Priče o otkriću i proučavanju stanica. Stanična teorija

Pitanje 1. Recite nam nešto o povijesti otkrića ćelije.

Otkriće stanične strukture živih organizama postalo je moguće zahvaljujući pojavi mikroskopa, koji je 1590. izumio Zachary Jansen.

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 zabludi vjerujući da su stanice prazne, a da su živa tvar stanične stijenke.

Nizozemski prirodoslovac Antonie van Leeuwenhoek u drugoj polovici 17.st. poboljšao mikroskop i prvi vidio žive stanice. Promatrao je i skicirao niz protozoa, spermija, bakterija, crvenih krvnih stanica, pa čak i njihovo kretanje u kapilarama (vidi i odgovor na pitanje 3 do 1.1).

Pitanje 2. Tko je i kada prvi formulirao staničnu teoriju?

U XVII-XVIII stoljeću. ostalo je otvoreno pitanje jesu li stanice dio svih biljnih i životinjskih organizama. Na njega je 1838.-1839. Njemački znanstvenici botaničar Matthias Schleiden i zoolog Theodor Schwann konačno su odgovorili. Analizirali su sva tadašnja znanja o staničnoj građi žive prirode i formulirali staničnu teoriju. Ova je teorija postulirala da se svi biljni i životinjski organizmi sastoje od jednostavnih dijelova – stanica. Štoviše, svaka stanica unutar određenih granica predstavlja neovisnu cjelinu. U isto vrijeme, unutar tijela, sve stanice djeluju zajedno, tvoreći harmoničnu cjelinu. Međutim, Schleiden i Schwann su bili u zabludi vjerujući da nove stanice nastaju iz nestanične tvari. Tu pretpostavku opovrgnuo je njemački znanstvenik Rudolf Virchow, koji je dokazao da svaka stanica nastaje iz druge stanice.

Pitanje 3. Navedite moderne odredbe stanične teorije.

Danas se citologija, koristeći se dostignućima genetike, molekularne i fizikalno-kemijske biologije, vrlo brzo razvija. I premda temeljna načela teorije T. Schwanna i M. Schleidena ostaju relevantna, dobiveni podaci omogućili su stvaranje dubljih ideja o strukturi i funkcijama stanice. Na njihovoj osnovi formulirana je moderna stanična teorija. Nabrojimo njegove glavne odredbe:

Pitanje 5. Razmislite za koje se predstavnike organskog svijeta pojmovi "stanica" i "organizam" podudaraju.

Pojmovi "stanica" i "organizam" podudaraju se kada govorimo o jednostaničnim organizmima. Tu spadaju prokarioti, ili ne-nuklearni (osobito bakterije), a eukarioti, ili jezgri, uključuju protozoe (kao što su trepavice, Chlamydomonas, zelena euglena). Njihovo tijelo sastoji se od jedne stanice, koja provodi sve funkcije tijela - metabolizam, razdražljivost, reprodukciju, kretanje. Ove funkcije olakšavaju različite organele, uključujući one za posebne namjene (na primjer, bičevi i trepavice omogućuju kretanje). Jednostanični organizmi često su sposobni formirati skupine koje se nazivaju kolonije. Međutim, koncept "višestaničnog organizma" još 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 postojati i razmnožavaju se samostalno bez ikakvih problema.

Robert Hooke () Godine 1665. engleski prirodoslovac Robert Hooke pregledao je dio kore hrasta plutnjaka pod mikroskopom i primijetio da podsjeća na saće. Opisujući ono što je vidio, Hooke je upotrijebio riječ “cell”, što na engleskom znači “ćelija”, “komora”, “ćelija”. Pojam je preveden na ruski kao "stanica". Povijest proučavanja stanica

Nizozemski trgovac Antonie van Leeuwenhoek stekao je slavu kao znanstvenik i dao znanosti najveća otkrića. Poboljšao je Hookeov mikroskop i stvorio leće koje su davale povećanje za više puta! Tako je otkriven svijet jednostaničnih organizama. Antoni van Leeuwenhoek () Povijest proučavanja stanice

