Формулировкой какого важнейшего обобщения современная биология обязана немецким ученым

Обновлено: 18.05.2024

В биологии, как и в других фундаментальных науках, существует несколько законов, лежащих в основе всех биологических знаний. Первый закон принято называть клеточной теорией. Эта теория утверждает, что в основе всех живых организмов лежат клетки, продукты их жизнедеятельности. Новые клетки образуются путем деления клеток. Все клетки сходны по химическому составу и обмену веществ, и активность организма зависит от активности и взаимодействия отдельных клеток.

Авторами клеточной теории считают двух ученых – ботаник Матиас Шлейден и зоолог Теодор Шванн, хотя подобные мысли высказывали еще в начале 19 века Ламарк и Дютроше. Клеточное ядро впервые в 1831 году описал Робертом Броуном. Заслуга Шлейдена и Шванна состоит в том, что они впервые сформулировали некий принцип, положивший начало многим новым направлениям в науке.

Из клеточной теории логически вытекает вывод о том, что все живого происходит только из живого. Этот принцип, кажущимся нам непреложной истиной еще до конца 18 теория самозарождения таких животных как черви лягушки и крысы была очень распространена. Опыты Пастера убедительно доказали, что даже микроорганизмы не могут возникать из неживого путем самозарождения.

Следующим этапом стало образование в этом бульоне так называемых коацерватных капель, которые достигнув определенной величины стали системой, способной контактировать с окружающей средой. Последующая эволюция шла по пути совершенствования и селекции коацерватов. Последней стадией стало появление и совершенствование процессов метаболизма. Предполагается, что первые живые организмы обладали гетеротрофным типом питания, протекала в безкислородной среде, они были анэробами. Этому способствовало наличия большого количества питательных веществ в окружающей среде. Однако когда их запасы начали иссекать, и это дало возможность активно развиваться организмам, способным использовать солнечную энергию для создания органического вещества. Появления большого числа автотрофных организмов привело к изменению газового состава атмосферы – увеличению количества кислорода в атмосфере и создание условий среды, напоминающую современную.

Следующим важнейшим постулатом современной биологии является теория эволюции органического мира. Как отмечалось ранее, данный вопрос интересовал ученых очень давно, но первой наиболее стройной теорией стала теория эволюции Ж.Б.Ламарка. Будучи приверженцем теории самозарождения и верующим человеком, он говорил, что Творец создал первые простейшие животные, а далее организмы под действием силы самосовершенствования, стремились к дальнейшему усложнению. Из данного следовало, что не существует понятия вида, виды текучи, между ними нет границ, они могут перетекать друг в друга. Несмотря на указанные недостатки, Ламарку удалось впервые убедительно доказать развитие организмов из простого к сложному и обратить внимание на связь организма и окружающей среды.

Теории Дарвина в тот период недоставало более глубинных доказательств, не требующих длительных временных рамок. Таковыми доказательствами стали выводы теории наследственности. Дарвин не мог объяснить в своей теории, как происходит передача полученных признаков следующим поколениям. Он предполагал, что каждая ткань родителя выделяет своего рода модели, которые он называл пангенами, которые включаются в яйцо или сперматозоид и таким образом передают полученные признаки. Ответ на этот вопрос дали работы нескольких ученых, и первым в этом ряду стоит Георг Мендель, сформулировавший законны наследственности. Согласно закону расщепления, единицы наследственности представлены парами, и при образовании половых клеток единицы каждой пары расходятся. Согласно закону независимого распределения, расщепление каждой пары происходит независимо от расщепления других пар и сочетание осуществляется случайным образом. Гипотеза Менделя в дальнейшем получила подтверждение и развитие такими учеными как Сэттон и Морган, сформулировавшими современную концепцию линейном расположении генов

Справочный материал содержит главные основные теории, законы и закономерности биологии, их краткая характеристика и ученые-биологи.

Основные теории биологии таблица

Основные теории биологии

Теория возникновения жизни на Земле

(ОпаринА.И., Дж.Холдейн, С.Фокс, С.Миллер, Г.Меллер).

Жизнь на Земле возникла абиогенным путем.

1. Органические вещества сформировались из неорганических под действием физических факторов среды.

2. Они взаимодействовали, образуя все более сложные вещества, в результате чего возникли ферменты и самовоспроизводящиеся ферментные системы — свободные гены.

3.Свободные гены приобрели разнообразие и стали соединяться.

4. Вокруг них образовались белково-липидные мембраны.

5. Из гетеротрофных организмов развились автотрофные.

Клеточная теория

(Теодор Шванн, Маттиас Шлейден, Рудольф Вирхов).

Все живые существа — растения, животные и одноклеточные организмы — состоят из клеток и их производных. Клетка не только единица строения, но и единица развития всех живых организмов. Для всех клеток характерно сходство в химическом составе и обмене веществ. Активность организма слагается из активности и взаимодействия составляющих его самостоятельных клеточных единиц. Все живые клетки возникают из живых клеток.

Теория эволюции и естественного отбора

Возникнув естественным путем, виды медленно и постепенно преобразовываются и совершенствуются в соответствии с окружающими условиями в результате взаимосвязанного действия наследственной изменчивости, борьбы за существование и естественного отбора. Виды изменяются в направлении все большей приспособленности к условиям среды обитания; при этом сама приспособленность организмов не абсолютна, а носит относительный характер.

Хромосомная теория наследственности

Основным материальным носителем наследственности являются хромосомы с локализованными в них генами. Гены наследственно дискретны, относительно стабильны, но при этом могут мутировать. Гены в хромосомах расположены линейно, каждый ген имеет определенное место (локус) в хромосоме. Гены, расположенные в одной хромосоме, образуют группу сцепления и наследуются совместно; при этом число групп сцепления равно гаплоидному набору хромосом и постоянно для каждого вида организмов. Сцепление генов может нарушаться в результате кроссинговера; частота кроссинговера прямо пропорциональна расстоянию между генами.

Синтетическая теория эволюции

(ЧетвериковC.С., Н.В.Тимофеев-Ресовский, Дж.Хаксли).

Наименьшей, элементарной эволюционной единицей является популяция. Элементарным эволюционным событием является изменение генетического состава популяции. Основным материалом для эволюции служат мелкие мутации. Факторами эволюции (поставляющими материал) являются мутационный процесс, комбинативная изменчивость и волны численности (популяционные волны). Фактором, усиливающим генетические различия, является изоляция. Единственный направляющий фактор эволюции — естественный отбор, возникающий на основе борьбы за существование. Его действие основывается на сохранении и накоплении случайных мелких мутаций.

Основные законы биологии таблица

Основные законы биологии

Биогенетический закон

(Ф. Мюллер, Э. Геккель, СеверцовА.Н.).

Онтогенез организма есть краткое повторение зародышевых стадий предков. В онтогенезе закладываются новые пути их исторического развития — филогенеза.

Закон зародышевого сходства

(Карл Максимович Бэр).

На ранних стадиях зародыши всех позвоночных сходны между собой, и более развитые формы проходят этапы развития более примитивных форм.

Закон необратимости эволюции

Организм (популяция, вид) не может вернуться к прежнему состоянию, уже осуществленному в ряду его предков.

Законы наследования

Закон единообразия: при моногибридном скрещивании у гибридов первого поколения проявляются только доминантные признаки — оно фенотипически единообразно. Закон расщепления: при самоопылении гибридов первого поколения в потомстве происходит расщепление признаков в отношении 3:1, при этом образуются две фенотипические группы — доминантная и рецессивная. Закон независимого наследования: при дигибридном скрещивании у гибридов каждая пара признаков наследуется независимо от других и дает с ними разные сочетания. Образуются четыре фенотипические группы, характеризующиеся отношением 9:3:3:1. Гипотеза частоты гамет: находящиеся в каждом организме пары альтернативных признаков не смешиваются и при образовании гамет по одному переходят в них в чистом виде.

Закон гомологических рядов наследственной изменчивости

(Вавилов Николай Иванович ).

Виды и роды, генетически близкие, характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости.

Закон генетического равновесия в популяциях

(Годфри Харди, Вильгельм Вайнберг).

В неограниченно большой популяции при отсутствии факторов, изменяющих концентрацию генов, при свободном скрещивании особей, отсутствии отбора и мутирования данных генов и отсутствии миграции численные соотношения генотипов АА, аа, Аа из поколения в поколение остаются постоянными. Частоты членов пары аллельных генов в популяциях распределяются в соответствии с разложением бинома Ньютона (рА + qa) 2 .

Закон минимума (Юстус Либих).

Выносливость организма определяется самым слабым звеном в цепи его экологических потребностей, т. е. фактором минимума. Правило взаимодействия факторов: организм способен заменить дефицитное вещество или другой действующий фактор иным функционально близким веществом или фактором.

Закон биогенной миграции атомов

(Вернадский Владимир Иванович ).

Миграция химических элементов на земной поверхности и в биосфере в целом осуществляется или при непосредственном участии живого вещества (биогенная миграция), или же протекает в среде, геохимические особенности которой обусловлены живым веществом, как тем, которое в настоящее время составляет биосферу, так и тем, которое существовало на Земле в течение всей геологической истории.

