Т. Шван. Відповідно до цієї теорії, всім організмам притаманне клітинна будова.Клітинна теорія стверджувала єдність тваринного та рослинного світу, наявність єдиного елемента тіла живого організму – клітини. Як і всяке велике наукове узагальнення, клітинна теорія виникла раптово: їй передували окремі відкриття різних дослідників.
Відкриття клітини належить англійському натуралісту Р. Гуку, який у 1665 р. вперше розглянув тонкий зріз пробки під мікроскопом. На зрізі було видно, що пробка має комірчасту будову, подібно до бджолиних сот. Ці осередки Р. Гук назвав клітинами. Слідом за Гуком клітинну будову рослин підтвердили італійський біолог та лікар М. Мальпігі (1675) та англійський ботанік Н. Грю (1682). Їхню увагу привернули форма клітин та будова їх оболонок. В результаті було дано уявлення про клітини як про «мішечки» або «бульбашки», наповнені «живильним соком».
Подальше удосконалення мікроскопа та інтенсивні мікроскопічні дослідження призвели до встановлення французьким ученим Ш. Бріссо-Мірбе (1802, 1808) того факту, що всі рослинні організми утворені тканинами, що складаються з клітин. Ще далі в узагальненнях пішов Ж. Б. Ламарк (1809), який поширив ідею Бріссо-Мірбе про клітинну будову та тваринні організми.
На початку ХІХ ст. робляться спроби вивчення внутрішнього вмісту клітини. У 1825 р. чеський вчений Я.Пуркіне відкрив ядро в яйцеклітині птахів. У 1831 р. англійський ботанік Р. Броун вперше описав ядро у клітинах рослин, а 1833 р. дійшов висновку, що ядро є обов'язковою частиною рослинної клітини. Таким чином, в цей час змінюється уявлення про будову клітини: головним у її організації стали вважати клітинну стінку, а вміст.
Найбільш близько до формулювання клітинної теорії підійшов німецький ботанік М. Шлейден, який встановив, що тіло рослин складається із клітин.
Численні спостереження щодо будови клітини, узагальнення накопичених даних дозволили Т. Шванну в 1839 р. зробити низку висновків, які згодом назвали клітинною теорією. Вчений показав, що це живі організми складаються з клітин, що клітини рослин і тварин принципово схожі між собою.
Клітинна теорія отримала розвиток у роботах німецького вченого Р. Вірхова (1858), який припустив, що клітини утворюються з попередніх материнських клітин. У 1874 р. російським ботаніком І. Д. Чистяковим, а 1875 р. польським ботаніком Еге. Страсбургером було відкрито розподіл клітини - мітоз , і, таким чином, підтвердилося припущення Р. Вірхова.
Створення клітинної теорії стало найважливішою подією в біології, одним із вирішальних доказів єдності живої природи. Клітинна теорія справила значний вплив в розвитку біології як науки, послужила фундаментом у розвиток таких дисциплін, як ембріологія , гістологія і фізіологія . Вона дозволила створити основи розуміння життя, індивідуального розвитку організмів, пояснення еволюційної зв'язку з-поміж них. Основні положення клітинної теорії зберегли своє значення і сьогодні, хочабільше
6. Окисне фосфорилювання (оф). Роз'єднання оф та його медичне значення. Гарячка та гіпертермія. Подібності та відмінності.
Основні положення клітинної теорії Т. Шванна можна сформулювати в такий спосіб.
Клітина - елементарна структурна одиниця будови всіх живих істот.
Клітини рослин і тварин самостійні, гомологічні один одному за походженням та структурою.
М. Шдейден і Т. Шванн помилково вважали, що головна роль клітини належить оболонці і нові клітини утворюються з міжклітинного безструктурного речовини. Надалі в клітинну теорію було внесено уточнення та доповнення, зроблені іншими вченими.
У 1855 р. німецький лікар Р. Вірхов робить висновок, що клітина може виникнути тільки з попередньої клітини шляхом її поділу.
На рівні розвитку біології основні тези клітинної теорії можна наступним чином.
Клітина - елементарна жива система, одиниця будови, життєдіяльності, розмноження та індивідуального розвитку організмів.
Клітини всіх живих організмів подібні за будовою та хімічним складом.
Нові клітини виникають тільки шляхом поділу клітин, які раніше існували.
Клітинна будова організмів – доказ єдності походження всього живого.
