سریع در حال توسعه است. و اگرچه اصول اساسی نظریه T. Schwann و M. Schleiden مرتبط باقی می ماند، داده های به دست آمده امکان شکل گیری ایده های عمیق تر در مورد ساختار و عملکرد سلول را فراهم می کند. بر اساس آنها، نظریه سلولی مدرن فرموله شد. اجازه دهید مفاد اصلی آن را فهرست کنیم:

سوال 5. فکر کنید که مفاهیم "سلول" و "ارگانیسم" برای کدام نمایندگان جهان ارگانیک منطبق است.

هنگامی که در مورد موجودات تک سلولی صحبت می کنیم، مفاهیم "سلول" و "ارگانیسم" منطبق هستند. اینها شامل پروکاریوت‌ها یا غیرهسته‌ای (به ویژه باکتری‌ها) و یوکاریوت‌ها یا هسته‌ای شامل تک یاخته‌ها (مانند دمپایی مژگانی، کلامیدوموناس، اوگلنا سبز) می‌شوند. بدن آنها از یک سلول تشکیل شده است که تمام عملکردهای بدن - متابولیسم، تحریک پذیری، تولید مثل، حرکت را انجام می دهد. این عملکردها توسط انواع اندامک ها، از جمله اندامک هایی که برای اهداف خاص هستند، تسهیل می شوند (به عنوان مثال، تاژک ها و مژک ها حرکت را فراهم می کنند). موجودات تک سلولی اغلب قادر به تشکیل خوشه هایی به نام کلونی هستند. با این حال، مفهوم "ارگانیسم چند سلولی" هنوز برای یک کلنی قابل استفاده نیست، زیرا سلول هایی که آن را تشکیل می دهند دارای همان نوع ساختار هستند (به بافت ها تقسیم نمی شوند)، به طور ضعیفی با یکدیگر تعامل می کنند و از جدا شده اند. مستعمره، بدون هیچ مشکلی به حیات خود ادامه می دهند و به طور مستقل تولید مثل می کنند.

رابرت هوک () در سال 1665، رابرت هوک، طبیعت شناس انگلیسی، بخشی از پوست بلوط چوب پنبه را زیر میکروسکوپ بررسی کرد و متوجه شد که شبیه لانه زنبوری است. هوک در توصیف آنچه دید، از کلمه سلول استفاده کرد که در انگلیسی به معنای سلول، اتاقک، سلول است. این اصطلاح به روسی به عنوان "سلول" ترجمه شد. تاریخچه مطالعه سلول ها

تاجر هلندی Antonie van Leeuwenhoek به عنوان یک دانشمند به شهرت رسید و بزرگترین اکتشافات را به علم داد. او میکروسکوپ هوک را بهبود بخشید و عدسی‌هایی ساخت که بر حسب زمان بزرگ‌نمایی می‌کردند! این گونه بود که دنیای موجودات تک سلولی کشف شد. Antoni van Leeuwenhoek () تاریخچه مطالعه سلول

در سال 1831، رابرت براون، گیاه شناس اسکاتلندی، برای اولین بار هسته را در یک سلول گیاهی توصیف کرد. رابرت براون () هسته یک سلول گیاهی تاریخچه مطالعه سلول ها

Matthias Schleiden () در سال 1838، گیاه شناس آلمانی Matthias Schleiden به این نتیجه رسید که بافت های گیاهی از سلول تشکیل شده است. تاریخچه مطالعه سلول ها

تئودور شوان () در سال 1839، فیزیولوژیست آلمانی تئودور شوان کتاب "مطالعات میکروسکوپی در مورد مطابقت در ساختار و رشد حیوانات و گیاهان" را منتشر کرد، که در آن نتیجه گیری کرد که سلول یک واحد ساختاری و عملکردی از موجودات زنده است. . این ایده را نظریه شوان-شلایدن می نامند. تاریخچه مطالعه سلول ها

کارل بائر، آکادمی آکادمی روسیه، تخم پستانداران را کشف کرد. بائر ثابت کرد که همه موجودات رشد خود را از یک سلول - زیگوت - آغاز می کنند. این کشف ثابت می کند که سلول همچنین واحد رشد همه موجودات زنده است. کارل بائر () تاریخچه مطالعه سلول ها

Jan Purkynė () در سال 1840، Jan Purkynė اصطلاح "پروتوپلاسم" را برای اشاره به محتویات زنده یک سلول ابداع کرد. در سال 1844، دانشمند هوگو مول () با استفاده از اصطلاح "پروتوپلاسم" برای آن، محتویات سلول را با جزئیات توصیف کرد. تاریخچه مطالعه سلول ها

در سال 1855، رودولف ویرچو، پزشک آلمانی، به طور قانع‌کننده‌ای ثابت کرد که سلول‌ها تنها از سلول‌ها با تکثیر «سلول‌ها از سلول‌ها» به وجود می‌آیند و ایده اشتباه تشکیل سلول توسط شلیدن و شوان را رد کرد. اشتباه ویرچو: او معتقد بود که سلول ها ضعیف به یکدیگر متصل هستند و هر کدام به تنهایی وجود دارند. بعداً امکان اثبات یکپارچگی سیستم سلولی وجود داشت. رودولف ویرچو () تاریخچه مطالعه سلول ها

در سال 1876، الکساندر فلمینگ مرکز سلولی را کشف کرد. الکساندر فلمینگ () مرکز سلولی تاریخچه مطالعه سلول ها

در آغاز قرن 19 و 20، یک علم بیولوژیکی جدید، سیتولوژی، شکل گرفت (از یونانی kitos - سلول، logos - آموزش). مطالعات سیتولوژی: 1. ساختار سلول ها 4. ترکیب شیمیایی سلول ها 2. ساختار اندامک های سلولی 5. تولید مثل و رشد سلول ها 3. عملکرد اندامک ها و سایر ساختارهای درون سلولی تاریخچه مطالعه سلول ها

1. میکروسکوپ میکروسکوپ الکترونی در دهه 30 قرن بیستم اختراع شد. میکروسکوپ‌های الکترونی مدرن به شما امکان می‌دهند تصویر را تا چند برابر بزرگ‌نمایی کنید و بنابراین ساختار اندامک‌های سلولی را با جزئیات بیشتری بررسی کنید. روش های مطالعه سلول ها

3. میکروسکوپ فلورسانس سلول های زنده زیر نور فرابنفش مشاهده می شوند. در این حالت، برخی از اجزاء بلافاصله شروع به درخشش می کنند، برخی دیگر با افزودن رنگ های خاص می درخشند. میکروسکوپ فلورسانس به شما امکان می دهد محل اسیدهای نوکلئیک، ویتامین ها و چربی ها را ببینید. 4. روش کشت سلولی و بافتی به شما امکان می دهد رشد سلولی را مشاهده کنید، تولید مثل را مشاهده کنید، اثرات مواد مختلف را بر سلول ها تعیین کنید و هیبریدهای سلولی را بدست آورید. روش های مطالعه سلول ها

1. در پزشکی - بررسی علل بیماری ها در انسان و سایر موجودات زنده و ابداع درمان آنها 2. برای طبقه بندی موجودات زنده 3. در ژنتیک (بیماری های ارثی، جهش) 4. در کشاورزی (ژنتیک، مهندسی سلولی، انتخاب) 5. برای افشای اسرار تکامل اهمیت مطالعه سلول ها

تثبیت دانش 1. برای اولین بار سلول های گیاهی را دیدم و توصیف کردم ... 1) R. Virchow 3) K. Baer 2) R. Guk 4) A. Leeuwenhoek 2. میکروسکوپ را بهبود بخشید و برای اولین بار منفرد را دیدم. -جانداران سلولی ... 1) M. Schleiden 3) R. Virchow 2) A. Leeuwenhoek 4) R. Hook 3. خالقان نظریه سلولی عبارتند از: 1) C. داروین و A. Wallace 3) G. مندل. و تی مورگان 2) تی شوان و ام شلیدن 4) آر هوک و ان. گرو 4. نظریه سلولی برای... 1) قارچ ها و باکتری ها 3) حیوانات و گیاهان 2) ویروس ها و باکتری ها 4) قابل قبول نیست. باکتری ها و گیاهان 5. ساختار سلولی همه موجودات نشان دهنده ... 1) وحدت مواد شیمیایی. ترکیب 3) وحدت منشأ همه موجودات زنده 2) تنوع موجودات زنده 4) وحدت طبیعت زنده و بی جان موجودات

اولین کسی که سلول ها را دید یک دانشمند انگلیسی بود رابرت هوک(به لطف قانون هوک برای ما شناخته شده است). در 1665تلاش برای درک دلیل چوب بالساخیلی خوب شنا کرد، هوک شروع به بررسی بخش های نازک چوب پنبه با کمک بهبود یافته خود کرد. میکروسکوپ. او متوجه شد که چوب پنبه به سلول‌های کوچک زیادی تقسیم شده است که او را به یاد سلول‌های صومعه می‌اندازد و این سلول‌ها را سلول نامید (در انگلیسی cell به معنای سلول، سلول، قفس است). در 1675دکتر ایتالیایی م.مالپیگی، و در 1682- گیاه شناس انگلیسی N. رشد کردساختار سلولی گیاهان را تایید کرد. آنها شروع کردند به صحبت کردن در مورد سلول به عنوان "شیشه ای پر از شیره مغذی". در 1674استاد هلندی آنتونی ون لیوونهوک(آنتون ون لیوونهوک، 1632 -1723 ) با استفاده از میکروسکوپ برای اولین بار "حیوانات" را در یک قطره آب دیدم - موجودات زنده متحرک ( مژک دار, آمیب ها, باکتری ها). لیوونهوک همچنین اولین کسی بود که سلول های حیوانی را مشاهده کرد - گلبول های قرمزو اسپرم. بنابراین، در آغاز قرن 18، دانشمندان می دانستند که گیاهان تحت بزرگنمایی بالا ساختار سلولی دارند و برخی از موجودات را دیدند که بعدها تک سلولی نامیده شدند. در 1802 -1808 سالکاشف فرانسوی چارلز فرانسوا میربلثابت کرد که همه گیاهان از بافت هایی تشکیل شده اند که توسط سلول ها تشکیل شده اند. جی بی لامارک V 1809ایده میربل از ساختار سلولی را به موجودات جانوری گسترش داد. در سال 1825، یک دانشمند چک J. Purkinėهسته سلول تخم پرندگان را کشف کرد و در 1839 اصطلاح " پروتوپلاسم" در سال 1831، یک گیاه شناس انگلیسی آر. براونابتدا هسته یک سلول گیاهی را توصیف کرد و در 1833ثابت کرد که هسته اندامک اجباری سلول گیاهی است. از آن زمان به بعد، اصلی ترین چیز در سازماندهی سلول ها نه غشاء، بلکه محتویات در نظر گرفته شده است. نظریه سلولیساختار موجودات در آن شکل گرفت 1839جانورشناس آلمانی تی شوانو M. Schleidenو شامل سه حکم بود. در سال 1858 رودولف ویرچوآن را با یک موضع دیگر تکمیل کرد، با این حال، تعدادی خطا در ایده های او وجود داشت: برای مثال، او فرض کرد که سلول ها ضعیف به یکدیگر متصل هستند و هر یک "به تنهایی" وجود دارد. فقط بعداً امکان اثبات یکپارچگی سیستم سلولی وجود داشت. در 1878دانشمندان روسی I. D. Chistyakovباز کردن میتوزدر سلول های گیاهی؛ V 1878 V. Flemming و P. I. Peremezhko میتوز را در حیوانات کشف کردند. در 1882 V. Flemming مشاهده میوز در سلول های حیوانی، و در 1888 E Strasburger - از گیاهان.