Godine 1831. Robert Brown, škotski botaničar, prvi je opisao jezgru u biljnoj stanici. Robert Brown () Jezgra biljne stanice Povijest proučavanja stanica

Matthias Schleiden () Godine 1838. njemački botaničar Matthias Schleiden došao je do zaključka da se biljna tkiva sastoje od stanica. Povijest proučavanja stanica

Theodor Schwann () Godine 1839. njemački fiziolog Theodor Schwann objavio je knjigu "Mikroskopske studije o korespondenciji u strukturi i rastu životinja i biljaka", u kojoj je formulirao zaključak da je stanica strukturna i funkcionalna jedinica živih organizama. . Ova ideja se naziva Schwann-Schleidenova teorija. Povijest proučavanja stanica

Karl Baer, ​​akademik Ruske akademije, otkrio je jaje sisavca. Baer je utvrdio da svi organizmi počinju svoj razvoj iz jedne stanice - zigote. Ovo otkriće dokazuje da je stanica i jedinica razvoja svih živih organizama. Karl Baer () Povijest proučavanja stanica

Jan Purkynė () Godine 1840. Jan Purkynė skovao je izraz "protoplazma" za označavanje živog sadržaja stanice. Godine 1844. znanstvenik Hugo Mol () detaljno je opisao sadržaj stanice, koristeći za nju izraz "protoplazma". Povijest proučavanja stanica

Godine 1855. njemački liječnik Rudolf Virchow uvjerljivo je dokazao da stanice nastaju samo iz stanica, množenjem "stanica iz stanica", opovrgavajući pogrešnu ideju o nastanku stanica Schleidena i Schwanna. Virchowova pogreška: vjerovao je da su stanice međusobno slabo povezane i da svaka postoji sama za sebe. Kasnije je bilo moguće dokazati integritet staničnog sustava. Rudolf Virchow () Povijest proučavanja stanica

Godine 1876. Alexander Flemming otkrio je stanični centar. Alexander Flemming () Stanični centar Povijest proučavanja stanica

Na prijelazu iz 19. u 20. stoljeće formira se nova biološka znanost citologija (od grč. kitos - stanica, logos - proučavam). Citologija proučava: 1. Građu stanica 4. Kemijski sastav stanica 2. Građu staničnih organela 5. Razmnožavanje i razvoj stanica 3. Funkcije organela i drugih unutarstaničnih struktura Povijest proučavanja stanica

1. Mikroskopski elektronički mikroskop Izumljen 30-ih godina 20. stoljeća. Suvremeni elektronski mikroskopi omogućuju povećanje slike do nekoliko puta, a time i detaljnije ispitivanje strukture staničnih organela. Metode proučavanja stanica

3. Fluorescentna mikroskopija Žive stanice se promatraju pod ultraljubičastim svjetlom. U tom slučaju, neke komponente odmah počinju svijetliti, druge svijetle kada se dodaju posebne boje. Fluorescentna mikroskopija omogućuje vam da vidite mjesto nukleinskih kiselina, vitamina i masti. 4. Metoda kulture stanica i tkiva Omogućuje vam uvid u rast stanica, promatranje reprodukcije, određivanje učinaka različitih tvari na stanice i dobivanje staničnih hibrida. Metode proučavanja stanica

1. U medicini - za proučavanje uzroka bolesti kod ljudi i drugih živih organizama i pronalaženje njihovog liječenja 2. Za klasifikaciju živih organizama 3. U genetici (nasljedne bolesti, mutacije) 4. U poljoprivredi (genetika, stanični inženjering, selekcija) 5. Za otkrivanje tajni evolucije Važnost proučavanja stanica

Učvršćivanje znanja 1. Prvi put sam vidio i opisao biljne stanice... 1) R. Virchow 3) K. Baer 2) R. Guk 4) A. Leeuwenhoek 2. Usavršio mikroskop i prvi put vidio jednu -stanični organizmi... 1) M. Schleiden 3) R. Virchow 2) A. Leeuwenhoek 4) R. Hooke 3. Tvorci stanične teorije su: 1) C. Darwin i A. Wallace 3) G. Mendel i T. Morgan 2) T. Schwann i M. Schleiden 4) R. Hooke i N. Grew 4. Stanična teorija nije prihvatljiva za.. 1) gljive i bakterije 3) životinje i biljke 2) viruse i bakterije 4) bakterije i biljke 5. Stanična građa svih organizama ukazuje... 1) jedinstvo kemijskih tvari. sastav 3) jedinstvo nastanka svih živih bića 2) raznolikost živih bića 4) jedinstvo žive i nežive prirode organizama

Prvi koji je vidio stanice bio je engleski znanstvenik Robert Hooke(poznat nam zahvaljujući Hookeovom zakonu). U 1665 pokušavajući shvatiti zašto balza drvo tako dobro pliva, Hooke je počeo ispitivati ​​tanke dijelove pluta uz pomoć svog poboljšanog mikroskop. Otkrio je da je pluto podijeljeno na mnogo sićušnih stanica, koje su ga podsjetile na samostanske ćelije, te je te stanice nazvao cell (na engleskom cell znači “stanica, stanica, stanica”). U 1675 Talijanski liječnik M. Malpighi, i u 1682. godine- engleski botaničar N. Izrastao potvrdio staničnu strukturu biljaka. Počeli su govoriti o stanici kao o "bočici ispunjenoj hranjivim sokom". U 1674. godine nizozemski majstor Anthony van Leeuwenhoek(Anton van Leeuwenhoek, 1632 -1723 ) koristeći mikroskop prvi put sam vidio “životinje” u kapi vode - pokretne žive organizme ( cilijate, amebe, bakterije). Leeuwenhoek je također prvi promatrao životinjske stanice - crvena krvna zrnca I spermatozoidi. Tako su već početkom 18. stoljeća znanstvenici znali da biljke imaju staničnu strukturu pod velikim povećanjem te su vidjeli neke organizme koji su kasnije nazvani jednostaničnima. U 1802 -1808 godina francuski istraživač Charles-Francois Mirbel utvrdio da se sve biljke sastoje od tkiva koje čine stanice. J. B. Lamarck V 1809. godine proširio je Mirbelovu ideju stanične strukture na životinjske organizme. Godine 1825. češki znanstvenik J. Purkinė otkrio jezgru jajne stanice ptica, a in 1839 uveo pojam " protoplazma" Godine 1831. engleski botaničar R. Brown prvi opisao jezgru biljne stanice, a in 1833 utvrdio da je jezgra obvezna organela biljne stanice. Od tada se smatra da glavna stvar u organizaciji stanica nije membrana, već sadržaj. Stanična teorija godine nastala je struktura organizama 1839. godine njemački zoolog T. Schwann I M. Schleiden i uključivao je tri odredbe. Godine 1858 Rudolf Virchow dopunio ga je još jednim stavom, međutim, u njegovim je idejama bilo niz pogrešaka: na primjer, pretpostavio je da su stanice međusobno slabo povezane i da svaka postoji "sama za sebe". Tek je kasnije bilo moguće dokazati cjelovitost staničnog sustava. U 1878 ruski znanstvenici I. D. Čistjakov otvoriti mitoza u biljnim stanicama; V 1878 V. Flemming i P. I. Peremezhko otkrivaju mitozu kod životinja. U 1882. godine V. Flemming promatra mejozu u životinjskim stanicama, a in 1888 E Strasburger - od biljaka.

18. Stanična teorija- jedan od općepriznatih biološki generalizacije koje potvrđuju jedinstvo načela ustrojstva i razvoja svijeta biljke, životinje i drugih živih organizama sa stanična struktura, u kojem se stanica smatra zajedničkim strukturnim elementom živih organizama.

