T. Schwann. Ayon sa teoryang ito, Ang lahat ng mga organismo ay may cellular na istraktura. Ang teorya ng cell ay iginiit ang pagkakaisa ng mundo ng hayop at halaman, ang pagkakaroon ng isang solong elemento ng katawan ng isang buhay na organismo - ang cell. Tulad ng anumang pangunahing pang-agham na pangkalahatan, ang teorya ng cell ay hindi biglang lumitaw: ito ay nauna sa mga indibidwal na pagtuklas ng iba't ibang mga mananaliksik.
Ang pagkatuklas ng selula ay pag-aari ng Ingles na naturalista na si R. Hooke, na noong 1665 ay unang napagmasdan ang isang manipis na bahagi ng isang tapon sa ilalim ng mikroskopyo. Ang hiwa ay nagpakita na ang cork ay may cellular na istraktura, tulad ng isang pulot-pukyutan. Tinawag ni R. Hooke ang mga cell cell na ito. Kasunod ni Hooke, ang cellular structure ng mga halaman ay kinumpirma ng Italian biologist at physician na si M. Malpighi (1675) at ang English botanist na si N. Grew (1682). Ang kanilang atensyon ay naaakit ng hugis ng mga selula at ang istraktura ng kanilang mga lamad. Bilang isang resulta, ang ideya ng mga cell ay ibinigay bilang "mga bag" o "mga bula" na puno ng "nutritional juice".
Ang karagdagang pagpapabuti ng mikroskopyo at masinsinang pag-aaral ng mikroskopiko ay humantong sa pagtatatag ng siyentipikong Pranses na si C. Brissot-Mirbe (1802, 1808) ng katotohanan na ang lahat ng mga organismo ng halaman ay nabuo sa pamamagitan ng mga tisyu na binubuo ng mga selula. Si J.B. Lamarck (1809) ay nagpatuloy pa sa mga generalization, na nagpalawak ng ideya ni Brissot-Mirbet ng cellular structure sa mga organismo ng hayop.
Sa simula ng ika-19 na siglo. Sinusubukang pag-aralan ang mga panloob na nilalaman ng cell. Noong 1825, isang Czech scientist ako. Natuklasan ni Purkin ang nucleus sa egg cell ng mga ibon. Noong 1831, unang inilarawan ng Ingles na botanista na si R. Brown ang nucleus sa mga selula ng halaman, at noong 1833 ay dumating siya sa konklusyon na ang nucleus ay isang mahalagang bahagi ng selula ng halaman. Kaya, sa oras na ito, nagbago ang ideya ng istraktura ng cell: ang pangunahing bagay sa organisasyon nito ay nagsimulang isaalang-alang hindi ang cell wall, ngunit ang mga nilalaman.
Ang pinakamalapit na tao sa pagbabalangkas ng teorya ng cell ay ang German botanist na si M. Schleiden, na nagtatag na ang katawan ng mga halaman ay binubuo ng mga selula.
Maraming mga obserbasyon hinggil sa istruktura ng cell at isang generalization ng naipon na data ang nagpapahintulot kay T. Schwann noong 1839 na gumawa ng ilang konklusyon, na kalaunan ay tinawag na cell theory. Ipinakita ng siyentipiko na ang lahat ng nabubuhay na organismo ay binubuo ng mga selula, na ang mga selula ng mga halaman at hayop ay sa panimula ay magkatulad sa bawat isa.
Ang teorya ng cell ay higit na binuo sa mga gawa ng Aleman na siyentipiko na si R. Virchow (1858), na nagmungkahi na ang mga selula ay nabuo mula sa mga nakaraang selula ng ina. Noong 1874, natuklasan ng Russian botanist na si I.D.
Ang paglikha ng teorya ng cell ay naging pinakamahalagang kaganapan sa biology, isa sa mga mapagpasyang patunay ng pagkakaisa ng buhay na kalikasan. Ang teorya ng cell ay may malaking impluwensya sa pag-unlad ng biology bilang isang agham at nagsilbing pundasyon para sa pagbuo ng mga disiplina tulad ng embryology, histology at physiology. Ginawa nitong posible na lumikha ng batayan para sa pag-unawa sa buhay, ang indibidwal na pag-unlad ng mga organismo, at ipaliwanag ang ebolusyonaryong koneksyon sa pagitan nila. Ang mga pangunahing prinsipyo ng teorya ng cell ay nagpapanatili ng kanilang kahalagahan ngayon, bagaman higit pa kaysa sa isang daan at limampung taon ay nakuha ang bagong impormasyon tungkol sa istraktura, mahahalagang aktibidad at pag-unlad ng cell.
9. Mga pangunahing probisyon ng teorya ng cell nina Schleiden at Schwann. Anong mga karagdagan ang ginawa ni Virchow sa teoryang ito? Kasalukuyang estado ng teorya ng cell.
Ang mga pangunahing probisyon ng teorya ng cell ni T. Schwann ay maaaring mabalangkas tulad ng sumusunod.
Ang cell ay ang elementary structural unit ng istraktura ng lahat ng nabubuhay na nilalang.
Ang mga selula ng mga halaman at hayop ay independyente, homologous sa isa't isa sa pinagmulan at istraktura.
Nagkamali sina M. Schdeiden at T. Schwann na ang pangunahing papel sa cell ay kabilang sa lamad at ang mga bagong selula ay nabuo mula sa intercellular structureless substance. Kasunod nito, ang mga paglilinaw at pagdaragdag ay ginawa sa teorya ng cell ng ibang mga siyentipiko.
Noong 1855, ang Aleman na manggagamot na si R. Virchow ay dumating sa konklusyon na ang isang cell ay maaari lamang lumabas mula sa isang nakaraang cell sa pamamagitan ng paghahati nito.
Sa kasalukuyang antas ng pag-unlad ng biology, ang mga pangunahing probisyon ng teorya ng cell ay maaaring iharap bilang mga sumusunod.
Ang isang cell ay isang elementarya na sistema ng pamumuhay, isang yunit ng istraktura, aktibidad ng buhay, pagpaparami at indibidwal na pag-unlad ng mga organismo.
Ang mga selula ng lahat ng nabubuhay na organismo ay magkatulad sa istraktura at kemikal na komposisyon.
