Bilimsel toplulukta görünüm 19'uncu yüzyılın ortası yüzyıl hücre teorisi Yazarları Schleiden ve Schwann olan gerçek bir devrim istisnasız biyolojinin tüm alanlarının gelişiminde.

Hücre teorisinin bir diğer yaratıcısı R. Virchow şu aforizmayla tanınır: "Schwann, Schleiden'in omuzlarında duruyordu." Adı herkesin bildiği büyük Rus fizyolog Ivan Pavlov, bilimi, her şeyin birbirine bağlı olduğu ve her şeyin kendi öncesindeki olayların olduğu bir şantiyeye benzetmişti. Hücre teorisinin "yapısı", önceki tüm bilim adamları tarafından resmi yazarlarla paylaşılmaktadır. Kimin omuzlarında durdular?

Başlangıç

Hücre teorisinin ortaya çıkışı yaklaşık 350 yıl önce başladı. Ünlü İngilizce bilim adamı Robert 1665 yılında Hooke mikroskop adını verdiği bir cihazı icat etti. Oyuncak onu o kadar ilgilendiriyordu ki eline geçen her şeye baktı. Tutkunun sonucu “Mikrografi” kitabıydı. Hooke bunu yazdı, ardından coşkuyla tamamen farklı araştırmalara katılmaya başladı ve mikroskobunu tamamen unuttu.

Ancak onu tüm canlıların hücresel yapısının kaşifi olarak yücelten şey, 18 numaralı kitabındaki girişti (sıradan bir mantarın hücrelerini tanımladı ve onlara hücre adını verdi).

Robert Hooke mikroskoba olan tutkusundan vazgeçti, ancak dünyaca ünlü bilim adamları Marcello Malpighi, Antonie van Leeuwenhoek, Caspar Friedrich Wolf, Jan Evangelista Purkinje, Robert Brown ve diğerleri tarafından ele geçirildi.

Geliştirilmiş bir mikroskop modeli, Fransız Charles-François Brissot de Mirbel'in, tüm bitkilerin dokularda birleşmiş özel hücrelerden oluştuğu sonucuna varmasını sağladı. Ve Jean Baptiste Lamarck doku yapısı fikrini hayvan kökenli organizmalara aktarıyor.

Matthias Schleiden

Matthias Jakob Schleiden (1804-1881), yirmi altı yaşındayken, gelecek vaat eden avukatlık mesleğini bırakıp, avukatlık eğitimini aldığı aynı Gettin Üniversitesi'nin tıp fakültesinde okumaya giderek ailesini sevindirdi.

Bunu iyi bir nedenden ötürü yaptı: Matthias Schleiden, 35 yaşında Jena Üniversitesi'nde botanik ve bitki fizyolojisi üzerine profesör oldu. Amacı yeni hücrelerin nasıl oluştuğunu bulmaktır. Çalışmalarında yeni hücrelerin oluşumunda çekirdeğin önceliğini doğru bir şekilde tespit etti, ancak sürecin mekanizmaları ve bitki ve hayvan hücreleri arasında benzerlik eksikliği konusunda yanılmıştı.

Beş yıllık çalışmanın ardından "Bitkiler Sorunu Üzerine" başlıklı bir makale yazar. hücresel yapı bitkilerin tüm kısımları. Bu arada makalenin eleştirmeni, o zamanlar asistanı hücre teorisinin gelecekteki yazarı T. Schwann olan fizyolog Johann Muller'di.

Theodor Schwann

Schwann (1810-1882) çocukluğundan beri rahip olmayı hayal ediyordu. Filozof olarak okumak için Bonn Üniversitesi'ne gitti ve bu uzmanlığı felsefeye daha yakın olarak seçti. gelecek kariyeri din adamı.

Ancak gençlerin doğa bilimlerine olan ilgisi galip geldi. Theodor Schwann üniversiteden mezun oldu Tıp Fakültesi. Sadece beş yıl boyunca fizyolog I. Müller'in asistanı olarak çalıştı, ancak yıllar geçtikçe birçok bilim adamına yetecek kadar çok keşif yaptı. şunu söylemem yeterli mide suyu pepsini keşfetti sinir uçları- özel fiber kılıf. Acemi araştırmacı, maya mantarlarını yeniden keşfetti ve fermantasyon süreçlerindeki rollerini kanıtladı.

Arkadaşlar ve ortaklar

O dönemde Almanya'nın bilim dünyası, geleceğin yoldaşlarını tanıtmaktan kendini alamadı. Her ikisi de 1838'de küçük bir restoranda öğle yemeğinde buluştuklarını hatırladı. Schleiden ve Schwann gündelik olayları tartıştılar. Schleiden, bitki hücrelerinde çekirdeklerin varlığından ve mikroskopik ekipman kullanarak hücreleri görüntüleme yönteminden bahsetti.

Bu mesaj her ikisinin de hayatını altüst etti; Schleiden ve Schwann arkadaş oldular ve çok fazla iletişim kurdular. Hayvan hücreleri üzerinde yalnızca bir yıllık ısrarlı bir çalışmanın ardından, “Hayvanların ve bitkilerin yapısı ve büyümesindeki yazışmalar üzerine mikroskobik çalışmalar” (1839) çalışması ortaya çıktı. Theodor Schwann yapı ve gelişimdeki benzerlikleri görebildi temel birimler hayvan ve bitki kökenli. Ve asıl sonuç, hayatın bir kafeste olduğudur!