Основные закономерности биологии таблица

Основные закономерности биологии

Правило происхождения от неспециализированных предков

Новые крупные таксоны происходят не от высших представителей предковых групп, а от сравнительно неспециализированных форм.

Правило чередования главных направлений эволюции

(Алексей Николаевич Северцов).

Для всех групп животных и растений свойственно чередование ароморфозов, сопровождающихся выходом группы в новую среду, и идиоадаптаций, сопровождающихся освоением новых условий среды и формированием в данной группе новых таксонов.

Правило прогрессирующей специализации

Группа, вступившая на путь специализации, как правило, в последующем филогенетическом развитии углубляет специализацию и совершенствует приспособляемость к определенным условиям жизни.

Симметрия

Симметрия — закономерное, правильное расположение частей тела относительно центра — радиальная симметрия (некоторые беспозвоночные животные, осевые органы растений, правильные цветки) либо относительно прямой линии (оси) или плоскости — двусторонняя симметрия (часть беспозвоночных и все позвоночные животные, у растений — листья и неправильные цветки).

Полярность

Полярность — противоположность концов тела: у животных — передний (головной) и задний (хвостовой), у растений — верхний (гелиотропический) и нижний (геотропический).

Метамерность

Метамерность — повторение однотипных участков тела или органа; у животных — членистое тело червей, личинок моллюсков и членистоногих, грудная клетка позвоночных; у растений — узлы и междоузлия стебля.

Цикличность

Цикличность — повторение определенных периодов жизни; сезонная цикличность, суточная цикличность, жизненная цикличность (период от рождения до смерти). Цикличность в чередовании ядерных фаз — диплоидной и гаплоидной.

Детерминированность

Детерминированность — предопределенность, обусловленная генотипом; закономерность, в результате которой из каждой клетки образуется определенная ткань, определенный орган, что происходит под влиянием генотипа и факторов внешней среды, в том числе и соседних клеток (индукция при формировании зародыша).

Изменчивость

Изменчивость — способность организмов изменять свои признаки и свойства; генотипическая изменчивость наследуется, фенотипическая — не наследуется.

Наследственность

Наследственность — способность организмов передавать следующему поколению свои признаки и свойства, т. е. воспроизводить себе подобных.

Приспособленность

Приспособленность — относительная целесообразность строения и функций организма, явившаяся результатом естественного отбора, устраняющего неприспособленных к данным условиям существования.

Закономерность географического распределения центров происхождения культурных растений

(Вавилов Николай Иванович )

Закономерность географического распределения центров происхождения культурных растений — сосредоточение очагов формообразования культурных растений отмечается в тех районах земного шара, где наблюдается наибольшее их генетическое разнообразие.

Закономерность экологической пирамиды

Закономерность экологической пирамиды — соотношение между продуцентами, консументами и редуцентами, выраженное в их массе и изображенное в виде графической модели, где каждый последующий пищевой уровень составляет 10% от предыдущего.

Зональность

Зональность — закономерное расположение на земном шаре природных зон, отличающихся климатом, растительностью, почвами и животным миром. Зоны бывают широтные (географические) и вертикальные (в горах).

Единство живого вещества

Единство живого вещества — неразрывная молекулярно-биохимическая совокупность живого вещества (биомассы), системное целое с характерными для каждой геологической эпохи чертами. Уничтожение видов нарушает природное равновесие, что приводит к резкому изменению молекулярно-биохимических свойств живого вещества и невозможности существования многих ныне процветающих видов, в том числе и человека.

_______________

Источник информации: Биология: Справочник для старшеклассников и поступающих в вузы/ Т.Л.Богданова —М.: 2012.

Учи.Дома запускает бесплатный марафон в котором каждый день. В течении 5 дней утром ты будешь получать одно задание по выбранному предмету, а вечером его решение. Твоя задача, успеть выполнение задание до того как получишь ответ.

Бесплатно, онлайн, подготовка к ЕГЭ

Предварительный просмотр:

Итоговая контрольная работа по биологии для 10 класса.

Задания контрольной работы

В задании А1 – А10 выберите 1 верный ответ из 4.

А1. Какой уровень организации живого служит основным объектом изучения цитологии?

