ВСТУП. Цитологія – наука про клітини – елементарні одиниці будови, функціонування та відтворення живої матерії. Об’єктами цитологічних досліджень є
Реферат з
Цитологія – наука про клітини – елементарні одиниці будови, функціонування та відтворення живої матерії. Об'єктами цитологічних досліджень є клітини багатоклітинних організмів, бактеріальні клітини, клітини найпростіших. У багатоклітинних форм клітини входять до складу тканин, їх життєдіяльність підпорядкована впливу цілісного організму, що координує. У бактерій та найпростіших поняття "клітина" та "організм" збігаються; ми маємо право говорити про клітини-організми, які ведуть самостійне існування.
Переважна більшість клітин не видно неозброєним оком; тому вивчення клітин тісно пов'язане із розвитком техніки мікроскопування. Перші мікроскопи були сконструйовані на початку XVII ст.
Вперше клітини у зрізах пробки описані у 1665р. англійським натуралістом Робертом Гуком, який застосував для їх спостереження побудовану ним удосконалену модель мікроскопа. Він бачив, що вся речовина пробки складається з великої кількості маленьких відділень, розмежованих тонкими діафрагмами, або порожнин, наповнених повітрям. Ці порожнини, або осередки, він назвав "клітинами" (від грец. kytos - порожнина). Термін "клітина" утвердився в біології, незважаючи на те, що Роберт Гук спостерігав, власне, не клітини, а лише целюлозні оболонки рослинних клітин і що клітини насправді не порожнини.
Надалі клітинну будову багатьох частин рослин бачили та описали М. Мальпіги та Н. Грю, а також А Левенгук.
У цілому нині рівень знання клітину, досягнутий XVII столітті, майже змінився на початок ХІХ століття. До цього часу стало загальновизнаним існування тільки однієї з частин клітин, а саме целюлозної оболонки рослинних клітин, яка становила клітину Гука або пляшечку Грю і Мальпіги. Внутрішній вміст цихпорожнин продовжувало вислизати від спостереження більшості дослідників.
У 1831 р. Браун в "клітинному соку" орхідних відкрив ядро, яке є одним з найважливіших постійних компонентів клітини. Уявлення про клітинну будову рослин у остаточному вигляді сформульовані М. Шлейденом (1838).
У 1839 р. Т. Шванн поширив уявлення про клітинну будову на тваринах, постулювавши, що клітини є елементарною структурою всіх тканин тварин. Він встановив також, що клітини тварин і рослин гомологічні щодо розвитку та аналогічні за функціональним значенням, і зробив висновок, що "клітини являють собою організми, а тварини, як і рослини, - це сума цих організмів, розташованих відповідно до певних законів". Т. Шванн вперше застосував термін клітинна теорія, яке дані послужили переконливим її обгрунтуванням. Він підкреслив також не лише морфологічне, а й фізіологічне значення клітин та ввів поняття про клітинний метаболізм.
Клітинна теорія швидко поширилася і найпростіших, яких почали розглядати як тварин, що з однієї клітини, і до середини ХІХ століття клітинне вчення стало охоплювати як анатомію і фізіологію, а й патологію людини, тварин і рослин.
У момент виникнення клітинної теорії питання про те, як утворюються клітини в організмі, не було остаточно з'ясовано. М. Шлейден та Т. Шванн вважали, що клітини в організмі виникають шляхом новоутворення з первинної неклітинної речовини. Це уявлення було спростовано до середини XIXв., що відбилося у знаменитому афоризмі Р. Вірхова: "omnis cellula a cellula" (будь-яка клітина походить тільки від клітини). Подальший розвиток цитології повністю підтвердив, що і клітини тварин, і клітини рослин виникають лише вв результаті поділу попередніх клітин і ніколи не виникають de novo - з "неживої" або "живої" речовини.
У другій половині XIX і на початку XX ст. Було з'ясовано основні деталі тонкої будови клітини, що стало можливим завдяки великим удосконаленням мікроскопа та техніки мікроскопування біологічних об'єктів.
Паралельно з удосконаленням мікроскопа розроблено оптимальні прийоми підготовки біологічних об'єктів для мікроскопічного дослідження. Замість спостережень за живими тканинами або тканинами, що знаходяться на початкових етапах передсмертних змін, дослідження стали проводитися виключно на фіксованому матеріалі. Вживання були введені такі широко відомі в даний час фіксатори, як хромова кислота (1850), пікринова кислота (1865), формалін і т. д., а також складні фіксатори, що складаються з двох і більше інгредієнтів.
Для отримання досить тонких зрізів були розроблені методи ущільнення біологічних об'єктів шляхом заливання їх у парафін, желатин, целлоидин і т. д. і створені мікротоми, що дозволяють одержувати зрізи точно заданої товщини.
Корінне поліпшення всієї техніки мікроскопування дозволило дослідникам до початку XX століття виявити основні клітинні органоїди, з'ясувати будову ядра та закономірності клітинного поділу, розшифрувати механізми запліднення та дозрівання статевих клітин. У 1876р. було відкрито клітинний центр, в 1894г. - Мітохондрії, в 1898р. - Апарат Гольджі.
Великий внесок у розвиток вчення про клітину другої половини XIX - початку XX ст. Внесли вітчизняні цитологи І. Д. Чистяков (опис фаз мітотичного поділу), І. Н. Горожанкін (вивчення цитологічних основ запліднення у рослин) і особливо С. Т. Навашин, який відкрив у 1898р. явище подвійногозапліднення рослин.
Успіхи у вивченні клітини призводили до того, що увага біологів дедалі більше концентрувалася на клітині як основній структурній одиниці живих організмів. Ставало все очевиднішим, що в особливостях будови та функцій клітини лежить ключ до вирішення багатьох фундаментальних проблем біології. Разом про те вивчення клітини породило власні проблеми, як методичні, і теоретичні. Усе це призвело наприкінці XIXв. до виділення цитології у самостійний розділ біології.
Широке використання новітніх методів фізики та хімії зумовило прогрес, досягнутий в останнє десятиліття у розвитку основних напрямів цитологічних досліджень - у вивченні будови, функціонування та відтворення клітини. Наприклад, вивчення морфології клітини в даний час майже повністю базується на використанні електронної мікроскопії, за допомогою якої було відкрито такі найважливіші клітинні органоїди, як ендоплазматична мережа, рибосоми, лізосоми.
Застосування методів молекулярної біології призвело до відкриття ролі ДНК як носія спадкової інформації в клітині та розшифровці генетичного коду. Завдяки молекулярно-генетичним та біохімічним методам аналізу з'ясовано основні етапи синтезу білка в клітині.
Лише один постулат клітинної теорії виявився спростованим. Відкриття вірусів показало, що твердження "поза клітинами немає життя" помилкове. Хоча віруси, як і клітини, складаються з двох основних компонентів – нуклеїнової кислоти та білка, структура вірусів та клітин різко різна, що не дозволяє вважати віруси клітинною формою організації матерії. Віруси не здатні самостійно синтезувати компоненти власної структури - нуклеїнові кислоти та білки, - і їх розмноження можливе лише при використанніферментативних систем клітин Тому вірус не є елементарною одиницею живої матерії.
Значення клітини як елементарної структури та функції живого, як центру основних біохімічних реакцій, що протікають в організмі, як носія матеріальних основ спадковості, робить цитологію найважливішою загальнобіологічною дисципліною.
Наука про клітину – цитологія, вивчає будову та хімічний склад клітин, функції внутрішньоклітинних структур, розмноження та розвиток клітин, пристосування до умов навколишнього середовища. Це комплексна наука, пов'язана із хімією, фізикою, математикою, іншими біологічними науками. Клітина - найдрібніша одиниця живого, що лежить в основі будови та розвитку рослинних та тваринних організмів нашої планети. Вона є елементарною живою системою, здатною до самооновлення, саморегуляції, самовідтворення. Але в природі немає якоїсь універсальної клітини: клітина мозку так само сильно відрізняється від клітини м'язів, як і від будь-якого одноклітинного організму. Відмінність виходить за рамки архітектури - по-різному не тільки будова клітин, але і їх функції.
І все ж таки можна говорити про клітини в збірному понятті. У середині XIX століття на основі вже численних знань про клітину Т. Шван сформулював клітинну теорію (1838). Він узагальнив знання про клітину і показав, що клітина являє собою основну одиницю будови всіх живих організмів, що клітини рослин і тварин подібні за своєю будовою. Ці положення були найважливішими доказами єдності походження всіх живих організмів, єдності всього органічного світу. Т. Шван вніс у науку правильне розуміння клітини як самостійної одиниці життя, найменшої одиниці живого: поза клітиною немає життя.
Клітинна теорія – одне з визначних узагальненьбіології минулого століття, що дала основу матеріалістичного підходу до розуміння життя, до розкриття еволюційних зв'язків між організмами.
Клітинна теорія отримала розвиток у працях вчених другої половини ХІХ століття. Було відкрито поділ клітин та сформульовано положення про те, що кожна нова клітина походить від такої ж вихідної клітини шляхом її поділу (Рудольф Вірхов, 1858). Карл Бер відкрив яйцеклітину ссавців і встановив, що всі багатоклітинні організми починають свій розвиток із однієї клітини, і цією клітиною є зигота. Це відкриття показало, що клітина – як одиниця будівлі, а й одиниця розвитку всіх живих організмів.
Клітинна теорія зберегла своє значення й у час. Вона була неодноразово перевірена і доповнена численними матеріалами про будову, функції, хімічний склад, розмноження та розвиток клітин різноманітних організмів.
Сучасна клітинна теорія включає такі положення:
è Клітина – основна одиниця будови та розвитку всіх живих організмів, найменша одиниця живого;
è Клітини всіх одноклітинних і багатоклітинних організмів подібні (гомологічні) за своєю будовою, хімічним складом, основним проявам життєдіяльності та обміну речовин;
è Розмноження клітин відбувається шляхом їх поділу, і кожна нова клітина утворюється в результаті поділу вихідної (материнської) клітини;
è У складних багатоклітинних організмах клітини спеціалізовані за виконуваною ними функцією і утворюють тканини; з тканин складаються органи, які тісно пов'язані між собою та підпорядковані нервовим та гуморальним системам регуляції.
Загальні риси дозволяють нам говорити про клітину взагалі, маючи на увазі якусь середню типову клітину. Усі її атрибути - об'єкти абсолютно реальні,легко видно в електронний мікроскоп. Щоправда, ці атрибути змінювалися – разом із силою мікроскопів. На схемі клітини, створеної в 1922 за допомогою світлового мікроскопа, всього чотири внутрішні структури; з 1965 року, ґрунтуючись на даних електронної мікроскопії, ми малюємо вже щонайменше сім структур. Причому, якби схема 1922 року більше була схожа на картину абстракціоніста, то сучасна схема зробила б честь художнику-реалісту.
Давайте підійдемо ближче до цієї картини, щоб краще розглянути її окремі деталі.
Чи не знайшли те, що шукали? Скористайтеся пошуком: