- minden élő szervezet elemi szerkezeti és funkcionális egysége Létezhet különálló szervezetként (baktériumok, protozoonok, algák, gombák), valamint többsejtű állatok, növények és gombák szöveteiben.

A sejt tanulmányozásának története. Sejtelmélet.

Az élőlények sejtszintű létfontosságú tevékenységét a citológia vagy sejtbiológia tudománya tanulmányozza. A citológia tudományként való megjelenése szorosan összefügg a sejtelmélet megalkotásával, amely a biológiai általánosítások közül a legszélesebb és legalapvetőbb.

A sejtkutatás története elválaszthatatlanul összefügg a kutatási módszerek, elsősorban a mikroszkópos technológia fejlődésével. A mikroszkópot először Robert Hooke angol fizikus és botanikus (1665) használta növényi és állati szövetek kutatására. Egy bodzamag parafa vágását tanulmányozva külön üregeket fedezett fel – sejteket vagy sejteket.

1674-ben a híres holland kutató, Anthony de Leeuwenhoek megjavította a mikroszkópot (270-szeresre nagyítva), és egysejtű organizmusokat fedezett fel egy csepp vízben. Baktériumokat talált a lepedékben, felfedezte és leírta a vörösvértesteket, spermiumokat, állati szövetekből leírta a szívizom szerkezetét.

• 1827 - Honfitársunk, K. Baer felfedezett egy tojást.
• 1831 – Robert Brown angol botanikus leírta a sejtmagot a növényi sejtekben.
• 1838 - Matthias Schleiden német botanikus felvetette a növényi sejtek azonosságának gondolatát fejlődésük szempontjából.
• 1839 – Theodor Schwann német zoológus végső általánosítást tett arra vonatkozóan, hogy a növényi és állati sejteknek közös szerkezetük van. "Mikroszkópos vizsgálatok az állatok és növények szerkezetének és növekedésének összefüggéseiről" című munkájában megfogalmazta a sejtelméletet, amely szerint a sejtek az élő szervezetek szerkezeti és funkcionális alapjai.
• 1858 – Rudolf Virchow német patológus a sejtelméletet a patológiára alkalmazta, és fontos rendelkezésekkel egészítette ki:

1) új cella csak az előző cellából keletkezhet;

2) az emberi betegségek a sejtek szerkezetének megsértésén alapulnak.

A sejtelmélet modern formájában három fő rendelkezést tartalmaz:

1) a sejt minden élőlény elemi szerkezeti, funkcionális és genetikai egysége - az élet elsődleges forrása.

2) új sejtek képződnek az előzőek osztódása következtében; a sejt az élőlények fejlődésének elemi egysége.

3) a többsejtű szervezetek szerkezeti és funkcionális egységei a sejtek.

A sejtelmélet gyümölcsöző befolyást gyakorolt ​​a biológiai kutatás minden területére.

Az emberek a mikroszkóp feltalálása után értesültek a sejtek létezéséről. A legelső primitív mikroszkópot a holland Z. Jansen üvegcsiszoló (1590) találta fel két lencse összekapcsolásával.

R. Hooke angol fizikus és botanikus, miután megvizsgálta a parafa tölgy parafa vágását, megállapította, hogy az sejtekből áll, hasonlóan a méhsejtekhez, amelyeket sejteknek nevezett (1665). Igen, igen... ez ugyanaz a Hooke, akiről a híres fizikai törvényt elnevezték.

Rizs. "Balsafa vágás Robert Hooke könyvéből, 1635-1703"

1683-ban A. Van Leeuwenhoek holland kutató a mikroszkóp fejlesztése után először figyelt meg élő sejteket és írt le baktériumokat.

Karl Baer orosz tudós 1827-ben fedezett fel egy emlős tojássejtet. Ezzel a felfedezéssel megerősítette W. Harvey angol orvos korábban kifejtett gondolatát, miszerint minden élő szervezet tojásból fejlődik ki.

A sejtmagot először R. Brown angol biológus fedezte fel növényi sejtekben (1833).