Ang mga bagong cell ay bumangon lamang sa pamamagitan ng paghahati ng mga dati nang mga cell.
Ang cellular na istraktura ng mga organismo ay patunay ng pagkakaisa ng pinagmulan ng lahat ng nabubuhay na bagay.
10. Kemikal na komposisyon ng cell
11. Mga uri ng cellular na organisasyon. Ang istraktura ng pro- at eukaryotic cells. Organisasyon ng namamana na materyal sa pro- at eukaryotes.
Mayroong dalawang uri ng cellular organization:
1) prokaryotic, 2) eukaryotic.
Ang karaniwan sa parehong uri ng mga selula ay ang mga selula ay limitado ng lamad, ang mga panloob na nilalaman ay kinakatawan ng cytoplasm. Ang cytoplasm ay naglalaman ng mga organelles at inklusyon. Organoids- permanenteng, kinakailangang naroroon, mga bahagi ng cell na gumaganap ng mga partikular na function. Ang mga organel ay maaaring nakatali ng isa o dalawang lamad (membrane organelles) o hindi nakagapos ng mga lamad (non-membrane organelles). Mga pagsasama- mga di-permanenteng bahagi ng cell, na mga deposito ng mga sangkap na pansamantalang inalis mula sa metabolismo o mga huling produkto nito.
Inililista ng talahanayan ang mga pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng prokaryotic at eukaryotic cells.
|
Tanda |
Mga prokaryotic na selula |
Eukaryotic cells |
|
Structurally nabuo core |
Wala | |
|
Genetic na materyal |
Circular non-protein bound DNA |
Linear protein-bound nuclear DNA at circular non-protein-bound DNA ng mitochondria at plastids |
|
Mga organel ng lamad |
wala | |
|
Mga ribosom |
80-S type (sa mitochondria at plastids - 70-S type) |
|
|
Hindi limitado sa lamad |
Nakatali sa lamad, sa loob ng microtubule: 1 pares sa gitna at 9 pares sa paligid |
|
|
Pangunahing bahagi ng cell wall |
Ang mga halaman ay may cellulose, ang fungi ay may chitin. |
12. Pagkakatulad at pagkakaiba sa pagitan ng mga selula ng halaman at hayop. Organoids para sa mga espesyal at pangkalahatang layunin.
Ang istraktura ng isang cell ng halaman.
May mga plastid;
Autotrophic na uri ng nutrisyon;
Ang synthesis ng ATP ay nangyayari sa mga chloroplast at mitochondria;
Mayroong cellulose cell wall;
Malaking vacuoles;
Ang cellular center ay matatagpuan lamang sa mas mababang mga hayop.
Ang istraktura ng isang selula ng hayop.
Walang mga plastid;
Heterotrophic na uri ng nutrisyon;
Ang synthesis ng ATP ay nangyayari sa mitochondria;
Walang cellulosic cell wall;
Ang mga vacuole ay maliit;
Ang lahat ng mga cell ay may cell center.
Pagkakatulad
Pangunahing pagkakaisa ng istraktura (surface cell apparatus, cytoplasm, nucleus.)
Mga pagkakatulad sa paglitaw ng maraming proseso ng kemikal sa cytoplasm at nucleus.
Ang pagkakaisa ng prinsipyo ng paghahatid ng namamana na impormasyon sa panahon ng cell division.
Katulad na istraktura ng lamad.
Pagkakaisa ng komposisyon ng kemikal.
TUNGKOL SApangkalahatang layunin na organella : endoplasmic reticulum: makinis, magaspang; Golgi complex, mitochondria, ribosomes, lysosomes (pangunahin, pangalawa), cell center, plastids (chloroplasts, chromoplasts, leucoplasts);
Organelles para sa mga espesyal na layunin: flagella, cilia, myofibrils, neurofibrils; pagsasama (hindi permanenteng bahagi ng cell): ekstrang, secretory, tiyak.
|
Mga pangunahing organel |
Istruktura |
Mga pag-andar |
|
Cytoplasm |
Panloob na semi-likido na daluyan ng pinong butil na istraktura. Naglalaman ng nucleus at organelles |
Nagbibigay ng interaksyon sa pagitan ng nucleus at organelles Kinokontrol ang bilis ng mga proseso ng biochemical Nagsasagawa ng function ng transportasyon |
|
ER - endoplasmic reticulum |
Isang sistema ng lamad sa cytoplasm" na bumubuo ng mga channel at mas malalaking lukab; Ang EPS ay may 2 uri: butil-butil (magaspang), kung saan matatagpuan ang maraming ribosom, at makinis |
Nagsasagawa ng mga reaksyon na nauugnay sa synthesis ng mga protina, carbohydrates, taba Itinataguyod ang transportasyon at sirkulasyon ng mga sustansya sa loob ng selula Ang protina ay synthesize sa butil-butil na EPS, carbohydrates at taba ay synthesize sa makinis na EPS. |
|
Mga ribosom |
Maliit na katawan na may diameter na 15-20 mm |
Isagawa ang synthesis ng mga molekula ng protina at ang kanilang pagpupulong mula sa mga amino acid |
|
Mitokondria |
Mayroon silang spherical, thread-like, oval at iba pang mga hugis. Sa loob ng mitochondria mayroong mga fold (haba mula 0.2 hanggang 0.7 µm). Ang panlabas na takip ng mitochondria ay binubuo ng 2 lamad: ang panlabas ay makinis, at ang panloob ay bumubuo ng mga cross-shaped outgrowth kung saan matatagpuan ang mga respiratory enzymes. |
Nagbibigay ng enerhiya sa cell. Ang enerhiya ay inilabas sa pamamagitan ng pagkasira ng adenosine triphosphoric acid (ATP) Ang synthesis ng ATP ay isinasagawa ng mga enzyme sa mitochondrial membranes |
|
Ang mga plastid ay katangian lamang ng mga selula ng halaman at may tatlong uri: |
Mga organelle ng double-membrane na cell | |
|
mga chloroplast |
Ang mga ito ay berde sa kulay, hugis-itlog sa hugis, at nakatali mula sa cytoplasm ng dalawang tatlong-layer na lamad. Sa loob ng chloroplast ay may mga mukha kung saan ang lahat ng chlorophyll ay puro |
Gumamit ng liwanag na enerhiya mula sa araw at lumikha ng mga organikong sangkap mula sa mga di-organikong sangkap |