Клеточный
Популяционно-видовой
Биогеоценотический
Биосферный

А2. Немецкие ученые М. Шлейден и Т. Шванн, обобщив идеи разных ученых, сформулировали

1) закон зародышевого сходства

2) хромосомную теорию наследственности

3) клеточную теорию

4) закон гомологических рядов

А3. Мономерами белка являются

3) жирные кислоты

А4. Фаза деления клетки, в которой хроматиды расходятся к полюсам

А5. Организмы, клетки которых не имеют обособленного ядра, - это

А6 . У растений, полученных путем вегетативного размножения,

повышается адаптация к новым условиям
набор генов идентичен родительскому
проявляется комбинативная изменчивость
появляется много новых признаков

А7. Сколько хромосом будет содержаться в клетках кожи четвертого поколения обезьян, если у самца в этих клетках 48 хромосом:

А8. Носителями наследственной информации в клетке являются

А9 . Заражение вирусом СПИДа может происходить при:

1) использовании одежды больного

2) нахождении с больным в одном помещении

3) использовании шприца, которым пользовался больной

4) использовании плохо вымытой посуды, которой пользовался больной

А10. Конъюгация и кроссинговер в клетках животных происходит:

2) при партеногенезе

3) при почковании

В задании В1 и В2 выберите 3 верных ответа из 6, обведите выбранные цифры и запишите их в таблицу.

В1 . Какие структуры характерны только растительной клетке?

1) клеточная стенка из хитина

2) клеточная стенка из целлюлозы

3) эндоплазматическая сеть

4) вакуоли с клеточным соком

6) лейкопласты и хлоропласты

В2. Какие общие свойства характерны для митохондрий и пластид?

не делятся в течение жизни клетки
имеют собственный генетический материал
являются одномембранными
содержат ферменты
имеют двойную мембрану
участвуют в синтезе АТФ

В3. Установите соответствие между особенностями и видами размножения

А) У потомства один родитель

Б) Потомство генетически уникально

В) Репродуктивные клетки образуются в результате мейоза

Г) Потомство развивается из соматических клеток

Д) Потомство может развиваться из неоплодотворенных гамет

1) Бесполое размножение

2) Половое размножение

С1 . Найдите ошибки в приведенном тексте. Укажите номера предложений, в которых они сделаны. Объясните их.

Все присутствующие в организме белки – ферменты.
Каждый фермент ускоряет течение нескольких химических реакций.
Активный центр фермента строго соответствует конфигурации субстрата, с которым он взаимодействует.
Активность ферментов зависит от таких факторов, как температура, рН среды, и других факторов.

5.В качестве коферментов фермента часто выступают углеводы.

С2 . Женщина выходит замуж за больного гемофилией. Какими будут дети, если: 1) женщина здорова и не несет ген гемофилии; 2) женщина здорова, но является носителем гена гемофилии?

В задании А1 – А10 выберите 1 верный ответ из 4.

А1. Строение и функции органоидов клетки изучает наука:

генетика,
цитология,
селекция,
систематика.

А2. Укажите одно из положений клеточной теории

1) соматические клетки содержат диплоидный набор хромосом

2) гаметы состоят из одной клетки

3) клетка прокариот содержит кольцевую ДНК

4) клетка наименьшая единица строения и жизнедеятельности организмов

А3. Мономерами ДНК являются

3) жирные кислоты

А4 . Значение митоза состоит в увеличении числа

хромосом в половых клетках
молекул ДНК в дочерних клетках
хромосом в соматических клетках
клеток с набором хромосом, равным материнской клетке

А5. Какие формы жизни занимают промежуточное положение между телами живой и неживой природы?

А6 . Бесполым путем часто размножаются:

млекопитающие
кишечнополостные
рыбы
птицы

А7. Второй закон Г. Менделя называется законом

3) сцепленного наследования

4) независимого наследования

А8. Тип наследования признака в ряду поколений изучает метод:

близнецовый
генеалогический
цитологический
популяционный

А9. У детей развивается рахит при недостатке:

марганца и железа
кальция и фосфора
меди и цинка
серы и азота

А10. Появление у потомков признаков, отличных от родительских, происходит в результате:

бесполого размножения
партеногенеза
почкования
полового размножения

В заданиях В1 и В2 выберите 3 верных ответа из 6, обведите выбранные цифры и запишите их в таблицу.

В1. Каковы строение и функции соматических клеток животных?

1) имеет двойной набор хромосом

2) не имеет клеточного ядра

3) при делении образуют клетки, идентичные материнской

4) участвуют в половом размножении организмов

5) делятся митозом

6) формируются в организме путем мейоза

В2. Цитоплазма в клетке выполняет функции:

внутренней среды, в которой расположены органоиды
хранения и передачи наследственной информации
взаимосвязи процессов обмена веществ
окисления органических веществ до неорганических
осуществления связи между органоидами клетки
синтеза молекул АТФ

В3 .Установите соответствие между особенностями обмена веществ и организмами, для которых характерны эти особенности.

ОСОБЕННОСТИ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ

использование энергии солнечного света
для синтеза АТФ

использование энергии, заключенной в пище для синтеза АТФ

использование только готовых органических веществ

синтез органических веществ из неорганических

выделение кислорода в процессе обмена веществ

С1 . Найдите ошибки в приведенном тексте. Укажите номера предложений, в которых они допущены. Объясните их.

Генетическая информация заключена в последовательности нуклеотидов в молекулах нуклеиновых кислот.
Она передается от и-РНК к ДНК.
Кодон состоит из четырех нуклеотидов.
Каждый кодон шифрует только одну аминокислоту.
У каждого живого организма свой генетический код.

С2 . У здоровой матери, родители которой тоже были здоровы, и больного дальтонизмом отца родились дочь и сын. Определите генотипы родителей, генотипы и фенотипы детей.

Задачи исследовательской работы: 1.Изучить историю зарождения, становления и развития клеточной теории:

2.Определить сущность клеточной теории;3.Выяснить строение клетки.

4. Выявить практическую значимость клеточной теории в медицине.

Методы исследования: обзор литературы, анализ.

Клеточная теория — основополагающая для общей биологии теория, сформулированная в середине XIX века, предоставившая базу для понимания закономерностей живого мира и для развития эволюционного учения. Маттиас Шлейден, Теодор Шванн и Рудольф Вирхов сформулировали клеточную теорию, основываясь на множестве исследований о клетке (1838). Шлейден и Шванн доказали, что клетка является основной единицей любого организма. Клетки животных, растений и бактерий имеют схожее строение. Позднее эти заключения стали основой для доказательства единства организмов. Т. Шванн и М. Шлейден ввели в науку основополагающее представление о клетке: вне клеток нет жизни.

Современная клеточная теория включает основные положения:Клетка — элементарная единица живого, основная единица строения, функционирования, размножения и развития всех живых организмов.Клетки всех одноклеточных и многоклеточных организмов имеют общее происхождение и сходны по своему строению и химическому составу, основным проявлениям жизнедеятельности и обмену веществ.

Размножение клеток происходит путем их деления. Клетки прокариот и эукариот являются системами разного уровня сложности и не полностью гомологичны друг другу.В основе деления клетки и размножения организмов лежит копирование наследственной информации - молекул нуклеиновых кислот

Основные методы изучения клеток.

А) Использование светового микроскопа.

Б) Использование электронного микроскопа.

В) Использование центрифугирования. .

Для биохимического изучения клеточных компонентов клетки необходимо разрушить - механически, химически или ультразвуком. Высвобожденные компоненты оказываются в жидкости во взвешенном состоянии и могут быть выделены и очищены с помощью центрифугирования.

Хроматография - метод основан на том, что в неподвижной среде, через которую протекает растворитель, каждый из компонентов смеси движется со своей собственной скоростью, независимо от других; смесь веществ при этом разделяется.

Электрофорез применяется для разделения частиц, несущих заряды, широко применяется для выделения и идентификации аминокислот.

Радиоавтография - сравнительно новый метод, обязанный своим возникновением развитию ядерной физики, которое сделало возможным получение радиоактивных изотопов различных элементов. Один из способов обнаружения радиоактивности основан на ее способности действовать на фотопленку подобно свету.

Клеточная теория – это обобщенные представления о строении клеток как единиц живого, об их размножении и роли в формировании многоклеточных организмов.

Появлению и формулированию отдельных положений клеточной теории предшествовал довольно длительный период накопления наблюдений над строением различных одноклеточных и многоклеточных организмов растений и животных. Этот период был связан с развитием применения и усовершенствования различных оптических методов исследований.

Клеточная теория – основополагающая для общей биологии теория, сформулированная в середине XIX века, предоставившая базу для понимания закономерностей живого мира и для развития эволюционного учения. Маттиас Шлейден и Теодор Шванн сформулировали клеточную теорию, основываясь на множестве исследований о клетке (1838). Рудольф Вирхов позднее (1858) дополнил её важнейшим положением (всякая клетка из клетки).

Шлейден и Шванн что клетка является основной единицей любого организма.

В первую четверть XIX века происходит значительное углубление представлений о клеточном строении растений Пуркинье и его ученики (особенно следует выделить Г. Валентина) выявили в первом и самом общем виде микроскопическое строение тканей и органов млекопитающих (в том числе и человека).

Второй школой, где изучали микроскопическое строение животных тканей, была лаборатория Иоганнеса Мюллера в Берлине. Мюллер изучал микроскопическое строение спинной струны (хорды); его ученик Генле опубликовал исследование о кишечном эпителии, в котором дал описание различных его видов и их клеточного строения.