19. Temeljna načela stanične teorije

Moderna stanična teorija uključuje sljedeće osnovne principe:

1. Stanica je jedinica strukture, vitalne aktivnosti, rasta i razvoja živih organizama, izvan stanice nema života;

Br. 2. Stanica je jedan sustav koji se sastoji od mnogih elemenata međusobno prirodno povezanih, koji predstavljaju određenu cjelovitu formaciju;

Br. 3 Stanice svih organizama slične su po svom kemijskom sastavu, strukturi i funkcijama;

Br. 4 Nove stanice nastaju samo kao rezultat diobe izvornih stanica;

Br. 5. Stanice višestaničnih organizama tvore tkiva, a tkiva tvore organe. Život organizma kao cjeline određen je međudjelovanjem njegovih sastavnih stanica;

6. Stanice višestaničnih organizama imaju kompletan set gena, ali se međusobno razlikuju po tome što u njima djeluju različite skupine gena, što rezultira morfološkom i funkcionalnom raznolikošću stanica – diferencijacijom.

Razvoj stanične teorije u drugoj polovici 19. stoljeća

Od 1840-ih proučavanje stanice postalo je središte pozornosti cijele biologije i ubrzano se razvijalo, postajući samostalna grana znanosti - citologija.

Za daljnji razvoj stanične teorije bilo je bitno njezino proširenje na protiste (praživotinje), koje su bile prepoznate kao slobodnoživuće stanice (Siebold, 1848).

U ovom trenutku se mijenja ideja o sastavu ćelije. Pojašnjava se sekundarna važnost stanične membrane, koja je prije bila prepoznata kao najbitniji dio stanice, a ističe se važnost protoplazme (citoplazme) i jezgre stanice (Mol, Cohn, L. S. Tsenkovsky, Leydig, Huxley), što se odražava u definiciji ćelije koju je dao M. Schulze 1861. godine:

Stanica je grumen protoplazme s jezgrom koja se nalazi unutra.

Godine 1861. Brücko je iznio teoriju o složenoj strukturi stanice, koju definira kao "elementarni organizam", te dodatno razjasnio teoriju o formiranju stanice iz tvari bez strukture (citoblastem), koju su razvili Schleiden i Schwann. Otkriveno je da je način nastanka novih stanica dioba stanica, što je prvi proučavao Mohl na nitastim algama. Studije Negelija i N.I. Zhelea odigrale su veliku ulogu u pobijanju teorije o citoblastemu korištenjem botaničkog materijala.

Diobu stanica tkiva kod životinja otkrio je 1841. Remarque. Pokazalo se da je fragmentacija blastomera niz uzastopnih dioba (Bishtuf, N.A. Kölliker). Ideju o univerzalnom širenju diobe stanica kao načina stvaranja novih stanica R. Virchow je zabilježio u obliku aforizma:

"Omnis cellula ex cellula." Svaka stanica iz stanice.

U razvoju stanične teorije u 19. stoljeću oštro su se pojavila proturječja koja su odražavala dualnu prirodu stanične teorije, koja se razvijala u okviru mehanicističkog pogleda na prirodu. Već kod Schwanna postoji pokušaj da se organizam promatra kao zbroj stanica. Ova tendencija dobiva poseban razvoj u Virchow-ovoj "Staničnoj patologiji" (1858).

Virchowljevi radovi imali su kontroverzan utjecaj na razvoj stanične znanosti:

Proširio je staničnu teoriju na područje patologije, što je pridonijelo prepoznavanju univerzalnosti stanične teorije. Virchowljevi radovi učvrstili su odbacivanje teorije citoblastema od strane Schleidena i Schwanna i skrenuli pozornost na protoplazmu i jezgru, prepoznate kao najbitniji dijelovi stanice.

Virchow je usmjerio razvoj stanične teorije putem čisto mehaničkog tumačenja organizma.

Virchow je uzdigao stanice na razinu samostalnog bića, zbog čega se organizam nije promatrao kao cjelina, već jednostavno kao zbroj stanica.

XXstoljeća

Od druge polovice 19. stoljeća, stanična teorija dobiva sve više metafizički karakter, pojačan Verwornovom "Staničnom fiziologijom", koja je svaki fiziološki proces koji se odvija u tijelu smatrala jednostavnim zbrojem fizioloških manifestacija pojedinačnih stanica. Na kraju te linije razvoja stanične teorije javlja se mehanicistička teorija “staničnog stanja”, čiji je zagovornik i Haeckel. Prema toj teoriji, tijelo se uspoređuje s državom, a njegove stanice s građanima. Takva teorija proturječila je načelu cjelovitosti organizma.