Biyolojiye Schleiden ve Schwann'ın hücre teorisi olarak giren bu varsayımdı.

Biyolojide devrim

Binanın temeli gibi, Schleiden ve Schwann'ın hücre teorisinin keşfi de zincirleme tepki keşifler. Histoloji, sitoloji, patolojik anatomi, fizyoloji, biyokimya, embriyoloji, evrimsel öğretiler - tüm bilimler, canlı bir sistemdeki yeni etkileşim mekanizmalarını keşfederek aktif olarak gelişmeye başladı. Schleiden ve Schwann gibi Alman, patanatominin kurucusu Rudolf Virchow 1858'de teoriyi “Her hücre bir hücredir” (Latince - Omnis cellula e cellula) önermesiyle destekledi.

Ve Rus I. Chistyakov (1874) ve Polonyalı E. Strazburger (1875) mitotik (cinsel değil bitkisel) hücre bölünmesini keşfetti.

Tüm bu keşiflerden, tıpkı tuğlalar gibi, Schwann ve Schleiden'in hücresel teorisi inşa edildi ve ana varsayımları bugün değişmeden kaldı.

Modern hücre teorisi

Schleiden ve Schwann'ın varsayımlarını formüle etmelerinden bu yana yüz seksen yıl geçmesine rağmen deneysel ve teorik bilgi Hücre hakkındaki bilginin sınırlarını önemli ölçüde genişleten teorinin ana hükümleri hemen hemen aynı ve kısaca şöyle:

• Tüm canlıların birimi hücredir - kendi kendini yenileyen, kendi kendini düzenleyen ve kendi kendini yeniden üreten (tüm canlı organizmaların kökeninin birliği tezi).
• Gezegendeki tüm organizmalar benzer bir hücre yapısına, kimyasal bileşime ve yaşam süreçlerine sahiptir (homoloji tezi, gezegendeki tüm yaşamın kökeninin birliği).
• Bir hücre, kendisine benzemeyenden benzer olanı yeniden üretebilen bir biyopolimer sistemidir (yaşamın ana özelliğinin belirleyici bir faktör olduğu tezi).
• Hücrelerin kendi kendine çoğalması annenin bölünmesiyle gerçekleştirilir (kalıtım ve süreklilik tezi).
• Çok hücreli organizmalar, yakın bağlantı ve karşılıklı düzenleme içinde olan dokuları, organları ve sistemleri oluşturan özel hücrelerden oluşur (bir organizmanın yakın hücreler arası, humoral ve sinirsel ilişkilere sahip bir sistem olduğu tezi).
• Hücreler morfolojik ve fonksiyonel olarak çeşitlidir ve farklılaşmanın bir sonucu olarak çok hücreli organizmalarda uzmanlık kazanırlar (totipotens tezi, çok hücreli bir sistemdeki hücrelerin genetik eşdeğerliği).

"İnşaatın" sonu

Yıllar geçti, biyologların cephaneliğinde bir elektron mikroskobu ortaya çıktı, araştırmacılar hücrelerin mitozu ve mayozunu, organellerin yapısını ve rolünü, hücrenin biyokimyasını ayrıntılı olarak incelediler ve hatta DNA molekülünü deşifre ettiler. Alman bilim adamları Schleiden ve Schwann, teorileriyle birlikte daha sonraki keşiflerin desteği ve temeli oldu. Ancak hücreye ilişkin bilgi sisteminin henüz tamamlanmadığını kesin olarak söyleyebiliriz. Ve her yeni keşif, tuğla tuğla, insanlığı gezegenimizdeki tüm yaşamın organizasyonunu anlama yolunda ilerletiyor.

(Testin sonunda cevaplar)

A1. Hangi bilim organizmaları akrabalıklarına göre sınıflandırır?

1) ekoloji

2) sınıflandırma

3) morfoloji

4) paleontoloji

A2. Alman bilim adamları M. Schleiden ve T. Schwann tarafından hangi teori formüle edildi?

1) evrim

2) kromozomal

3) hücresel

4) birey oluşumu

A3. Karbonhidratı rezerve edin hayvan hücresi dır-dir

1) nişasta

2) glikojen

4) selüloz

A4. Meyve sineği Drosophila'nın üreme hücrelerinde kaç kromozom vardır? somatik hücreler 8 kromozom içerir mi?

A5. Yerleştirme nükleik asit konakçı hücrenin DNA'sında gerçekleştirilir

1) bakteriyofajlar

2) kemotroflar

3) ototroflar

4) siyanobakteriler

A6. Eşeyli üreme organizmalar evrimsel olarak daha ilericidir, çünkü

1) doğada geniş dağılımlarına katkıda bulunur

2) Sayıların hızlı bir şekilde artmasını sağlar

3) çok çeşitli genotiplerin ortaya çıkmasına katkıda bulunur

4) türün genetik stabilitesini korur

A7. Tek tip gamet oluşturan ve karakterlerin parçalara bölünmesini sağlamayan bireylere ne ad verilir? yavru mu?

1) mutant

2) heterotik

3) heterozigot

4) homozigot

A8. Dihibrit melezleme sırasında bireylerin genotipleri nasıl belirlenir?

A9. Bir bitkinin tüm yaprakları aynı genotipe sahiptir ancak özellikleri farklı olabilir.

