Цитология как наука. Основные положения клеточной теории, их значение для медицины

Химический состав клетки и его особенности.

Химические элементы клетки. По химическому составу клетки разных организмов и даже клетки, выполняющие различные функции в одном многоклеточном организме, могут существенно отличаться друг от друга. В то же время разные клетки включают в себя практически одни и те же химические элементы. Сходство элементарного химического состава клеток разных организмов доказывает единство живой природы. Вместе с тем нет ни одного химического элемента, содержащегося в живых организмах, который не был бы найден в телах неживой природы. Это указывает на общность живой и неживой природы.
Из всех известных в настоящее время элементов таблицы Менделеева более 80 обнаружено в составе клетки, т. е. это практически все элементы, присутствующие на нашей планете в сколько-нибудь значительном количестве. В то же время распределение этих элементов в клетках крайне неравномерно. Так, примерно 98% от массы любой клетки приходится на четыре элемента: кислород (75%), углерод (15%), водород (8%) и азот (3%). Эти элементы составляют основу органических соединений, а кислород и водород, кроме того, входят в состав воды.
Около 2% от массы клетки приходится на следующие восемь элементов: калий, натрий, кальций, хлор, магний, железо, фосфор и сера. Остальные химические элементы содержатся в клетке в крайне малом количестве. Некоторые живые организмы способны накапливать определенные химические элементы. Так, например, некоторые водоросли накапливают иод, лютики — литий, ряска — радий и т. д.
Все элементы по содержанию их в живых организмах разделяются на три группы. Элементы, количество которых составляет до 0,001% от массы тела, называются макроэлементами, те, на долю которых приходится от 0,001 до 0,000001%, — микроэлементами, а элементы, содержание которых не превышает 0,000001%, — ультрамикроэлементами.
Химические вещества клетки. Элементы, входящие в состав организмов, могут быть составными частями молекул разнообразных неорганических и органических соединений либо находиться в форме ионов, например катионов (К+, Na+, Са2+, Mg2+) и анионов (С1~, НСОд, Н2РО^, SO|~ и др.) (рис. 5). Важнейшим из неорганических веществ, входящих в состав клетки, является вода. В ней растворены газы (02, С02, N2) и другие соединения. Органические вещества состоят в основном из С, Н и О; в составе белков к этим элементам прибавляются N и S, а в нуклеиновых кислотах — N и Р. Соотношение органических и неорганических веществ в клетках различно.

Цитология — наука о клетке. Наука о клетке называется цитологией (греч. «цитос» — клетка, «логос» — наука). Предмет цитологии — клетки многоклеточных животных и растений, а также одноклеточных организмов, к числу которых относятся бактерии, простейшие и одноклеточные водоросли. Цитология изучает строение и химический состав клеток, функции внутриклеточных структур, функции клеток в организме животных и растений, размножение и развитие клеток, приспособления клеток к условиям окружающей среды. Современная цитология - наука комплексная. Она имеет самые тесные связи с другими биологическими науками, например с ботаникой, зоологией, физиологией, учением об эволюции органического мира, а также с молекулярной биологией, химией, физикой, математикой. Цитология — одна из относительно молодых биологических наук, ее возраст около 100 лет. Возраст же термина "клетка " насчитывает свыше 300 лет. Впервые это название в середине XVII в. применил Р. Гук. Рассматривая тонкий срез пробки с помощью микроскопа, Гук увидел, что пробка состоит из ячеек — клеток. Основные положения клеточной теории

Все живые существа на Земле, за исключением вирусов, построены из клеток и могут быть одноклеточными (бактерии, некоторые водоросли, простейшие) или многоклеточными.

Клетка — элементарная единица жизни на Земле. Она обладает всеми признаками живого организма: растет, размножается, обменивается с окружающей средой веществами и энергией, реагирует на внешние раздражители. Клетки различных органов животных, растений, грибов внешне не очень похожи друг на друга. Ну что общего, казалось бы, между нейроном нашего мозга, стрекательной клеткой гидры, инфузорией туфелькой и клеткой листа березы? И тем не менее между этими, да и всеми другими клетками, гораздо больше сходства, чем различий.

И хотя многие ученые пользовались микроскопами для изучения живых существ, техника XVII—XVIII вв. была еще очень несовершенной. Лишь в начале XIX в. Р. Броун смог увидеть внутри клеток листа плотное образование, которое он назвал ядром. К середине XIX в. немецкие ученые Т. Шванн и М. Шлейден, обобщив сведения, полученные многими исследователями, сформулировали клеточную теорию, одну из основных в современной биологии. Каковы же ее главные положения?

1. Все живые существа, от одноклеточных до крупных растительных и животных организмов, состоят из клеток.

2. Все клетки сходны по строению, химическому составу и жизненным функциям.

3. Несмотря на то, что в многоклеточных организмах отдельные клетки специализируются на выполнении какой-то определенной «работы», они способны к самостоятельной

жизнедеятельности, т. е. могут питаться, расти, размножаться.

М. Шлейден и Т. Шванн ошибочно полагали, что клетки могут самопроизвольно зарождаться в жидкостях или во множестве рождаться внутри старых клеток. Однако немецкий биолог и врач Р. Вирхов доказал, что клетки способны делиться, и предложил следующее дополнение к клеточной теории:

4. Все клетки образуются из клетки. Таким образом, клетка — элементарная единица живого, лежащая в основе строения, развития и размножения всех живых организмов.

К.т. позволила понять как зарождается, развивается и функционирует живой организм, то есть создала основу эволюционной теории развития жизни, а в медицине - понимания процессов жизнедеятельности и развития болезней на клеточной уровне - что открыло немыслимые ранее новые возможности диагностики, лечения заболеваний.

Дата добавления: 2015-04-24