18. نظریه سلولی- یکی از به طور کلی شناخته شده است بیولوژیکیتعمیم هایی که وحدت اصل ساختار و توسعه جهان را تأیید می کند گیاهان, حیواناتو سایر موجودات زنده با ساختار سلولی، که در آن سلول به عنوان یک عنصر ساختاری مشترک موجودات زنده در نظر گرفته می شود.

19. اصول اولیه تئوری سلولی

نظریه سلولی مدرن شامل اصول اساسی زیر است:

شماره 1 سلول واحدی از ساختار، فعالیت حیاتی، رشد و نمو موجودات زنده است.

شماره 2 یک سلول یک سیستم منفرد است متشکل از عناصر بسیاری که به طور طبیعی با یکدیگر در ارتباط هستند و یک تشکیل یکپارچه معین را نشان می دهند.

شماره 3 سلولهای همه موجودات از نظر ترکیب شیمیایی، ساختار و عملکرد مشابه هستند.

شماره 4 سلول های جدید فقط در نتیجه تقسیم سلول های اصلی تشکیل می شوند.

شماره 5 سلول های موجودات چند سلولی بافت ها و بافت ها اندام ها را تشکیل می دهند. زندگی یک ارگانیسم به عنوان یک کل توسط تعامل سلول های تشکیل دهنده آن تعیین می شود.

شماره 6 سلول های موجودات چند سلولی دارای مجموعه کاملی از ژن ها هستند، اما از این جهت با یکدیگر تفاوت دارند که گروه های مختلفی از ژن ها در آنها کار می کنند که منجر به تنوع مورفولوژیکی و عملکردی سلول ها - تمایز می شود.

توسعه نظریه سلولی در نیمه دوم قرن نوزدهم

از دهه 1840، مطالعه سلول در سراسر زیست شناسی مورد توجه قرار گرفته است و به سرعت در حال توسعه است و تبدیل به یک شاخه مستقل از علم - سیتولوژی می شود.

برای توسعه بیشتر تئوری سلولی، گسترش آن به پروتیست ها (پروتوزواها) که به عنوان سلول های آزاد شناخته می شدند، ضروری بود (سیبولد، 1848).

در این زمان، ایده ترکیب سلول تغییر می کند. اهمیت ثانویه غشای سلولی که قبلاً به عنوان ضروری ترین بخش سلول شناخته می شد، روشن می شود و اهمیت پروتوپلاسم (سیتوپلاسم) و هسته سلول ها به منصه ظهور می رسد (Mol, Cohn, L. S. Tsenkovsky, لیدیگ، هاکسلی) که در تعریف سلول توسط M. Schulze در سال 1861 منعکس شده است:

سلول توده ای از پروتوپلاسم با هسته ای است که درون آن قرار دارد.

در سال 1861، بروکو نظریه ای را در مورد ساختار پیچیده سلول ارائه کرد، که او آن را به عنوان یک "ارگانیسم ابتدایی" تعریف می کند، و نظریه تشکیل سلول از یک ماده بدون ساختار (سیتوبلاستما) را که توسط شلیدن و شوان توسعه داده شد را بیشتر توضیح داد. کشف شد که روش تشکیل سلول های جدید تقسیم سلولی است که اولین بار توسط Mohl بر روی جلبک های رشته ای مورد مطالعه قرار گرفت. مطالعات Negeli و N.I Zhele نقش عمده ای در رد نظریه سیتوبلاستما با استفاده از مواد گیاهی ایفا کردند.

تقسیم سلولی بافت در حیوانات در سال 1841 توسط رمارک کشف شد. معلوم شد که تکه تکه شدن بلاستومرها یک سری تقسیمات متوالی است (بیشتوف، N.A. Kölliker). ایده گسترش جهانی تقسیم سلولی به عنوان راهی برای تشکیل سلول های جدید توسط R. Virchow در قالب یک قصیده بیان شده است:

"Omnis cellula ex cellula." هر سلول از یک سلول.

در توسعه تئوری سلولی در قرن نوزدهم، تناقضاتی به شدت به وجود آمد که منعکس کننده ماهیت دوگانه نظریه سلولی بود که در چارچوب دیدگاه مکانیکی از طبیعت توسعه یافت. قبلاً در شوان تلاشی برای در نظر گرفتن ارگانیسم به عنوان مجموعه ای از سلول ها وجود دارد. این گرایش در "آسیب شناسی سلولی" ویرچو (1858) توسعه خاصی پیدا کرد.

آثار ویرچو تأثیری بحث برانگیز بر توسعه علم سلولی داشت:

او نظریه سلولی را به حوزه آسیب شناسی گسترش داد که به شناخت جهانی بودن نظریه سلولی کمک کرد. آثار ویرچو رد نظریه سیتوبلاستما توسط شلیدن و شوان را تثبیت کرد و توجه را به پروتوپلاسم و هسته جلب کرد که به عنوان ضروری ترین بخش های سلول شناخته می شوند.

ویرچو توسعه نظریه سلولی را در مسیر تفسیر مکانیکی صرف از ارگانیسم هدایت کرد.

ویرچو سلول ها را به سطح یک موجود مستقل ارتقا داد، در نتیجه ارگانیسم نه به عنوان یک کل، بلکه صرفاً به عنوان مجموعه ای از سلول ها در نظر گرفته شد.

XXقرن

از نیمه دوم قرن نوزدهم، نظریه سلولی به طور فزاینده ای ویژگی متافیزیکی پیدا کرد که توسط "فیزیولوژی سلولی" ورورن تقویت شد، که هر فرآیند فیزیولوژیکی را که در بدن اتفاق می افتد به عنوان مجموع ساده ای از تظاهرات فیزیولوژیکی سلول های فردی در نظر می گرفت. در پایان این خط توسعه نظریه سلولی، نظریه مکانیکی "وضعیت سلولی" ظاهر شد، از جمله هکل به عنوان یک طرفدار. بر اساس این نظریه، بدن با حالت و سلول های آن با شهروندان مقایسه می شود. چنین نظریه ای با اصل یکپارچگی ارگانیسم در تضاد بود.

جهت مکانیکی در توسعه نظریه سلولی مورد انتقاد شدید قرار گرفت. در سال 1860، I.M. Sechenov از ایده ویرچو در مورد سلول انتقاد کرد. بعدها، نظریه سلول توسط نویسندگان دیگر مورد انتقاد قرار گرفت. جدی ترین و اساسی ترین ایرادات را هرتویگ، آ. جی. گورویچ (1904)، ام. هایدنهاین (1907)، دوبل (1911) مطرح کردند. بافت شناس چک استودنیکا (1929، 1934) انتقادات گسترده ای از نظریه سلولی کرد.

در دهه 1950، یک زیست شناس شوروی O. B. Lepeshinskayaبر اساس داده‌های تحقیق خود، «نظریه سلولی جدید» را در مقابل «ویرکوییسم» مطرح کرد. این بر اساس این ایده بود که در انتوژنز، سلول ها می توانند از برخی مواد زنده غیر سلولی ایجاد شوند. تأیید انتقادی حقایق ارائه شده توسط O.B. Lepeshinskaya و طرفداران او به عنوان مبنای نظریه ای که او ارائه کرد، داده های مربوط به توسعه هسته های سلولی از "ماده زنده" بدون هسته را تأیید نکرد.

نظریه سلولی مدرن

نظریه سلولی مدرن از این واقعیت ناشی می شود که ساختار سلولی مهم ترین شکل وجود حیات است که ذاتی همه موجودات زنده است، به جز ویروس ها. بهبود ساختار سلولی جهت اصلی توسعه تکاملی هم در گیاهان و هم در حیوانات بود و ساختار سلولی در اکثر موجودات مدرن به طور محکم حفظ شده است.

در عین حال، مفاد جزمی و روش‌شناختی نادرست نظریه سلولی باید دوباره ارزیابی شوند:

ساختار سلولی اصلی ترین، اما نه تنها شکل وجود حیات است. ویروس ها را می توان اشکال حیات غیر سلولی در نظر گرفت. درست است، آنها نشانه های حیات (متابولیسم، توانایی تولید مثل، و غیره) را فقط در داخل سلول های بیرونی نشان می دهند، ویروس یک ماده شیمیایی پیچیده است. به گفته بسیاری از دانشمندان، ویروس ها در منشا آنها با سلول مرتبط هستند، آنها بخشی از ماده ژنتیکی آن، ژن های "وحشی" هستند.

مشخص شد که دو نوع سلول وجود دارد - پروکاریوتی (سلول های باکتری و آرکی باکتری ها) که هسته ای ندارند که توسط غشاها مشخص شده است و یوکاریوتی (سلول های گیاهان، حیوانات، قارچ ها و پروتیست ها) که دارای هسته ای هستند که توسط غشاء احاطه شده است. یک غشای دوتایی با منافذ هسته ای. بسیاری از تفاوت های دیگر بین سلول های پروکاریوتی و یوکاریوتی وجود دارد. بیشتر پروکاریوت ها اندامک های غشایی داخلی ندارند و بیشتر یوکاریوت ها دارای میتوکندری و کلروپلاست هستند. بر اساس تئوری همزیستی، این اندامک های نیمه مستقل از نسل سلول های باکتریایی هستند. بنابراین، یک سلول یوکاریوتی یک سیستم با سطح بالاتری از سازماندهی است. بنابراین، همسانی همه سلول ها به وجود یک غشای بیرونی بسته ساخته شده از یک لایه دوگانه فسفولیپیدها (در باستانی ها دارای ترکیب شیمیایی متفاوتی نسبت به سایر گروه های موجودات است)، ریبوزوم ها و کروموزوم ها - مواد ارثی در شکل مولکول های DNA که با پروتئین ها کمپلکس تشکیل می دهند. البته این منشأ مشترک همه سلول‌ها را نفی نمی‌کند، که مشترک بودن ترکیب شیمیایی آنها را تأیید می‌کند.

نظریه سلولی ارگانیسم را مجموعه ای از سلول ها می دانست و مظاهر حیات موجودات را در مجموع مظاهر حیات سلول های سازنده آن حل می کرد. این یکپارچگی ارگانیسم را نادیده گرفت، قوانین کل با مجموع اجزا جایگزین شد.

با در نظر گرفتن سلول به عنوان یک عنصر ساختاری جهانی، نظریه سلولی سلول های بافتی و گامت ها، پروتیست ها و بلاستومرها را به عنوان ساختارهای کاملاً همولوگ در نظر گرفت. کاربرد مفهوم سلول برای پروتیست ها یک موضوع بحث برانگیز در نظریه سلولی است به این معنا که بسیاری از سلول های پیچیده چند هسته ای پروتیست ها را می توان به عنوان ساختارهای فوق سلولی در نظر گرفت. در سلول‌های بافتی، سلول‌های زاینده و پروتیست‌ها، یک سازمان سلولی کلی آشکار می‌شود که در جداسازی مورفولوژیکی کاریوپلاسم به شکل یک هسته بیان می‌شود، با این حال، این ساختارها را نمی‌توان از نظر کیفی معادل در نظر گرفت و تمام ویژگی‌های خاص خود را فراتر از مفهوم "سلول". به طور خاص، گامت های حیوانات یا گیاهان فقط سلول های یک ارگانیسم چند سلولی نیستند، بلکه نسل هاپلوئید خاصی از چرخه زندگی آنها هستند که دارای ویژگی های ژنتیکی، مورفولوژیکی و گاهی محیطی هستند و تابع عمل مستقل انتخاب طبیعی هستند. در عین حال، تقریباً تمام سلول های یوکاریوتی بدون شک منشا مشترک و مجموعه ای از ساختارهای همولوگ دارند - عناصر اسکلت سلولی، ریبوزوم های نوع یوکاریوتی و غیره.

نظریه سلولی جزمی ویژگی ساختارهای غیر سلولی در بدن را نادیده می گرفت یا حتی آنها را مانند ویرچو غیر زنده می شناخت. در واقع، در بدن علاوه بر سلول ها، ساختارهای چند هسته ای فوق سلولی نیز وجود دارد. سنسیتیا, سیمپلاست ها) و یک ماده بین سلولی عاری از هسته که توانایی متابولیسم دارد و در نتیجه زنده است. تعیین ویژگی تظاهرات زندگی آنها و اهمیت آنها برای بدن وظیفه سیتولوژی مدرن است. در همان زمان، هر دو ساختار چند هسته ای و ماده خارج سلولی فقط از سلول ها ظاهر می شوند. سینسیتیوم ها و سمپلاست های موجودات چند سلولی محصول ادغام سلول های اولیه و ماده خارج سلولی محصول ترشح آنهاست، یعنی. در نتیجه متابولیسم سلولی ایجاد می شود.

مشکل جزء و کل به طور متافیزیکی توسط نظریه سلولی ارتدوکس حل شد: تمام توجه به بخش های ارگانیسم - سلول ها یا "ارگانیسم های ابتدایی" منتقل شد.

یکپارچگی ارگانیسم نتیجه روابط طبیعی و مادی است که برای تحقیق و کشف کاملاً قابل دسترسی است. سلول های یک ارگانیسم چند سلولی افرادی نیستند که بتوانند به طور مستقل وجود داشته باشند (به اصطلاح کشت های سلولی خارج از بدن سیستم های بیولوژیکی مصنوعی هستند). به عنوان یک قاعده، تنها آن دسته از سلول های چند سلولی که باعث ایجاد افراد جدید (گامت، زیگوت یا هاگ) می شوند و می توانند به عنوان ارگانیسم های جداگانه در نظر گرفته شوند، قادر به وجود مستقل هستند. یک سلول را نمی توان از محیط خود جدا کرد (در واقع، مانند هر سیستم زنده). تمرکز تمام توجه بر روی سلول های منفرد ناگزیر به یکپارچگی و درک مکانیکی ارگانیسم به عنوان مجموع اجزا می شود.

تئوری سلولی که از مکانیسم پاک شده و با داده های جدید تکمیل شده است، یکی از مهم ترین تعمیم های بیولوژیکی باقی مانده است.

پیش نیازهای ایجاد نظریه سلولی، اختراع و بهبود میکروسکوپ و کشف سلول ها بود (1665، R. Hooke - هنگام مطالعه برشی از پوست درخت چوب پنبه، سنجد و غیره). آثار میکروسکوپیست های معروف: M. Malpighi، N. Grew، A. van Leeuwenhoek - امکان دیدن سلول های موجودات گیاهی را فراهم کرد. A. van Leeuwenhoek موجودات تک سلولی را در آب کشف کرد. ابتدا هسته سلول مورد مطالعه قرار گرفت. R. Brown هسته یک سلول گیاهی را توصیف کرد. Ya. E. Purkine مفهوم پروتوپلاسم - محتویات سلولی ژلاتینی مایع را معرفی کرد.

M. Schleiden گیاه شناس آلمانی اولین کسی بود که به این نتیجه رسید که هر سلول دارای یک هسته است. بنیانگذار CT زیست شناس آلمانی T. Schwann (به همراه M. Schleiden) در نظر گرفته می شود که در سال 1839 کار "مطالعات میکروسکوپی در مورد مطابقت در ساختار و رشد حیوانات و گیاهان" را منتشر کرد. مفاد آن:

1) سلول واحد ساختاری اصلی همه موجودات زنده (اعم از حیوانات و گیاهان) است.

2) اگر هر سازند قابل مشاهده در زیر میکروسکوپ دارای هسته باشد، می توان آن را یک سلول در نظر گرفت.

3) روند تشکیل سلول های جدید رشد، توسعه، تمایز سلول های گیاهی و حیوانی را تعیین می کند.

دانشمند آلمانی R. Virchow که در سال 1858 کار خود را با عنوان "آسیب شناسی سلولی" منتشر کرد، به نظریه سلولی افزوده شد. او ثابت کرد که سلول های دختر از تقسیم سلول های مادر تشکیل می شوند: هر سلول از یک سلول. در پایان قرن نوزدهم. میتوکندری، مجموعه گلژی و پلاستیدها در سلول های گیاهی کشف شدند. پس از رنگ آمیزی سلول های در حال تقسیم با رنگ های خاص، کروموزوم ها کشف شد. مقررات مدرن سی تی

1. سلول واحد اساسی ساختار و رشد همه موجودات زنده است و کوچکترین واحد ساختاری موجود زنده است.

2. سلول های همه موجودات (اعم از تک سلولی و چند سلولی) از نظر ترکیب شیمیایی، ساختار، تظاهرات اساسی متابولیسم و ​​فعالیت حیاتی مشابه هستند.

3. سلول ها با تقسیم آنها تولید مثل می کنند (هر سلول جدید با تقسیم سلول مادر تشکیل می شود). در موجودات پیچیده چند سلولی، سلول ها اشکال مختلفی دارند و با توجه به وظایفی که انجام می دهند، تخصصی می شوند. سلول های مشابه بافت ها را تشکیل می دهند. بافت‌ها از اندام‌هایی تشکیل شده‌اند که سیستم‌های اندامی را تشکیل می‌دهند.

اهمیت نظریه سلولی

مشخص شده است که سلول مهمترین جزء موجودات زنده، جزء اصلی مورفوفیزیولوژیک آنهاست. سلول اساس یک ارگانیسم چند سلولی است، جایی که فرآیندهای بیوشیمیایی و فیزیولوژیکی در بدن رخ می دهد. تمام فرآیندهای بیولوژیکی در نهایت در سطح سلولی رخ می دهند. نظریه سلولی به این نتیجه رسید که ترکیب شیمیایی همه سلول ها و طرح کلی ساختار آنها مشابه است، که وحدت فیلوژنتیک کل جهان زنده را تأیید می کند.

2. زندگی. خواص ماده زنده

زندگی یک سیستم باز ماکرومولکولی است که با سازماندهی سلسله مراتبی، توانایی بازتولید خود، حفظ خود و خود تنظیمی، متابولیسم و ​​جریان منظم انرژی مشخص می شود.

خواص سازه های زنده:

1) خود نوسازی اساس متابولیسم از فرآیندهای متعادل و کاملاً بهم پیوسته جذب (آنابولیسم، سنتز، تشکیل مواد جدید) و تجزیه (کاتابولیسم، پوسیدگی) تشکیل شده است.

2) بازتولید خود در این راستا، ساختارهای زنده به طور مداوم بازتولید و به روز می شوند، بدون اینکه شباهت های خود را با نسل های قبلی از دست بدهند. اسیدهای نوکلئیک قادر به ذخیره، انتقال و بازتولید اطلاعات ارثی و همچنین اجرای آن از طریق سنتز پروتئین هستند. اطلاعات ذخیره شده روی DNA با استفاده از مولکول های RNA به مولکول پروتئین منتقل می شود.

3) خود تنظیمی بر اساس مجموع جریان های ماده، انرژی و اطلاعات از طریق یک موجود زنده؛

4) تحریک پذیری با انتقال اطلاعات از خارج به هر سیستم بیولوژیکی مرتبط است و واکنش این سیستم را به یک محرک خارجی منعکس می کند. به لطف تحریک پذیری، موجودات زنده قادرند به طور انتخابی به شرایط محیطی واکنش نشان دهند و تنها آنچه برای وجود آنها ضروری است از آن استخراج کنند.

5) حفظ هموستاز - ثبات دینامیکی نسبی محیط داخلی بدن، پارامترهای فیزیکی و شیمیایی وجود سیستم.

6) سازمان ساختاری - نظم، یک سیستم زنده، کشف شده در طول مطالعه - بیوژئوسنوز.

7) سازگاری - توانایی یک موجود زنده برای سازگاری مداوم با شرایط در حال تغییر وجود در محیط.

8) تولید مثل (تکثیر). از آنجایی که حیات به شکل سیستم‌های زنده منفرد وجود دارد و وجود هر یک از این سیستم‌ها به شدت از نظر زمانی محدود است، حفظ حیات روی زمین با بازتولید سیستم‌های زنده مرتبط است.

9) وراثت تداوم بین نسل های موجودات را تضمین می کند (بر اساس جریان اطلاعات). به لطف وراثت، صفاتی که سازگاری با محیط را تضمین می کند از نسلی به نسل دیگر منتقل می شود.

10) تنوع - به دلیل تنوع، یک سیستم زنده ویژگی هایی را به دست می آورد که قبلاً برای آن غیرمعمول بود. اول از همه، تنوع با خطاهایی در هنگام تولید مثل همراه است: تغییرات در ساختار اسیدهای نوکلئیک منجر به ظهور اطلاعات ارثی جدید می شود.

11) رشد فردی (فرایند انتوژنز) - تجسم اطلاعات ژنتیکی اولیه که در ساختار مولکول های DNA در ساختارهای کاری بدن تعبیه شده است. در طی این فرآیند، خاصیتی مانند توانایی رشد ظاهر می شود که در افزایش وزن بدن و اندازه آن بیان می شود.

12) رشد فیلوژنتیکی. بر اساس تولید مثل پیشرونده، وراثت، مبارزه برای هستی و انتخاب. در نتیجه تکامل، تعداد زیادی از گونه ها ظاهر شدند.

13) گسستگی (ناپیوستگی) و در عین حال یکپارچگی. زندگی با مجموعه ای از ارگانیسم ها یا افراد منفرد نشان داده می شود. هر موجود زنده نیز به نوبه خود مجزا است، زیرا از مجموعه ای از اندام ها، بافت ها و سلول ها تشکیل شده است.

سوال 1. در مورد تاریخچه کشف سلول بگویید.
کشف ساختار سلولی موجودات زنده به لطف ظهور میکروسکوپ امکان پذیر شد. نمونه اولیه آن در سال 1590 توسط آسیاب شیشه هلندی Zachary Jansen اختراع شد. در مورد اولین میکروسکوپ مشخص است که از یک لوله متصل به پایه و دارای دو ذره بین تشکیل شده است.
اهمیت میکروسکوپ برای مطالعه ساختار بخش هایی از اجسام گیاهی و جانوری اولین بار توسط رابرت هوک فیزیکدان و گیاه شناس انگلیسی درک شد. در سال 1665، بر روی قطعات چوب پنبه، ساختارهایی شبیه لانه زنبوری را کشف کرد و آنها را سلول یا سلول نامید. با این حال، هوک در این باور اشتباه کرد که سلول‌ها خالی هستند و ماده زنده دیواره‌های سلولی است.
طبیعت شناس هلندی آنتونی ون لیوونهوک در نیمه دوم قرن هفدهم. میکروسکوپ را بهبود بخشید و اولین کسی بود که سلول های زنده را دید. او تعدادی از تک یاخته ها، اسپرم ها، باکتری ها، گلبول های قرمز خون و حتی حرکت آنها را در مویرگ ها مشاهده و ترسیم کرد.

سوال 2. نظریه سلول برای اولین بار توسط چه کسی و چه زمانی تدوین شد؟
مطالعه سلول های گیاهی و حیوانی امکان تعمیم تمام ویژگی های ساختار آنها را فراهم کرد. در سال 1838، M. Schleiden نظریه سیتوژنز (تشکیل سلول) را ایجاد کرد. شایستگی اصلی او طرح سوال در مورد منشاء سلول ها در بدن است. در سال 1839، T. Schwann، بر اساس آثار M. Schleiden، نظریه سلول را ایجاد کرد. اصول اولیه تئوری سلولی (M. Schleiden و T. Schwann):
1) تمام بافت ها از سلول تشکیل شده اند.
2) سلول های گیاهی و جانوری اصول ساختاری مشترکی دارند، زیرا به همین ترتیب بوجود می آیند;
3) هر سلول مستقل است و فعالیت بدن مجموع فعالیت حیاتی سلول های منفرد است.
R. Virchow همچنین در سال 1858 توجه زیادی به توسعه بیشتر نظریه سلولی کرد. او نه تنها تمام حقایق متعدد متفاوت را گرد هم آورد، بلکه به طور قانع‌کننده‌ای نشان داد که سلول‌ها ساختاری دائمی هستند و تنها از طریق بازتولید نوع خود به وجود می‌آیند - «هر سلولی از سلول دیگری در نتیجه تقسیم می‌آید، همانطور که یک گیاه است. از یک گیاه و از حیوانات حیوانات تشکیل شده است.» تقسیم سلولی را کشف کرد

سوال 3. مفاد مدرن تئوری سلولی را فهرست کنید.
امروزه سیتولوژی با استفاده از دستاوردهای ژنتیک، مولکولی و بیولوژی فیزیکوشیمیایی بسیار سریع در حال توسعه است. و اگرچه اصول اساسی نظریه T. Schwann و M. Schleiden مرتبط باقی می ماند، داده های به دست آمده امکان شکل گیری ایده های عمیق تر در مورد ساختار و عملکرد سلول را فراهم می کند. بر اساس آنها، نظریه سلولی مدرن فرموله شد. اجازه دهید مفاد اصلی آن را فهرست کنیم:
1) سلول واحدی از ساختار، عملکرد، تولید مثل و رشد موجودات زنده است.
2) سلولهای همه موجودات از نظر ساختار و ترکیب شیمیایی مشابه هستند.
3) تولید مثل سلولی با تقسیم سلول مادر اتفاق می افتد.
4) سلول های موجودات چند سلولی تخصصی هستند: آنها عملکردهای مختلفی را انجام می دهند و بافت ها را تشکیل می دهند.

سوال 4. اهمیت نظریه سلولی را برای توسعه زیست شناسی شرح دهید.
به گفته فیلسوفانی که تاریخ علم را مطالعه کردند (به عنوان مثال، فردریش انگلس)، نظریه سلولی یکی از بزرگترین اکتشافات قرن نوزدهم است. او نقش بزرگی در توسعه نه تنها زیست شناسی، بلکه به طور کلی علوم طبیعی ایفا کرد. تک یاخته ها، باکتری ها، بسیاری از قارچ ها و جلبک ها سلول هایی هستند که جدا از یکدیگر وجود دارند. بدن همه موجودات چند سلولی - گیاهان، قارچ ها و حیوانات - از تعداد بیشتر یا کمتر سلول ها ساخته شده است، که ساختارهای اولیه ای هستند که یک موجود پیچیده را می سازند. صرف نظر از اینکه یک سلول یک سیستم زنده یا بخشی از آن است، دارای مجموعه ای از ویژگی ها و ویژگی های مشترک در همه سلول ها است.
تئوری سلولی برای اولین بار بدون ابهام وحدت جهان زنده را نشان داد. با ظهور آن، شکاف بین قلمرو حیوانات و پادشاهی گیاهی از بین رفت. بر اساس نظریه سلولی در اواسط قرن نوزدهم. سیتولوژی پدید آمد - علمی که ساختار و عملکرد سلول ها را مطالعه می کند.
به این فکر کنید که مفاهیم "سلول" و "ارگانیسم" برای کدام نمایندگان جهان ارگانیک مطابقت دارند.
سلول واحد اصلی ساختاری، عملکردی و ژنتیکی سازماندهی موجودات زنده، یک سیستم زندگی ابتدایی است. یک سلول می تواند به عنوان یک موجود زنده وجود داشته باشد.
هنگامی که در مورد موجودات تک سلولی صحبت می کنیم، مفاهیم "سلول" و "ارگانیسم" منطبق هستند. اینها شامل پروکاریوت‌ها یا غیرهسته‌ای (به ویژه باکتری‌ها) و یوکاریوت‌ها یا هسته‌ای شامل تک یاخته‌ها (مانند دمپایی مژگانی، کلامیدوموناس، اوگلنا سبز) است. بدن آنها از یک سلول تشکیل شده است که تمام عملکردهای بدن - متابولیسم، تحریک پذیری، تولید مثل، حرکت را انجام می دهد. این عملکردها توسط انواع اندامک ها، از جمله اندامک هایی که برای اهداف خاص هستند، تسهیل می شوند (به عنوان مثال، تاژک ها و مژک ها حرکت را فراهم می کنند). موجودات تک سلولی اغلب قادر به تشکیل خوشه ها - مستعمرات هستند. با این حال، مفهوم "ارگانیسم چند سلولی" هنوز برای یک کلنی قابل استفاده نیست، زیرا سلول هایی که آن را تشکیل می دهند دارای همان نوع ساختار هستند (به بافت ها تقسیم نمی شوند)، به طور ضعیفی با یکدیگر تعامل می کنند و از جدا شده اند. مستعمره، بدون هیچ مشکلی به حیات خود ادامه می دهند و به طور مستقل تولید مثل می کنند.