§ 10. Клеточная теория. Общий план строения клетки

1. Кого считают первооткрывателем клетки? Кто является автором и основоположником клеточной теории? Кто дополнил клеточную теорию принципом «Каждая клетка — от клетки»?

Первооткрывателем клетки считают английского ученого Р. Гука.

Автором и основоположником клеточной теории является немецкий зоолог Т. Шванн.

Немецкий врач Р. Вирхов дополнил клеточную теорию принципом «Каждая клетка — от клетки».

2. Какие понятия пропущены в биологических «уравнениях» и заменены вопросительными знаками?

Поверхностный аппарат клетки + цитоплазма + ядро = эукариотическая клетка
Цитоплазма = органоиды + цитоскелет + гиалоплазма
Надмембранный комплекс + цитоплазматическая мембрана = поверхностный аппарат клетки

3. Сформулируйте основные положения клеточной теории. Какой вклад внесла клеточная теория в развитие естественнонаучной картины мира?

1. Клетка — элементарная структурно-функциональная единица живых организмов, обладающая всеми признаками и свойствами живого.
2. Клетки всех организмов сходны по химическому составу, строению и процессам жизнедеятельности.
3. Все клетки образуются только в результате деления исходных (материнских) клеток.
4. Клетки большинства многоклеточных организмов специализируются по функциям и образуют ткани. Из тканей состоят органы и системы органов.

Клеточная теория стала одной из предпосылок возникновения эволюционного учения, фундаментом для развития таких дисциплин, как гистология (наука о тканях), эмбриология (наука о зародышевом развитии организмов), физиология.

4. Назовите основные компоненты клеток. Какие из них свойственны только клеткам эукариот?

Основными компонентами клеток являются поверхностный аппарат, цитоплазма, а у эукариот также ядро.

5. О чем свидетельствует тот факт, что клетки различных организмов имеют общий план строения?

Общий план строения клеток свидетельствует о родстве различных организмов, общности их происхождения.

6. Используя знания, полученные при изучении биологии в 6—10-м классах, на примерах докажите справедливость четвертого положения клеточной теории.

Четвертое положение клеточной теории: "Клетки большинства многоклеточных организмов специализируются по функциям и образуют ткани. Из тканей состоят органы и системы органов."

В состав внутренней (слизистой) оболочки тонкого кишечника человека входят клетки покровного эпителия, которые обеспечивают всасывание питательных веществ и выполняют защитную функцию. Клетки железистого эпителия секретируют пищеварительные ферменты и другие биологически активные вещества. Средняя (мышечная) оболочка образована гладкой мышечной тканью, клетки которой выполняют двигательную функцию, обусловливая перемешивание пищевых масс и их перемещение в сторону толстого кишечника. Наружная оболочка образована соединительной тканью, выполняющей защитную функцию и обеспечивающей прикрепление тонкого кишечника к задней стенке живота. Таким образом, тонкий кишечник образован различными тканями, клетки которых специализированы на выполнении тех или иных функций. В свою очередь, тонкий кишечник вместе с другими органами (пищеводом, желудком и т.д.) образует пищеварительную систему человека.

Покровные клетки кожицы листа выполняют защитную функцию. Замыкающие и побочные клетки образуют устьичные аппараты, обеспечивающие транспирацию и газообмен. Клетки хлорофиллоносной паренхимы осуществляют фотосинтез. В состав жилок листа входят волокна, придающие механическую прочность, и проводящие ткани, элементы которых обеспечивают транспорт растворов. Соответственно, лист (орган растения) образован разными тканями, клетки которых выполняют определённые функции.

7. В связи с чем некоторые клетки достигают сравнительно крупных размеров (яйцеклетки птиц и акул, клетки мякоти плодов и эндосперма семян, нейроны с отростками более 1 м)? Как вы думаете, есть ли пределы увеличению (уменьшению) размеров клеток? Чем они могут быть обусловлены?

Некоторые клетки достигают сравнительно крупных размеров, поскольку это увеличивает площадь поверхности. От площади поверхности зависит интенсивность транспорта веществ в клетку и из неё.

Потребности клетки в питательных веществах и кислороде, в выведении конечных продуктов обмена зависят от её объёма. Увеличение размеров клеток сопровождается отставанием интенсивности транспорта веществ от потребностей клеток. Следовательно, увеличение размеров приводило бы к замедлению процессов жизнедеятельности и в конечном итоге – к гибели клеток.

Поэтому крупных размеров могут достигать те клетки, которые не принимают активного участия в метаболизме, а служат хранилищами запасных веществ.

Уменьшение размеров клеток тоже имеет предел. Любая клетка должна иметь объём, достаточный для содержания хотя бы минимального количества нуклеиновых кислот, ферментов и других макромолекул, необходимых для поддержания жизнедеятельности и для размножения.