Здесь были выполнены классические исследования Теодора Шванна, заложившие основание клеточной теории. Шванн нашёл правильный принцип сравнения клеток растений и элементарных микроскопических структур животных. Шванн смог установить гомологию и доказать соответствие в строении и росте элементарных микроскопических структур растений и животных.

С 1840-х века учение о клетке оказывается в центре внимания всей биологии и бурно развивается, превратившись в самостоятельную отрасль науки – цитологию.

Деление тканевых клеток у животных было открыто в 1841 г. Ремарком. Выяснилось, что дробление бластомеров есть серия последовательных делений (Биштюф, Н.А. Келликер). Идея о всеобщем распространении клеточного деления как способа образования новых клеток закрепляется Р. Вирховом в виде афоризма: Всякая клетка – из другой клетки

Работы Вирхова оказали неоднозначное влияние на развитие клеточного учения:

Клеточная теория распространялась им на область патологии, что способствовало признанию универсальности клеточного учения. Труды Вирхова закрепили отказ от теории цитобластемы Шлейдена и Шванна, привлекли внимание к протоплазме и ядру, признанными наиболее существенными частями клетки.

Вирхов направил развитие клеточной теории по пути чисто механистической трактовки организма.

Вирхов возводил клетки в степень самостоятельного существа, вследствие чего организм рассматривался не как целое, а просто как сумма клеток.

Современная клеточная теория исходит из того, что клеточная структура является главнейшей формой существования жизни, присущей всем живым организмам, кроме вирусов. Совершенствование клеточной структуры явилось главным направлением эволюционного развития как у растений, так и у животных, и клеточное строение прочно удержалось у большинства современных организмов

Основные положения клеточной теории сохранили свое значение и на сегодняшний день. В настоящее время клеточная теория постулирует

Клетка – элементарная единица живого.

Вне клетки нет жизни.

Клетка – единая система, состоящая из множества закономерно связанных друг с другом элементов, представляющих собой определенное целостное образование, состоящее из сопряженных функциональных единиц – органелл или органоидов.

Клетки сходны – гомологичны – по строению и по основным свойствам.

Клетки увеличиваются в числе путем деления исходной клетки после удвоения ее генетического материала: клетка от клетки.

Многоклеточный организм представляет собой новую систему, сложный ансамбль из множества клеток, объединенных и интегрированных в системы тканей и органов, связанных друг с другом с помощью химических факторов, гуморальных и нервных.

Клетки многоклеточных организмов тотипотентны, т.е. обладают генетическими потенциями всех клеток данного организма, равнозначны по генетической информации, но отличаются друг от друга разной экспрессией различных генов, что приводит к их морфологическому и функциональному разнообразию – к дифференцировке.

Вывод:

Клетка - элементарная единица строения и развития всех живых организмов.

Клетки всех живых организмов сходны по строению, химическому составу и основным проявлениям жизнедеятельности.

Размножение клеток происходит путем деления исходной материнской клетки.

В многоклеточном организме клетки специализируются по функциям и образуют ткани, из которых построены органы и их системы, связанные между собой межклеточными, гуморальными и нервными формами регуляции.

Значение клеточной теории для медицины

Клетка - единица патологии. Клетку необходимо знать не только как единицу строения организма, но и как единицу патологических изменений. Практически все болезни связанные с нарушением структуры и функции клеток, из которых образуются все ткани и органы. Нарушение структуры и функции одних клеток является первопричиной возникновения и развития болезни, а нарушение других может быть уже следствием неблагоприятных изменений в организме. Например, при инфаркте миокарда нарушается функционирование, а затем наступает гибель кардиомиоцитов через острую недостаток кислорода. Вследствие того, что часть сердечной мышцы не принимает участия в сокращении, нарушается кровоснабжение в организме, что приводит к гипоксии и изменений функции и структуры клеток, в первую очередь нейронов головного мозга.

Практическая значимость клеточной теории в медицине

Австралийские ученые из Детского исследовательского института Мердока успешно вырастили в лаборатории клетки крови из стволовых клеток.

Это настоящий прорыв, который дает надежду на искусственные трансплантаты крови.

Ученые опробовали уникальную технологию с применением стволовых клеток. В итоге они получили тип кровяных клеток, имитирующий предшественника кровяных клеток, который можно найти у эмбрионов.

Чтобы вырастить эти клетки, ушло три недели. Столько же уходит в процессе эмбрионального развития. А еще секрет успеха работы в анализе генов. Ученые выяснили, что есть генетическая разница крови, полученной в лаборатории, и клеток из пуповинной крови. Именно эта разница позволила понять, как заставить клетки расти в нужном направлении.Конечной целью работы является создание клеток крови, пригодных для трансплантации пациентам с лейкемией и с отсутствием совпадений по трансплантату костного мозга. Технологию можно использовать для получения разных типов клеток вроде тромбоцитов, эритроцитов, клеток иммунной системы.

Достижения Современной Цитологии.

Новые методы, особенно электронная микроскопия, применение радиоактивных изотопов и высокоскоростного центрифугирования, появившиеся после 1940-х годов, позволили достичь огромных успехов в изучении строения клетки. В разработке единой концепции физико-химических аспектов жизни цитология все больше сближается с другими биологическими дисциплинами. При этом ее классические методы, основанные на фиксации, окрашивании и изучении клеток под микроскопом, по-прежнему сохраняют практическое значение.

Цитологические методы используются в селекции растений для определения хромосомного состава растительных клеток. Такие исследования оказывают большую помощь в планировании экспериментальных скрещиваний и оценке полученных результатов. Аналогичный цитологический анализ проводится и на клетках человека: он позволяет выявить некоторые наследственные заболевания, связанные с изменением числа и формы хромосом. Такой анализ в сочетании с биохимическими тестами используют, например, при амниоцентезе для диагностики наследственных дефектов плода.

Самое важное применение цитологических методов в медицине – это диагностика злокачественных новообразований. В раковых клетках, особенно в их ядрах, возникают специфические изменения, распознаваемые опытными патоморфологами

Биология опухолевой клеткиКлетка многоклеточного организма может существовать в двух состояниях: нормальном и трансформированном, т.е. опухолевом.

Наиболее характерным отличительным свойством опухолевой клетки является способность к непрерывному делению, которое не подчиняется регуляторным сигналам организма.

В результате деления из одной клетки образуются две, также способные к бесконтрольному делению, т.е. способность к нерегулируемому делению передается по наследству. Отсюда следует, что из одной опухолевой клетки в организме может возникнуть опухолевой узел.

Два свойства опухолей определяют их опасность для жизни организма: способность к инвазии и метастазированию.Инвазия - явление прорастания опухоли в нормальные ткани, нарушая их питание, функционирование, что приводит их к гибели.

Метастазирование - это способность злокачественной опухоли образовывать опухолевые узлы в отдаленных от первичной опухоли частях организма. Отрываясь от основного узла, одиночные опухолевые клетки током крови или лимфы разносятся по всему организму. В некоторых органах они могут задержаться и начать делиться, что приведет к образованию новых опухолевых узлов, способных к инвазии, таким образом, даже если опухоль поражен не жизненно важный орган, то и в этом случае способность опухоли к метастазированию делает ее опасной для жизни.

Особый интерес представляет вопрос, может ли идти обратный? Дать положительный ответ, разумеется, никто не решится, но в то же время имеются данные, свидетельствующие о теоретической возможности перерождения - нормализации опухолевых клеток.

Было отмечено, что при введении некоторых веществ (масляной кислоты, диметилсульфоксида, витамина А и др.) в клеточную культуру опухоли, клетки по некоторым биохимическим признакам становились похожими на нормальные, однако при удалении этих веществ клетки вновь приобретали опухолевые черты.

Беатриса Минц, одна из исследователей рака, пересаживала клетку тератомы - опухоли семенников черной мыши в полость бластулы (этап развития оплодотворенной яйцеклетки) белой мыши. Через положенный срок рождались мышата, которые отличались от контрольных только тем, что они были пестрыми - на белой шкурке были черные полосы. Следовательно, в окружении нормальных клеток опухолевая клетка включилась в процессы развития организма как нормальная клетка

Каждый из нас слышал о чудесных случаях исчезновения опухолей и выздоровления больных раком. Анализ историй болезней людей, болевших в стадии, когда медицина была бессильна им помочь и никакого лечения не проводилось, показывает, что очень малая доля больных по совершенно непонятным причинам выздоравливала. Погибали ли опухолевые клетки в организме в результате изменений в функционировании всего организма, превращались ли они в нормальные клетки - совершенно неизвестно.

Итак, рак это с одной стороны генетическое заболевание, когда ломается заранее заданная программа клеточного деления и клетка переходит в режим безостановочного самовоспроизводства, а с другой стороны - иммунное заболевание, поскольку происходит нарушение координации в системе надзора за тем, чтобы клетки, нарушившие закон о строгом выполнении программы развития, уничтожались.

Клонирование

Термин "клонирование" стремительно вошел в широкий лексикон около

двух лет назад: тогда специалисты Рослинского института в Шотландии сообщили и существовании овечки Долли, появившейся на свет методом бесполого размножения. Кейт Кемпбелл и его сотрудники брали клетки из грудной железы шестилетней беременной овцы

( в таком случае эти клетки лучше могут делиться), извлекали из полученной культуры ядра и внедряли их в предварительно очищенные от собственных ядер яйцеклетки других овечек. После нескольких сотен опытов одна из подобных манипуляций удалась: таким путем на свет появилась Долли - овечка, генетический код которой тождествен коду овцы-донора.