Mehanički smjer u razvoju stanične teorije bio je podvrgnut oštroj kritici. Godine 1860. I. M. Sechenov kritizirao je Virchowljevu ideju ćelije. Kasnije su teoriju stanica kritizirali i drugi autori. Najozbiljnije i temeljne prigovore dali su Hertwig, A. G. Gurvich (1904), M. Heidenhain (1907), Dobell (1911). Češki histolog Studnicka (1929., 1934.) iznio je opsežnu kritiku stanične teorije.

1950-ih, sovjetski biolog O. B. Lepešinskaja, na temelju podataka svojih istraživanja, iznijela je “novu staničnu teoriju” nasuprot “virchowianizmu”. Temeljio se na ideji da se u ontogenezi stanice mogu razviti iz neke nestanične žive tvari. Kritička provjera činjenica koje su postavili O. B. Lepeshinskaya i njezini sljedbenici kao temelj za teoriju koju je iznijela nije potvrdila podatke o razvoju staničnih jezgri iz "žive tvari" bez jedra.

Moderna stanična teorija

Moderna stanična teorija polazi od činjenice da je stanična struktura najvažniji oblik postojanja života, svojstven svim živim organizmima, osim virusi. Poboljšanje stanične strukture bio je glavni smjer evolucijskog razvoja i kod biljaka i kod životinja, a stanična struktura je čvrsto zadržana u većini suvremenih organizama.

Istodobno, dogmatske i metodološki neispravne odredbe stanične teorije moraju se preispitati:

Stanična struktura je glavni, ali ne i jedini oblik postojanja života. Virusi se mogu smatrati nestaničnim oblicima života. Istina, oni pokazuju znakove života (metabolizam, sposobnost reprodukcije itd.) samo unutar stanica, izvan stanica virus je složena kemijska tvar. Prema većini znanstvenika, virusi su u svom podrijetlu povezani sa stanicom, dio su njezinog genetskog materijala, "divljih" gena.

Pokazalo se da postoje dvije vrste stanica - prokariotske (stanice bakterija i arhebakterija), koje nemaju jezgru omeđenu membranama, i eukariotske (stanice biljaka, životinja, gljiva i protista), koje imaju jezgru okruženu dvostruka membrana s nuklearnim porama. Postoje mnoge druge razlike između prokariotskih i eukariotskih stanica. Većina prokariota nema unutarnje membranske organele, a većina eukariota ima mitohondrije i kloroplaste. Prema teoriji simbiogeneze, ove polu-autonomne organele su potomci bakterijskih stanica. Dakle, eukariotska stanica je sustav više razine organizacije, ne može se smatrati potpuno homolognom bakterijskoj stanici (bakterijska stanica je homologna jednom mitohondriju ljudske stanice). Homologija svih stanica, dakle, svedena je na prisutnost zatvorene vanjske membrane koja se sastoji od dvostrukog sloja fosfolipida (kod arhebakterija ima drugačiji kemijski sastav nego kod drugih skupina organizama), ribosoma i kromosoma - nasljednog materijala u oblik molekula DNA koje tvore kompleks s proteinima . To, naravno, ne negira zajedničko podrijetlo svih stanica, što potvrđuje i sličnost njihovog kemijskog sastava.

Stanična teorija smatrala je organizam zbrojem stanica, a životne manifestacije organizma bile su otopljene u zbroju životnih manifestacija njegovih sastavnih stanica. Time je zanemaren integritet organizma; zakoni cjeline zamijenjeni su zbrojem dijelova.