9. Основні положення клітинної теорії Шлейдена та Шванна. Які доповнення вніс до цієї теорії Вірхов? Сучасний стан клітинної теорії.
10. Хімічний склад клітини
Виділяють два типи клітинної організації:
1) прокаріотичний; 2) еукаріотичний.
Спільним для клітин обох типів і те, що клітини обмежені оболонкою, внутрішній вміст представлено цитоплазмою. У цитоплазмі знаходяться органоїди та включення. Органоїди- постійні, обов'язково присутні компоненти клітини, що виконують специфічні функції. Органоїди можуть бути обмежені однією або двома мембранами (мембранні органоїди) або не обмежені мембранами (немембранні органоїди). Увімкнення- непостійні компоненти клітини, що є відкладення речовин, тимчасово виведених з обміну або кінцевих його продуктів.
У таблиці наведено основні відмінності між прокаріотичними та еукаріотичними клітинами.
|
Ознака |
Прокаріотичні клітини |
Еукаріотичні клітини |
|
Структурно оформлене ядро |
Відсутнє | |
|
Генетичний матеріал |
Кільцеві не пов'язані з білками ДНК |
Лінійні зв'язані з білками ядерні ДНК та кільцеві не пов'язані з білками ДНК мітохондрій та пластид |
|
Мембранні органоїди |
відсутні | |
|
Рибосоми |
80-S типу (у мітохондріях та пластидах - 70-S типу) |
|
|
Не обмежені мембраною |
Обмежені мембраною, всередині мікротрубочки: 1 пара в центрі та 9 пар по периферії |
|
|
Основний компонент клітинної стінки |
У рослин – целюлоза, у грибів – хітин |
11. Типи клітинної організації. Будова про- та еукаріотичних клітин. Організація спадкового матеріалу у про- та еукаріотів.
Будова рослинної клітки.
Є пластиди;
Автотрофний тип живлення;
Синтез АТФ відбувається у хлоропластах та мітохондріях;
Є целюлозна клітинна стінка;
Великі вакуолі;
Клітинний центр лише у нижчих.
Будова тваринної клітки.
Пластиди відсутні;
Гетеротрофний тип живлення;
Синтез АТФ відбувається у мітохондріях;
Целюлозна клітинна стінка відсутня;
Вакуолі дрібні;
Клітинний центр є в усіх клітин.
Подібності
Принципова єдність будови (поверхневий апарат клітини, цитоплазма, ядро)
Подібність у перебігу багатьох хімічних процесів у цитоплазмі та ядрі.
Єдність принципу передачі спадкової інформації під час поділу клітини.
Подібна будова мембран.
Єдність хімічного складу.
Прорганели загального призначення : ендоплазматична мережа: гладка, шорстка; комплекс Гольджі, мітохондрії, рибосоми, лізосоми (первинні, вторинні), клітинний центр, пластиди (хлоропласти, хромопласти, лейкопласти);
Органели спеціального призначення: джгутики, вії, міофібрили, нейрофібрили; включення (Непостійні компоненти клітини): запасні, секреторні, специфічні.
|
Головні органоїди |
Будова |
Функції |
|
Цитоплазма |
Внутрішнє напіврідке середовище дрібнозернистої структури. Містить ядро та органоїди |
Забезпечує взаємодію ядра та органоїдів Регулює швидкість біохімічних процесів Виконує транспортну функцію |
|
ЕПС – ендоплазматична мережа |
Система мембран у цитоплазмі» утворює канали і більші порожнини, ЕПС буває 2-х типів: гранульована (шорстка), на якій розташовано безліч рибосом, і гладка |
Здійснює реакції, пов'язані із синтезом білків, вуглеводів, жирів Сприяє перенесенню та циркуляції поживних речовин у клітині Білок синтезується на гранульованій ЕПС, вуглеводи та жири - на гладкій ЕПС |
|
Рибосоми |
Дрібні тільця діаметром 15-20 мм |
Здійснюють синтез білкових молекул, їх збирання з амінокислот. |
|
Мітохондрії |
Мають сферичну, ниткоподібну, овальну та інші форми. Усередині мітохондрій знаходяться складки (довжина від 0,2 до 0,7 мкм). |
Зовнішній покрив мітохондрій складається з 2-х мембран: зовнішня - гладка, і внутрішня - утворює вирости-хрести, на яких розташовані дихальні ферменти Забезпечують клітину енергією. Енергія звільняється при розпаді аденозинтрифосфорної кислоти (АТФ) |
|
Синтез АТФ здійснюється ферментами на мембранах мітохондрій |
Пластиди - властиві лише клітинам рослин, бувають трьох типів: | |