В воздухе запахло сенсацией: если таким методом удается создать млекопитающую овечку, то почему нельзя тем же путем произвести и не менее млекопитающего человека?Возможно, что споры юристов и политиков вокруг допустимости клонирования человека получат неожиданное завершение. Видные биологи недавно высказали серьезные сомнения в чистоте эксперимента с овцой Долли. Заявления скептиков стали темой горячих дебатов среди генетиков.

Критике подвергнут научный отчет, опубликованный Яном Уилмутом и его коллегами из Рослинского института в Шотландии, где появилась на свет Долли.Оппоненты утверждают, что авторы отчета не сумели доказать, что Долли и ее "мать" обладают одинаковой генетической структурой. А без этого невозможно установить, действительно ли Долли является клоном взрослого животного. В стане скептиков оказался и нобелевский лауреат профессор Уолтер Гилберт из Гарвардского университета США. Его сомнения основываются на том, что клетки, которые использовались для создания Долли, были взяты у овцы, умершей за 3 года до ее рождения. Клетки были заморожены для других целей, поэтому невозможно напрямую сравнить наследственный материал Долли с ее живым клоном.

Профессор Нортон Зиндер, специалист в области молекулярной генетики из университета Рокфеллера в Нью-Йорке, не исключает, что родительницей знаменитой овцы стала "заблудившаяся" клетка зародыша. Известны случаи, когда эмбриональные клетки попадали в кровь беременных животных. "Клонирование Долли было единственной удачей из 400 попыток. Это анекдот, а не результат. Во время эксперимента могли произойти любые вообразимые и невообразимые ошибки", - утверждает Зиндер.

Высказывают сомнения и более основательные. Хотя каждая отдельная клетка несет в себе полную наследственную информацию о нем, большинство генов быстро "отключается". Клетки специализируются, так что, например, из клетки печени не сможет получиться клетка мозга.Доказательство происхождения Долли, считают, профессор Клаус Раевски, директор Института генетики Кельнского университета, и его коллега Вернер Мюллер, не обладает стопроцентной генетической достоверностью. Нельзя исключить и путаницу с исходными клетками. В целом, шотландские создатели Долли в течение нескольких месяцев проделали 834 опыта по клонированию, используя три различных типа клеток, размеры которых составляют всего несколько тысячных долей миллиметра. Возможно и "загрязнение" клеток вымени. В чашке Петри, очевидно, могли плавать и другие вещества, что признает даже сам "автор" Долли Ян Уилмут. Сомнения могла бы устранить только вторая Долли, то есть успешное повторение шотландского эксперимента.

Клонирование - ключ к вечной молодости?

Немало спекуляций и домыслов появилось в последнее время относительно нового способа "изготовления" людей путем клонирования

За всю историю человечество сотворило немало глупостей, но возможный запрет клонирования рискует побить все рекорды. Клонирование, не просто гуманно по своей сути, но способно кардинально решить такие проблемы, как трансплантация органов, возможность иметь детей при самых тяжелых случаях бесплодия и одиноким людям, а также шанс потерявшим ребенка родителям хоть немного смягчить свое горе, воспитывая двойника.

Трансплантация клонируемых органов способна спасти миллионы людей, умирающих по всему свету из-за дефицита органов, который создается из-за всевозможных ограничений, навязанных "моралистами": целостность трупа и его неприкосновенность после смерти.Вторым важным следствием трансплантации клонируемых частей тела может стать пересадка утраченных органов: рук, ног, глаз и т.д. Лишить людей надежды забыть про инвалидность и стать нормальными людьми.

Вывод

Создание клеточной теории явилось крупнейшим событием в биологии, одним из решающих доказательств единства всей живой природы.

Клеточная теория считается и поныне одним из важнейших открытий естествознания, равным по значению открытию закона сохранения энергии и дарвиновской теории естественного отбора. Открытие клетки и создание клеточной теории способствовали объяснению основных закономерностей живой природы.

Создание клеточной теории стало одним из решающих доказательств единства живой природы и дало мощный толчок для развития живой природы на клеточном уровне. В связи с этим клеточная теория сыграла огромную роль в развитии биологии как науки, а также послужила фундаментом для развития таких дисциплин как эмбриология, гистология, анатомия и физиология. Клеточная теория стала важной вехой в развитии не только биологии, но и медицины.

Читайте также: