Основные положения клеточной теории

Цели: сформировать знания об истории создания клеточной теории, ее современных положениях, методах изучения клетки и ее ор- ганелл; развить понятие о клеточном уровне жизни.

Оборудование: портреты ученых.

Ход урока

I. Организационный момент

II. Постановка проблемы

— Итак, уже на первых занятиях мы с вами познакомились с определением живого и выделили основные уровни его организации. Клетка занимает довольно высокий уровень в иерархии живых систем, потому что без изучения клеточного уровня, без учета биологического поведения клетки и ее взаимодействия нельзя понять живое.

— Представление о том, что клетка — это структурная и функциональная единица всех живых организмов, известное как клеточная теория, сложилось постепенно в XIX веке. Но на основании каких данных ученые утверждают, что клетка — своего рода общий знаменатель всех живых систем?

III. Изучение новой темы

1. Формулировка темы и целей занятия.

— Ответить на поставленный вопрос мы сможем, прослушав лекцию “Клеточная теория”, в ходе которой вам предстоит заполнить таблицу “Основные этапы развития клеточной теории”.

Этап	Год	Ученый	Вклад в развитие теории

План лекции (на доске):

1. История создания клеточной теории.

2. Современные положения клеточной теории.

3. Современные методы исследования клеток.

2. Слово учителя.

Клетка - это удивительный и загадочный мир, который существует в каждом организме. Но в тайны клеточного строения человек

смог проникнуть только благодаря изобретению в конце XVI столетия микроскопа. Изготовленный голландцем Хансом Янсеном в 1590 г. оптический прибор состоял из трубы, прикрепленной к подставке и имеющей два увеличительных стекла. В 1665 г. английский естествоиспытатель Роберт Гук опубликовал книгу “Микрография, или Некоторые физиологические описания мельчайших тел, сделанные посредством увеличительных стекол”, где были помещены рисунки того, что он увидел под уже усовершенствованным им микроскопом. В их числе был и срез древесной коры, при увеличении напоминающий пчелиные соты. Описывая увиденное, Гук использовал слово “cell”, что по-английски означает “ячейка”, “камера”, “келья”. Этот термин закрепился в науке, а на русский язык был переведен как “клетка”, хотя ученый наблюдал не сами клетки, а их клеточные стенки и ошибочно полагал, что это и есть живое вещество.

Современник Р. Гука, голландец Антонии ван Левенгук, который прославился созданием линз, дававших увеличение в 100—300 раз, открыл мир одноклеточных форм, бактерий, клеток крови лягушек. Описания этих “анималькусов” (“зверушек”) снискали голландцу мировую известность, пробудили интерес к изучению живого микромира.

Благодаря дальнейшему усовершенствованию микроскопа к середине XIX века было собрано и опубликовано много новых описаний и рисунков различных тканей. В 1831 г. шотландским ботаником Робертом Броуном было впервые описано ядро в растительных клетках. В 1838 г. немецкий ботаник Маттиас Шлейден пришел к выводу, что ткани растений состоят из клеток. В 1839 г. немецкий физиолог Теодор Шванн опубликовал ставшее впоследствии знаменитым сочинение “Микроскопические исследования о соответствии в структуре и росте животных и растений”, в котором сформулировал вывод о том, что клетка является структурной и функциональной единицей живых организмов. Подобное представление, известное как клеточная теория, получило название теории Шванна— Шлейдена. Ее основными положениями являются следующие:

1) всем животным и растениям свойственно клеточное строение;

2) растут и развиваются растения и животные путем возникновения новых клеток;

3) клетка является самой маленькой единицей живого, а целый организм — совокупностью клеток.

Однако М. Шлейден и Т. Шванн ошибочно считали, что клетки возникают путем новообразования из неклеточного первичного вещества.

Существенным дополнением клеточной теории было открытие еще в 1827 г. академиком Российской АН К.М. Бэром яйцеклетки млекопитающих. К.М.Бэр установил, что все организмы начинают свое развитие с одной клетки (зиготы), представляющей собой оплодотворенное яйцо. Это открытие доказывает, что клетка является еще и единицей развития всех живых организмов.

