Современные проблемы цитологии

19

1

Содержание

Введение…………………………………………………………………..........….2

1. Клетка как элементарная генетическая и структурно-функциональная биологическая единица………………...................................................…………3

2. Развитие цитологии…………………...........……………………………..11

3. Основные задачи современной цитологии…………..........…………….18

Заключение…………………………………………………..........……………..20

Список использованных источников……………………..........………………21

Введение

Клетка представляет собой обособленную, наименьшую по размерам структуру, которой присуща вся совокупность свойств жизни и которая может в подходящих условиях окружающей среды поддерживать эти свойства в самой себе, а также передавать их в ряду поколений.

Клетка, таким образом, несет полную характеристику жизни. Вне клетки не существует настоящей жизнедеятельности. Поэтому в природе планеты ей принадлежит роль элементарной структурной, функциональной и генетической единицы.

Это означает, что клетка составляет основу строения, жизнедеятельности и развития всех живых форм - одноклеточных, многоклеточных и даже неклеточных.

Благодаря заложенным в ней механизмам клетка обеспечивает обмен веществ, использование биологической информации, размножение, свойства наследственности и изменчивости, обуславливая тем самым присущие органическому миру качества единства и разнообразия.

Занимая в мире живых существ положение элементарной единицы, клетка отличается сложным строением. При этом определенные черты обнаруживаются во всех без исключения клетках, характеризуя наиболее важные стороны клеточной организации как таковой.

Наука о клетке называется цитологией (греч. «цитос» - клетка, «логос» - наука). Клетка является единицей живого: она обладает способностью размножаться, видоизменяться и реагировать на раздражения. Цитология изучает строение и химический состав клеток, функции внутриклеточных структур и клеток внутри организма, размножение и развитие клеток, приспособление клеток к условиям окружающей среды.

1. Клетка как элементарная генетическая и структурно-функциональная биологическая единица

Строение клетки

Клетки находятся в межклеточном веществе, обеспечивающем их механическую прочность, питание и дыхание. Основные части любой клетки - цитоплазма и ядро. Клетка покрыта мембраной, состоящей из нескольких слоёв молекул, обеспечивающей избирательную проницаемость веществ. В цитоплазме расположены мельчайшие структуры - органоиды. К органоидам клетки относятся: эндоплазматическая сеть, рибосомы, митохондрии, лизосомы, комплекс Гольджи, клеточный центр.

Мембрана

Новые физические методы, прежде всего электронная микроскопия, не только позволили с несомненностью установить наличие мембраны, но и рассмотреть некоторые её детали.

Внутреннее содержимое клетки и её мембрана состоят в основном из одних и тех же атомов. Эти атомы - углерод, кислород, водород, азот - расположены в начале таблицы Менделеева. На электронной фотографии тонкого среза клетки мембраны видны в виде двух тёмных линий. Общая толщина мембраны может быть точно измерена с этих снимков. Она равно всего 70 - 80 А (1 А = 10 - 8 см), т.е. в 10 тыс. раз меньше толщины человеческого волоса.

Ядро

Ядро - самый заметный и самый большой органоид клетки, который первым привлёк внимание исследователей. Клеточное ядро открыто в 1831 году шотландским учёным Робертом Брауном. Его можно сравнить с кибернетической системой, где имеет место хранение, переработка и передача в цитоплазму огромной информации, заключённой в очень малом объёме. Ядро играет главную роль в наследственности. Ядро выполняет также функцию восстановления целостности клеточного тела (регенерация), является регулятором всех жизненных отправлений клетки.

Внутреннее содержимое ядра составляет ядерный сок, заполняющий пространство между структурами ядра. В ядре всегда присутствует одно или несколько ядрышек. В ядрышке образуются рибосомы. Поэтому между активностью клетки и размером ядрышек существует прямая связь: чем активнее протекают процессы биосинтеза белка, тем крупнее ядрышки и, наоборот, в клетках, где синтез белка ограничен, ядрышки или очень невелики, или совсем отсутствуют.

В ядре расположены нитевидные образования - хромосомы. В ядре клетки тела человека (кроме половых) содержится по 46 хромосом. Хромосомы являются носителями наследственных задатков организма, передающихся от родителей потомству. Большинство клеток содержит одно ядро, но существуют и многоядерные клетки (в печени, в мышцах и др.). Удаление ядра делает клетку нежизнеспособной.

Цитоплазма

Цитоплазма - полужидкая слизистая бесцветная масса, содержащая 75 - 85% воды, 10 - 12% белков и аминокислот, 4 - 6% углеводов, 2 - 3%жиров и липидов, 1% неорганических и других веществ. Цитоплазматическое содержимое клетки способно двигаться, что способствует оптимальному размещению органоидов, лучшему протеканию биохимических реакций, выделению продуктов обмена и т.д. Слой цитоплазмы формирует разные образования: реснички, жгутики, поверхностные выросты. Цитоплазма пронизана сложной сетчатой системой, связанной с наружной плазматической мембраной и состоящей из сообщающихся между собой канальцев, пузырьков, уплощённых мешочков. Такая сетчатая система названа вакуолярной системой.

Органоиды

Цитоплазма содержит ряд мельчайших структур клетки - органоидов, которые выполняют различные функции. Органоиды обеспечивают жизнедеятельность клетки.

Эндоплазматическая сеть

Эндоплазматическая сеть (ЭПС) представляет собой очень разветвлённую систему канальцев, трубочек, пузырьков, цистерн разной величины и формы, отграниченных мембранами от цитоплазмы клетки.

ЭПС бывает двух видов: гранулярная, состоящая из канальцев и цистерн, поверхность которых усеяна зёрнышками (гранулами) и агранулярная, т.е. гладкая (без гран). Граны в эндоплазматической сети ни что иное, как рибосомы. Зная, что рибосомы в цитоплазме служат местом синтеза белка, можно предположить, что гранулярная ЭПС преобладает в клетках, активно синтезирующих белок. Считают, что агранулярная сеть в большей степени предоставлена в тех клетках, где идёт активный синтез липидов (жиров и жироподобных веществ).

Оба вида эндоплазматической сети не только участвуют в синтезе органических веществ, но и накапливают и транспортируют их к местам назначения, регулируют обмен веществ между клеткой и окружающей её средой.

Рибосомы

Рибосомы - немембранные клеточные органоиды, состоящие из рибонуклеиновой кислоты и белка. В электронном микроскопе они имеют вид округлых или грибовидных гранул. Каждая рибосомы разделена желобком на большую и маленькую части. Часто несколько рибосом объединяются нитью специальной рибонуклеиновой кислоты (РНК), называемой информационной (и-РНК). Рибосомы осуществляют уникальную функцию синтеза белковых молекул из аминокислот.

Комплекс Гольджи

Продукты биосинтеза поступают в просветы полостей и канальцев ЭПС,где они концентрируются в специальный аппарат - комплекс Гольджи, расположенный вблизи ядра. Комплекс Гольджи участвует в транспорте продуктов биосинтеза к поверхности клетки и в выведении их из клетки, в формировании лизосом и т.д.

Белки, выработанные в рибосомах, поступают в комплекс Гольджи, а когда они требуются другому органоиду, то часть комплекса Гольджи отделяется, и белок доставляется в требуемое место.

Лизосомы

Лизосомы - это органоиды клетки овальной формы, окружённые однослойной мембраной. В них находится набор ферментов, которые разрушают белки, углеводы, липиды. В случае повреждения лизосомной мембраны ферменты начинают расщеплять и разрушать внутреннее содержимое клетки, и она погибает.

Клеточный центр

Клеточный центр можно наблюдать в клетках, способных делиться. Он состоит из двух палочковидных телец - центриолей. Находясь около ядра и комплекса Гольджи, клеточный центр участвует в процессе деления клетки, в образовании веретена деления.

Энергетические органоиды

Митохондриями называют энергетическими станциями клетки. Такое название обуславливается тем, что именно в митохондриях происходит извлечение энергии, заключённой в питательных веществах. Форма митохондрий изменчива, но чаще всего они имеют вид нитей или гранул. Размеры и число их также непостоянны и зависят от функциональной активности клетки.

Хлоропласты - по форме напоминают диск или шар с двойной оболочкой - наружной и внутренней. Внутри хлоропласта имеются ДНК, рибосомы и особые мембранные структуры - граны, связанные между собой и внутренней мембраной хлоропласта.

Клеточные включения

К клеточным включениям относятся углеводы, жиры и белки.

Углеводы. Углеводы состоят из углерода, водорода и кислорода. К углеводам относятся глюкоза, гликоген (животный крахмал). Многие углеводы хорошо растворимы в воде и являются основными источниками энергии для осуществления всех жизненных процессов.

Жиры. Жиры образованы теми же химическими элементами, что и углеводы. Жиры нерастворимы в воде. Они входят в состав клеточных мембран. Жиры также служат запасным источником энергии в организме.

Белки. Белки являются основными веществами клетки. Белки состоят из углерода, водорода, кислорода, азота, серы. Часто в состав белка входит фосфор. Белки служат главным строительным материалом. Они участвуют в формировании мембран клетки, ядра, цитоплазмы, органоидов. Многие белки выполняют роль ферментов (ускорителей течения химических реакций). В одной клетке насчитывается до 1000 разных белков. При распаде белков в организме освобождается примерно такое же количество энергии, как и при расщеплении углеводов.

Все эти вещества накапливаются в цитоплазме клетки в виде капель и зёрен различной величины и формы. Они периодически синтезируются в клетке и используются в процессе обмена веществ.

Функции клеток

Клетка обладает различными функциями: деление клетки, обмен веществ и раздражимость.

Деление клетки

Деление - это вид размножения клеток. В любом многоклеточном организме существует два вида клеток - соматические (клетки тела) и половые клетки или гаметы. В половых клетках число хромосом в два раза меньше, чем в соматических. В соматических клетках все хромосомы представлены парами - такой набор называется диплоидным и обозначается 2n. Парные хромосомы (одинаковые по величине, форме, строению) называются гомологичными. В половых клетках каждая из хромосом в одинарном числе. Такой набор называется гаплоидным и обозначается n.

Наиболее распространённым способом деления соматических клеток является митоз. Митоз - это способ деления клетки, заключающийся в точном распределении генетического материала между дочерними клетками, обе дочерние клетки получают диплоидный набор хромосом.

Биологическое значение митоза огромно. Функционирование органов и тканей многоклеточного организма было бы невозможно без сохранения одинакового генетического материала в бесчисленных клеточных поколениях. Митоз обеспечивает такие важные процессы жизнедеятельности, как эмбриональное развитие, рост, поддержание структурной целостности тканей при постоянной утрате клеток в процессе их функционирования (замещение погибших эритроцитов, эпителия кишечника и пр.), восстановление органов и тканей после повреждения.

Обмен веществ

Основная функция клетки - обмен веществ. Из межклеточного вещества в клетки постоянно поступают питательные вещества и кислород и выделяются продукты распада.

Обмен веществ выполняет две функции. Первая функция - обеспечение клетки строительным материалом. Из веществ, поступающих в клетку, - аминокислот, глюкозы, органических кислот, нуклеотидов - в клетке непрерывно происходит биосинтез белков, углеводов, липидов, нуклеиновых кислот. Биосинтез - это образование белков, жиров, углеводов и их соединений из более простых веществ. В процессе биосинтеза образуются вещества, свойственные определённым клеткам организма. Из белков, углеводов, липидов, нуклеиновых кислот формируется тело клетки, её мембраны, органоиды. Совокупность реакций, способствующих построению клетки и обновлению её состава, носит название пластического обмена.

Вторая функция обмена веществ - обеспечение клетки энергией. Любое проявление жизнедеятельности (движение, биосинтез веществ, генерация тепла и др.) нуждаются в затрате энергии. Для энергообеспечения клетки используется энергия химических реакций, которая освобождается в результате расщепления поступающих веществ. Эта энергия преобразуется в другие виды энергии. Совокупность реакций, обеспечивающих клетки энергией, называют энергетическим обменом.

Пластический и энергетический обмены неразрывно связаны между собой. С одной стороны, все реакции пластического обмена нуждаются в затрате энергии. С другой стороны, для осуществления реакции энергетического обмена необходим постоянный синтез ферментов, так как «продолжительность жизни» молекул ферментов невелика. Через пластический и энергетический обмены осуществляется связь клетки с внешней средой. Эти процессы являются основным условием поддержания жизни клетки, источником её роста, развития и функционирования.

Раздражимость

Живые клетки способны реагировать на физические и химические изменения окружающей их среды. Это свойство клеток называется раздражимостью или возбудимостью. При этом из состояния покоя клетка переходит в рабочее состояние - возбуждение. При возбуждении в клетках меняется скорость биосинтеза и распада веществ, потребление кислорода, температура. В возбуждённом состоянии разные клетки выполняют свойственные им функции.

Роль органических соединений в осуществлении функций клетки

Главная роль в осуществлении функций клетки принадлежит органическим соединениям. Среди них наибольшее значение имеют белки, жиры, углеводы и нуклеиновые кислоты.

Белки

Белки представляют собой большие молекулы, состоящие из сотен и тысяч элементарных звеньев - аминокислот. Всего в живой клетке известно 20 видов аминокислот.

Белки в обмене веществ занимают особое место. Белки входят в состав цитоплазмы, гемоглобина, плазмы крови, многих гормонов, иммунных тел, поддерживают постоянство водно-солевой среды организма. Без белков нет роста. Ферменты, обязательно участвующие во всех этапах обмена веществ, имеют белковую природу.

Углеводы

Углеводы - главный источник энергии, особенно при усиленной мышечной работе. Больше половины энергии организм взрослых людей получает за счёт углеводов. Конечные продукты обмена углеводов - углекислый газ и вода.

Значение глюкозы для организма не исчерпывается её ролью как источника энергии. Глюкоза входит в состав цитоплазмы и, следовательно, необходима при образовании новых клеток, особенно в период роста.

Жиры

Жир используется организмом как богатый источник энергии. При распаде одного грамма жира в организме освобождается энергии в два раза больше, чем при распаде такого же количества белков и углеводов. Жиры входят и в состав клеток (цитоплазма, ядро, клеточные мембраны), где их количество устойчиво и постоянно.

Нуклеиновые кислоты

Нуклеиновые кислоты образуются в клеточном ядре. Входя в состав хромосом, нуклеиновые кислоты участвуют в хранении и передаче наследственных свойств клетки. Нуклеиновые кислоты обеспечивают образование белков.

ДНК. Основная функция ДНК - информационная: порядок расположения её четырёх нуклеотидов несёт важную информацию - определяет порядок расположения аминокислот в линейных молекулах белков, т.е. их первичную структуру. Набор белков (ферментов, гормонов) определяет свойства клетки и организма. Молекулы ДНК хранят сведения об этих свойствах и передают их в поколения потомков, т.е. ДНК является носителем наследственной информации.

РНК. РНК - рибонуклеиновая кислота - очень похожа на ДНК и тоже построена из мономерных нуклеотидов четырёх типов. Главное отличие РНК от ДНК - одинарная, а не двойная цепочка молекулы.

Различают несколько видов РНК, все они принимают участие в реализации наследственной информации, хранящейся в молекулах ДНК, через синтез белка.

2. Развитие цитологии

Теоретической базой цитологии является клеточная теория.

Первые наблюдения и исследования клетки. Создание клеточной теории.

Предпосылкой открытия клетки были изобретение микроскопа и использование его для исследования биологических объектов.

В 1665 г. английский физик Р. Гук (1635 - 1703), рассматривая под микроскопом срез пробки, обнаружил, что она состоит из ячеек, напоминающих пчелиные соты. Эти образования Гук назвал клетками (лат. cellula - ячейка, клетка). Такое же строение Гук отметил в сердцевине бузины, камыша и некоторых других растений.

Во второй половине XVII в. появились работы ряда микроскопистов: итальянца М. Мальпиги (1628 - 1694), англичанина Н. Грю (1641 - 1712), также обнаруживших ячеистое строение многих растительных объектов. Голландец А. Левенгук (1632 - 1723) впервые обнаружил в воде одноклеточные организмы. Внимание микроскопистов привлекла, в первую очередь, клеточная оболочка.

Лишь во втором десятилетии XIX в. исследователи обратили внимание на полужидкое студенистое содержимое, заполняющее клетку. Чешский ученый Я. Пуркине (1787 - 1869) назвал это вещество протоплазмой (гр. protos - первый, plasma - образование). Однако еще продолжало существовать убеждение, что оболочка, а не протоплазма является основной, главенствующей частью клетки. В 1831 г. английский ботаник Б. Броуи (1773 - 1858) обнаружил ядро. Это открытие было важной предпосылкой для установления сходства между клетками растений и животных.

К 30-м годам XIX в. накопилось немало работ о клеточном строении организмов. Общепризнанным стало представление о клетке как элементарной микроскопической структуре растений. Немецкий ботаник М. Шлейден (1804 - 1881) первым пришел к заключению, что в любой растительной клетке имеется ядро.

Клеточная теория Шванна.

Немецкий зоолог Т. Шванн (1810 - 1882) в 1839 г. опубликовал труд «Микроскопические исследования о соответствии в структуре и росте животных и растений». В этой классической работе были заложены основы клеточной теории.

Шванн нашел верный принцип сопоставления клеток растительных и животных организмов. Он установил, что хотя клетки животных крайне разнообразны и значительно отличаются от клеток растений, ядра во всех клетках обладают большим сходством. Если в каком-либо видимом под микроскопом образовании присутствует ядро, это образование, по мнению Шванна, можно считать клеткой.

Основываясь на таком критерии, Шванн выдвинул основные положения клеточной теории:

1) клетка является главной структурной единицей всех организмов (растительных и животных);

2) процесс образования клеток обусловливает рост, развитие и дифференцировку растительных и животных тканей.

Развитие клеточной теории Р. Вирховом

В 1858 г. вышел в свет основной труд немецкого патолога Р. Вирхова (1821 - 1902) «Целлюлярная патология». Это произведение, ставшее классическим, оказало влияние на дальнейшее развитие учения о клетке и для своего времени имело большое прогрессивное значение.

До Вирхова основу всех патологических процессов видели в изменении состава жидкостей и борьбе нематериальных сил организма. Вирхов подошел к объяснению патологического процесса материалистически, показав связь его в организме с морфологическими структурами, с определенными изменениями в строении клеток. Это исследование положило начало новой науке - патологии, которая является основой теоретической и клинической медицины. Вирхов ввел в науку ряд новых представлений о роли клеточных структур в организме.

Положение Вирхова «каждая клетка из клетки» - блестяще подтвердилось дальнейшим развитием биологии. В настоящее время неизвестны иные способы появления новых клеток, помимо деления уже существующих. Однако этот тезис не отрицает того факта, что на заре жизни клетки развились из образований, еще не имевших клеточной структуры.

Положение Вирхова о том, что вне клеток нет жизни, тоже не потеряло своего значения. В многоклеточном организме имеются неклеточные структуры, но они - производные клеток. Примитивные организмы - вирусы - приобретают способность к активным процессам жизнедеятельности и размножению лишь после проникновения в клетку. Важным обобщением явилось также утверждение, что наибольшее значение в жизнедеятельности клеток имеют не оболочки, а их содержимое: протоплазма и ядро.

Однако представления Вирхова не были лишены ошибок. Уже у Шванна проявились тенденции рассматривать организмы как своеобразную сумму составляющих их клеток. Вирхов и особенно его последователи не только не отказались от этого положения, но и развили его дальше. Так, известный немецкий зоолог-дарвинист Э. Геккель (1834 - 1919) рассматривал всякий многоклеточный организм как некое «государство» клеток, в котором каждая клетка «живет» своей самостоятельной жизнью. Отсюда вытекало ошибочное мнение, что патологический процесс в организме представляет собой сумму нарушений жизнедеятельности отдельных клеток, что это - локальный (местный) процесс.

Вирхов и его последователи не видели качественного различия между частью и целым, рассматривая организм вне его исторического развития и условий существования. Вирховскую концепцию критиковали русские естествоиспытатели и клиницисты И.М. Сеченов (1829 - 1905), С.П. Боткин (1832 - 1889) и И.П. Павлов (1849 - 1936). И.М. Сеченов уже в 1860 г. отметил, что Вирхов изучает организм оторвано от среды, а органы - от организма. Русские клиницисты и физиологи своими исследованиями показали, что организм - единое целое и что интеграция его частей осуществляется, в первую очередь, нервной системой. И.П. Павлов установил ведущую координирующую роль центральной нервной системы в организме. Оказалось, что обмен веществ, питание органов и клеток находятся также под контролем нервной системы.

В настоящее время наука располагает большим фактическим материалом, убеждающим в том, что не только процессы жизнедеятельности, но также форма и величина клеток, как и другие морфологические особенности каждой клетки, связаны с теми процессами, которые протекают в организме. Единство частей целого обусловлено нервной и гуморальной регуляцией.

В целом появление «Целлюлярной патологии» Вирхова следует рассматривать как важную веху в истории биологии и медицины. Освобожденная от механистических ошибок и дополненная позднейшими открытиями, она легла в основу современных представлений о клеточном строении организма.

Оценка клеточной теории Ф. Энгельсом

Клеточная теория - одно из крупнейших обобщений естествознания XIX в. Именно так характеризует ее Ф. Энгельс, упоминая о клеточной теории в числе трех главнейших достижений позапрошлого века. Двумя другими он считал закон сохранения энергии и эволюционную теорию Ч. Дарвина.

О клеточной теории Ф. Энгельс в работе «Людвиг Фейербах и конец классической немецкой философии» писал: «Это открытие не только убедило нас, что развитие и рост всех высших организмов совершаются по одному общему закону, но, показав способность клеток к изменению, оно наметило также путь, ведущий к видовым изменениям организмов, изменениям, вследствие которых организмы могут совершать процесс развития, представляющий собой нечто большее, чем развитие только индивидуальное» (Маркс К., Энгельс Ф. Сочинения. - 2-е изд. - Т. 20. - С. 512).

Клеточная теория имела большое значение не только для создания и успешного развития эволюционного учения, но и для утверждения материалистических представлений во всех областях биологии и медицины. «Только со времени этого открытия стало на твердую почву исследование органических, живых продуктов природы…» (Энгельс Ф. Диалектика природы// Маркс К., Энгельс Ф. Сочинения. - 2-е изд. - Т. 20. - С. 512).

Дальнейшее развитие клеточной теории

Со времени создания клеточной теории учение о клетке как элементарной микроскопической структуре организмов непрерывно развивалось. Для Шванна и его современников клетка оставалась преимущественно пространством, ограниченным оболочкой. Постепенно эти представления заменило понимание того, что основным субстратом является протоплазма.

К концу прошлого века благодаря успехам микроскопической техники было обнаружено сложное строение клетки, описаны органоиды - части клетки, выполняющие различные функции, и исследованы пути образования новых клеток (митоз).

Уже к началу XX в. стало ясным первостепенное значение клеточных структур в передаче наследственных свойств. В настоящее время можно считать общепризнанным, что клетка является основной структурной и функциональной единицей организации живого.

На определенной ступни эволюции органического мира возникли клеточные структуры. В этом проявляется одна из основных закономерностей, характеризующих живое, - единство дискретного и целостного. Именно благодаря клеточному строению организм, являясь дискретным, сохраняет целостность. Расчленение целого организма на мелкие морфологические единицы - клетки, обладающими большими поверхностями, весьма благоприятно для осуществления обмена веществ. Клеточная структура, не нарушая жизнедеятельности целого организма, способствует постепенной замене отмирающих или патологически измененных частей тела новыми.

Сохранение клеточной структуры во всем органическом мире обусловлено тем, что только она обеспечивает наилучшее хранение, репродукцию и передачу наследственной информации; только такая структура обеспечивает реализацию наследственной информации для синтеза белка. Только с клеточной структурой связана способность организмов хранить и переносить энергию и превращать ее в работу.

Наконец, разделение функций между клетками в многоклеточном организме обеспечило широкие возможности приспособления организмов к среде обитания и явилось предпосылкой усложнения организации.

К концу позапрошлого века накопился обширный материал о строении и жизнедеятельности клетки, были разработаны новые специальные методы исследования. Все это способствовало выделению самостоятельной ветви биологии - цитологии (гр. cytos - клетка, logos - учение) - науки о клетках как основных формах организации живой материи.

Клеточная теория в современном виде

Клеточная теория в современном виде включает три главных положения.

Первое положение соотносит клетку с живой природой планеты в целом. Оно утверждает, что жизнь, какие бы сложные или простые (например, вирусы) формы она ни принимала, в ее структурном, функциональном и генетическом отношении обеспечивается в конечном итоге только клеткой. Выдающаяся роль клетки как первоисточника жизни обусловливается тем, что именно она является биологической единицей, с помощью которой происходит извлечение из внешней среды, превращение и использование организмами энергии и веществ. Непосредственно в клетке сохраняется и используется биологическая информация.

Второе положение указывает, что в настоящих условиях единственным способом возникновения новых клеток является деление предшествующих клеток. В обосновании клеточной природы жизни на Земле тезису о единообразии путей возникновения клеток принадлежит особая роль. Именно этот тезис был использован М. Шлейденом и Т. Шванном для обоснования представления о гомологии разных типов клеток (Авторы клеточной теории, утверждая верное положение о единообразии пути возникновения клеток, непосредственный механизм их образования представляли неверно. М. Шлейден считал, что молодые клетки возникают путем конденсации слизистого вещества первоначально в ядро с дальнейшим наслоением и отграничением цитоплазмы. Т. Шванн разделял эту точку зрения.). Современная биология расширила круг доказательств этому.

Независимо от индивидуально-функциональных особенностей все клетки одинаковым образом:

а) хранят биологическую информацию;

б) редуплицируют генетический материал с целью его передачи в ряду поколений;

в) используют информацию для осуществления своих функций на основе синтеза белка;

г) хранят и переносят энергию;

д) превращают энергию в работу;

е) регулируют обмен веществ.

Третье положение клеточной теории соотносит клетку с многоклеточными организмами, для которых характерен принцип целостности и системной организации. Для системы свойственно наличие новых качеств благодаря взаимному влиянию и взаимодействию единиц, составляющих эту систему.

Структурно-функциональными единицами многоклеточных существ являются клетки. Вместе с тем, многоклеточный организм характеризуется рядом особых свойств, которые нельзя свести к свойствам и качествам отдельных клеток. В третьем положении клеточной теории мы встречаемся с проблемой соотношения части и целого.

Системный подход как научное направление используется в биологических исследованиях с начала прошлого столетия. Системный характер организации и функционирования свойственен не только организму, но и другим главным биологическим образованиям - геному, клетке, популяции, биогеоценозу, биосфере.

3. Основные задачи современной цитологии

Основные задачи современной цитологии:

a. дальнейшее изучение микроскопических и субмикроскопических структур и химической организации клеток;

b. изучение функций клеточных структур и их взаимодействий;

c. изучение способов проникновения веществ в клетку, выделения их из клетки и роли мембран в этих процессах;

d. изучение реакций клеток на нервные и гуморальные стимулы макроорганизма и на стимулы окружающей среды;

e. изучение восприятия и проведения возбуждения;

f. изучение взаимодействия между клетками;

g. изучение реакций клеток на повреждающие воздействия;

h. изучение репараций повреждения и адаптации к факторам среды и повреждающим агентам;

i. изучение репродукции клеток и клеточных структур;

j. изучение преобразований клеток в процессе морфофизиологической специализации (дифференцировки);

k. изучение ядерного и цитоплазматического генетического аппарата клетки, его изменений при наследственных заболеваниях;

l. изучение взаимоотношений клеток с вирусами;

m. изучение превращений нормальных клеток в раковые (малигнизация);

n. изучение процессов поведения клеток;

o. изучение происхождения и эволюции клеточной системы.

Наряду с решением теоретических вопросов цитология участвует в разрешении ряда важнейших биологических, медицинских и сельскохозяйственных проблем.

В зависимости от объектов и методов исследования развивается ряд разделов цитологии:

· цитогенетика;

· кариосистематика;

· цитоэкология;

· радиационная цитология;

· онкологическая цитология;

· иммуноцитология и т. д.

Заключение

Итак, наука о клетке - цитология, изучает строение и химический состав клеток, функции внутриклеточных структур, размножение и развитие клеток, приспособления к условиям окружающей среды. Это комплексная наука, связанная с химией, физикой, математикой, другими биологическими науками.

Клетка - самая мелкая единица живого, лежащая в основе строения и развития растительных и животных организмов нашей планеты. Она представляет собой элементарную живую систему, способную к самообновлению, саморегуляции, самовоспроизведению.

Значение клетки как элементарной структуры и функции живого, как центра основных биохимических реакций, протекающих в организме, как носителя материальных основ наследственности делает цитологию важнейшей общебиологической дисциплиной.

Клеточная теория - одно из выдающихся обобщений биологии позапрошлого столетия, давшее основу для материалистического подхода к пониманию жизни, к раскрытию эволюционных связей между организмами.

Клеточная теория сохранила свое значение и в настоящее время. Она была неоднократно проверена и дополнена многочисленными материалами о строении, функциях, химическом составе, размножении и развитии клеток разнообразных организмов.

Список использованных источников

1. Бондарев, В.П. Концепции современного естествознания: Учебное пособие для студентов вузов. - М.: Альфа-М, 2003. - 464с.

2. Горелов, А.А. Концепции современного естествознания: Учебное пособие. - М.: Высшее образование, 2007. - 335с. - (Основы наук)

3. Гусейханов, М.К., Раджабов, О.Р. Концепции современного естествознания: Учебник. - М.: Издательско-торговая корпорация «Дашков и К°», 2004. - 692с.

4. Концепции современного естествознания: Учебное пособие/ под общ. ред. проф. С.И. Самыгина. - М.: ИКЦ «МарТ», Ростов н/Д; Издательский центр «МарТ», 2007. - 240с. - (серия «Учебный курс»)

5. Концепции современного естествознания: Учебник для вузов/ под ред. проф. В.Н. Лавриненко, проф. В.П. Ратникова. - 3-е изд., перераб. и доп. - М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2005. - 317с.

6. Лихин, А.Ф. Концепции современного естествознания: Учебник. - М.: ТК Велби, Издательство Проспект, 2006. - 264с.

7. Садохин, А.П. Концепции современного естествознания: Учебное пособие. - М.: Издательство Эксмо, 2005. - 464с. - (Образовательный стандарт XXI)

8. Шипунова, О.Д. Концепции современного естествознания: Учебное пособие для студентов вузов. - М.: Гардарики, 2006. - 375с.