1. Представление о клетке как элементарной биоло­гической системе в науке установилось не сразу.

Роберт Гук (1635—1703) — английский физик и бо­таник первым применил микроскоп для исследования растительных и животных тканей (1665). Изучая срез пробки и сердцевины бузины, Р. Гук установил, что они состоят из мелких образований, похожих по форме на ячейки пчелиных сот. Он дал им название ячейки, или клетки (от англ. cell — клетка). Этот термин утвердился в биологии (лат. cellula — ячейка, клетка), хотя Р. Гук видел не собственно растительные клетки, а только их оболочки. В XIX в. ученые обратили внимание на полу­жидкое студенистое содержимое, заполняющее клетку, названное чешским ученым Яном Пуркинье (1787— 1869) протоплазмой. Впоследствии обязательную внут­реннюю часть клетки называли цитоплазмой (от греч. kytos — вместилище и plasma — вылепленное, оформ­ленное).

В 1831 г. английский ботаник Роберт Броун (1773— 1858) обнаружил ядро в растительных клетках. Строе­ние растительных и животных клеток изучали в 30-х годах XIX в. немецкие ученые Маттиас Шлейден (1804— 1881) и Теодор Шванн (1810—1882).

2. Клеточная теория — все организмы имеют клеточ­ное строение — была сформулирована и опубликова­на в 1839 г. Т. Шванном, в дальнейшем многие уче­ные продолжали ее развитие и совершенствование. Так, немецкий ученый Рудольф Вирхов (1821—1902) до­казал, что клетки образуются только в результате де­ления клетки.

Основные положения клеточной теории на современном этапе развития биологии формулируются таким образом:

• клетка является структурно-функциональной еди­ницей, а также единицей развития всех живых орга­низмов;

• клеткам присуще мембранное строение;

• клетка размножается только делением;

• клеточное строение организмов — свидетельст­во того, что все живые организмы имеют единое про­исхождение.

3. 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.

В 70-х гг. XIX в. у самых разных биологических объектов были обнаруже­ны хромосомы. В 1879-1882 гг. А. Флеминг описал митоз, вскоре появилась гипотеза о том, что наследственные признаки заключаются в ядре. В 1876 г. был открыт клеточный центр, в 1894 г. — митохондрии, в 1898 г. — аппарат Гольджи. К концу века были открыты большинство общих и специальных органоидов в цитоплазме. Открытие этих и других органоидов показало, что в цитоплазме совершаются важнейшие и разнообразные процессы, связан­ные с жизнедеятельностью и функциональной активностью клетки.

Крупный вклад в развитие учения о клетке второй половины XIX — начала XX в. внесли отечественные цитологи. Иван Дорофеевич Чистяков (1843-1877) описал фазы митотического деления; Иван Николаевич Горожанкин (1848-1904) установил цитологические основы оплодотворения у рас­тений; Сергей Гаврилович Навашин (1857-1930) открыл в 1898 г. явление двойного оплодотворения у цветковых растений. Использование цитологии в медицине дало толчок развитию иммунологии (благодаря учению Ильи Ильича Мечникова о фагоцитах).

Внимание биологов все больше концентрировалось на клетке как основ­ной структурной единице живых организмов. Становилось все более очевидным, что особенности строения и функционирования клетки являются важной фундаментальной областью среди проблем, исследуемых биологией. Все это привело к тому, что с конца XIX в. цитология выделилась в самостоя­тельную область биологии.

До начала 30-х гг. XX в. в цитологии преобладало морфологическое изу­чение структур клетки, видимых в световой микроскоп. Но уже в 1928-1931 гг. был сконструирован электронный микроскоп, благодаря которому описано мельчайшее строение клетки и открыты многие ранее неизвестные структу­ры. Развитие биохимии, генетики, методов электронной микроскопии, по­явившийся в середине XX в. сканирующий электронный микроскоп (и ряд других сложных приборов и методик — фазово-контрастная и флуоресцент­ная микроскопия, интерференционный микроскоп и др.), а также широкое использование методов физики и химии обусловили прогресс, достигнутый в конце XX в. в изучении строения, функционирования и воспроизведения клетки.

В настоящее время особое значение в цитологических исследованиях приобрели методы изучения физиологии клетки, ее биохимии и физико-химической и молекулярной организации. Ведутся работы с просвечиваю­щим электронным микроскопом и сканирующим электронным микроскопом. С их помощью можно проникать в структуры клетки, о которых раньше не имели никакого представления. Стало возможным работать с клеткой, не убивая ее красителями. Это позволило рассматривать отдельные молекулы в клетке и манипулировать с ними, сохраняя при этом клетку живой.

Успехи цитологии значительно повлияли на развитие генетики, эмбрио­логии, эволюционного учения и других биологических наук.

Все эти достижения позволили по-новому взглянуть на клетку, что отра­зилось в современном толковании клеточной теории. Теперь клеточная тео­рия включает в себя следующие главные положения:

Лекция №3

Тема: Химическая организация клетки. Неорганические вещества

План

1. Химический состав клетки.

2. Вода и ее функции в клетке

3. Минеральные соединения, их роль в клетке.