|
Двомембранні органели клітини |
хлоропласти |
Мають зелений колір, овальну форму, обмежені від цитоплазми двома тришаровими мембранами. Усередині хлоропласту розташовуються грані, де зосереджено весь хлорофіл |
|
Використовують світлову енергію сонця та створюють органічні речовини з неорганічних. |
хромопласти |
Жовті, помаранчеві, червоні чи бурі утворюються внаслідок накопичення каротину. |
|
Надають різним частинам рослин червоне та жовте забарвлення |
лейкопласти |
Безбарвні пластиди (містяться в корінні, бульбах, цибулинах) |
|
У них відкладаються запасні поживні речовини |
Комплекс Гольджі |
Може мати різну форму і складається з відмежованих мембранами порожнин і трубочок з бульбашками на кінці, що відходять від них. Накопичує та виводить органічні речовини, що синтезуються в ендоплазматичній мережі |
|
Утворює лізосоми |
Лізосоми |
Округлі тільця діаметром близько 1 мкм. На поверхні мають мембрану (шкірку), усередині якої знаходиться комплекс ферментів |
|
Виконують травну функцію - перетравлюють харчові частки та видаляють відмерлі органоїди. |
Органоїди руху клітин Джгутики і вії, що являють собою вирости клітини і мають однотипну будову у тварин і рослин Міофібрили - тонкі нитки довжиною понад 1 см діаметром 1 мкм, розташовані пучками вздовж м'язового волокна. |
Псевдоподії Виконують функцію руху За рахунок їх відбувається скорочення м'язів |
|
Клітинні включення |
Це непостійні компоненти клітини - вуглеводи, жири та білки |
Запасні поживні речовини, що використовуються у процесі життєдіяльності клітини |
|
Клітинний центр |
Складається з двох маленьких тілець - центріолей та центросфери - ущільненої ділянки цитоплазми |
Відіграє важливу роль при розподілі клітин |
– елементарна структурно-функціональна одиниця всіх живих організмів Вона може існувати як окремий організм (бактерії, найпростіші, водорості, гриби), і у складі тканин багатоклітинних тварин, рослин та грибів.
Історія вивчення клітини. Клітинна теорія.
Життєдіяльність організмів на клітинному рівні вивчає наука цитологія чи біологія клітини. Виникнення цитології як науки був із створенням клітинної теорії, найширшого і фундаментального з усіх біологічних узагальнень.
Історія вивчення клітини нерозривно пов'язані з розвитком методів досліджень, насамперед із розвитком мікроскопічної техніки. Вперше мікроскоп застосував для досліджень рослинних та тваринних тканин англійський фізик та ботанік Роберт Гук (1665 р.). Вивчаючи зріз пробки серцевини бузини, він виявив окремі порожнини – осередки чи клітини.
У 1674 р. знаменитий голландський дослідник Антоні де Левенгук удосконалив мікроскоп (збільшував у 270 разів), виявив у краплі води одноклітинні організми. У зубному нальоті виявив бактерій, відкрив та описав еритроцити, сперматозоїди, а з тварин тканин описав будову серцевого м'яза.
- 1827 р. – наш співвітчизник К. Бер відкрив яйцеклітину.
- 1831 - англійський ботанік Роберт Броун описав ядро в клітинах рослин.
- 1838 – німецький ботанік Матіас Шлейден висунув ідею про ідентичність рослинних клітин з точки зору їх розвитку.
- 1839 - німецький зоолог Теодор Шванн зробив остаточне узагальнення, що клітини рослин і тварин мають загальну будову. У своїй роботі «Мікроскопічні дослідження про відповідність у структурі та зростанні тварин і рослин» він сформулював клітинну теорію, згідно з якою клітини є структурною та функціональною основою живих організмів.
- 1858 - німецький патолог Рудольф Вірхов застосував клітинну теорію в патології і доповнив її важливими положеннями:
1) нова клітина може виникнути лише з попередньої клітини;
2) хвороби людини мають у своїй основі порушення будови клітин.
Клітинна теорія в сучасному вигляді включає три основні положення:
1) клітина – елементарна структурна, функціональна та генетична одиниця всього живого – першоджерело життя.