Немецкий врач Рудольф Вирхов в 1855 г. опроверг ошибочное представление клеткообразования, сформулированное ранее в клеточной теории Шванна—Шлейдена. Своей знаменитой формулой “Omnis cellula e cellula” (“всякая клетка из клетки”), ставшей одним из известных постулатов современной биологии, Р. Вирхов сформулировал важнейшее положение: каждая клетка может происходить только из другой клетки путем деления. Это привело к осознанию того факта, что рост и развитие организмов связаны с делением клетки и их дальнейшей дифференциацией с образованием тканей и органов. Таким образом, 50-е годы явились периодом окончательного крушения шлейден-шванновской теории клеткообразования и утверждения клеточного деления как всеобщей формы новообразования клеток.

Клеточная теория в середине XIX века стала общепризнанной и послужила возникновению науки цитологии (от греч. “цитос” — клетка, “логос” — учение) — науки о клетке. Благодаря клеточной теории к началу XX века сформировалось представление об общности происхождения и единства всего живого.

3. Проверка заполнения таблицы “Основные этапы развития клеточной теории”.

4. Продолжение изучения материала.

Клеточная теория сохранила свое значение и в настоящее время. Она дополнена многочисленными материалами о строении, функциях, химическом составе и развитии клеток живых организмов различных царств. Современная клеточная теория включает в себя следующие положения:

1) клетка — основная единица строения и развития всех живых организмов; это наименьшая единица живого (кроме вирусов);

2) клетки всех одноклеточных и многоклеточных организмов сходны (гомологичны) по строению, химическому составу, процессам жизнедеятельности и обмену веществ;

3) размножение клеток происходит путем их деления, и каждая новая клетка образуется в результате деления исходной материнской клетки.

В дальнейшем, успехи изучения клетки связаны с усовершенствованием инструментов и развитием методов исследования. Усовершенствование светового микроскопа и методов исследования окраски клеток позволили выделить и описать не только ядро и цитоплазму клетки, но и многие другие заключенные в ней части — органеллы.

5. Доклады учащихся.

— В настоящее время клетку изучают, применяя физические и химические методы исследования, новейшие приборы. О современных методах исследования клетки послушаем сообщения учащихся.

Возможные источники информации:

1. Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология: В 3 т. Т. \. // Пер. с англ. / Под ред. Р. Сопера. — М.: Мир, 1993. — 386 с.

2. Энциклопедия для детей. Т. 2. Биология. — 5-е изд., перераб. и доп. / Глав. ред. М. Аксенова, вед. науч. ред. Г. Вильчек. — М.: Аван- та⁺, 2004. - 704 с.

3. Общая биология: Учеб, для 10—11 кл. шк. с углубл. изуч. биологии / А.О. Рувинский, Л.В. Высоцкая, С.М. Глаглев и др.; Под ред. А.О. Рувинского. — М.: Просвещение, 1993. — 544 с.

IV. Закрепление темы

Выберите правильный ответ.

1. Какое из названных свойств принадлежит любой клетке:

a) способность к образованию гамет;

B) способность проводить нервный импульс;

c) способность сокращаться;

б) способность к обмену веществ.

2. С какой из областей знания в большей мере связано развитие клеточной теории в XIX—XX столетии:

a) с развитием микроскопии;

B) с развитием философии;

c) с развитием физики и химии;

б) с развитием всех указанных направлений.

3. Какое положение точнее указывает сущность клеточной теории:

a) все растительные организмы состоят из клеток;

B) все животные организмы состоят из клеток;

c) все, как низшие, так и высшие организмы состоят из клеток;

б) клетки всех организмов имеют одинаковое строение.

4. Сходство в строении растительных и животных клеток обнаружили:

a) Р. Гук и А. Левенгук;

B) Р. Броун;

c) М. Шлейден и Т. Шванн; б) Р. Вирхов и К. Бэр.

5. Клеточное строение всех организмов свидетельствует:

a) о единстве живой и неживой природы;

B) о единстве химического состава клеток;

c) о единстве происхождения живых систем; б) о сложности строения живых систем.

Домашнее задание

Учебник А.А. Каменского, §2.1, ответить на вопросы в конце параграфа. Учебник И.Н. Пономаревой, §4 с. 13—14, ответить на во прос № 2 в конце параграфа.