29. Клеточная теория строения организмов

Определения и обозначения

Клеточная теория — учение о клеточном строении организмов, сходстве клеток и их происхождении. Она объединяет наблюдения за клетками в несколько общих положений. Благодаря этой теории можно объяснять, что связывает разные организмы и откуда в них берутся новые клетки.

Клетка — элементарная структурная и функциональная единица живого. Структурная — значит образующая тело организма, а функциональная — способная выполнять жизненные процессы. Это понятие помогает понять, почему без клеток невозможно представить строение и работу живого организма.

Одноклеточный организм — живое существо, тело которого состоит из одной клетки. Эта клетка выполняет все необходимые функции: например, получает вещества из окружающей среды, растёт и размножается. Поэтому у одноклеточных клетка одновременно является и частью строения, и целым организмом.

Многоклеточный организм — организм, тело которого образовано множеством клеток. Клетки могут различаться и разделять между собой работу, но действуют не по отдельности, а сообща. Такое взаимодействие позволяет организму выполнять сложные функции и сохранять целостность.

Как это устроено

Формирование клеточной теории стало возможным благодаря наблюдениям в микроскоп. Исследователи рассматривали ткани растений и животных и обнаруживали, что они состоят из небольших обособленных участков — клеток. Повторение подобных наблюдений у разных организмов помогло увидеть закономерность: клеточное строение не является особенностью только одного вида живых существ.

М. Шлейден изучал растения, а Т. Шванн — животных. Учёные сопоставили результаты своих исследований и обобщили сведения о клеточном строении обоих царств. Их вывод был важен потому, что позволил говорить об общем принципе организации живых организмов, а не только описывать отдельные ткани и виды.

Позже Р. Вирхов дополнил клеточную теорию положением о том, что каждая новая клетка происходит от другой клетки. Основанием для такого вывода стали наблюдения за делением клеток. Это положение объясняет непрерывность клеточной жизни: клетки появляются не сами собой из неживого вещества, а возникают из уже существующих.

Основные положения теории утверждают, что организмы состоят из клеток, клетки сходны по главным признакам строения и жизнедеятельности, а новые клетки образуются делением исходных. Речь идёт о сходстве основных особенностей, а не о полной одинаковости всех клеток. Эти положения объединяют многообразие организмов общим принципом устройства и объясняют размножение клеток.

Клетку считают единицей строения, потому что из клеток образовано тело организма, и единицей жизнедеятельности, потому что в клетках протекают жизненные процессы. С развитием клеток и их делением связано развитие организма. У многоклеточных организмов отдельные клетки работают вместе, поэтому организм — не простая куча клеток, а целостная система, в которой части взаимодействуют.

Основные положения клеточной теории и их значение

Используй таблицу, чтобы сопоставлять каждое положение с его содержанием и значением. Сначала найди, о чём говорится в первой колонке, затем объясни это своими словами по второй. Последняя колонка помогает связать факт о клетках с устройством и жизнью организма.

Разбор задач

Задача 1. Ученик рассматривает препарат листа под микроскопом и видит множество отделённых стенками участков. Почему это наблюдение подтверждает клеточное строение растения?

1. Определим, что именно видно: множество участков, разделённых стенками. Такие обособленные участки в ткани растения соответствуют клеткам.
2. Свяжем наблюдение с положением клеточной теории: организм состоит из клеток, а значит, клетки являются его структурными единицами.
3. Сделаем вывод не только об одном участке листа, но и о строении растительной ткани, в которой эти клетки образуют часть организма.

Ответ: Наблюдаемые участки — клетки, из которых состоит ткань листа. Поэтому препарат показывает, что растение имеет клеточное строение.

Задача 2. В организме животного обнаружены клетки с разным строением и функциями. Можно ли считать их сходными в смысле клеточной теории?

1. Различим два утверждения: клетки сходны по основным признакам, но не обязаны быть полностью одинаковыми.
2. Учтём, что в многоклеточном организме клетки специализируются. Разные задачи могут требовать различий в их форме и строении.
3. Сравним клетки не только по специализации, но и по общему статусу: все они являются клетками живого организма и участвуют в его жизнедеятельности.

Ответ: Да, их можно считать сходными в смысле клеточной теории: речь идёт об общих основных признаках, а не о тождестве. Различия в строении и функциях связаны со специализацией.

Задача 3. После деления одной клетки образовались две дочерние. Какое положение клеточной теории иллюстрирует процесс и как он связан с ростом многоклеточного организма?

1. Установим, что дочерние клетки возникли из исходной клетки, а не сформировались самостоятельно.
2. Свяжем наблюдение с положением о происхождении новых клеток путём деления уже существующих.
3. При росте многоклеточного организма деления увеличивают число клеток. Их дальнейшее взаимодействие и специализация помогают организму увеличиваться и развиваться.

Ответ: Деление иллюстрирует происхождение новых клеток от исходных. Увеличение числа клеток участвует в росте многоклеточного организма.

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что клеточная теория объявляет все клетки одинаковыми. Так думают, потому что запоминают слово «сходны», но упускают уточнение: сходство относится к основным признакам. Проверь себя: теория не отрицает специализацию, поэтому клетки могут различаться строением и функциями.

Ошибка — называть любую клетку самостоятельным организмом. Это верно для одноклеточного существа, но клетка многоклеточного обычно работает вместе с другими клетками. Чтобы проверить ответ, спроси себя, выполняет ли данная клетка все функции целого организма или только свою часть общей работы.

Ошибка — предполагать, что клетки самопроизвольно возникают из неживого вещества. Эту мысль могут принять за объяснение появления клеток, если не помнить положение о делении. Проверь себя: согласно клеточной теории, у каждой новой клетки есть исходная клетка, от которой она произошла.

Ошибка — сводить роль клетки только к образованию тела. Такое представление учитывает строение, но не работу и развитие организма. Проверка простая: вспомни, что клетка — и структурная, и функциональная единица, а деление клеток связано с ростом и развитием.

Связь с другими темами

Для понимания клеточной теории нужно знать основные признаки живого и различать одноклеточные и многоклеточные организмы. Эти знания помогают понять, почему одна клетка может быть целым организмом, а в другом случае входит в состав сложной системы. Затем можно изучать строение клетки, обмен веществ, деление и передачу наследственной информации.

Клеточная теория связывает устройство живого с процессами, которые происходят в организме. Она помогает объяснять рост и развитие, а также восстановление тканей. Сходство клеток разных организмов показывает единство живой природы.

Что запомнить

• Клетка — элементарная структурная и функциональная единица живого.
• Организмы бывают одноклеточными и многоклеточными.
• Клетки разных организмов имеют общие основные признаки.
• Клетки могут специализироваться и выполнять разные функции.
• Новые клетки возникают путём деления уже существующих клеток.
• В многоклеточном организме клетки взаимодействуют и образуют целостную систему.