|
mga chromoplast |
Dilaw, orange, pula o kayumanggi, nabuo bilang isang resulta ng akumulasyon ng karotina |
Nagbibigay ng iba't ibang bahagi ng halaman na pula at dilaw na kulay |
|
mga leucoplast |
Walang kulay na mga plastid (matatagpuan sa mga ugat, tubers, bombilya) |
Nag-iimbak sila ng mga reserbang nutrients |
|
Golgi complex |
Maaari itong magkaroon ng iba't ibang mga hugis at binubuo ng mga cavity na nalilimitahan ng mga lamad at tubo na umaabot mula sa kanila na may mga bula sa dulo |
Nag-iipon at nag-aalis ng mga organikong sangkap na na-synthesize sa endoplasmic reticulum Bumubuo ng mga lysosome |
|
Mga lysosome |
Mga bilog na katawan na may diameter na humigit-kumulang 1 micron. Mayroon silang isang lamad (balat) sa ibabaw, sa loob kung saan mayroong isang kumplikadong mga enzyme |
Magsagawa ng digestive function - tunawin ang mga particle ng pagkain at alisin ang mga patay na organelles |
|
Mga organel ng paggalaw ng cell |
Flagella at cilia, na mga cell outgrowth at may parehong istraktura sa mga hayop at halaman Myofibrils - manipis na mga filament na higit sa 1 cm ang haba na may diameter na 1 micron, na matatagpuan sa mga bundle kasama ang fiber ng kalamnan Pseudopodia |
Gawin ang function ng paggalaw Nagdudulot sila ng pag-urong ng kalamnan Locomotion dahil sa contraction ng isang espesyal na contractile protein |
|
Mga pagsasama sa cellular |
Ito ang mga hindi matatag na bahagi ng cell - carbohydrates, taba at protina |
Mga ekstrang nutrients na ginagamit sa panahon ng cell life |
|
Cell center |
Binubuo ng dalawang maliliit na katawan - centrioles at centrosphere - isang siksik na seksyon ng cytoplasm |
May mahalagang papel sa paghahati ng cell |
– isang elementarya na estruktural at functional unit ng lahat ng nabubuhay na organismo ito ay maaaring umiral bilang isang hiwalay na organismo (bakterya, protozoa, algae, fungi) o bilang bahagi ng mga tisyu ng mga multicellular na hayop, halaman at fungi.
Kasaysayan ng pag-aaral ng mga selula. Teorya ng cell.
Ang aktibidad ng buhay ng mga organismo sa antas ng cellular ay pinag-aralan ng agham ng cytology o cell biology. Ang paglitaw ng cytology bilang isang agham ay malapit na nauugnay sa paglikha ng cell theory, ang pinakamalawak at pinaka-pangunahing ng lahat ng biological generalizations.
Ang kasaysayan ng pag-aaral ng mga cell ay inextricably na nauugnay sa pag-unlad ng mga pamamaraan ng pananaliksik, lalo na sa pag-unlad ng mikroskopiko na teknolohiya. Ang mikroskopyo ay unang ginamit upang pag-aralan ang mga tisyu ng halaman at hayop ng English physicist at botanist na si Robert Hooke (1665). Habang pinag-aaralan ang isang seksyon ng elderberry core plug, natuklasan niya ang magkakahiwalay na cavity - mga cell o cell.
Noong 1674, pinahusay ng sikat na Dutch researcher na si Anthony de Leeuwenhoek ang mikroskopyo (na-magnify ng 270 beses) at natuklasan ang mga single-celled na organismo sa isang patak ng tubig. Natuklasan niya ang bakterya sa dental plaque, natuklasan at inilarawan ang mga pulang selula ng dugo at tamud, at inilarawan ang istraktura ng kalamnan ng puso mula sa mga tisyu ng hayop.
- 1827 - natuklasan ng ating kababayan na si K. Baer ang itlog.
- 1831 - Inilarawan ng Ingles na botanista na si Robert Brown ang nucleus sa mga selula ng halaman.
- 1838 - Ang German botanist na si Matthias Schleiden ay naglagay ng ideya ng pagkakakilanlan ng mga selula ng halaman mula sa punto ng view ng kanilang pag-unlad.
- 1839 - Ginawa ng German zoologist na si Theodor Schwann ang huling generalization na ang mga selula ng halaman at hayop ay may isang karaniwang istraktura. Sa kanyang akdang “Microscopic Studies on the Correspondence in the Structure and Growth of Animals and Plants,” binalangkas niya ang cell theory, ayon sa kung aling mga cell ang structural at functional na batayan ng mga buhay na organismo.
- 1858 - Inilapat ng German pathologist na si Rudolf Virchow ang cell theory sa patolohiya at dinagdagan ito ng mahahalagang probisyon:
1) ang isang bagong cell ay maaari lamang lumabas mula sa isang nakaraang cell;
2) Ang mga sakit ng tao ay batay sa isang paglabag sa istraktura ng mga selula.
Ang teorya ng cell sa modernong anyo nito ay may kasamang tatlong pangunahing probisyon:
1) cell - ang elementary structural, functional at genetic unit ng lahat ng nabubuhay na bagay - ang pangunahing pinagmumulan ng buhay.
2) ang mga bagong cell ay nabuo bilang isang resulta ng paghahati ng mga nauna; Ang isang cell ay isang elementarya na yunit ng pag-unlad ng buhay.
3) ang mga istruktura at functional na yunit ng mga multicellular na organismo ay mga selula.
Ang teorya ng cell ay nagkaroon ng mabungang impluwensya sa lahat ng mga lugar ng biological na pananaliksik.
, ang mga halaman at bakterya ay may magkatulad na istraktura. Nang maglaon, ang mga konklusyong ito ay naging batayan para patunayan ang pagkakaisa ng mga organismo. Ipinakilala nina T. Schwann at M. Schleiden sa agham ang pangunahing konsepto ng selula: walang buhay sa labas ng mga selula.
Ang teorya ng cell ay dinagdagan at na-edit nang maraming beses.