Német tudósok, M. Schleiden botanikus és T. Schwann zoológus munkái nagy jelentőséggel bírtak a sejt élő természetben betöltött szerepének megértésében. Ők voltak az elsők, akik megfogalmazták sejtelmélet, melynek fő pontja kimondta, hogy minden organizmus, beleértve a növényeket és az állatokat is, a legegyszerűbb részecskékből - sejtekből áll, és minden sejt egy független egész. A testben azonban a sejtek egymással együttműködve harmonikus egységet alkotnak.

Később be sejtelméletúj felfedezéseket adtak hozzá. 1858-ban a német tudós, R. Virchow alátámasztotta, hogy minden sejt más sejtekből sejtosztódással jön létre: "minden sejt sejtből van".

A sejtelmélet szolgált alapul a XIX. századi megjelenéshez. citológia tudománya. A XIX. század végére. a mikroszkópos technológia bonyolultsága miatt a sejtek szerkezeti összetevőit, osztódásuk folyamatát fedezték fel és tanulmányozták. Az elektronmikroszkóp lehetővé tette a sejtek legfinomabb szerkezetének tanulmányozását. Meglepő hasonlóságot találtak az élő természet összes birodalmának képviselőinek sejtjeinek finom szerkezetében.

A modern sejtelmélet főbb rendelkezései:

• a sejt az összes élő szervezet szerkezeti és funkcionális egysége, valamint fejlődési egysége;
• a sejtek membránszerkezettel rendelkeznek;
• a sejtmag az eukarióta sejt fő része;
• a sejtek csak osztódással szaporodnak;
• az organizmusok sejtszerkezete azt jelzi, hogy a növények és az állatok egyetlen eredetûek.

1. Először láttam és írtam le növényi sejteket: R. Virkhov; R. Hooke; K. Baer; A. Levenguk. 2. Javította a mikroszkópot, és először látott egysejtű organizmusokat: M. Schleiden; A. Levenguk; R. Virhov; R. Hooke.

3. A sejtelmélet megalkotói: C. Darwin és A. Wallace; T. Schwann és M. Schleiden; G. Mendel és T. Morgan; R. Hooke és N. G. 4. A sejtelmélet elfogadhatatlan: gombák és baktériumok; vírusok és baktériumok; állatok és növények; baktériumok és növények. 5. Minden élő szervezet sejtszerkezete a következőkről tanúskodik: a kémiai összetétel egysége; élő szervezetek sokfélesége; minden élőlény eredetének egysége; az élő és az élettelen természet egysége

A prokarióták olyan organizmusok, amelyek sejtjei nem rendelkeznek maggal. Prokarióták (a latin pro - korábban, a görög karion mag helyett) - az organizmusok birodalma felett, amely magában foglalja az Archaea (Archaea) és a Valódi baktériumok (Eubacteria) birodalmát. Az igazi baktériumok közé tartoznak maguk a baktériumok és a cianobaktériumok is (a régi név "kék-zöld alga"). A sejtmag analógja egy DNS-ből, fehérjékből és RNS-ből álló szerkezet.

A prokarióta sejtek felszíni apparátussal és citoplazmával rendelkeznek, amely kevés organellumát és különféle zárványokat tartalmaz. A prokarióta sejtekben nincs a legtöbb organellum (mitokondriumok, plasztidok, endoplazmatikus retikulum, Golgi-komplex, lizoszómák, sejtközpont stb.).

A prokarióták mérete általában 0,2-30 µm átmérőjű vagy hosszúságú. Néha sejtjeik sokkal nagyobbak; így a Spirochete nemzetség egyes fajai akár 250 mikron hosszúságot is elérhetnek. A prokarióta sejtek alakja változatos: gömb alakú, rúd alakú, vessző vagy spirálisan csavart izzószál formájában stb.

A prokarióta sejtek felszíni apparátusának szerkezete plazmamembránt, sejtfalat és néha nyálkahártyát is tartalmaz. A legtöbb baktérium sejtfala egy nagy molekulatömegű szerves vegyületből, a mureinból áll. Ez a kapcsolat hálószerkezetet képez, amely merevíti a sejtfalat.

A cianobaktériumokban a sejtfal külső rétege tartalmazza a poliszacharid pektint és speciális összehúzó fehérjéket. Olyan mozgásformákat biztosítanak, mint a csúsztatás vagy a gördülés.