2) нові клітини утворюються в результаті поділу попередніх; клітина – елементарна одиниця розвитку живого.
3) структурно-функціональними одиницями багатоклітинних організмів є клітини.
Клітинна теорія надала плідний вплив на всі напрямки біологічних досліджень.
, рослин та бактерії мають схожу будову. Пізніше ці висновки стали основою доказу єдності організмів. Т. Шванн і М. Шлейден ввели в науку основне уявлення про клітину: поза клітинами немає життя.
Клітинна теорія неодноразово доповнювалася та редагувалася.
Енциклопедичний YouTube
1 / 5
✪ Методи цитології. Клітинна теорія. Відеоурок з біології 10 клас
✪ Клітинна теорія | Біологія 10 клас #4 | Інфоурок
✪ Тема 3, ч1. ЦИТОЛОГІЯ. КЛІТИННА ТЕОРІЯ. БУДОВА МЕМБРАНИ.
✪ Клітинна теорія | Будова клітини Біологія (частина 2)
✪ 7. Клітинна теорія (історія + методи) (9 або 10-11 клас) - біологія, підготовка до ЄДІ та ОДЕ 2018
Субтитри
Положення клітинної теорії Шлейден-Шванна
Творці теорії так сформулювали її основні тези:
- Клітина - елементарна структурна одиниця будови всіх живих істот.
- Клітини рослин і тварин самостійні, гомологічні один одному за походженням та структурою.
Основні положення сучасної клітинної теорії
Лінк і Молднхоуер встановлюють наявність у рослинних клітин самостійних стінок. З'ясовується, що клітина є певною морфологічно відокремленою структурою. У 1831 році Г. Моль доводить, що навіть такі, здавалося б, неклітинні структури рослин, як водоносні трубки, розвиваються з клітин.
Ф. Мейен у «Фітотомії» (1830) описує рослинні клітини, які «бувають або одиночними, так що кожна клітина є особливим індивідом, як це зустрічається у водоростей і грибів, або ж, утворюючи більш високо організовані рослини, вони з'єднуються в більш і менші маси». Мейєн підкреслює самостійність обміну речовин кожної клітини.
В 1831 Роберт-Броун описує ядро і висловлює припущення, що воно є постійною складовою рослинної клітини.
Школа Пуркіньє
У 1801 році Вігіа ввів поняття про тканини тварин, проте він виділяв тканини на підставі анатомічного препарування і не застосовував мікроскопа. Розвиток уявлень про мікроскопічну будову тканин тварин пов'язане насамперед із дослідженнями Пуркіньє, який заснував у Бреславлі свою школу.
Пуркіньє та його учні (особливо слід виділити Г. Валентина) виявили в першому та найзагальнішому вигляді мікроскопічну будову тканин та органів ссавців (у тому числі й людини). Пуркіньє та Валентин порівнювали окремі клітини рослин із приватними мікроскопічними тканинними структурами тварин, які Пуркіньє найчастіше називав «зернятками» (для деяких тварин структур у його школі застосовувався термін «клітина»).
У 1837 році Пуркіньє виступив у Празі із серією доповідей. Вони повідомив про свої спостереження над будовою шлункових залоз, нервової системи тощо. буд. У таблиці, прикладеної до його доповіді, було дано ясні зображення деяких клітин тварин тканин. Проте встановити гомологію клітин рослин та клітин тварин Пуркіньє не зміг:
- по-перше, під зернятами він розумів то клітини, то клітинні ядра;
- по-друге, термін «клітина» тоді розумівся буквально як «простір, обмежений стінками».
Зіставлення клітин рослин і «зернят» тварин Пуркіньє вів у плані аналогії, а не гомології цих структур (розуміючи терміни «аналогія» та «гомологія» в сучасному розумінні).
Школа Мюллера та робота Шванна
Другою школою, де вивчали мікроскопічну будову тварин тканин, була лабораторія Йоганнеса Мюллера в Берліні. Мюллер вивчав мікроскопічну будову спинної струни (хорди); його учень Генле опублікував дослідження про кишковому епітелії, в якому він дав опис різних його видів та їх клітинної будови.
Тут були виконані класичні дослідження Теодора Шванна, що заклали основу клітинної теорії. На роботу Шванна сильно вплинула школа Пуркіньє і Генле. Шван знайшов правильний принцип порівняння клітин рослин та елементарних мікроскопічних структур тварин. Шванн зміг встановити гомологію та довести відповідність у будові та зростанні елементарних мікроскопічних структур рослин та тварин.