1) kromozom sayısı

2) fenotip

3) gen havuzu

4) genetik kod

A10. Hangi bakteriler bitkilerin azot beslenmesini iyileştirir?

1) fermantasyon

2) nodül

3) asetik asit

A11. Yeraltı çekimi kökten farklıdır, çünkü

2) büyüme bölgeleri

3) gemiler

A12. Kapalı tohumlular bölümündeki bitkiler, açık tohumluların aksine,

1) kök, gövde ve yapraklara sahip olmak

2) bir çiçeğin ve bir meyvenin olması

3) tohumlarla çoğaltın

4) fotosentez sırasında atmosfere oksijen salınır

A13. Sürüngenlerden farklı olarak kuşlarda

1) hayır Sabit sıcaklık vücut

2) azgın madde örtüsü

3) sabit vücut sıcaklığı

4) yumurtalarla üreme

A14. Hangi doku grubu uyarılabilirlik ve kasılabilirlik özelliklerine sahiptir?

1) kaslı

2) epitelyal

3) gergin

4) bağlanma

A15. Memelilerde ve insanlarda böbreklerin temel işlevi onları vücuttan uzaklaştırmaktır.

2) aşırı şeker

3) metabolik ürünler

4) sindirilmemiş kalıntılar

A16. İnsan fagositleri yeteneklidir

1) yabancı cisimleri yakalamak

2) hemoglobin üretir

3) kanın pıhtılaşmasına katılmak

4) antijenleri transfer etmek

A17. Bağ dokusu zarıyla kaplı ve merkezin dışında yer alan uzun nöron süreçleri demetleri gergin sistem, biçim

2) beyincik

3) omurilik

4) serebral korteks

A18. İskorbüt hastalığını önlemek için kişinin diyetine hangi vitamin dahil edilmelidir?

A19. Ren geyiğinin tundradaki dağılım alanını sınıflandırmak için hangi tür kriteri kullanılmalıdır?

1) çevresel

2) genetik

3) morfolojik

4) coğrafi

A20. Türler arası varoluş mücadelesine bir örnek, türler arasındaki ilişkidir.

1) yetişkin bir kurbağa ve bir kurbağa yavrusu

2) lahana kelebeği ve tırtılı

3) şarkı ardıç kuşu ve tarla faresi

4) aynı sürünün kurtları

A21. Ormandaki bitkilerin katmanlı dizilişi, bir adaptasyon görevi görür.

1) çapraz tozlaşma

2) rüzgar koruması

3) ışık enerjisinin kullanımı

4) su buharlaşmasını azaltmak

A22. İnsan evrimindeki hangi faktör doğası gereği sosyaldir?

1) konuşmayı ifade etmek

2) değişkenlik

3) doğal seçilim

4) kalıtım

A23. Organizmalar arasındaki ilişkilerin doğası nedir farklı şekiller aynı gıda kaynaklarına mı ihtiyacınız var?

1) yırtıcı hayvan - av

3) rekabet

4) karşılıklı yardım

A24. Bir su çayırının biyojeosinozundaki ayrıştırıcılar şunları içerir:

1) tahıllar, sazlar

2) bakteri ve mantarlar

3) fare benzeri kemirgenler

4) otçul böcekler

A25. İLE küresel değişiklikler biyosferde yol açabilir

1) Bireysel türlerin sayısındaki artış

2) bölgelerin çölleşmesi

3) şiddetli yağış

4) bir topluluğun diğeriyle değiştirilmesi

A26. Adenin nükleotidlerinin oranı toplamın %10'u ise DNA, sitozin içeren nükleotidlerin yüzde kaçını içerir?

A27. Seçme doğru sıra Hücrede protein sentezi sırasında bilginin iletilmesi.

1) DNA → haberci RNA → protein

2)DNA → transfer RNA'sı→ protein

3) ribozomal RNA → transfer RNA → protein

4) ribozomal RNA → DNA → transfer RNA → protein

A28. AABb ve aabb genotiplerine sahip ebeveynlerde dihibrit geçiş ve özelliklerin bağımsız kalıtımı ile yavrularda oranda bir bölünme gözlenir.

A29. Bitki ıslahında temiz çizgiler tarafından edinilmiş

1) çapraz tozlaşma

2) kendi kendine tozlaşma

3) deneysel mutajenez

4) türler arası hibridizasyon

A30. Sürüngenler gerçek karasal omurgalılar olarak kabul edilirler çünkü

1) atmosferik oksijeni soluyun

2) karada üreme

3) yumurta bırakmak

4) akciğerleri var

A31. İnsan vücudunda karbonhidratlar depolanır.

1) karaciğer ve kaslar

2) deri altı dokusu

3) pankreas

4) bağırsak duvarları

A32. Reseptörler tahriş olduğunda ortaya çıkan tükürük salgısı ağız boşluğu, bir refleks

1) şartlı, takviye gerektiren

2) koşulsuz, miras alınan

3) insanların ve hayvanların yaşamı boyunca ortaya çıkan

4) her kişi için bireysel

A33. Arasında listelenen örnekler aromorfoz

1) Vatozun düz vücut şekli

2) çekirgede koruyucu renklenme

3) kuşlarda dört odacıklı kalp

A34. Biyosfer açık bir ekosistemdir çünkü

1) birçok farklı ekosistemden oluşur

2) antropojenik faktörden etkilenir

3) dünyanın tüm kürelerini içerir

4) Sürekli olarak güneş enerjisini kullanır

Bu bölümdeki (B1–B8) görevlerin cevabı bir harf veya rakam dizisidir.

B1–B3 görevlerinde altıdan üç doğru cevabı seçin, seçilen sayıları tabloya yazın.

1'de. Biyolojik önemi mayoz oluşur

1) Yeni nesilde kromozom sayısının iki katına çıkmasının önlenmesi

2) erkek ve dişi gametlerin oluşumu

3) somatik hücrelerin oluşumu

4) yeni gen kombinasyonlarının ortaya çıkması için fırsatlar yaratmak

5) vücuttaki hücre sayısını arttırmak

6) kromozom setinde çoklu artış

2'DE. Pankreasın insan vücudundaki rolü nedir?

1) bağışıklık reaksiyonlarına katılır

2) kan hücrelerini oluşturur

3) karışık bir salgı bezidir

4) hormonları oluşturur

5) safra salgılar

6)sindirim enzimlerini salgılar

3'TE. Evrimin faktörleri şunları içerir:

1) karşıya geçmek

2) mutasyon süreci

3) modifikasyon değişkenliği

4) yalıtım

5) tür çeşitliliği

6) doğal seçilim

B4-B6 görevlerini tamamlarken, birinci ve ikinci sütunların içerikleri arasında bir yazışma kurun. Seçilen cevapların numaralarını tabloya girin.

4'te. Bir bitki özelliği ile karakteristik olduğu bölüm arasında bir yazışma kurun.

5'te. İnsan beyninin yapısal ve işlevsel özellikleri ile bölümü arasında bir yazışma kurun.

6'DA. Mutasyonun doğası ile türü arasında bir yazışma kurun.

B7-B8 görevlerini tamamlarken, biyolojik süreçlerin, olayların, olayların doğru sırasını oluşturun. pratik eylemler. Seçilen cevapların harflerini tabloya yazın.

7'DE. Bir fazlar arası hücrede meydana gelen süreçlerin sırasını oluşturun.

A) mRNA, DNA zincirlerinden birinde sentezlenir

B) DNA molekülünün bir bölümü enzimlerin etkisi altında iki zincire ayrılır

B) mRNA sitoplazmaya girer

D) Protein sentezi şablon görevi gören mRNA üzerinde gerçekleşir.

8'DE. Hangisini ayarla kronolojik sıra Ana bitki grupları Dünya'da ortaya çıktı.

A) yeşil algler
B) at kuyruğu
B) tohumlu eğrelti otları
D) rinofitler
D) açık tohumlular

Biyolojideki en önemli genellemelerden biri olan hücre teorisi, 1839'da Alman bilim adamları - zoolog Theodor Schwann ve botanikçi Matthias Schleiden tarafından formüle edildi.

Hücre teorisinin ortaya çıkışından önce, canlıların yapısına ilişkin oldukça uzun süreli bir veri birikimi yaşandı. Hücre çalışmalarının tarihi, mikroskobun icadı ve optik teknolojinin gelişmesiyle doğrudan ilişkilidir. Bu enstrümanı icat edenlerden biri de büyük Galileo Galilei'ydi (1610). İlk mikroskoplar 16.-17. yüzyılların başında ortaya çıktı.

İngiliz bilim adamı Robert Hooke, Micrographia (1667) adlı kitabında bitki dokularının hücresel yapısını ilk kez tanımladı. Mantar, mürver çekirdeği vb. ince kesitleri mikroskop altında inceleyen R. Hooke, bitki dokularının hücresel yapısını fark etmiş ve bu hücrelere hücre adını vermiştir (Şekil 1).

En önemli keşifler 17. yüzyılda yapıldı. ve Hollandalı kendi kendini yetiştirmiş bilim adamı Anton van Leeuwenhoek. Tarif etti tek hücreli organizmalar(siliatlar) ve hayvan hücreleri (eritrositler, sperm).

R. Hooke ve A. Leeuwenhoek'in çalışmaları, çeşitli canlı organizmaların sistematik mikroskobik çalışmalarına ivme kazandırdı. Zaten 19. yüzyılda. çeşitli hücre içi bileşenler tanımlandı: çekirdek (R. Brown, 1831), protoplazma (J. Purkinje, 1837), kromozomlar (W. Flemming, 1880), mitokondri (C. Benoit, 1894) Golgi aparatı (C. Golgi, 1898) .

Eğitimde yeni bir aşama ince yapı Hücreler buluşla başladı elektron mikroskobu(1938). Bu araç En küçük hücre içi bileşenlerin yapısını incelemenize ve biyokimyasal ve moleküler biyolojik yöntemlerle birlikte işlevlerini belirlemenize olanak tanır.
T. Schwann ve M. Schleiden'in teorisinin asıl önemi, bitki ve hayvan hücrelerinin temel benzerliğini göstermiş olmalarıdır. Bu konum, canlı doğanın birliğinin en önemli kanıtıydı. Her bir hücrenin bağımsız yaşam aktivitesi fikri de aynı derecede önemlidir.

Modern bilim, T. Schwann ve M. Schleiden teorisinin ana hükümlerini doğrulamaktadır. Aslında bilinen tüm canlı organizmalar hücrelerden oluşur (daha önce Bölüm 2'de virüslerden bahsetmiştik), yani hücre, canlının yapısal bir birimi olarak hareket eder. Açık hücresel Seviye bunun tezahürlerini görüyoruz temel özellikler Yaşamak, kendini yeniden üretme yeteneği olarak, metabolizma, kalıtım ve değişkenlik, sinirlilik ve hareket, kişisel Gelişim. Dolayısıyla hücre aynı zamanda canlıların işlevsel bir birimidir.

R. Virchow'un (1855-1858) çalışmalarında “her hücre farklıdır” tezi formüle edilmiştir, yani. Hakkında konuşuyoruz orijinal (anne) hücreyi bölerek yeni hücrelerin oluşumu hakkında. Bugün bu, biyolojik bir yasa olarak kabul edilmektedir (hücreleri oluşturmanın ve sayılarını arttırmanın başka yolu yoktur).

Yukarıdakilerin hepsini özetleyerek hücresel teorinin ana hükümlerini formüle edelim:
Hücre, tüm canlı organizmaların temel yapı ve gelişim birimi olup, canlının en küçük yapısal birimidir.

Tüm organizmaların hücreleri (hem tek hücreli hem de çok hücreli) benzerdir. kimyasal bileşim, yapı, metabolizmanın ana belirtileri ve hayati aktivite.
Hücreler bölünerek çoğalır (her biri yeni hücre ana hücrenin bölünmesi sırasında oluşan);

Hücre Teorisinin Önemi

Hücrenin, canlı organizmaların en önemli bileşeni, ana morfofizyolojik bileşeni olduğu ortaya çıktı. Hücre, çok hücreli bir organizmanın temeli, biyokimyasal ve fizyolojik süreçler organizmada. Hücresel düzeyde her şey eninde sonunda gerçekleşir biyolojik süreçler. Hücre teorisi, tüm hücrelerin kimyasal bileşiminin benzer olduğu sonucuna varmamızı sağladı. genel anlamda tüm yaşayan dünyanın filogenetik birliğini doğrulayan yapıları.

Theodor Schwann Matthias Schleiden

1838 - 1839'da iki Alman bilim adamı - botanikçi M. Schleiden ve zoolog T. Schwann, kendilerine sunulan tüm bilgi ve gözlemleri topladı. birleşik teoriÇekirdek içeren hücrelerin tüm canlıların yapısal ve işlevsel temelini oluşturduğunu savundu.

Schleiden ve Schwann'ın hücre teorisini açıklamasından yaklaşık 20 yıl sonra, bir başka Alman bilim adamı olan doktor R. Virchow çok önemli bir genelleme yaptı: Bir hücre ancak önceki bir hücreden meydana gelebilir. Akademisyen Rus Akademisi Bilim insanları Karl Baer, ​​memeli yumurtasını keşfederek, tüm çok hücreli organizmaların gelişimlerine tek bir hücreden başladığını ve bu hücrenin zigot olduğunu tespit etti.

Modern hücre teorisi aşağıdaki ana hükümleri içerir:

Hücre, canlıların en küçük birimi olan tüm canlı organizmaların temel yapı ve gelişim birimidir.

Tüm tek hücrelilerin hücreleri ve Çok hücreli organizmalar yapıları, kimyasal bileşimleri, yaşam aktivitesinin temel belirtileri ve metabolizması bakımından benzer (homolog).

Hücre çoğalması onları bölerek gerçekleşir, yani. Her yeni hücre, orijinal (ana) hücrenin bölünmesi sonucu oluşur. Genetik sürekliliğin hükümleri yalnızca hücrenin bütünü için değil, aynı zamanda onun bazı küçük bileşenleri (genler ve kromozomlar) için de geçerlidir. genetik mekanizma Kalıtım maddesinin gelecek nesillere aktarılmasının sağlanması,

Karmaşık çok hücreli organizmalarda hücreler, gerçekleştirdikleri ve dokuları oluşturdukları işlevde uzmanlaşmıştır; organlar birbirine sıkı sıkıya bağlı ve sinir ve sinir sistemlerine bağlı dokulardan oluşur. humoral sistemler düzenleme.

3 Mevcut hücre tipleri ve genel yapıları.

Tüm hücreler iki genel gruba ayrılır: - bir grup şunlardan oluşur: bakteri ve siyanobakteriler denir nükleer öncesi (prokaryotik), oluşmuş bir çekirdeğe ve diğer bazı organellere sahip olmadıkları için; -- diğer grup (çoğunlukları) ökaryotlar hücreleri, belirli işlevleri yerine getiren çekirdekler ve çeşitli organeller içerir. (bkz. Canlı organizmaların Margelis ve Schwartz'a göre sınıflandırılması (Şekil 2)

Prokaryotik hücre en basitidir ve fosil kayıtlarına bakılırsa muhtemelen 3-3,5 milyar yıl önce ortaya çıkan ilk hücredir. Boyutu küçüktür (örneğin mikoplazma hücreleri 0,10-0,25 mikrona ulaşır).

Ökaryotik bir hücre, prokaryotik bir hücreden çok daha karmaşık bir şekilde organize edilmiştir. Bu derste ökaryotik hücrelerden inceliyoruz hayvan ve bitki hücreler, bir küf hücresi ve bir maya hücresi. Prokaryotların temsilcileri bakteri hücresi.

Tablo 1. Prokaryotik ve ökaryotiklerin bazı özelliklerinin karşılaştırılması hücresel organizasyon

Ökaryotik hücre birbirinden ayrılamaz şekilde birbirine bağlı üç bölümden oluşur: hücre zarı(plazmalemma), sitoplazma ve çekirdek. sen bitki hücresiüstünde bir membran var dış duvar selüloz ve performans gösteren diğer malzemelerden önemli rol Bir dış çerçeve, koruyucu bir kabuk olan bitki hücrelerine turgor sağlar, suyun, tuzların ve birçok molekülün geçmesine izin verir. organik madde. Çoğu hücrede (özellikle hayvanlarda), zarın dış tarafı bir polisakkarit ve glikoprotein (glikokaliks) tabakasıyla kaplıdır. Glikokaliks çok ince, elastik bir tabakadır (ışık mikroskobu altında görülemez). Bitkilerin selüloz duvarı gibi, öncelikle hücrelerin doğrudan bağlantı işlevini yerine getirir. dış ortam Ancak bitki hücresinin duvarı gibi destekleyici bir işlevi yoktur. Membranın ve glikokaliksin ayrı bölümleri farklılaşarak mikrovilluslara (genellikle çevre ile temas halinde olan bir hücrenin yüzeyinde), hücreler arası bağlantılara ve doku hücreleri ile doku hücreleri arasındaki bağlantılara dönüşebilir. farklı yapı. Bazıları mekanik bir rol oynar (hücreler arası bağlantılar), diğerleri ise hücreler arası metabolik süreçlere katılarak değişiklikleri değiştirirler. elektrik potansiyeli membranlar. Yani her hücre sitoplazma ve bir çekirdekten oluşur; dışarıdan bir hücreyi komşularından ayıran bir zarla (plazmolemma) kaplıdır. Komşu hücrelerin zarları arasındaki boşluk, sıvı hücreler arası madde ile doldurulur.

Hücreler arasında bitkiler ve hayvanlar yapı ve işlevler açısından temel bir farklılık yoktur. Bazı farklılıklar yalnızca zarlarının, hücre duvarlarının ve bireysel organellerin yapısıyla ilgilidir. Şekilde hayvan ve bitki hücreleri arasındaki farkları kolaylıkla görebilirsiniz.

Hayvan ve bitki hücreleri ne kadar benzer olursa olsun aralarında önemli farklılıklar vardır. Temel fark bitki hücresinde bulunmamasıdır. çağrı Merkezi Hayvan hücresinde bulunan sentriyoller ve su içeren vakuoller Bu hücreler arasındaki önemli bir fark, bitki hücresinde bitki fotosentezi ve diğer fonksiyonları sağlayan kloroplastların varlığıdır.

hücrede yeterince geniş bir alan vardır ve bu bitki turgorunu sağlar.

Şekil 25 – Hayvan ve bitki hücreleri arasındaki farklar

Tablo 2 sunar özellikler bitki ve hayvan hücreleri.

4 Yapı biyolojik membranlar.

Membranların ana bileşeni olan fosfolipitler, üçüncü yağ asidi olan fosforik asit yerine gliserole eklendiklerinde oluşur.

Şekil 3 - Lipid (şematik gösterim)

Yağ asitleri, bazen karbon ve hidrojen atomlarından oluşan uzun veya kısa zincirlerdir. çift ​​bağlar. Belirgin hidrofobik özelliklere sahiptirler.

Şekil 4 - Yağ asitlerinin diyagramı

Fosfolipitler kendi yollarıyla kimyasal yapı Ester polihidrik alkoller ek olarak yağ asitleri içeren yapısal elemanlar bir fosforik asit kalıntısı ve bir hidrofilik baz. Gliserit alkol kalıntısına ek olarak bir fosforik asit kalıntısı ve bir baz içeren fosfolipit başlığı, belirgin hidrofilik özelliklere sahiptir.

Belirgin polariteleri nedeniyle sudaki fosfolipitler Şekil 5'te gösterilen yapıyı oluşturur.

Şekil 5 - Sudaki bir damla yağ (A) ve fosfolipid çift membran katmanı (B)

Lipitler ve proteinler. Membran çift katmanlı lipit ve fosfolipidlerden oluşur. Moleküllerin kuyrukları çift tabaka halinde birbirine bakar, kutup başları ise dışarıda kalarak hidrofilik yüzeyler oluşturur.

Protein molekülleri sürekli bir katman oluşturmazlar (Şekil 6), lipit katmanında bulunurlar ve içine dalarlar. farklı derinlikler(periferik proteinler vardır, proteinlerin bir kısmı membrandan geçer, bir kısmı lipit tabakasına batırılır) ve performans gösterir. çeşitli işlevler. Protein ve lipit molekülleri hareketlidir, bu da plazma zarının dinamizmini sağlar.

Glikolipidler ve kolesterol. Membranlar ayrıca glikolipitleri ve kolesterolü de içerir. Glikolipitler, kendilerine karbonhidratların bağlı olduğu lipitlerdir. Fosfolipidler gibi glikolipitlerin de kutupsal başları ve kutupsal olmayan kuyrukları vardır. Kolesterol lipitlere yakındır; molekülünün de polar bir kısmı vardır.

Hidrofilik fosfolipit kafa

Bir fosfolipidin hidrofobik kuyruğu

Şekil 6 - Gömülü proteinlere sahip membranın fosfolipid tabakasının şeması.