A sejtfal gyakran tartalmaz egy vékony réteget - az úgynevezett külső membránt, amely a plazmamembránhoz hasonlóan fehérjéket, foszfolipideket és más anyagokat tartalmaz. Fokozott fokú védelmet biztosít a cella tartalmának. A bakteriális sejtfal antigén tulajdonságokkal rendelkezik.

A nyálkahártya kapszula mukopoliszacharidokból, fehérjékből vagy fehérjezárványokkal ellátott poliszacharidokból áll. Nem túl szorosan kötődik a sejthez, és bizonyos vegyületek hatására könnyen elpusztul. Egyes baktériumok sejtfelszínét számos vékony fonalas kinövés borítja. Segítségükkel a baktériumsejtek örökletes információkat cserélnek, egymáshoz tapadnak vagy a szubsztrátumhoz tapadnak.

A prokarióták riboszómái kisebbek, mint az eukarióta sejtek riboszómái. A plazmamembrán sima vagy hajtogatott invaginációkat képezhet a citoplazmában. A hajtogatott membráninvaginákon légzőszervi enzimek és riboszómák, a sima felületeken fotoszintetikus pigmentek találhatók.

Egyes baktériumok sejtjeiben (például lilák) a fotoszintetikus pigmentek a plazmamembrán invaginációi által kialakított zárt zsákszerű struktúrákban helyezkednek el. Az ilyen zacskókat külön-külön is elhelyezhetjük, vagy halomba gyűjthetjük. A cianobaktériumok ilyen képződményeit tilakoidoknak nevezik; klorofillt tartalmaznak, és egyenként helyezkednek el a citoplazma felszíni rétegében.

A tározókban vagy vízzel teli talajkapillárisokban élő baktériumok és cianobaktériumok egy része speciális gázüregekkel rendelkezik, amelyek gázkeverékkel vannak feltöltve. A térfogatuk változtatásával a baktériumok minimális energiafelhasználással mozoghatnak a vízoszlopban.

Sok valódi baktériumnak egy, több vagy sok flagellája van. A zászlók többszörösek lehetnek, mint maga a sejt, és átmérőjük jelentéktelen (10-25 nm). A prokarióták flagellái csak külsőleg hasonlítanak az eukarióta sejtek flagelláira, és egyetlen csőből állnak, amelyet egy speciális fehérje alkot. A cianobaktérium sejtekből hiányzik a flagella.

A prokarióták életfolyamatainak jellemzői § A prokarióta sejtek csak kis molekulatömegű anyagokat tudnak felszívni. Bejutásukat a sejtbe a diffúzió és az aktív transzport mechanizmusai biztosítják. § A prokarióta sejtek kizárólag ivartalanul szaporodnak: kettéosztódnak, esetenként bimbózás útján. Az osztódás előtt a sejt örökítőanyaga (DNS-molekula) megkétszereződik.

Kedvezőtlen körülmények átvitele prokarióták által Kedvezőtlen körülmények bekövetkeztekor egyes prokariótákban sporuláció lép fel. Egyes prokarióták képesek encystating (latin in - in, inside és görög ciszta - buborék). Ebben az esetben az egész sejtet sűrű membrán borítja. A prokarióta ciszták ellenállnak a sugárzásnak, a kiszáradásnak, de a spórákkal ellentétben nem képesek ellenállni a magas hőmérsékletnek. A kedvezőtlen körülmények mellett a spórák és ciszták biztosítják a prokarióták terjedését víz, szél vagy más élőlények segítségével.

Vonjunk le következtetéseket § A prokarióta sejteknek nincs magjuk és sok organellum (mitokondriumok, plasztidok, endoplazmatikus retikulum, Golgi komplexum, lizoszómák, sejtközpont stb.). A prokarióták egysejtűek vagy gyarmati szervezetek. § A prokarióta sejtek felszíni apparátusa tartalmaz egy plazmamembránt, egy sejtfalat, és esetenként egy felette elhelyezkedő nyálkahártya-kapszulát. A legtöbb baktérium sejtfala nagy molekulatömegű szerves vegyületet, a mureint tartalmaz, ami megkeményíti. § A prokarióták citoplazmája kis riboszómákat és különféle zárványokat tartalmaz. A plazmamembrán sima vagy hajtogatott invaginációkat képezhet a citoplazmában. A légzőszervi enzimek és riboszómák a hajtogatott membrán invaginációkon, on

Vonjunk le következtetéseket § A prokarióta sejtekben a nukleoid egy vagy két magzónája található, ahol az örökítőanyag - egy kör alakú DNS-molekula - található. § Egyes baktériumok sejtjei olyan organellákkal rendelkeznek, amelyek egy, több vagy több flagellát mozgatnak. § A prokarióta sejtek kettéosztódással, néha bimbózással szaporodnak. Egyes fajok esetében az ismert konjugációs folyamat, amelynek során a sejtek DNS-molekulákat cserélnek. A spórák és ciszták biztosítják a prokarióták számára a kedvezőtlen körülmények tapasztalatát és a bioszférában való terjedést.