На значення ядра в клітці Шванна наштовхнули дослідження Матіаса Шлейдена, у якого в 1838 вийшла робота «Матеріали з фітогенезу». Тому Шлейден часто називають співавтором клітинної теорії. Основна ідея клітинної теорії - відповідність клітин рослин та елементарних структур тварин - була далека від Шлейдена. Він сформулював теорію новоутворення клітин з безструктурної речовини, згідно з якою спочатку з дрібної зернистості конденсується ядерце, навколо нього утворюється ядро, що є утворювачем клітини (цитобласт). Проте це теорія спиралася на невірні факти.
У 1838 році Шванн публікує 3 попередні повідомлення, а в 1839 році з'являється його класичний твір «Мікроскопічні дослідження про відповідність у структурі та зростанні тварин і рослин», в самому назві якого виражена основна ідея клітинної теорії:
- У першій частині книги він розглядає будову хорди та хряща, показуючи, що їх елементарні структури – клітини розвиваються однаково. Далі він доводить, що мікроскопічні структури інших тканин та органів тваринного організму - це також клітини, цілком порівняні з клітинами хряща та хорди.
- У другій частині книги порівнюються клітини рослин і клітин тварин і показується їх відповідність.
- У третій частині розвиваються теоретичні положення та формулюються принципи клітинної теорії. Саме дослідження Шванна оформили клітинну теорію та довели (на рівні знань того часу) єдність елементарної структури тварин та рослин. Головною помилкою Шванна була висловлена їм слідом за Шлейденом думка про можливість виникнення клітин із безструктурної неклітинної речовини.
Розвиток клітинної теорії у другій половині ХІХ століття
З 1840-х років XIX століття вчення про клітину опиняється в центрі уваги всієї біології і бурхливо розвивається, перетворившись на самостійну галузь науки – цитологію.
Для подальшого розвитку клітинної теорії істотне значення мало її поширення на протистів (найпростіших), які були визнані клітинами, що вільно живуть (Сібольд, 1848).
Саме тоді змінюється уявлення склад клітини. З'ясовується другорядне значення клітинної оболонки, яка раніше визнавалася найістотнішою частиною клітини, і висувається на перший план значення протоплазми (цитоплазми) та ядра клітин (Моль, Кон, Л. С. Ценковський, Лейдіг, Гекслі), що знайшло своє вираження у визначенні клітини , Даний М. Шульце в 1861 р.:
Клітина - це грудочка протоплазми з ядром, що міститься всередині.
В 1861 Брюкко висуває теорію про складну будову клітини, яку він визначає як «елементарний організм», з'ясовує далі розвинену Шлейденом і Шваном теорію утворення клітин з безструктурної речовини (цитобластеми). Виявлено, що способом утворення нових клітин є клітинний поділ, який вперше був вивчений Молем на ниткових водоростях. У спростуванні теорії цитобластеми на ботанічному матеріалі велику роль відіграли дослідження Негелі та Н. І. Желе.
Розподіл тканинних клітин у тварин було відкрито 1841 р. Ремаком. З'ясувалося, що дроблення бластомерів є серією послідовних поділів (Біштюф, Н. А. Келлікер). Ідея про загальне поширення клітинного поділу як способу утворення нових клітин закріплюється Р. Вірхов у вигляді афоризму:
"Omnis cellula ех cellula".
Кожна клітина із клітини.
У розвитку клітинної теорії у ХІХ столітті гостро постають протиріччя, відбивають двоїстий характер клітинного вчення, що розвивалося у межах механістичного ставлення до природі. Вже у Шванна трапляється спроба розглядати організм як суму клітин. Ця тенденція набуває особливого розвитку в «Целюлярної патології» Вірхова (1858).
Роботи Вірхова неоднозначно вплинули на розвиток клітинного вчення:
- Клітинна теорія поширювалася їм область патології, що сприяло визнанню універсальності клітинного вчення. Праці Вірхова закріпили відмову від теорії цитобластеми Шлейдена та Шванна, привернули увагу до протоплазми та ядра, визнаними найбільш істотними частинами клітини.
- Вірхов направив розвиток клітинної теорії шляхом суто механістичного трактування організму.
- Вірхов зводив клітини в ступінь самостійної істоти, внаслідок чого організм розглядався не як ціле, а як сума клітин.
XX століття
Клітинна теорія з другої половини XIX століття набувала дедалі більше метафізичного характеру, посиленого «Целюлярною фізіологією» Ферворна, який розглядав будь-який фізіологічний процес, що протікає в організмі, як просту суму фізіологічних проявів окремих клітин. На завершення цієї лінії розвитку клітинної теорії з'явилася механістична теорія «клітинної держави», як прихильник якої виступав у тому числі й Геккель. Відповідно до цієї теорії організм порівнюється з державою, яке клітини - з громадянами. Така теорія суперечила принципу цілісності організму.
Механістичне напрям у розвитку клітинної теорії зазнало гострої критики. У 1860 році з критикою уявлення Вірхова про клітину виступив І. М. Сєченов. Пізніше клітинна теорія зазнала критичних оцінок з боку інших авторів. Найбільш серйозні та важливі заперечення були зроблені Гертвігом, А. Г. Гурвіч (1904), М. Гейденгайном (1907), Добеллом (1911). З великою критикою клітинного вчення виступив чеський гістолог Студничка (1929, 1934).
У 1930-х роках радянський біолог О. Б. Лепешинська, ґрунтуючись на даних своїх досліджень, висунула «нову клітинну теорію» на противагу «вірховіанству». У її основу було покладено уявлення, що у онтогенезі клітини можуть розвиватися з якогось неклітинного живої речовини. Критична перевірка фактів, покладених О. Б. Лепешинської та її прихильниками в основу теорії, що висувається нею, не підтвердила даних про розвиток клітинних ядер з без'ядерної «живої речовини».
Сучасна клітинна теорія
Сучасна клітинна теорія виходить із того, що клітинна структура є найголовнішою формою існування життя, властивої всім живим організмам, крім вірусів. Удосконалення клітинної структури стало головним напрямом еволюційного розвитку як у рослин, так і у тварин, і клітинна будова міцно утрималася у більшості сучасних організмів.
Водночас мають бути піддані переоцінці догматичні та методологічно неправильні положення клітинної теорії:
- Клітинна структура є головною, але не єдиною формою життя. Неклітинними формами життя вважатимуться віруси. Щоправда, ознаки живого (обмін речовин, здатність до розмноження тощо) вони виявляють лише всередині клітин, поза клітинами вірус є складною хімічною речовиною. На думку більшості вчених, у своєму походженні віруси пов'язані з клітиною, є частиною її генетичного матеріалу, «дикими» генами.
- З'ясувалося, що існує два типи клітин - прокаріотичні (клітини бактерій та архебактерій), що не мають відмежованого мембранами ядра, та еукаріотичні (клітини рослин, тварин, грибів та протистів), що мають ядро, оточене подвійною мембраною з ядерними порами. Між клітинами прокаріотів і еукаріотів існує й безліч інших відмінностей. У більшості прокаріотів немає внутрішніх мембранних органоїдів, а у більшості еукаріотів є мітохондрії та хлоропласти. Відповідно до теорії симбіогенезу, ці напівавтономні органоїди – нащадки бактеріальних клітин. Таким чином, еукаріотична клітина - система вищого рівня організації, вона не може вважатися цілком гомологічною клітиною бактерії (клітина бактерії гомологічна однієї мітохондрії клітини людини). Гомологія всіх клітин, таким чином, звелася до наявності в них замкнутої зовнішньої мембрани з подвійного шару фосфоліпідів (архебактерії вона має інший хімічний склад, ніж у інших груп організмів), рибосом і хромосом - спадкового матеріалу у вигляді молекул ДНК, що утворюють комплекс з білками . Це, звичайно, не скасовує загального походження всіх клітин, що підтверджується спільністю їхнього хімічного складу.
- Клітинна теорія розглядала організм як суму клітин, а прояви життя організму розчиняла у сумі проявів життя його клітин. Цим ігнорувалась цілісність організму, закономірності цілого підмінювалися сумою елементів.
- Вважаючи клітину загальним структурним елементом, клітинна теорія розглядала як цілком гомологічні структури тканинні клітини та гамети, протистів та бластомери. Застосовність поняття клітини до протист є дискусійним питанням клітинного вчення у тому сенсі, що багато складно влаштовані багатоядерні клітини протистів можуть розглядатися як надклітинні структури. У тканинних клітинах, статевих клітинах, протистах проявляється загальна клітинна організація, що виражається у морфологічному виділенні каріоплазми у вигляді ядра, проте ці структури не можна вважати якісно рівноцінними, виносячи за межі поняття «клітина» всі їхні специфічні особливості. Зокрема, гамети тварин або рослин - це не просто клітини багатоклітинного організму, а особливе гаплоїдне покоління їх життєвого циклу, що має генетичні, морфологічні, а іноді і екологічні особливості і схильне до незалежної дії природного відбору. У той самий час майже всі еукаріотичні клітини, безсумнівно, мають загальне походження і набір гомологічних структур - елементи цитоскелета, рибосоми еукаріотичного типу та інших.
- Догматична клітинна теорія ігнорувала специфічність неклітинних структур в організмі або навіть визнавала їх, як це робив Вірхов, неживими. Насправді, в організмі крім клітин є багатоядерні надклітинні структури (синцитії, симпласти) і без'ядерна міжклітинна речовина, що має здатність до метаболізму і тому жива. Встановити специфічність їх життєпроявів та значення для організму є завданням сучасної цитології. У той самий час і багатоядерні структури, і позаклітинна речовина виникають лише з клітин. Синцитії та симпласти багатоклітинних – продукт злиття вихідних клітин, а позаклітинна речовина – продукт їхньої секреції, тобто утворюється вона в результаті метаболізму клітин.
- Проблема частини та цілого вирішувалася ортодоксальною клітинною теорією метафізично: вся увага переносилася на частини організму – клітини чи «елементарні організми».
Цілісність організму є результатом природних, матеріальних взаємозв'язків, цілком доступних дослідженню та розкриттю. Клітини багатоклітинного організму є індивідуумами, здатними існувати самостійно (так звані культури клітин поза організму є штучно створювані біологічні системи). До самостійного існування здатні, як правило, лише ті клітини багатоклітинних, які дають початок новим особинам (гамети, зиготи чи суперечки) і можуть розглядатися як окремі організми. Клітина не може бути відірвана від навколишнього середовища (як, втім, будь-які живі системи). Зосередження уваги на окремих клітинах неминуче призводить до уніфікації та механістичного розуміння організму як суми частин.
Очищена від механіцизму і доповнена новими даними клітинна теорія залишається одним із найважливіших біологічних узагальнень.
Вперше клітини, а точніше клітинні стінки (оболонки) мертвих клітин, було виявлено у зрізах пробки з допомогою мікроскопа, англійським вченим Робертом Гуком 1665 року. Саме він і запропонував термін «клітина».
Пізніше голландець А. Ван Левенгук відкрив безліч одноклітинних організмів у краплях води, а крові людей червоні кров'яні клітини (еритроцити).
Те, що окрім клітинної оболонки всі живі клітини мають внутрішній вміст напіврідку драглисту речовину, вчені змогли відкрити тільки на початку XIX століття. Цю напіврідку драглисту речовину назвали протоплазмою. У 1831 році було відкрито клітинне ядро, і весь живий вміст клітини протоплазму стали підрозділяти на ядро і цитоплазму.
Пізніше в міру вдосконалення техніки мікроскопії в цитоплазмі було виявлено численні органоїди (слово «органоїд» має грецьке коріння і означає «схожий на орган»), і цитоплазму почали поділяти на органоїди та рідку частину — гіалоплазму.
Відомі німецькі вчені ботанік Матіас Шлейден і зоолог Теодор Шванн, які активно працювали з клітинами рослин і тварин, дійшли висновку, що всі клітини мають схожу будову і складаються з ядра, органоїдів та гіалоплазми. Пізніше 1838-1839 р. вони сформулювали основні положення клітинної теорії. Відповідно до цієї теорії клітина є основною структурною одиницею всіх живих організмів, як рослинних, і тварин, а процес зростання організмів і тканин забезпечується процесом утворення нових клітин.
Через 20 років німецьким анатомом Рудольфом Вірховим було зроблено ще одне важливе узагальнення: нова клітина може виникнути лише з попередньої клітини. Коли з'ясувалося, що сперматозоїд та яйцеклітина — також клітини, що з'єднуються один з одним у процесі запліднення, стало зрозуміло, що життя з покоління до покоління — безперервна послідовність клітин. У міру розвитку біології та відкриття процесів поділу клітин (мітозу та мейозу) клітинна теорія доповнювалася все новими положеннями. У сучасному вигляді основні положення клітинної теорії можна сформулювати так:
1. Клітина - основна структурно-функціональна та генетична одиниця всіх живих організмів та найменша одиниця живого.