Encyclopedic YouTube
1 / 5
✪ Mga pamamaraan ng Cytology. Teorya ng cell. Video lesson sa biology grade 10
✪ Teorya ng cell | Biology ika-10 baitang #4 | Impormasyon sa aralin
✪ Paksa 3, bahagi 1. CYTOLOGY. TEORYANG CELL. ISTRUKTURA NG MEMBRANE.
✪ Teorya ng cell | Istraktura ng cell | Biology (bahagi 2)
✪ 7. Cell theory (history + method) (9th or 10-11th grade) - biology, paghahanda para sa Unified State Exam at Unified State Exam 2018
Mga subtitle
Mga probisyon ng Schleiden-Schwann cell theory
Ang mga tagalikha ng teorya ay nagbalangkas ng mga pangunahing probisyon nito bilang mga sumusunod:
- Ang cell ay ang elementary structural unit ng istraktura ng lahat ng nabubuhay na nilalang.
- Ang mga selula ng mga halaman at hayop ay independyente, homologous sa isa't isa sa pinagmulan at istraktura.
Mga pangunahing probisyon ng modernong teorya ng cell
Itinatag ng Link at Moldnhower ang pagkakaroon ng mga independiyenteng pader sa mga selula ng halaman. Lumalabas na ang cell ay isang tiyak na morphologically separate na istraktura. Noong 1831, pinatunayan ni G. Mol na kahit na ang mga parang di-cellular na istruktura ng halaman bilang mga tubo na nagdadala ng tubig ay nabubuo mula sa mga selula.
Inilarawan ni F. Meyen sa "Phytotomy" (1830) ang mga selula ng halaman na "ay nag-iisa, kung kaya't ang bawat selula ay isang espesyal na indibidwal, tulad ng matatagpuan sa algae at fungi, o, na bumubuo ng mas mataas na organisadong mga halaman, sila ay nagkakaisa sa higit pa at mas kaunti. makabuluhang masa." Binibigyang-diin ni Meyen ang pagsasarili ng metabolismo ng bawat cell.
Noong 1831, inilarawan ni Robert Brown ang nucleus at iminungkahi na ito ay isang permanenteng bahagi ng selula ng halaman.
Paaralan ng Purkinje
Noong 1801, ipinakilala ni Vigia ang konsepto ng tissue ng hayop, ngunit inihiwalay niya ang tissue batay sa anatomical dissection at hindi gumamit ng mikroskopyo. Ang pagbuo ng mga ideya tungkol sa mikroskopikong istraktura ng mga tisyu ng hayop ay pangunahing nauugnay sa pananaliksik ni Purkinje, na nagtatag ng kanyang paaralan sa Breslau.
Purkinje at ang kanyang mga mag-aaral (lalo na si G. Valentin ay dapat na naka-highlight) ay nagsiwalat sa una at pinaka-pangkalahatang anyo ng mikroskopikong istraktura ng mga tisyu at organo ng mga mammal (kabilang ang mga tao). Inihambing nina Purkinje at Valentin ang mga indibidwal na selula ng halaman sa mga indibidwal na istruktura ng mikroskopiko na tissue ng mga hayop, na pinakamadalas na tinatawag ni Purkinje na "mga butil" (para sa ilang istruktura ng hayop ay ginamit ng kanyang paaralan ang terminong "cell").
Noong 1837, nagbigay si Purkinje ng isang serye ng mga pahayag sa Prague. Sa kanila, iniulat niya ang kanyang mga obserbasyon sa istraktura ng mga glandula ng o ukol sa sikmura, sistema ng nerbiyos, atbp. Ang talahanayan na nakalakip sa kanyang ulat ay nagbigay ng malinaw na mga larawan ng ilang mga selula ng mga tisyu ng hayop. Gayunpaman, hindi naitatag ni Purkinje ang homology ng mga selula ng halaman at mga selula ng hayop:
- una, sa pamamagitan ng mga butil naiintindihan niya ang alinman sa mga cell o cell nuclei;
- pangalawa, ang terminong "cell" ay literal na naunawaan bilang "isang puwang na napapalibutan ng mga pader."
Isinagawa ni Purkinje ang paghahambing ng mga selula ng halaman at "mga butil" ng hayop sa mga tuntunin ng pagkakatulad, at hindi homology ng mga istrukturang ito (pag-unawa sa mga terminong "analogy" at "homology" sa modernong kahulugan).
Ang paaralan ni Müller at ang trabaho ni Schwann
Ang pangalawang paaralan kung saan pinag-aralan ang mikroskopikong istraktura ng mga tisyu ng hayop ay ang laboratoryo ni Johannes Müller sa Berlin. Pinag-aralan ni Müller ang mikroskopikong istraktura ng dorsal string (notochord); ang kanyang estudyanteng si Henle ay naglathala ng isang pag-aaral sa epithelium ng bituka, kung saan inilarawan niya ang iba't ibang uri nito at ang kanilang cellular na istraktura.
Ang klasikong pananaliksik ni Theodor Schwann ay isinagawa dito, na naglalagay ng pundasyon para sa teorya ng cell. Ang gawain ni Schwann ay malakas na naimpluwensyahan ng paaralan ng Purkinje at Henle. Natagpuan ni Schwann ang tamang prinsipyo para sa paghahambing ng mga selula ng halaman at mga elementarya na mikroskopikong istruktura ng mga hayop. Nagawa ni Schwann na magtatag ng homology at patunayan ang mga sulat sa istraktura at paglaki ng mga elementarya na mikroskopikong istruktura ng mga halaman at hayop.
Ang kahalagahan ng nucleus sa isang Schwann cell ay naudyukan ng pananaliksik ni Matthias Schleiden, na naglathala ng kanyang akdang "Materials on Phytogenesis" noong 1838. Samakatuwid, si Schleiden ay madalas na tinatawag na co-author ng cell theory. Ang pangunahing ideya ng teorya ng cellular - ang pagsusulatan ng mga selula ng halaman at ang elementarya na istruktura ng mga hayop - ay dayuhan kay Schleiden. Binumula niya ang teorya ng bagong pagbuo ng cell mula sa isang walang istraktura na substansiya, ayon sa kung saan, una, ang isang nucleolus ay kumukuha mula sa pinakamaliit na granularity, at sa paligid nito ay nabuo ang isang nucleus, na siyang gumagawa ng cell (cytoblast). Gayunpaman, ang teoryang ito ay batay sa mga maling katotohanan.
