Клетката – основна единица на живота. Клетъчна теория
Клетката съществува самостоятелно като едноклетъчен организъм или заедно с други клетки изгражда многоклетъчен организъм. Тя е основна елементарна единица на живата материя и притежава всички нейни свойства. Клетката обменя вещества и енергия с околната среда, расте, размножава се и при делене предава наследствената си информация. Отделена от многоклетъчния организъм, клетката може да живее и да се размножава in vitro.
Устройство на клетките
Независимо от разнообразието си клетките имат принципно еднакво устройство. Изградени са от едни и същи атоми и молекули, макромолекули, надмолекулни комплекси, органели. Те са взаимосвързани и йерархично съподчинени. Ако органелите са изолирани от клетката загиват бързо, но когато функционират заедно, осигуряват нейната цялост и нормално съществуване.
Всички клетки се състоят от три основни структури:
• клетъчна мембрана, ограничаваща клетката от околната среда
• цитоплазма, изпълваща вътрешността на клетката
• наследствена информация за устройството на клетката и извършващите се в нея процеси.
В зависимост от това дали наследствената информация е ограничена или не чрез мембрана от цитоплазмата, клетките се групират като прокариотни и еукариотни.
Развитие на учението за клетката
Векове наред представата за организмите се изгражда от наблюдаването им с невъоръжено око. Напредъкът в изучаването на живата материя е свързан с използването на много открития в областта на естествените науки.
С изобретяването и усъвършенстването на микроскопа основните структурни единици на организмите – клетките, стават видими. Клетки са описани за първи път през 1665 г. от Робърт Хук. С конструиран от него микроскоп той наблюдава тънък срез от корк и въвежда понятието „клетка“.
През следващите два века много учени наблюдават различни клетки от всички групи организми и откриват в тях разнообразни структури. Антони ван Льовенхук за първи път наблюдава живи клетки: сперматозоиди, мускулни влакна, червени кръвни клетки на гръбначни животни, водни едноклетъчни и различни бактерии. Робърт Браун открива ядрото в растителни клетки, а Ян Пуркинье – в животински клетки. В резултат на многобройни наблюдения и анализи ботаникът Матиас Шлайден и зоологът Теодор Шван обобщават:
• всички растителни и животински организми са изградени от клетки
• клетката е основна единица на организмите.
Тези две твърдения са в основата на създадената от тях през 1839 г. клетъчна теория. Двадесет години по-късно Рудолф Вирхов развива и допълва клетъчната теория, като обяснява появата на клетките като резултат от делене на съществуващи преди това клетки.
С развитието на науката се създава съвременната клетъчна теория.
Основни положения на клетъчната теория
2. Клетките имат различна форма, строеж и функции, но са сходни по устройство и осъществяват жизнената си дейност по един и същ начин.
3. Многоклетъчният организъм не е механичен сбор от съставящите го клетки, а функционира като единно цяло. Клетките му са взаимосвързани и взаимодействат помежду си.
4. Клетките се размножават чрез делене.
Клетъчната теория е едно от трите най-важни открития през XIX век. Тя помага да се дефинира понятието „живо“ и да се разграничи живата от неживата материя. Клетъчната теория е в основата на биологичната наука и решаването на практически задачи в медицината и биотехнологията.
Изучаването на клетките продължава и днес с помощта на непрекъснато усъвършенстващата се микроскопска техника. Съвременните електронни микроскопи увеличават до 1 000 000 пъти. Биологичната наука, която изучава химичния състав, устройството и функциите на клетките, се нарича клетъчна биология (цитология).
За да знаете повече
• In vitro „ин витро” (на латински: in vitro – в стъкло) e процес, проведен в лабораторни условия извън жив организъм. Отделни клетки или микроорганизми се отглеждат върху смес от хранителни вещества (хранителна среда).
• Йерархията е система от взаимносвързани и зависими едни от други структури или процеси. Тя съществува както в живата, така и в неживата природа. Йерархична структура в живата природа е таксономичната класификация на организмите: вид – род – семейство – разред – клас – отдел/тип – царство.
Кратко обобщение
клетъчна теория
Клетката е най-простоустроената жива единица, която може да съществува самостоятелно. Същевременно клетката е сложноустроена структура, за която е характерно единство между устройство и функция и единство с околната среда. Клетъчната теория установява единството на организмовия свят, което е доказателство за общ произход и родствени връзки между всички организми.
Въпроси и задачи
1. Наблюдавайте изображение "Равнища на организация на растителната клетка" и изяснете йерархията между клетъчните структури.
2. Кои са основните положения на съвременната клетъчна теория?
3. Потърсете информация за важни събития, свързани с изучаването на клетката от XVI век до наши дни. Представете схематично чрез линия на времето.
Проверете какво сте научили
Делене на клетка