Цей постулат було повністю доведено сучасною цитологією. Крім того, клітина являє собою відкриту для обміну із зовнішнім середовищем, що саморегулюється і самовідтворюється систему.
Нині вчені навчилися виділяти різні компоненти клітини (до окремих молекул). Багато цих компонентів можуть навіть функціонувати самостійно, якщо створити їм відповідні умови. Так, наприклад, скорочення актино-міозинового комплексу може бути спричинене додаванням у пробірку АТФ. Штучний синтез білов і нуклеїнових кислот теж стало реальністю в наш час, але все це лише частини живого. Для повноцінної роботи всіх цих комплексів, що входять до складу клітини, потрібні додаткові речовини, ферменти, енергія тощо. І лише клітини є самостійними і саморегулюючими системами, т.к. мають все необхідне підтримки повноцінної життєдіяльності.
2. Будова клітин, їх хімічний склад та основні прояви процесів життєдіяльності подібні у всіх живих організмів (одноклітинних та багатоклітинних).
У природі існує два типи клітин: прокаріотичні та еукаріотичні. Незважаючи на їх деякі відмінності, це правило для них справедливе.
Загальний принцип організації клітин визначається необхідністю здійснити ряд обов'язкових функцій, вкладених у підтримку життєдіяльності самих клітин. Наприклад, у всіх клітин є оболонка, яка з одного боку ізолює її вміст від навколишнього середовища, з іншого - контролює потік речовин у клітину та з неї.
Органоїди чи органели — постійні спеціалізовані структури у клітинах живих організмів. Органоїди різних організмів мають загальний план будови та працюють за єдиними механізмами. Кожен органоїд відповідає за певні функції, які життєво необхідні клітини. Завдяки органоїдам у клітинах відбувається енергетичний обмін, біосинтез білка, з'являється здатність до відтворення. Органоїди стали порівнювати з органами багатоклітинного організму, звідси і виник цей термін.
У багатоклітинних організмів добре простежується значне розмаїття клітин, що з їх функціональної спеціалізацією. Якщо порівняти, наприклад, м'язові та епільні клітини, можна помітити, що вони відрізняються одна від одної переважним розвитком різних видів органоїдів. Клітини набувають рис функціональної спеціалізації, які необхідні виконання конкретних функцій, внаслідок клітинної диференціювання у процесі онтогенезу.
3. Будь-яка нова клітина може утворитися лише внаслідок поділу материнської клітини.
Розмноження клітин (тобто збільшення їх кількості) чи то прокаріоти чи еукаріоти може відбуватися лише розподілом вже існуючих клітин. Поділ обов'язково передує процес попереднього подвоєння генетичного матеріалу (реплікація ДНК). Початком життя організму є запліднена яйцеклітина (зигота), тобто. клітина, що утворюється в результаті злиття яйцеклітини та сперматозоїда. Решта різноманітності клітин в організмі — результат незліченної кількості її поділів. Таким чином, можна сказати, що всі клітини в організмі споріднені, розвиваються однаково з одного джерела.
4. Багатоклітинні організми - живі організми, що складаються з багатьох клітин. Більшість цих клітин диференційована, тобто. розрізняються за своєю будовою, виконуваним функціям та утворюють різні тканини.
Багатоклітинні організми - це цілісні системи спеціалізованих клітин, що регулюються міжклітинними, нервовими та гуморальними механізмами. Слід розрізняти багатоклітинність та колоніальність. У колоніальних організмів немає диференційованих клітин, отже, немає поділу тіла на тканини. У багатоклітинні організми, крім клітин, входять ще неклітинні елементи, наприклад, міжклітинна речовина сполучної тканини, кістковий матрикс, плазма крові.
У результаті можна сказати, що вся життєдіяльність організмів від народження до смерті: спадковість, зростання, обмін речовин, хвороби, старіння тощо. - все це різноманітні аспекти діяльності різних клітин організму.
Клітинна теорія справила величезний вплив в розвитку як біології, а й природознавства загалом, оскільки вона встановила морфологічну основу єдності всіх живих організмів, дала загальнобіологічне пояснення життєвих явищ. За своїм значенням, клітинна теорія не поступається таким визначним досягненням науки, як закон перетворення енергії або еволюційна теорія Ч. Дарвіна. Отже, клітина - основа організації представників царств рослин, грибів та тварин - виникла та розвивалася в процесі біологічної еволюції.