A citológia ("cytos" - sejt, sejt) a sejt tudománya. Modern citológiai vizsgálatok: a sejtek szerkezete, kialakulásuk elemi élőrendszerként, az egyes sejtkomponensek kialakulását, a sejtszaporodási, -javítási, környezeti feltételekhez való alkalmazkodási és egyéb folyamatokat vizsgálja. Más szóval, a modern citológia a sejt fiziológiája.

A sejtelmélet fejlődése szorosan összefügg a mikroszkóp feltalálásával (a görög "mikro" szóból - kicsi, "scopo" - fontolgatom). Ennek oka az a tény, hogy az emberi szem nem képes megkülönböztetni a 0,1 mm-nél kisebb méretű tárgyakat, ami 100 mikrométer (rövidítve mikron vagy mikron). A sejtek (és még inkább az intracelluláris struktúrák) mérete lényegesen kisebb.

Például egy állati sejt átmérője általában nem haladja meg a 20 µm-t, a növényi sejtek az 50 µm-t, és a virágos növény kloroplasztisz hossza nem haladja meg a 10 µm-t. Fénymikroszkóp segítségével tized mikron átmérőjű tárgyakat lehet megkülönböztetni.

Az első mikroszkópot 1610-ben a Galileo tervezte, és egy ólomcsőben lévő lencsék kombinációjából állt. (1.1. ábra). Az 1590-es felfedezés előtt pedig Jansens holland mester üvegkészítéssel foglalkozott.

Rizs. 1.1. Galileo Galilei (1564-1642)

A mikroszkópot először R. Hooke angol fizikus és természettudós használta kutatásra. (1.2., 1.4. ábra). 1665-ben először írta le a parafa sejtszerkezetét, és bevezette a "sejt" kifejezést. (1.3. ábra). R. Hooke megtette az első kísérletet, hogy megszámolja a parafa egy bizonyos térfogatában lévő sejtek számát.

Úgy fogalmazta meg a sejt gondolatát, mint egy minden oldalról teljesen zárt sejtet, és megállapította a növényi szövetek sejtszerkezetének tényét. Ez a két fő következtetés határozta meg a további kutatás irányát ezen a területen.

Rizs. 1.2. Robert Hooke (1635-1703)

Rizs. 1.3. A parafasejteket Robert Hooke tanulmányozta

Rizs. 1.4. Mikroszkóp: Robert Hooke

1674-ben Antonio van Leeuwenhoek holland kereskedő mikroszkóp segítségével először látott egy csepp vízben "állatokat" - mozgó élőlényeket (egysejtű szervezetek, vérsejtek, spermiumok), és erről beszámolt a tudományos közösségnek. (1.5., 1.6. ábra)... Ezeknek az "állathalkoknak" a leírásai világhírűvé tették a hollandot, felkeltették az érdeklődést az élő mikrovilág tanulmányozása iránt.

Rizs. 1.5. Antonio van Leeuwenhoek (1632-1723)

Rizs. 1.6. Antonio van Leeuwenhoek mikroszkópja

1693-ban, I. Péter delphoi tartózkodása alatt, A. Levenguk bemutatta neki, hogyan mozog a vér a hal uszonyában. Ezek a bemutatók olyan nagy benyomást tettek I. Péterre, hogy miután visszatért Oroszországba, optikai műhelyeket hozott létre. 1725-ben megszervezték a Szentpétervári Tudományos Akadémiát.

A tehetséges mesterek I.E. Beljajev, I.P. Kulibin mikroszkópokat készített (1.7., 1.8., 1.9. ábra), amelynek tervezésében L. Euler, F. Epinus akadémikusok vettek részt.

Rizs. 1.7. I.P. Kulibin (1735-1818)

Rizs. 1.8. AZAZ. Beljajev

Rizs. 1.9. Orosz kézművesek által készített mikroszkópok

1671-1679 években. Marcello Malpighi olasz biológus és orvos adta az első szisztematikus leírást a növényi szervek mikrostruktúrájáról, amely megalapozta a növény anatómiáját. (1.10. ábra).

Rizs. 1.10. Marcello Malpighi (1628-1694)

Az 1671-1682 években. az angol Nehemiah Grew részletesen leírta a növények mikroszerkezetét; bevezette a „szövet” kifejezést a „buborékok” vagy „tasakok” gyűjteményének jelölésére. (1.11. ábra)... Mindkét kutató (egymástól függetlenül dolgozott) elképesztően pontos leírásokat és rajzokat adott. Ugyanerre a következtetésre jutottak a növényi szövetek buborékokból történő felépítésének egyetemességét illetően.

Rizs. 1.11. Nehémiás Gru (1641-1712)

A XIX. század 20-as éveiben. A növényi és állati szövetek kutatásának legjelentősebb munkái Henri Dutrochet (1824), François Raspail (1827), Pierre Turpin (1829) francia tudósoké. Bebizonyították, hogy a sejtek (zsákok, vezikulák) minden növényi és állati szövet elemi struktúrái. Ezek a tanulmányok megnyitották az utat a sejtelmélet felfedezéséhez.

Az embriológia és az összehasonlító anatómia egyik megalapítója, a Szentpétervári Tudományos Akadémia akadémikusa, Karl Maksimovich Baer kimutatta, hogy a sejt nemcsak a szerkezet, hanem az élőlények fejlődésének egysége is. (1.12. ábra).

Rizs. 1.12. K.M. Baer (1792-1876)

1759-ben Caspar Friedrich Wolf német anatómus és fiziológus bebizonyította, hogy a sejt a növekedés egysége. (1.13. ábra).

Rizs. 1.13. K.F. Farkas (1733-1794)

1830-as évek Cseh fiziológus és anatómus J.E. Purkine (1.14. ábra), német biológus I.P. Müller bebizonyította, hogy a sejtszerveződés univerzális minden szövettípusra.

Rizs. 1.14. Ya.E. Purkine (1787-1869)

1833-ban R. Brown brit botanikus (1.15. ábra) egy növényi sejt magját írta le.

Rizs. 1.15. Robert Brown (1773-1858)

1837-ben Matthias Jakob Schleiden (1.16. ábra)új elméletet javasolt a növényi sejtek képződésére, felismerve a sejtmag döntő szerepét ebben a folyamatban. 1842-ben fedezte fel először a sejtmagot a sejtmagban.

A modern koncepciók szerint Schleiden konkrét tanulmányai számos hibát tartalmaztak: Schleiden különösen úgy vélte, hogy a sejtek szerkezet nélküli anyagból keletkezhetnek, és növényi embrió fejlődhet ki a pollencsőből (az élet spontán keletkezésének hipotézise).

Rizs. 1.16. Matthias Jakob Schleiden (1804-1881)

Theodor Schwann német citológus, szövettan és fiziológus (1.17. ábra) megismerkedett M. Schleiden német botanikus munkáival, amelyek a sejtmag szerepét írták le a növényi sejtben. Ezeket a munkákat saját megfigyeléseivel összehasonlítva Schwann kidolgozta a sejtszerkezetre és az élő szervezetek fejlődésére vonatkozó saját elveit.

1838-ban Schwann három előzetes jelentést adott ki a sejtelméletről, 1839-ben pedig "Mikroszkópos vizsgálatok az állatok és növények szerkezetének és növekedésének megfeleléséről" című munkát, ahol közzétette a sejtszerkezet elméletének alapelveit. élő organizmusok.

F. Engels azzal érvelt, hogy a sejtelmélet megalkotása a 19. századi természettudomány három legnagyobb felfedezésének egyike volt, az energiaátalakítás törvényével és az evolúciós elmélettel együtt.

Rizs. 1.17. Theodor Schwann (1810-1882)

1834-1847-ben. A szentpétervári Orvosi-Sebészeti Akadémia professzora P.F. Gorjanyinov (1.18. ábra) megfogalmazta azt az elvet, amely szerint a sejt az élőlények szerveződésének univerzális modellje.

Gorjanyinov az élőlények világát két birodalomra osztotta: a formátlan vagy molekuláris birodalomra és a szerves, vagy sejtes birodalomra. Azt írta, hogy "...a szerves világ mindenekelőtt a sejtbirodalom...". Tanulmányaiban megjegyezte, hogy minden állat és növény egymással összefüggő sejtekből áll, amelyeket buborékoknak nevezett, vagyis véleményt nyilvánított a növények és állatok szerkezetének általános tervéről.

Rizs. 1.18. P.F. Gorjanyinov (1796-1865)

A sejtelmélet fejlődésének történetében két szakasz különböztethető meg:

1) a növények és állatok különböző egysejtű és többsejtű szervezeteinek szerkezetére vonatkozó megfigyelések felhalmozódásának időszaka (körülbelül 300 év);

2) a rendelkezésre álló adatok általánosításának időszaka 1838-ban és a sejtelmélet posztulátumainak megfogalmazása;

Az első ember, aki meglátta a sejteket, egy angol tudós volt Robert Hooke(Hooke törvényének köszönhetően tudjuk). V 1665 év próbálja megérteni, miért parafa olyan jól úszik, hogy Hooke elkezdte vizsgálni a parafa vékony részeit a javított eszköze segítségével. mikroszkóp... Megállapította, hogy a parafa sok apró sejtre oszlik, amelyek a kolostori cellákra emlékeztették, és ezeket a sejteket celláknak nevezte (angolul a cell jelentése „cella, cell, cage”). V 1675 év olasz orvos M. Malpighiés be 1682 év- angol botanikus N. Grew megerősítette a növények sejtszerkezetét. A sejtről úgy kezdtek beszélni, mint "tápláló lével teli buborékról". V 1674 év holland mester Antony van Leeuwenhoek(Anton van Leeuwenhoek, 1632 -1723 ) mikroszkóp segítségével először láttam egy vízcseppben "állatokat" - mozgó élő szervezeteket ( csillók, amőba, baktériumok). Ezenkívül Leeuwenhoek volt az első, aki megfigyelte az állati sejteket - eritrocitákés sperma... Így a 18. század elejére a tudósok tudták, hogy nagy nagyítás mellett a növények sejtszerkezettel rendelkeznek, és láttak néhány organizmust, amelyeket később egysejtűeknek neveztek. V 1802 -1808 év francia felfedező Charles-Francois Mirbel megállapították, hogy minden növény sejtek által alkotott szövetekből áll. J. B. Lamarck v 1809 év kiterjesztette Mirbel elképzelését a sejtszerkezetről az állati szervezetekre. 1825-ben cseh tudós J. Purkine felfedezte a madarak tojássejtjének magját, és in 1839 bevezette a "" kifejezést protoplazma". 1831-ben angol botanikus R. Brown először egy növényi sejt magját írta le, és in 1833 év megállapították, hogy a sejtmag a növényi sejt nélkülözhetetlen organoidja. Azóta a sejtek szerveződésében nem a membrán a fő, hanem a tartalom.
Sejtelmélet ben alakult ki az élőlények szerkezete 1839 év német zoológus T. Schwannés M. Schleidenés három rendelkezést tartalmazott. 1858-ban Rudolf Virchow kiegészítette még egy rendelkezéssel, de elképzelései számos hibát tartalmaztak: például azt feltételezte, hogy a sejtek gyengén kapcsolódnak egymáshoz, és mindegyik "magától" létezik. Csak később sikerült bizonyítani a sejtrendszer integritását.
V 1878 év orosz tudósok I. D. Csisztjakov nyisd ki mitózis növényi sejtekben; v 1878 év V. Flemming és P. I. Peremezhko kimutatta a mitózist állatokban. V 1882 év V. Flemming meiózist figyel meg állati sejtekben, és in 1888 év E Strasburger - zöldségben.

18. Sejtelmélet- az egyik általánosan elismert biológiaiáltalánosítások, amelyek megerősítik a világ szerkezetének és fejlődésének elvének egységét növények, állatokatés más élő szervezetek sejtszerkezet, amelyben a sejtet az élő szervezetek közös szerkezeti elemének tekintik.