1972'de Singer ve Nicholson evlenme teklifinde bulundu. akışkan mozaik modeli membranlar (Şekil 7), buna göre protein molekülleri sıvı fosfolipid çift katmanında yüzer. İçinde bir tür mozaik oluştururlar, ancak bu çift katman sıvı olduğundan mozaik desenin kendisi katı bir şekilde sabitlenmez; proteinler içindeki konumlarını değiştirebilir. Hücreyi kaplayan ince zar bir filme benzer sabun köpüğü- ayrıca her zaman "parlıyor". Aşağıda hücre zarlarının yapısı ve özelliklerine ilişkin bilinen verileri özetliyoruz.

Şekil 7 - A. Bir zarın sıvı mozaik modelinin üç boyutlu görüntüsü. B. Düzlemsel görüntü. Glikoproteinler ve glikolipitler zarın yalnızca dış yüzeyi ile ilişkilidir.

1. Membranların kalınlığı yaklaşık 7 nm'dir.

2. Membranın ana yapısı bir fosfolipid çift katmanıdır.

3. Fosfolipid moleküllerinin hidrofilik kafaları dışarıya, hücrenin sulu içeriğine ve dış sulu ortama doğru bakar.

4. Hidrofobik kuyruklar içe doğru bakar; hidrofobik bir kuyruk oluştururlar iç kısım iki katmanlı.

5. Fosfolipidler bulunur sıvı hal ve çift katman içinde hızla yayılır.

6. Fosfolipid moleküllerinin kuyruklarını oluşturan yağ asitleri doymuş ve doymamıştır. Doymamış asitler, çift katmanlı ambalajın daha gevşek olmasına neden olan bükülmeler içerir. Bu nedenle, daha daha fazla derece doymamışlık, membranın daha fazla sıvıya sahip olması.

7. Çoğu proteinler sıvı fosfolipid çift katmanında yüzerek içinde bir tür mozaik oluşturarak desenini sürekli değiştirir.

8. Proteinler, fosfolipitlerin hidrofobik kuyrukları ile etkileşime giren hidrofobik amino asitlerden oluşan bölgelere sahip oldukları için zara bağlı kalırlar: yani birbirlerine yapışırlar ve su bu yerlerden dışarı itilir. Proteinlerin diğer bölgeleri hidrofiliktir. Ya hücrenin çevresine ya da içeriğine, yani sulu ortama bakarlar.

9. Bazı zar proteinleri fosfolipid çift katmanına yalnızca kısmen gömülüyken diğerleri bunun içinden nüfuz eder.

10. Bazı proteinler ve lipidler anten görevi gören dallanmış oligosakkarit zincirlerine sahiptir. Bu tür bileşiklere sırasıyla glikoproteinler ve glikolipitler denir.

11. Zarlar ayrıca kolesterol içerir. Doymamış yağ asitleri gibi fosfolipitlerin sıkı paketlenmesini bozar ve onları daha sıvı hale getirir. Bu, zarların sertleşebileceği soğuk ortamlarda yaşayan organizmalar için önemlidir. Kolesterol ayrıca zarları daha esnek ve aynı zamanda daha güçlü hale getirir. O olmasaydı kolayca parçalanırlardı.

12. Membranın iki tarafı (dış ve iç), hem bileşim hem de işlev bakımından farklılık gösterir.

Fosfolipid çift katmanı, daha önce de belirtildiği gibi, membran yapısının temelini oluşturur. Aynı zamanda polar moleküllerin ve iyonların hücreye giriş ve çıkışını da sınırlar. Diğer membran bileşenleri tarafından da bir dizi fonksiyon gerçekleştirilir.

5 Biyolojik membranların fonksiyonları. Membran boyunca taşıma

Membran yapıları en önemli şeyin “arenasıdır” hayat süreçleri ve membran sisteminin iki katmanlı yapısı “arena” alanını önemli ölçüde arttırır. Ayrıca membran yapıları hücrelerin birbirlerinden ayrılmasını sağlar. çevre. Hücrelerde genel amaçlı membranların yanı sıra hücresel organelleri sınırlayan iç membranlar da bulunur.

Hücre ile çevre arasındaki alışverişi düzenleyen zarlarda, dış uyarıları algılayan reseptörler bulunur. Özellikle dış uyaranların algılanmasına örnek olarak ışığın algılanması, bakterilerin bir besin kaynağına doğru hareketi ve hedef hücrelerin insülin gibi hormonlara tepkisi gösterilebilir. Membranlardan bazıları aynı anda kendileri de sinyaller üretir (kimyasal ve elektriksel). Membranların dikkat çekici bir özelliği, üzerlerinde enerji dönüşümünün gerçekleşmesidir. Özellikle, iç membranlar kloroplastlar oluyor fotosentez, ve iç membranlarda mitokondri gerçekleştirillen oksidatif fosforilasyon.

Membran bileşenleri hareket halindedir. Esas olarak proteinler ve lipitlerden oluşan zarlar, hücrelerin sinirliliğini belirleyen çeşitli yeniden düzenlemelerle karakterize edilir. en önemli mülk canlı.

