Что было обнаружено позднее внутри растительной клетки

История открытия и изучения клетки. Клеточная теория

О существовании клеток люди узнали после изобретения микроскопа. Самый первый примитивный микроскоп изобрел голландский шлифовальщик стекол З. Янсен (1590 г.), соединив вместе две линзы.

Английский физик и ботаник Р. Гук, рассмотрев срез пробки пробкового дуба обнаружил, что она состоит из ячеек, похожих на соты, которые он назвал клетками (1665 г.). Да, да. это тот самый Гук, именем которого назван известный физический закон.

Рис. «Срез пробкового дерева из книги Роберта Гука, 1635—1703»

В 1683 г. нидерландский исследователь А. Ван Левенгук, усовершенствовав микроскоп, наблюдал живые клетки и впервые описал бактерии.

Российский ученый Карл Бэр в 1827 г. обнаружил яйцеклетку млекопитающих. Этим открытием он подтвердил ранее высказанную идею английского врача У. Гарвея о том, что все живые организмы развиваются из яйца.

Ядро было сначала обнаружено в растительных клетках английским биологом Р. Брауном (1833 г.).

Позднее в клеточную теорию добавлялись новые открытия. В 1858 г. немецкий ученый Р. Вирхов обосновал, что все клетки образуются из других клеток путем клеточного деления: «всякая клетка из клетки».

Клеточная теория послужила основой возникновения в XIX в. науки цитологии. К концу XIX в. благодаря усложнению микроскопической техники были открыты и изучены структурные компоненты клеток и процесс их деления. Электронный микроскоп позволил исследовать тончайшие структуры клеток. Было обнаружен удивительное сходство в тонком строении клеток представителей всех царств живой природы.

Основные положения современной клеточной теории:

Источник

Учение о растительной клетке

Содержание:

Если вам тяжело разобраться в данной теме напишите мне в whatsapp разберём вашу тему, согласуем сроки и я вам помогу!

По этой ссылке вы сможете найти рефераты по ботанике на любые темы и посмотреть как они написаны:

Посмотрите похожие темы возможно они вам могут быть полезны:

Введение:

Открытие клетки восходит к периоду в истории человечества, когда наука впервые решила утратить титул Ancillae theologiae (слуга богословия) и когда экспериментальная наука, отвечая потребностям своего времени, претендовала на звание Dominae omnium scientiarum (хозяйка всех наук). Это была эпоха господства идеи Фрэнсиса Бэкона (1561-1626) о победе человека над природой, о победе, которая может быть достигнута не с помощью логических уловок и словесных формулировок, а с помощью опыта и наблюдений.

Вдохновленная этой идеей, небольшая группа людей, начиная с 1645 года, начала собираться по вечерам в разных кварталах Лондона на частных квартирах. Эти люди зажигали трубы и в свете масляных ламп обсуждали устав нового общества, которое они задумали. Они были профессорами двух английских университетов, которые закрылись из-за междоусобной войны, и просто любителями искусства и природных экспериментов, которые стали модными со времен Галилея во Флоренции и Ф. Бэкона в Англии.

Учение о растительной клетке

На собраниях этого общества не было политических дискуссий и обсуждались только эксперименты из различных областей физики, химии, механики и наук о дикой природе, члены общества были немного обеспокоены. Время было тревожным, необходимо было соблюдать строгий заговор, поэтому один из инициаторов создания общества, физик Р. Бойл (1627–1691), начал называть новую организацию «колледжем невидимого».

Наконец, в 1660 году была разработана хартия и создано общество по борьбе с метафизикой и схоластикой, которое приняло изречение «Не ругайся словами любого учителя». (Вкратце, этот девиз выражался в двух словах: «Ничего ни слова».) Выбирая этот девиз, члены общества заявили, что они, как схоластики, не будут полагаться на слова авторитетов, таких как Аристотель или отцы церкви и учителя, но будет признавать только доказательства научного опыта.

Среди книг, появившихся в первые годы после легализации «колледжа невидимого», была одна, которая заслуживала нашего особого внимания. Это была работа ученика Бойла, великого мастера натурных экспериментов, Роберта Гука (1635–1703), который стал членом Лондонского королевского общества в 1663 году. Гук был изобретателем и разработчиком широкого спектра инструментов. В том числе улучшенный микроскоп. Гук в течение нескольких лет с энтузиазмом изучал через этот микроскоп различные мелкие предметы, среди которых он однажды наткнулся на обычную бутылочную пробку.

Обнаружение растительной клетки

Глядя на тонкий срез пробки, сделанный острым ножом, Роберт Гук был поражен сложной структурой пробкового материала, которая была обнаружена при большом увеличении. Он увидел красивый узор из массы клеток, напоминающих соты. Зная, что пробка является растительным продуктом, Гук начал делать одинаковые тонкие срезы из веток и стеблей разных растений и изучать их под микроскопом. Первым растением, которое попало ему на руку, была бузина. На тонком участке его ядра Крюк снова увидел картину, которая очень напоминала сотовую поверхность соты. Он прекрасно различал целые ряды маленьких клеток, словно отделенных друг от друга тонкими перегородками. Эти клетки он назвал клетками (Sellula).

Так впервые была обнаружена растительная клетка. Но Гук не мог долго заниматься своим микроскопом: у него в голове роились идеи других изобретений (пружинные часы, усовершенствованные компасы и т.д.), и он охотно передал дальнейшее ведение микроскопических исследований члену Королевского общества Неемии Грю.

Неемии Грю: внутреннее строение растительной клетки

В противоположность Гуку, Грю был человеком крайне постоянным и, посвятив все последующие годы своей жизни микроскопическому изучению растений, открыл в их внутреннем строении много нового. Общие результаты своих исследований он изложил в четырехтомном трактате, опубликованном в 1682 г. Трактат этот носил длинное название «Анатомия растений с изложением философской истории растительного мира и несколько других докладов, прочитанных перед Королевским обществом».

Не останавливаясь на описании бесчисленных наблюдений Грю, приведем его общие выводы. В теле растений он различал плотные и рыхлые ткани: последним он, согласно терминологии Теофраста, дал название «паренхимы». Паренхима, по мнению Грю, «весьма сходна в строении с пеной пива или с пеной яичного белка, являясь, по-видимому, жидким образованием». Совершенно иную картину являют собою, в описании Грю, плотные ткани стеблей и ветвей: «Здесь ясно бросается в глаза наличие вертикальной и горизонтальной систем, сплетение которых дает некоторое подобие кружева». Вот как Грю описывает эти плотные ткани: «Наиболее верным и близким сравнением, которое мы могли бы теперь привести для выяснения сущности строения тела растения, могло бы быть сопоставление с куском тонкого кружева, сплетаемого женскими руками на коклюшечной подушке; действительно, и сердцевина, и ее лучики в паренхиму коры представляют прекрасную картину тончайшего кружева.

Волокна сердцевины располагаются в горизонтальной плоскости, как основа в кружевной ткани, ограничивая отдельные пузырьки сердцевины и коры совершенно так же, как в кружеве нити оплетают ячеи; сердцевинные лучи построены без пузырьков ила с очень мелкими, наподобие плотных частей кружева или полотна.

Затем все деревянистые и воздушные сосуды располагаются перпендикулярно к горизонтальным волокнам всех указанных выше паренхиматических частей: совершенно так же в кружеве на подушке относятся к плетению придерживающие его булавки. Стоит лишь представить себе булавки в виде трубочек и значительно увеличенными в длине, а работу над плетением кружева, повторяемой много тысяч раз в одном и том же направлении увеличения его толщины или высоты, сообразно высоте растения, и мы получим картину общего строения не только какой-либо ветви, но и всякой другой части растения в его развитии от семени до семени».

Марчелло Мальпиги: точная классификация элементов внутренней структуры растений

Одновременно с Грю к идее микроскопического изучения строения растений пришел и итальянский натуралист Марчелло Мальпиги (1628–1694). Он стал ботаником, разочаровавшись в возможности сразу понять всю сложность строения тела животных. Следуя классической традиции подразделения всех тел природы на животный, растительный и минеральный миры, он признает, что должен был бы начать с изучения последнего, но «всей жизни не хватило бы для этого».

Главной заслугой Мальпиги является точная классификация элементов внутренней структуры растений. Мальпиги различает в теле растений: пузырьки, или мешочки, часто наполненные жидкостью и окруженные плотной оболочкой; волокна, чрезвычайно мелкие и различаемые только в микроскоп; сосуды. Из последних особое внимание Мальпиги привлекают так называемые спиральные сосуды, которые он называет трахеями, приравнивая их к дыхательным трубкам (трахеям) насекомых. Каждая из этих групп структурных элементов, говорит Мальпиги, «объединяется в растении в отдельные однородные по структуре части тела растения», которые он называет «тканями».

Слово «ткань» подчеркивало внешнее сходство внутреннего строения растений со структурой льняных и шерстяных тканей. В признании этого сходства Мальпиги вполне соглашался с Грю.

Оба исследователя работали совершенно самостоятельно и пришли к весьма сходным результатам. Оба они произвели первое в истории науки систематическое исследование внутренней структуры растений, поэтому им вполне заслуженно присвоено звание «отцов» микроскопической анатомии растений. Оба исследователя представили свои доклады Лондонскому Королевскому обществу приблизительно в одно и то же время, так что для их слушания было назначено одно общее заседание. И день 29 декабря 1671 г., когда оба эти доклада были публично зачитаны, может считаться днем рождения анатомии растений.

На протяжении последующего XVIII в. не было работ, которые можно было бы поставить в один ряд с исследованиями Мальпиги и Грю. Это время было эпохой иных запросов к естествознанию. Хозяйственная жизнь периода освоения колониальных районов настоятельно требовала от ботаники приведения в порядок того хаоса в названиях растений, который образовался из-за притока из захватываемых заокеанских стран все новых и новых видов растительного сырья. Поэтому внимание натуралистов XVIII в. обратилось к созданию рациональной системы классификации растительного мира. Изучение микроструктуры растительного организма было отодвинуто на задний план. На протяжении всего XVIII в. с трудом можно отыскать исследования, которые заслужили бы того, чтобы войти в историю микроскопической анатомии растений. В некотором роде исключение представляет собой только работа Каспара Вольфа «Теория генерации» (1759).

Первая часть этого труда была посвящена вопросу о развитии растений. Саму постановку проблемы генезиса растительных тканей можно было бы считать большим шагом вперед, однако, разрешена она в этой работе была скорее умозрительно, чем путем точных наблюдений.

К.Вольф ошибочно считал, что растущая часть стебля, листа и корня состоит из гомогенной желатинообразной массы, в которой новые клетки возникают, «как пузырьки газа в поднимающемся при брожении тесте». Со временем эти пузырьки увеличиваются в объеме и числе, что и вызывает внешний эффект роста.

Эта теория, несмотря на чрезвычайно малую обоснованность, просуществовала довольно долго, и следы ее мы видим еще и на протяжении всей первой половины XIX в.

Заключение

Начало XIX в. ознаменовалось целым рядом интересных ботанических работ, посвященных клетке. Из них особо важными являются следующие три:

Таким образом, к 30-м гг. XIX в. выяснилось, что классификация Грю и Мальпиги, подразделявшая все внутренние структурные элементы растительного организма на три группы образований – пузырьки (или собственно клетки), волокна и сосуды – не отвечает действительности. Волокна и сосуды оказались также клеточными образованиями, паренхима перестала быть «кружевом» Грю, или «пивной пеной», она под действием кислот распалась на отдельные клетки, а значит, и сам термин «ткань» стал очень условным.

Присылайте задания в любое время дня и ночи в ➔

Официальный сайт Брильёновой Натальи Валерьевны преподавателя кафедры информатики и электроники Екатеринбургского государственного института.

Все авторские права на размещённые материалы сохранены за правообладателями этих материалов. Любое коммерческое и/или иное использование кроме предварительного ознакомления материалов сайта natalibrilenova.ru запрещено. Публикация и распространение размещённых материалов не преследует за собой коммерческой и/или любой другой выгоды.

Источник

Естествознание.ру

Строение клетки

Жизнь — способ существования одних тел за счет выживания других.

Задумывались ли вы, из чего состоят растения, животные и человек? На первый взгляд все вокруг состоит из крупных деталей — частей тела и органов. На самом деле все живое на планете состоит из микроскопических частиц — клеток. Деревья, звери, человек, микробы — все организмы построены из невидимых глазу «кирпичиков». Собранные воедино, они складываются в целостную систему. Но каждая клетка — отдельный микромир со своими свойствами и функциями.

Когда одной клетки достаточно

До 1665 года человечество не подозревало о существовании клеток. Впервые их обнаружил англичанин Роберт Гук. Он разглядывал через увеличительный прибор кору дуба и заметил, что она состоит из множества ячеек. Позднее выяснилось, что это были мертвые оболочки клеток, полые внутри.

В живых клетках растений, в отличие от мертвых, присутствует вязкое вещество — цитоплазма, в которой плавают ядро и вакуоли — пузырьки с клеточным соком. Взгляните на разрезанный помидор или кусочек арбуза. Вы заметите, что спелая мякоть состоит из мельчайших гранул. Это и есть растительные клетки.

Как вы думаете, все ли живые существа состоят из множества клеток, или порой достаточно и одной, чтобы создание могло полноценно жить, питаться и размножаться? Иногда одной клетки хватает для жизни. На Земле есть ничтожно малые существа — одноклеточные, организм которых состоит из одной-единственной клетки.

В 1675 году голландский ученый Антони ван Левенгук начал рассматривать под микроскопом капельки воды. Он заметил, что жидкость кишит микроскопическими созданиями. Каждое из них могло бы с легкостью проплыть сквозь тонкое игольное ушко. Тела этих крошечных существ состояли из одной клетки. Тем не менее, организмы легко реагировали на свет, тепло, химические вещества и механические раздражители. Они были способны самостоятельно питаться, дышать, размножаться, расти и развиваться.

Однажды Роберт Гук (1635-1703 гг. — английский естествоиспытатель и изобретатель) вел наблюдения на старом микроскопе. Он был в виде полуметровой позолоченной вертикальной трубы. Работать на нем приходилось, согнувшись в три погибели. Гук решил усовершенствовать прибор. Для начала он сделал тубус наклонным. Затем биолог установил перед прибором масляную лампу для лучшего освещения. Потом к нему пришла мысль усилить свет за счет солнечных лучей и сконцентрировать его. Так появился большой стеклянный шар, наполненный водой. За ним была установлена специальная линза. Эта оптическая система в сотни раз усиливала яркость освещения.

Ученые сделали вывод: одноклеточные — такие же живые существа, как, к примеру, слон или человек. С тех пор все живое делится на две группы — одноклеточные и многоклеточные.

Строение клетки

Животные и растительные клетки имеют схожее строение. Внутри клетка заполнена цитоплазмой, в которой «плавают» внутренние компоненты.

Главный орган клетки — ядро, покрытое пористой оболочкой. Сквозь поры в ядро и обратно поступают питательные вещества и отходы. Ядро заполнено соком, в котором находятся ниточки молекул ДНК и ядрышко. Ядро — главнокомандующий, оно управляет всеми процессами внутри клетки и заведует важной генетической информацией.

Помимо ядра, вакуолей и цитоплазмы внутри клетки присутствуют и другие органоиды. И в животных, и в растительных клетках есть вакуоли — пузырьки, заполненные клеточным соком. Они отвечают за хранение питательных веществ, обезвреживание ядов и вывод отходов. Митохондрии — производители энергии. Они помогают клетке дышать, размножаться, расти. Аппарат Гольджи отвечает за производство, хранение и доставку веществ в разные части клетки. Рибосомы в ответе за выработку белка — строительного материала. Лизосомы, мешочки с ферментами, которые ускоряют процессы в организме, переваривают пищу. Пероксисомы тоже содержат ферменты. Они нейтрализуют вредные вещества и разрушают жиры.

У растительных и животных клеток есть и отличия

Клетки бывают крупных размеров. Например, клетка стебля льна достигает 40 мм, а клетка мякоти арбуза — 1 мм. Их видно невооруженным глазом.

Митохондрии и хлоропласты

Все клетки нуждаются в питании, которое они получают при помощи митохондрий и хлоропластов.

Митохондрии производят аденозинтрифосфорную кислоту (АТФ). Это своеобразный аналог батарейки, которая вырабатывает, хранит и распределяет между органоидами энергию. Активные клетки расходуют большое количество энергии, и митохондрий в них много. Если внутренние процессы в клетке протекают вяло, избыток энергии ни к чему. В такой клетке митохондрий мало. Митохондрии могут иметь спиралевидную, округлую, чашевидную и нитевидную формы и даже способны трансформироваться. Они передвигаются внутри клетки. Эти частички словно чувствуют, какая часть клетки остро нуждается в энергии, и спешат именно туда.

Хлоропласты — такие же «энергетические фабрики» в клетках зеленых растений. Они достигают в ширину 2-4 микрометров, в длину — 5-10 микрометров. У зеленых водорослей встречаются хроматофоры — гигантские хлоропласты длиной 50 микрометров. Таких хроматофоров может содержаться всего по одному на клетку.

В хлоропластах содержится пигмент хлорофилл, который окрашивает растения в зеленый цвет и участвует в важнейшем процессе — фотосинтезе. При помощи хлорофилла зеленые растения поглощают солнечный свет и перерабатывают его в органические вещества.

Ядро клетки

Самая первая живая клетка зародилась на планете миллионы лет назад. Ученые до сих пор спорят о том, когда и как она появилась: в воде или на суше, из каких частиц, в каких условиях.

В поиске истины ученые выдвинули две теории происхождения клеток: клеточную и теорию биогенеза. Клеточная теория стала основополагающей. В середине XIX века после долгих исследований немецкие ученые Маттиас Шлейден и Теодор Шванн впервые заявили: абсолютно все живые организмы на Земле состоят из клеток. Так появилась клеточная теория. Немногим позднее Рудольф Вирхов высказал мнение о том, что живая клетка может произойти только от живой клетки, а ее спонтанное появление из неживой материи невозможно. Выходит, жизнь была всегда. Вечно. Это стало главным утверждением биогенеза.

Оказывается, не у каждой клетки есть ядро. Да-да, существуют организмы, способные выжить без этого важнейшего компонента. Исходя из этого, современные ученые выделяют два вида клеток: прокариотические и эукариотические. Названия этих групп произошли от древнегреческого языка. Слово «карио» переводится как ядро, приставка «про» — до, «эу» — хорошо. Значит, прокариоты — это организмы, клетки которых не содержат ядра. К доядерным относятся бактерии, сине-зеленые водоросли и археи — древнейшие одноклеточные.

В целом эукариотические клетки отличаются от прокариотов сложностью своей конструкции. Биологи считают, что прокариоты — предки эукариотов, которые в процессе эволюции начали объединяться, образуя многоклеточные организмы.

Симбиогенез. История о том, как съеденная жертва стала звеном эволюции

Между живой клеткой и большинством высокоупорядоченных небиологических систем, таких как кристалл или снежинка, существует пропасть настолько обширная и абсолютная, как только можно представить»

Майкл Дентон, британско-австралийский биохимик

Миллионы лет назад, когда начала зарождаться жизнь, Землю населяли одноклеточные безъядерные создания. Они жили, питались и размножались. Крупные особи пожирали мелких. Однажды кроха, проглоченная «хищником», выжила внутри его организма и поселилась там. Поскольку внутри одноклеточного прокариота была лишь цитоплазма, кроха прижилась в ней. Спустя годы эволюции съеденные микроскопические организмы превратились в митохондрии и хлоропласты. На самом деле все происходило не так быстро, как может показаться.

Эукариоты образовывались в несколько этапов

Источник

Химия, Биология, подготовка к ГИА и ЕГЭ

История изучения клетки

Автор описывал их как мельчайших животных, которые “извиваются как угри и их целый миллион на одной песчинке”.

К письму прилагались рисунки

Члены Английского Научного общества — все старые ученые, никогда не видели ничего подобного. Это письмо их потрясло. Конечно, они не поверили тому, что прочитали.

У них тоже были микроскопы (микроскоп появился примерно в 1600 г). Однако, они никогда не видели “маленьких животных”, описанных Левенгуком.

Они решили, что этот безизвестный голландец просто сумасшедший.

Антони ван Левенгук не был ученым. Вообще-то, сначала он торговал тканями. И как любой торговец, заботящийся о качестве своего товара, он проверял его с помощью увеличительного стекла.

Левенгук был просто одержим линзами и увеличительными стеклами. В итоге он стал лучшим производителем линз в Европе.

В свой микроскоп он вставил самые мощные в то время линзы. Никто не мог создать более мощный микроскоп на протяжении века.

Маленькая, но самая мощная линза того времени произвела переворот в науке и открыла путь истории изучения клетки.

Человеком он был любознательным, поэтому рассматривал в микроскоп буквально все. И воду.

“ … это просто чудесно… доселе не было моему глазу большего удовольствия, чем наблюдать тысячи мельчайших животных, снующих в капле воды…”

Антони Ван Левенгук открыл Микроскопическую Вселенную.

Однако, он не совсем правильно истолковал то, что увидел. Он решил, что эти микроскопические животные имеют сердце, мышцы и другие органы, как и животные макромира.

Он назвал их “Анималькулы” — микроскопические зверьки.

Это открытие могли и не заметить — Левенгук был никому не известен в ученом мире. Сегодня его назвали бы натуралистом — любителем.

Королевские ученые отнеслись к записям с недоверием и поручили во всем разобраться Роберту Гуку. В то время он был главным специалистом по исследованию микроскопических объектов.

Изучая губчатую ткань растений, Гук ввел в биологию термин “клетка”.

Он повторил опыты Левенгука с микроскопом и добился таки того, что увидел “маленьких животных”.

Королевским Ученым пришлось признать правоту Левенгука.

Это повергло их в шок. Окружающий мир, казалось, так хорошо ими изученный, оказался намного более сложным и удивительным.

В 1680 г Антони Ван Левенгука приняли в Международное Королевское Научное Сообщество и провозгласили “Первооткрывателем микроскопических животных”, подтвердив это соответствующим сертификатом.

Новоиспеченый ученый не стал дого почивать на лаврах и стал изучать … себя. Первое, чем он занялся, это сделал соскоб с зубов и увидел новых “Анималькул” — бактерий.

А в капле собственной крови он увидел круглые красные тельца, которые назвал “Глобулы”.

К сожалению, после этого развитие микробиологии приостановилось на целый век…

Следующее имя в истории изучения клетки — Роберт Броун

(да, именно он, чьим именем названо беспорядочное движение частиц)

В конце XVIII — первой половине XIX века Роберт Броун решил заглянуть уже внутрь растительной клетки.

Он заметил, что внутри каждой клетки есть плотное образование.

Это стало переломным моментом в истории науки.

Броун назвал это образование “Ядром”.

Более того, он доказал, что ядра есть во всех клетках. Это утверждение было задокументировано в его труде в 1830 г.

Позже наблюдения Броуна позволят ученым окончательно разобраться в строении клеток.

Однако, чтобы продолжить изучение клеток, ученым пришлось создать более мощный микроскоп.

История изучения клетки. Берлин.

В 1837 г зоолог Т. Шванн объединил свои исследования с ботаником М. Шлейденом.

Они обнаружили нечто общее для всех живых существ — и растительного, и животного происхождения.

“Все живое состоит из клеток”

Получается, что многоклеточный организм — это “кооперация клеток”

М.Шлейден и Т. Шванн создали клеточную теорию

Но не все их утверждения оказались верны…

Они ошиблись в вопросе происхождения клеток.

Шванн и Шлейден считали, что клетки возникают стихийно и растут как кристаллы из мельчайших частиц неживой материи. Они утверждали, что видели под микроскопом как это происходит.

Роберт Ремак и Рудольф Вирхов

Один провел все необходимые исследования, а другой… получил все лавры.

Ремак задался целью выяснить, откуда берутся клетки. В своей научной работе он подробно описал стадии деления клетки. Т.к. он изучал эмбрионы, то проследил весь путь — от двух клеток и бластулы до формирования тканей, органов, а затем и самого организма.

Он доказал, что клетки возникают только из клеток и никак иначе.

Вирхов был профессором анатомии. В 1855 году ученый “сделал ход конем”. Он взял все результаты исследований Ремака, включил их в свою книгу и присвоил себе.

Т.к. он был уважаемым профессором, к нему прислушались.

Как это ни прискорбно, но в истории изучения клетки про Вирхова до сих пор пишут во всех учебниках, а Ремаку — настоящему автору открытия отведено лишь скромное место в сносках…

Что означало это открытие?

Клеточная теория обрела законченный вид

Источник