Ботаніка - Неведомська Є.О. - ЛЕКЦІЯ 4. Клітинний рівень організації живої матерії

План

1. Цитологія - наука про будову та функції клітин. Історія вивчення клітин.

2. Методи цитологічних досліджень.

3. Загальна будова та життєдіяльність клітин еукаріотів.

4. Особливості будови та життєдіяльності клітини рослин.

Основні поняття: цитологія, клітина, клітинна теорія, методи цитологічних досліджень, органели, немембранні органели, одно-мембранні органели, двомембранні органели, клітинний цикл, інтерфаза, профаза, анафаза, метафаза, телофаза, мітоз, мейоз, амітоз.

1. Цитологія - наука про будову та функції клітин. Історія вивчення клітин

Цитологія (від грецьк. kytos - клітина, logos - учення) - наука про будову, функціонування та еволюцію клітин різних організмів.

На клітинному рівні організації живих систем у кожній клітині відбуваються процеси обміну речовин і перетворення енергії, забезпечуються процеси розмноження і передачі нащадкам спадкової інформації.

Історія вивчення клітин тісно пов'язана з розвитком мікроскопічної техніки, адже неозброєним оком вивчати їх неможливо. Саме тому клітини були описані лише в XVH ст.

Клітини відкрив у 1665 році англійський фізик Роберт Гук (16351703), розглядаючи під мікроскопом тонкий зріз корка. Корок - це покривна тканина рослин з непроникними для води та повітря клітинними стінками та відмерлим клітинним вмістом. Комірки (клітинні стінки), які побачив на зрізі корка Гук, нагадали йому голі монастирські келії, і він назвав їх англійським словом cell - камера, клітка, клітина. Отже, 1665 року Роберт Гук запропонував термін "клітина".

Роберт Гук відкрив клітинну будову рослинних тканин. Однак, у даному випадку він мав справу не з живими клітинами, а лише з їхніми стінками.

Пізніше голландець Антоній Левенгук (1632-1723), удосконаливши мікроскоп, уперше побачив живі одноклітинні істоти (інфузорії, бактерії), спостерігав клітини коренеплоду моркви та клітини деяких інших рослин.

Поступово з удосконаленням мікроскопа, не тільки поглиблювалися і розширювалися знання про будову клітини, але й формувалися уявлення про будову багатоклітинних організмів. До середини ХІХ ст. нагромадилось багато знань про клітину та клітинну будову рослин і тварин. Так, 1831 року англійський ботанік Роберт Броун (1773-1858) описав ядро рослинних клітин.

Німецький ботанік Матіас Шлейден (1804-1881), узагальнивши спостереження своїх попередників, довів, що всі рослини складаються з клітин. Учений вважав, що нові клітини утворюються зі "слизу" всередині старих, причому головну роль у цьому процесі відіграє ядро. Так було доведено, що ядро є обов'язковим компонентом клітин рослин і тварин. Теодор Шванн, порівнявши клітини рослин і тварин, побачив їхню схожість. Ці знання стали основою для створення клітинної теорії (1839 р.) будови живих організмів.

Основні положення клітинної теорії, сформульовані Теодором Шванном:

o всі організми складаються з клітин;

o клітини рослин і тварин подібні за головними рисами;

o ріст і розвиток організмів пов' язані з утворенням клітин.

Деякі положення клітинної теорії були, із сучасної точки зору, зовсім неправильними. Вважалося, наприклад, що головне в клітині - її оболонка; організм багатоклітинних організмів розглядався як проста сума клітин; до того ж не був з' ясований механізм утворення клітин. Один із цих "недоліків" виправив у 1859 році німецький учений Рудольф Вірхов (1821-1902), який довів, що клітини виникають тільки з клітин-попередників внаслідок їхнього поділу.

Створення клітинної теорії відноситься до числа найбільших відкриттів першої половини ХІХ ст. Клітинна теорія дала поштовх до вивчення загальних властивостей живих організмів, показала глибоку єдність всієї живої природи.

На сучасному етапі розвитку цитології клітинна теорія включає такі положення:

o клітина - елементарна одиниця будови і розвитку всіх живих організмів;

o клітини всіх одноклітинних і багатоклітинних організмів подібні за походженням, будовою, хімічним складом, основними процесами життєдіяльності;

o кожна нова клітина утворюється тільки в результаті поділу материнської клітини;

o у багатоклітинних організмів, які розвиваються з однієї клітини (спори, зиготи тощо), різні типи клітин формуються завдяки виконанню різних функцій, або їхній спеціалізації протягом індивідуального розвитку особини і утворюють тканини;

o у багатоклітинному організмі функціонування клітин підпорядковано інтересам цілісного організму.