Geçen yüzyılın sonlarından bu yana, hücre zarlarının, yalnızca su ve gaz molekülleri gibi diğer küçük molekülleri geçebilen yarı geçirgen zarlardan farklı davrandığı bilinmektedir. Hücre zarları sahip olmak seçici geçirgenlik: Glikoz, amino asitler, yağ asitleri, gliserol ve iyonlar bunların içinden yavaşça yayılır ve zarların kendisi bu süreci aktif olarak düzenler - bazı maddeler geçer, bazıları geçmez.

19. yüzyılın ortalarında Schwann ve Schleiden'in hücre teorisi oluşturuldu. Alman biyologlar, hücrenin yaşayan bir organizmanın temeli olduğunu ve hücrenin dışında yaşamın var olamayacağını kanıtladılar.

Hikaye

1665 yılında Robert Hooke'un hücreyi keşfetmesi, mikrokozmosla ilgili çalışmaların başlangıcı oldu. 1670'lerde doğa bilimci Marcello Malpighi ve Nehemiah Grew, bitkilerde bulunan "keseler veya kesecikler"i tanımladılar.

Hollandalı doğa bilimci Antonie van Leeuwenhoek mikroskopları tasarladı ve geliştirdi ve 1673'ten başlayarak tek hücreli canlılar, bakteriler, sperm ve kırmızı kan hücrelerinin çizimlerini yayınladı.

17.-18. yüzyılların mikroskopları yalnızca Genel fikir hücre hakkında. Ancak bu temelin atılması için yeterliydi. yeni bilim- sitoloji.

Hücre çalışmalarının daha ileri tarihi sadece gelişimle ilişkili değildir. Biyolojik Bilimler, aynı zamanda hücrenin yapısını ve davranışını ayrıntılı olarak incelemeye yardımcı olan yeni teknolojiler. Sitolojinin gerçek anlamda tanınması XIX'in başı yüzyıl.
Bazı önemli tarihler hücre teorisinin oluşumuna giden yolda:

• 1825 - fizyolog Jan Purkinė tavuk yumurtasında bir çekirdek keşfetti;
• 1828 - biyolog Karl Baer, ​​insan yumurtasını yeni yaşamın gelişiminin kaynağı olarak keşfetti ve tanımladı;
• 1830 - botanikçi Franz Meyen hücreyi şöyle tanımladı: ayrı yapı metabolizmanın meydana geldiği;
• 1831 - botanikçi Robert Brown çekirdeği ayrıntılı olarak tanımladı ve onun olduğunu tespit etti. zorunlu kısım herhangi bir hücre;
• 1838 - botanikçi Matthias Schleiden tüm bitki dokularının hücrelerden oluştuğunu keşfetti;
• 1839 - biyolog Theodor Schwann organizmaların yapı olarak benzer hücrelerden oluştuğunu keşfetti;
• 1855 - doktor Rudolf Virchow hücrelerin bölündüğünü belirledi.

Schwann, hücre teorisinin yazarı olarak kabul edilir. Schleiden'in çalışmalarından etkilenerek (bu nedenle ortak yazar olarak kabul edilir), hücre teorisinin bugün hala geçerli olan temel ilkelerini formüle etti. İLE 19. yüzyılın sonu yüzyıllarda mitoz ve mayoz bölünme keşfedildi ve hücre teorisi ortaya çıktı. bilimsel tanınma, Eklendi.

EN İYİ 2 makalebununla birlikte okuyanlar

Pirinç. 1.Theodor Schwann.

Schleiden'in Schwann'ın ilham kaynağı olmasına rağmen şunu ileri sürdü: yanlış teoriçekirdekten yeni bir hücrenin ortaya çıkmasıdır. Schleiden ayrıca bitki ve hayvan hücreleri arasındaki yazışmayı da tanımıyordu.

Hükümler

Hücre teorisinin temel noktası, tüm canlıların benzer hücrelerden oluşmasıdır. Bilimin gelişmesiyle birlikte Schwann'ın hükümleri eklendi ve modern hücre teorisi:

• hücreler organizmaların yapısının (virüsler hariç) morfolojik ve işlevsel birimidir;
• tüm hücreler yapı ve kimyasal bileşim bakımından benzerdir (homolog);
• hücreler, organellerin çalışması nedeniyle metabolizma ve kendi kendini düzenleme yeteneğine sahiptir;
• hücreler yalnızca bölünerek bölünür;
• Çok hücreli organizmaların hücreleri, gerçekleştirdikleri işlevlerde uzmanlaşmıştır ve doku ve organları oluşturmak üzere birleştirilir.

Pirinç. 2. Bitki, bakteri ve hayvan hücreleri.

Virüsler hücresel olmayan yaşam formlarıdır. Ancak canlı organizmaların özellikleri hücreye girdikten sonra ortaya çıkar.

Anlam

Hücre teorisinin hükümleri büyük önemİçin evrim doktrini. Kafes gibi yapısal birim Tüm canlıların arasında biyosferi birleştirir ve canlıların ortak kökenini doğrular.

Hücre teorisinin yaratılmasının önemi, tıbbın, seçilimin, genetiğin gelişmesi ve yeni bilimlerin oluşması açısından önemlidir:

• biyokimya;
• moleküler Biyoloji;
• biyofizik;
• biyoetik;
• biyoinformatik.

Modern sitoloji yöntemleri, tek hücreli siliaların bir bölümünü incelemeyi, hücrede meydana gelen süreçleri izlemeyi ve organel ve molekül modellerini oluşturmayı mümkün kılar.

4.5. Alınan toplam puan: 118.