Smatrajući stanicu univerzalnim strukturnim elementom, stanična teorija smatrala je stanice tkiva i gamete, protiste i blastomere potpuno homolognim strukturama. Primjenjivost koncepta stanice na protiste kontroverzno je pitanje u staničnoj teoriji u smislu da se mnoge složene višejezgrene protistične stanice mogu smatrati supracelularnim strukturama. U stanicama tkiva, zametnim stanicama i protistima očituje se opća stanična organizacija, izražena u morfološkom odvajanju karioplazme u obliku jezgre, međutim, te se strukture ne mogu smatrati kvalitativno ekvivalentnim, uzimajući sve njihove specifične značajke izvan koncepta “stanica”. Konkretno, gamete životinja ili biljaka nisu samo stanice višestaničnog organizma, već posebna haploidna generacija njihovog životnog ciklusa, koja posjeduje genetske, morfološke, a ponekad i okolišne karakteristike i podložna je neovisnom djelovanju prirodne selekcije. Istodobno, gotovo sve eukariotske stanice nedvojbeno imaju zajedničko podrijetlo i skup homolognih struktura - citoskeletne elemente, ribosome eukariotske vrste itd.

Dogmatska stanična teorija ignorirala je specifičnost nestaničnih struktura u tijelu ili ih je čak priznavala, kao Virchow, kao nežive. Zapravo, u tijelu, osim stanica, postoje višejezgrene supracelularne strukture ( sincicij, simplasti) i međustanična tvar bez jezgre koja ima sposobnost metabolizma i stoga je živa. Utvrditi specifičnost njihovih životnih manifestacija i njihov značaj za tijelo zadatak je suvremene citologije. Istodobno, i višenuklearne strukture i izvanstanična tvar pojavljuju se samo iz stanica. Sincicij i simplasti višestaničnih organizama produkt su spajanja izvornih stanica, a izvanstanična tvar je produkt njihovog lučenja, tj. nastaje kao rezultat metabolizma stanica.

Problem dijela i cjeline ortodoksna stanična teorija riješila je metafizički: sva je pažnja prebačena na dijelove organizma – stanice ili “elementarne organizme”.

Cjelovitost organizma rezultat je prirodnih, materijalnih odnosa koji su potpuno dostupni istraživanju i otkrivanju. Stanice višestaničnog organizma nisu individue koje mogu samostalno postojati (tzv. stanične kulture izvan tijela su umjetno stvoreni biološki sustavi). Za samostalan život u pravilu su sposobne samo one višestanične stanice iz kojih nastaju nove jedinke (gamete, zigote ili spore) i koje se mogu smatrati zasebnim organizmima. Stanica se ne može odvojiti od svoje okoline (kao, uostalom, ni svaki živi sustav). Usmjeravanje sve pozornosti na pojedine stanice neminovno dovodi do unifikacije i mehaničkog shvaćanja organizma kao zbroja dijelova.

Očišćena od mehanizama i dopunjena novim podacima, stanična teorija ostaje jedna od najvažnijih bioloških generalizacija.

Preduvjeti za stvaranje stanične teorije bili su izum i usavršavanje mikroskopa te otkriće stanica (1665., R. Hooke - pri proučavanju presjeka kore plutnjaka, bazge i dr.). Radovi poznatih mikroskopista: M. Malpighija, N. Grewa, A. van Leeuwenhoeka - omogućili su uvid u stanice biljnih organizama. A. van Leeuwenhoek otkrio je jednostanične organizme u vodi. Prvo je proučavana stanična jezgra. R. Brown opisao je jezgru biljne stanice. Ya. E. Purkine uveo je koncept protoplazme - tekućeg želatinoznog staničnog sadržaja.

Njemački botaničar M. Schleiden prvi je došao do zaključka da svaka stanica ima jezgru. Utemeljiteljem CT-a smatra se njemački biolog T. Schwann (zajedno s M. Schleidenom), koji je 1839. godine objavio djelo “Mikroskopske studije o korespondenciji u građi i rastu životinja i biljaka”. Njegove odredbe:

1) stanica je glavna strukturna jedinica svih živih organizama (i životinja i biljaka);

2) ako bilo koja formacija vidljiva pod mikroskopom ima jezgru, tada se može smatrati stanicom;

3) proces stvaranja novih stanica uvjetuje rast, razvoj, diferencijaciju biljnih i životinjskih stanica.

Dopune staničnoj teoriji dao je njemački znanstvenik R. Virchow, koji je 1858. godine objavio svoje djelo “Celular Pathology”. Dokazao je da stanice kćeri nastaju diobom matičnih stanica: svaka stanica iz stanice. Krajem 19.st. mitohondriji, Golgijev kompleks i plastidi otkriveni su u biljnim stanicama. Nakon bojenja stanica koje se dijele posebnim bojama otkriveni su kromosomi. Suvremene odredbe CT-a

1. Stanica je osnovna jedinica građe i razvoja svih živih organizama, te je najmanja strukturna jedinica živog bića.

2. Stanice svih organizama (i jednostaničnih i višestaničnih) slične su po kemijskom sastavu, strukturi, osnovnim manifestacijama metabolizma i vitalne aktivnosti.

3. Stanice se razmnožavaju diobom (svaka nova stanica nastaje diobom matične stanice); U složenim višestaničnim organizmima stanice imaju različite oblike i specijalizirane su prema funkcijama koje obavljaju. Slične stanice tvore tkiva; tkiva se sastoje od organa koji tvore organske sustave; usko su povezani i podložni živčanim i humoralnim regulacijskim mehanizmima (kod viših organizama).

Važnost stanične teorije

Postalo je jasno da je stanica najvažnija komponenta živih organizama, njihova glavna morfofiziološka komponenta. Stanica je osnova višestaničnog organizma, mjesto odvijanja biokemijskih i fizioloških procesa u tijelu. Svi biološki procesi u konačnici se odvijaju na staničnoj razini. Stanična teorija omogućila je zaključak da su kemijski sastav svih stanica i opći plan njihove strukture slični, što potvrđuje filogenetsko jedinstvo cijelog živog svijeta.

2. Život. Svojstva žive tvari

Život je makromolekularni otvoreni sustav koji karakterizira hijerarhijska organizacija, sposobnost samoreprodukcije, samoodržanja i samoregulacije, metabolizma i fino reguliranog protoka energije.

Svojstva živih struktura:

1) samoobnavljanje. Osnovu metabolizma čine uravnoteženi i jasno međusobno povezani procesi asimilacije (anabolizam, sinteza, stvaranje novih tvari) i disimilacije (katabolizam, raspadanje);

2) samoreprodukcija. U tom smislu, žive strukture se stalno reproduciraju i ažuriraju, ne gubeći svoje sličnosti s prethodnim generacijama. Nukleinske kiseline su sposobne pohranjivati, prenositi i reproducirati nasljedne informacije, kao i implementirati ih kroz sintezu proteina. Informacije pohranjene na DNA prenose se na proteinsku molekulu pomoću RNA molekula;

3) samoregulacija. Na temelju ukupnosti tokova materije, energije i informacija kroz živi organizam;

4) razdražljivost. Povezan je s prijenosom informacija izvana u bilo koji biološki sustav i odražava reakciju ovog sustava na vanjski podražaj. Zahvaljujući podražljivosti, živi organizmi mogu selektivno reagirati na uvjete okoline i iz nje izvlačiti samo ono što im je potrebno za postojanje;

5) održavanje homeostaze - relativna dinamička postojanost unutarnjeg okoliša tijela, fizičkih i kemijskih parametara postojanja sustava;

6) strukturna organizacija - uređenost živog sustava, otkrivena tijekom istraživanja - biogeocenoze;

7) adaptacija – sposobnost živog organizma da se stalno prilagođava promjenjivim uvjetima postojanja u okolišu;

8) reprodukcija (razmnožavanje). Budući da život postoji u obliku pojedinačnih živih sustava, a postojanje svakog takvog sustava je strogo vremenski ograničeno, održavanje života na Zemlji povezano je s reprodukcijom živih sustava;

9) nasljednost. Osigurava kontinuitet između generacija organizama (na temelju protoka informacija). Zahvaljujući nasljeđu, s koljena na koljeno prenose se osobine koje osiguravaju prilagodbu okolišu;

10) varijabilnost - zbog varijabilnosti živi sustav dobiva karakteristike koje su mu prije bile neuobičajene. Prije svega, varijabilnost je povezana s pogreškama tijekom reprodukcije: promjene u strukturi nukleinskih kiselina dovode do pojave novih nasljednih informacija;