Noong 1838, inilathala ni Schwann ang 3 paunang ulat, at noong 1839 ang kanyang klasikong gawa na "Microscopic na pag-aaral sa pagsusulatan sa istraktura at paglaki ng mga hayop at halaman" ay lumitaw, ang mismong pamagat na nagpapahayag ng pangunahing ideya ng teorya ng cellular:
- Sa unang bahagi ng libro, sinusuri niya ang istraktura ng notochord at cartilage, na nagpapakita na ang kanilang mga elementarya na istruktura - mga selula - ay umuunlad sa parehong paraan. Pinatunayan pa niya na ang mga mikroskopikong istruktura ng iba pang mga tisyu at organo ng katawan ng hayop ay mga selula rin, na medyo maihahambing sa mga selula ng kartilago at notochord.
- Ang ikalawang bahagi ng aklat ay naghahambing ng mga selula ng halaman at mga selula ng hayop at nagpapakita ng kanilang mga sulat.
- Sa ikatlong bahagi, ang mga teoretikal na posisyon ay binuo at ang mga prinsipyo ng cell theory ay nabuo. Ang pananaliksik ni Schwann ang nagpapormal sa teorya ng selula at nagpatunay (sa antas ng kaalaman noong panahong iyon) ang pagkakaisa ng elementarya na istruktura ng mga hayop at halaman. Ang pangunahing pagkakamali ni Schwann ay ang opinyon na ipinahayag niya, kasunod ni Schleiden, tungkol sa posibilidad ng paglitaw ng mga selula mula sa walang istrukturang non-cellular na bagay.
Pag-unlad ng teorya ng cell sa ikalawang kalahati ng ika-19 na siglo
Mula noong 1840s ng ika-19 na siglo, ang pag-aaral ng cell ay naging pokus ng atensyon sa buong biology at mabilis na umuunlad, naging isang independiyenteng sangay ng agham - cytology.
Para sa karagdagang pag-unlad ng teorya ng cell, ang pagpapalawig nito sa mga protista (protozoa), na kinikilala bilang mga libreng buhay na selula, ay mahalaga (Siebold, 1848).
Sa oras na ito, nagbabago ang ideya ng komposisyon ng cell. Ang pangalawang kahalagahan ng lamad ng cell, na dati ay kinikilala bilang ang pinakamahalagang bahagi ng cell, ay nilinaw, at ang kahalagahan ng protoplasm (cytoplasm) at ang cell nucleus ay dinadala sa unahan (Mol, Cohn, L. S. Tsenkovsky, Leydig , Huxley), na makikita sa kahulugan ng isang cell na ibinigay ni M. Schulze noong 1861:
Ang cell ay isang bukol ng protoplasm na may nucleus na nakapaloob sa loob.
Noong 1861, iniharap ni Brücko ang isang teorya tungkol sa kumplikadong istraktura ng cell, na tinukoy niya bilang isang "elementarya na organismo," at higit pang pinaliwanag ang teorya ng pagbuo ng mga selula mula sa isang walang istraktura na substansiya (cytoblastema), na binuo nina Schleiden at Schwann. Natuklasan na ang paraan ng pagbuo ng mga bagong selula ay cell division, na unang pinag-aralan ni Mohl sa filamentous algae. Ang mga pag-aaral nina Negeli at N.I. Zhele ay may malaking papel sa pagpapabulaanan ng teorya ng cytoblastema gamit ang botanikal na materyal.
Ang tissue cell division sa mga hayop ay natuklasan noong 1841 ni Remak. Ito ay lumabas na ang fragmentation ng blastomeres ay isang serye ng mga sunud-sunod na dibisyon (Bishtuf, N.A. Kölliker). Ang ideya ng unibersal na pagkalat ng cell division bilang isang paraan ng pagbuo ng mga bagong cell ay pinatibay ni R. Virchow sa anyo ng isang aphorism:
"Omnis cellula ex cellula."
Ang bawat cell mula sa isang cell.
Sa pagbuo ng teorya ng cell noong ika-19 na siglo, ang mga kontradiksyon ay lumitaw nang husto, na sumasalamin sa dalawahang katangian ng teorya ng cellular, na nabuo sa loob ng balangkas ng isang mekanikal na pananaw sa kalikasan. Nasa Schwann na mayroong isang pagtatangka na isaalang-alang ang organismo bilang isang kabuuan ng mga selula. Ang ugali na ito ay tumatanggap ng espesyal na pag-unlad sa Virchow's "Cellular Pathology" (1858).
Ang mga gawa ni Virchow ay nagkaroon ng kontrobersyal na epekto sa pag-unlad ng cellular science:
- Pinalawak niya ang teorya ng cell sa larangan ng patolohiya, na nag-ambag sa pagkilala sa pagiging pandaigdigan ng teorya ng cellular. Pinagsama-sama ng mga gawa ni Virchow ang pagtanggi sa teorya ng cytoblastema nina Schleiden at Schwann at binigyang pansin ang protoplasm at nucleus, na kinikilala bilang ang pinakamahalagang bahagi ng selula.
- Itinuro ni Virchow ang pagbuo ng teorya ng cell sa landas ng isang purong mekanikal na interpretasyon ng organismo.
- Itinaas ng Virchow ang mga cell sa antas ng isang independiyenteng nilalang, bilang isang resulta kung saan ang organismo ay itinuturing na hindi bilang isang buo, ngunit bilang isang kabuuan ng mga cell.
XX siglo
Mula noong ikalawang kalahati ng ika-19 na siglo, ang teorya ng cell ay nakakuha ng lalong metapisiko na katangian, na pinalakas ng "Cellular Physiology" ni Verworn, na isinasaalang-alang ang anumang prosesong pisyolohikal na nagaganap sa katawan bilang isang simpleng kabuuan ng mga pisyolohikal na pagpapakita ng mga indibidwal na selula. Sa dulo ng linyang ito ng pag-unlad ng teorya ng cell, lumitaw ang mekanismo ng teorya ng "cellular state", kasama si Haeckel bilang isang proponent. Ayon sa teoryang ito, ang katawan ay inihambing sa estado, at ang mga selula nito ay inihambing sa mga mamamayan. Ang nasabing teorya ay sumalungat sa prinsipyo ng integridad ng organismo.
Ang mekanistikong direksyon sa pagbuo ng teorya ng cell ay sumailalim sa matinding pagpuna. Noong 1860, pinuna ni I.M. Sechenov ang ideya ni Virchow tungkol sa cell. Nang maglaon, ang teorya ng cell ay pinuna ng ibang mga may-akda. Ang pinakaseryoso at pangunahing mga pagtutol ay ginawa ni Hertwig, A. G. Gurvich (1904), M. Heidenhain (1907), Dobell (1911). Ang Czech histologist na si Studnicka (1929, 1934) ay gumawa ng malawak na pagpuna sa cellular theory.
Noong dekada ng 1930, ang biologist ng Sobyet na si O. B. Lepeshinskaya, batay sa kanyang datos sa pagsasaliksik, ay naglagay ng isang "bagong teorya ng cell" kumpara sa "Vierchowianism." Ito ay batay sa ideya na sa ontogenesis, ang mga cell ay maaaring bumuo mula sa ilang non-cellular na buhay na substansiya. Ang isang kritikal na pag-verify ng mga katotohanan na inilatag ni O. B. Lepeshinskaya at ng kanyang mga tagasunod bilang batayan para sa teorya na kanyang iniharap ay hindi nakumpirma ang data sa pagbuo ng cell nuclei mula sa nuclear-free na "living matter".
Modernong teorya ng cell
Ang modernong teorya ng cellular ay nagmula sa katotohanan na ang istraktura ng cellular ay ang pinakamahalagang anyo ng pagkakaroon ng buhay, na likas sa lahat ng nabubuhay na organismo, maliban sa mga virus. Ang pagpapabuti ng cellular na istraktura ay ang pangunahing direksyon ng ebolusyonaryong pag-unlad sa parehong mga halaman at hayop, at ang cellular na istraktura ay matatag na napanatili sa karamihan ng mga modernong organismo.
Kasabay nito, ang dogmatiko at hindi wastong pamamaraan ng mga probisyon ng teorya ng cell ay dapat na muling suriin:
- Ang cellular na istraktura ay ang pangunahing, ngunit hindi ang tanging anyo ng pagkakaroon ng buhay. Ang mga virus ay maaaring ituring na mga non-cellular life form. Totoo, nagpapakita sila ng mga palatandaan ng buhay (metabolismo, kakayahang magparami, atbp.) Sa loob lamang ng mga selula sa labas, ang virus ay isang komplikadong kemikal na sangkap. Ayon sa karamihan sa mga siyentipiko, sa kanilang pinagmulan, ang mga virus ay nauugnay sa cell, sila ay bahagi ng genetic material nito, "ligaw" na mga gene.
- Napag-alaman na mayroong dalawang uri ng mga selula - prokaryotic (mga selula ng bakterya at archaebacteria), na walang nucleus na nalilimitahan ng mga lamad, at eukaryotic (mga selula ng mga halaman, hayop, fungi at protista), na may isang nucleus na napapalibutan ng isang dobleng lamad na may mga nuclear pores. Mayroong maraming iba pang mga pagkakaiba sa pagitan ng prokaryotic at eukaryotic cells. Karamihan sa mga prokaryote ay walang panloob na mga organel ng lamad, at karamihan sa mga eukaryote ay may mitochondria at mga chloroplast. Ayon sa teorya ng symbiogenesis, ang mga semi-autonomous na organelle na ito ay mga inapo ng bacterial cells. Kaya, ang isang eukaryotic cell ay isang sistema ng mas mataas na antas ng organisasyon hindi ito maaaring ituring na ganap na homologous sa isang bacterial cell (isang bacterial cell ay homologous sa isang mitochondria ng isang cell ng tao). Ang homology ng lahat ng mga cell, sa gayon, ay nabawasan sa pagkakaroon ng isang saradong panlabas na lamad na gawa sa isang dobleng layer ng phospholipids (sa archaebacteria ito ay may ibang kemikal na komposisyon kaysa sa iba pang mga grupo ng mga organismo), ribosome at chromosome - namamana na materyal sa ang anyo ng mga molekula ng DNA na bumubuo ng isang kumplikadong may mga protina. Siyempre, hindi nito binabalewala ang karaniwang pinagmulan ng lahat ng mga selula, na kinumpirma ng pagkakapareho ng kanilang kemikal na komposisyon.
- Ang teorya ng cellular ay tiningnan ang organismo bilang isang kabuuan ng mga cell, at dissolved ang mga manifestations ng buhay ng organismo sa kabuuan ng mga manifestations ng buhay ng mga constituent cell nito. Binalewala nito ang integridad ng organismo ang mga batas ng kabuuan ay pinalitan ng kabuuan ng mga bahagi.
- Isinasaalang-alang ang cell bilang isang unibersal na elemento ng istruktura, ang teorya ng cell ay itinuturing na mga cell ng tisyu at gametes, protista at blastomeres bilang ganap na mga homologous na istruktura. Ang applicability ng konsepto ng isang cell sa mga protista ay isang kontrobersyal na isyu sa cellular theory sa kahulugan na maraming mga kumplikadong multinucleated na protist cells ang maaaring ituring bilang mga supracellular na istruktura. Sa mga selula ng tisyu, mga selula ng mikrobyo, at mga protista, ang isang pangkalahatang organisasyon ng cellular ay ipinahayag, na ipinahayag sa morphological na paghihiwalay ng karyoplasm sa anyo ng isang nucleus, gayunpaman, ang mga istrukturang ito ay hindi maituturing na katumbas ng husay, na kinuha ang lahat ng kanilang mga tiyak na tampok na lampas sa konsepto ng “cell”. Sa partikular, ang mga gametes ng mga hayop o halaman ay hindi lamang mga selula ng isang multicellular na organismo, ngunit isang espesyal na henerasyon ng haploid ng kanilang siklo ng buhay, na nagtataglay ng genetic, morphological, at kung minsan ay mga katangian ng kapaligiran at napapailalim sa independiyenteng pagkilos ng natural na pagpili. Kasabay nito, halos lahat ng mga eukaryotic cell ay walang alinlangan na may isang karaniwang pinagmulan at isang hanay ng mga homologous na istruktura - mga elemento ng cytoskeletal, eukaryotic-type ribosome, atbp.