11) individualni razvoj (proces ontogeneze) - utjelovljenje početnih genetskih informacija ugrađenih u strukturu molekula DNA u radne strukture tijela. Tijekom tog procesa pojavljuje se takvo svojstvo kao što je sposobnost rasta, što se izražava povećanjem tjelesne težine i njegove veličine;

12) filogenetski razvoj. Na temelju progresivne reprodukcije, nasljeđa, borbe za opstanak i selekcije. Kao rezultat evolucije pojavio se ogroman broj vrsta;

13) diskretnost (diskontinuitet) i ujedno cjelovitost. Život je predstavljen skupom pojedinačnih organizama ili jedinki. Svaki je organizam, pak, također diskretan, jer se sastoji od skupa organa, tkiva i stanica.

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. O prvom mikroskopu poznato je da se sastojao od cijevi pričvršćene na stalak i da je 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 zabludi vjerujući da su stanice prazne, a da su živa tvar stanične stijenke.
Nizozemski prirodoslovac Antonie van Leeuwenhoek u drugoj polovici 17.st. poboljšao mikroskop i prvi vidio žive stanice. Promatrao je i skicirao brojne protozoe, spermije, bakterije, crvena krvna zrnca, pa čak i njihovo kretanje u kapilarama.

Pitanje 2. Tko je i kada prvi 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). Njegova glavna zasluga je postavljanje pitanja o podrijetlu stanica u tijelu. Godine 1839. T. Schwann, na temelju radova M. Schleidena, stvara staničnu teoriju. Osnovni principi stanične teorije (M. Schleiden i T. Schwann):
1) sva tkiva se sastoje od stanica;
2) biljne i životinjske stanice imaju zajedničke strukturne principe, jer nastati na iste načine;
3) svaka pojedinačna stanica je samostalna, a aktivnost tijela zbroj je životne aktivnosti pojedinih stanica.
Veliku pozornost daljnjem razvoju stanične teorije posvetio je i R. Virchow 1858. godine. Ne samo da je objedinio sve brojne različite činjenice, nego je također uvjerljivo pokazao da su stanice stalna struktura i da nastaju samo razmnožavanjem svoje vrste - „svaka stanica dolazi iz druge stanice kao rezultat diobe, kao što je biljka nastalo od biljke, a od životinje životinje”, tj. otkrio staničnu diobu.

Pitanje 3. Navedite moderne odredbe stanične teorije.
Danas se citologija, koristeći se dostignućima genetike, molekularne i fizikalno-kemijske biologije, vrlo brzo razvija. I premda temeljna načela teorije T. Schwanna i M. Schleidena ostaju relevantna, dobiveni podaci omogućili su stvaranje dubljih ideja o strukturi i funkcijama stanice. Na njihovoj osnovi formulirana je moderna stanična teorija. Nabrojimo 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 značenje stanične teorije za razvoj biologije.
Prema filozofima koji su proučavali povijest znanosti (primjerice Friedrich Engels), stanična teorija jedno je od najvećih 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 karakteristika 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 19. stoljeća. Nastala je citologija – znanost koja proučava građu i funkcije stanica.
Razmislite za koje se predstavnike organskog svijeta pojmovi "stanica" i "organizam" podudaraju.
Stanica je osnovna strukturna, funkcionalna i genetička jedinica organizacije živih bića, elementarni živi sustav. Stanica može postojati kao zaseban organizam.
Pojmovi "stanica" i "organizam" podudaraju se kada govorimo o jednostaničnim organizmima. Tu spadaju prokarioti, ili oni bez jezgre (osobito bakterije), a eukarioti, ili oni jezgri, uključuju protozoe (kao što su cilijatna papučica, Chlamydomonas, zelena euglena). Njihovo tijelo sastoji se od jedne stanice, koja provodi sve funkcije tijela - metabolizam, razdražljivost, reprodukciju, kretanje. Ove funkcije olakšavaju različite organele, uključujući one za posebne namjene (na primjer, bičevi i trepavice omogućuju kretanje). Jednostanični organizmi često su sposobni formirati klastere – kolonije. Međutim, koncept "višestaničnog organizma" još 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 postojati i razmnožavaju se samostalno bez ikakvih problema.