- Binalewala ng dogmatic cell theory ang specificity ng non-cellular structures sa katawan o kinilala pa nga ang mga ito, gaya ng ginawa ni Virchow, bilang hindi nabubuhay. Sa katunayan, sa katawan, bilang karagdagan sa mga cell, may mga multinuclear supracellular na istruktura (syncytia, symplasts) at nuclear-free intercellular substance, na may kakayahang mag-metabolize at samakatuwid ay buhay. Upang maitaguyod ang pagtitiyak ng kanilang mga pagpapakita sa buhay at ang kanilang kahalagahan para sa katawan ay ang gawain ng modernong cytology. Kasabay nito, ang parehong mga multinuclear na istruktura at extracellular substance ay lumilitaw lamang mula sa mga cell. Ang syncytia at mga symplast ng mga multicellular na organismo ay ang produkto ng pagsasanib ng mga magulang na selula, at ang extracellular substance ay ang produkto ng kanilang pagtatago, iyon ay, ito ay nabuo bilang isang resulta ng metabolismo ng cell.
- Ang problema ng bahagi at ang kabuuan ay nalutas sa metapisiko ng orthodox cell theory: ang lahat ng atensyon ay inilipat sa mga bahagi ng organismo - mga selula o "elementarya na organismo".
Ang integridad ng organismo ay resulta ng natural, materyal na mga relasyon na ganap na naa-access sa pananaliksik at pagtuklas. Ang mga selula ng isang multicellular na organismo ay hindi mga indibidwal na may kakayahang umiiral nang nakapag-iisa (ang tinatawag na mga kultura ng cell sa labas ng katawan ay artipisyal na nilikhang mga biological system). Bilang isang tuntunin, tanging ang mga multicellular na selula na nagdudulot ng mga bagong indibidwal (gametes, zygotes o spores) at maaaring ituring na magkakahiwalay na mga organismo ang may kakayahang mag-independiyenteng pag-iral. Ang isang cell ay hindi maaaring ihiwalay mula sa kapaligiran nito (bilang, sa katunayan, anumang mga sistema ng buhay). Ang pagtutuon sa lahat ng atensyon sa mga indibidwal na selula ay hindi maiiwasang humahantong sa pag-iisa at isang mekanikal na pag-unawa sa organismo bilang isang kabuuan ng mga bahagi.
Na-clear ng mekanismo at dinagdagan ng bagong data, ang teorya ng cell ay nananatiling isa sa pinakamahalagang biological generalization.
Sa unang pagkakataon, ang mga selula, o sa halip ang mga dingding ng selula (mga shell) ng mga patay na selula, ay natuklasan sa mga seksyon ng cork gamit ang isang mikroskopyo ng Ingles na siyentipiko na si Robert Hooke noong 1665. Siya ang nagmungkahi ng terminong "cell".
Nang maglaon, natuklasan ng Dutchman na si A. Van Leeuwenhoek ang maraming mga single-celled na organismo sa mga patak ng tubig, at mga pulang selula ng dugo (erythrocytes) sa dugo ng tao.
Ang katotohanan na bilang karagdagan sa lamad ng cell, ang lahat ng mga nabubuhay na selula ay may panloob na nilalaman, isang semi-likido na gelatinous substance, natuklasan lamang ng mga siyentipiko sa simula ng ika-19 na siglo. Ang semi-liquid gelatinous substance na ito ay tinatawag na protoplasm. Noong 1831, natuklasan ang cell nucleus, at ang lahat ng nabubuhay na nilalaman ng cell - protoplasm - ay nagsimulang hatiin sa nucleus at cytoplasm.
Nang maglaon, habang napabuti ang mga diskarte sa mikroskopya, maraming mga organelles ang natuklasan sa cytoplasm (ang salitang "organoid" ay may mga ugat na Greek at nangangahulugang "tulad ng organ"), at ang cytoplasm ay nagsimulang nahahati sa mga organelles at ang likidong bahagi - hyaloplasm.
Ang mga sikat na siyentipikong Aleman, ang botanist na si Matthias Schleiden at ang zoologist na si Theodor Schwann, na aktibong nagtrabaho sa mga selula ng halaman at hayop, ay dumating sa konklusyon na ang lahat ng mga cell ay may katulad na istraktura at binubuo ng isang nucleus, organelles at hyaloplasm. Nang maglaon noong 1838-1839 sila ay bumalangkas pangunahing mga prinsipyo ng teorya ng cell. Ayon sa teoryang ito, ang cell ay ang pangunahing yunit ng istruktura ng lahat ng nabubuhay na organismo, parehong halaman at hayop, at ang proseso ng paglaki ng mga organismo at tisyu ay sinisiguro ng proseso ng pagbuo ng mga bagong selula.
Pagkalipas ng 20 taon, ang German anatomist na si Rudolf Virchow ay gumawa ng isa pang mahalagang generalization: ang isang bagong cell ay maaari lamang lumabas mula sa isang nakaraang cell. Nang maging malinaw na ang tamud at ang itlog ay mga selula rin na nag-uugnay sa isa't isa sa panahon ng proseso ng pagpapabunga, naging malinaw na ang buhay mula sa henerasyon hanggang sa henerasyon ay isang tuluy-tuloy na pagkakasunud-sunod ng mga selula. Habang nabuo ang biology at natuklasan ang mga proseso ng cell division (mitosis at meiosis), ang teorya ng cell ay dinagdagan ng parami nang parami ng mga bagong probisyon. Sa modernong anyo nito, ang mga pangunahing probisyon ng teorya ng cell ay maaaring mabalangkas tulad ng sumusunod:
1. Ang cell ay ang pangunahing estruktural, functional at genetic unit ng lahat ng buhay na organismo at ang pinakamaliit na yunit ng isang buhay na bagay.
Ang postulate na ito ay ganap na napatunayan ng modernong cytology. Bilang karagdagan, ang cell ay isang self-regulating at self-reproducing system na bukas upang makipagpalitan sa panlabas na kapaligiran.
Sa kasalukuyan, natutunan ng mga siyentipiko na ihiwalay ang iba't ibang bahagi ng cell (pababa sa mga indibidwal na molekula). Marami sa mga sangkap na ito ay maaaring gumana nang nakapag-iisa kung bibigyan ng tamang mga kondisyon. Halimbawa, ang mga contraction ng actin-myosin complex ay maaaring sanhi ng pagdaragdag ng ATP sa test tube. Ang artipisyal na synthesis ng mga protina at nucleic acid ay naging isang katotohanan din sa ating panahon, ngunit ang lahat ng ito ay bahagi lamang ng buhay. Para sa buong paggana ng lahat ng mga complex na ito na bumubuo sa cell, kailangan ang mga karagdagang sangkap, enzymes, enerhiya, atbp. At ang mga cell lamang ang independyente at self-regulating system, dahil magkaroon ng lahat ng kailangan upang mapanatili ang buong buhay.
2. Ang istraktura ng mga selula, ang kanilang kemikal na komposisyon at ang mga pangunahing pagpapakita ng mahahalagang proseso ay magkatulad sa lahat ng nabubuhay na organismo (unicellular at multicellular).
Mayroong dalawang uri ng mga selula sa kalikasan: prokaryotic at eukaryotic. Sa kabila ng ilang pagkakaiba, ang panuntunang ito ay totoo para sa kanila.
Ang pangkalahatang prinsipyo ng organisasyon ng cell ay natutukoy sa pamamagitan ng pangangailangan na magsagawa ng isang bilang ng mga ipinag-uutos na pag-andar na naglalayong mapanatili ang mahahalagang aktibidad ng mga cell mismo. Halimbawa, ang lahat ng mga cell ay may isang lamad, na, sa isang banda, ay naghihiwalay sa mga nilalaman nito mula sa kapaligiran, at sa kabilang banda, ay kumokontrol sa daloy ng mga sangkap sa loob at labas ng cell.
Ang mga organelles o organelles ay mga permanenteng espesyal na istruktura sa mga selula ng mga buhay na organismo. Ang mga organel ng iba't ibang mga organismo ay may isang karaniwang plano sa istruktura at gumagana ayon sa mga karaniwang mekanismo. Ang bawat organelle ay responsable para sa ilang mga function na mahalaga para sa cell. Salamat sa mga organelles, metabolismo ng enerhiya, ang biosynthesis ng protina ay nangyayari sa mga selula, at lumilitaw ang kakayahang magparami. Ang mga organel ay nagsimulang ihambing sa mga organo ng isang multicellular na organismo, kaya ang terminong ito.
Sa mga multicellular na organismo, ang isang makabuluhang pagkakaiba-iba ng mga cell ay malinaw na nakikita, na nauugnay sa kanilang functional na espesyalisasyon. Kung ihahambing mo, halimbawa, ang mga selula ng kalamnan at epithelial, mapapansin mo na naiiba sila sa bawat isa sa kagustuhan na pag-unlad ng iba't ibang uri ng mga organelles. Ang mga cell ay nakakakuha ng mga tampok ng functional specialization na kinakailangan upang maisagawa ang mga partikular na function bilang resulta ng cellular differentiation sa panahon ng ontogenesis.
3. Anumang bagong cell ay mabubuo lamang bilang resulta ng paghahati ng mother cell.
Ang pagpaparami ng mga selula (i.e., pagdami ng kanilang bilang), prokaryote man o eukaryote, ay maaari lamang mangyari sa pamamagitan ng paghahati ng mga umiiral na selula. Ang dibisyon ay kinakailangang maunahan ng isang proseso ng paunang pagdoble ng genetic material (DNA replication). Ang simula ng buhay ng isang organismo ay isang fertilized na itlog (zygote), i.e. isang cell na nabuo sa pamamagitan ng pagsasanib ng isang itlog at isang tamud. Ang natitirang pagkakaiba-iba ng mga selula sa katawan ay resulta ng hindi mabilang na mga dibisyon. Kaya, maaari nating sabihin na ang lahat ng mga selula sa katawan ay magkakaugnay, na umuunlad sa parehong paraan mula sa parehong pinagmulan.
4. Ang mga multicellular na organismo ay mga buhay na organismo na binubuo ng maraming selula. Karamihan sa mga cell na ito ay naiiba, i.e. naiiba sa kanilang istraktura, pag-andar at bumubuo ng iba't ibang mga tisyu.
Ang mga multicellular na organismo ay mga integral na sistema ng mga dalubhasang selula na kinokontrol ng intercellular, nervous at humoral na mekanismo. Ito ay kinakailangan upang makilala sa pagitan ng multicellularity at kolonyalidad. Ang mga kolonyal na organismo ay walang magkakaibang mga selula, at samakatuwid ay walang dibisyon ng katawan sa mga tisyu. Bilang karagdagan sa mga cell, ang mga multicellular organism ay naglalaman din ng mga noncellular na elemento, halimbawa, ang intercellular substance ng connective tissue, bone matrix, at plasma ng dugo.
Bilang isang resulta, maaari nating sabihin na ang lahat ng aktibidad ng buhay ng mga organismo mula sa kanilang kapanganakan hanggang kamatayan: pagmamana, paglaki, metabolismo, sakit, pagtanda, atbp. - lahat ng ito ay magkakaibang aspeto ng aktibidad ng iba't ibang mga selula ng katawan.
Ang teorya ng cell ay may malaking impluwensya sa pag-unlad ng hindi lamang biology, kundi pati na rin ang natural na agham sa pangkalahatan, dahil itinatag nito ang morphological na batayan ng pagkakaisa ng lahat ng nabubuhay na organismo at nagbigay ng pangkalahatang biological na paliwanag ng mga phenomena ng buhay. Sa mga tuntunin ng kahalagahan nito, ang teorya ng cellular ay hindi mas mababa sa mga natitirang tagumpay ng agham tulad ng batas ng pagbabagong-anyo ng enerhiya o ang teorya ng ebolusyon ni Charles Darwin. Kaya, ang cell - ang batayan para sa samahan ng mga kinatawan ng mga kaharian ng mga halaman, fungi at hayop - ay bumangon at binuo sa proseso ng biological evolution.
