Основные положения клеточной теории

Определения и обозначения

Клетка — наименьшая структурная и функциональная единица живого организма. Структурная означает, что из клеток построено тело, а функциональная — что в них происходят необходимые для жизни процессы. Это определение помогает связать устройство организма с работой его частей.

Клеточная теория — учение об общих принципах клеточного строения и развития организмов. Она объединяет положения о том, из чего состоят живые организмы, как работают клетки и откуда появляются новые. С её помощью можно рассматривать разные организмы по общему плану.

Одноклеточный организм — организм, состоящий из одной клетки, которая самостоятельно выполняет все жизненные функции. Такая клетка не просто часть тела: она представляет собой целый организм. Это понятие показывает, что одной клетки может быть достаточно для жизни.

Многоклеточный организм — организм, состоящий из множества клеток, обычно различающихся по строению и функциям. Клетки такого организма взаимодействуют и вместе обеспечивают его жизнедеятельность. Это определение помогает понять, как множество клеток образует единое целое.

Как это устроено

Развитие клеточной теории стало возможным благодаря микроскопу: он позволил увидеть структуры, недоступные невооружённому глазу. Учёные сравнивали клетки растений и животных и обнаруживали в них общие черты. На основании наблюдений М. Шлейден и Т. Шванн сформулировали идею клеточного строения организмов. Сопоставление разных живых существ помогло перейти от отдельных наблюдений к общему объяснению.

Положение о клеточном строении относится ко всем организмам, а не только к тем, у которых много клеток. Амёба, например, состоит из одной клетки, и именно она выполняет функции всего организма. У многоклеточного существа клеток множество, и они могут выполнять разные задачи. Значит, количество клеток различается, но клеточное строение остаётся общим принципом.

Клетку считают единицей строения, потому что из клеток образовано тело организма. Но это не только строительный элемент: внутри клетки происходят процессы, необходимые для жизни. У одноклеточного организма эти процессы поддерживают жизнь всей особи, а у многоклеточного работа клеток обеспечивает работу организма в целом. Поэтому повреждение или нарушение работы клеток может повлиять на ткани, органы и организм.

Клетки разных организмов похожи по химическому составу и основным жизненным процессам. Это сходство указывает на общие принципы организации живого и позволяет изучать клетки, опираясь на закономерности, характерные для многих организмов. При этом клетки могут сильно отличаться по форме, размерам и функциям. Различия возникают потому, что в организме клеткам приходится выполнять разные задачи, а общие свойства сохраняются.

Новые клетки не появляются сами по себе: они образуются при делении уже существующих клеток. Это положение связывают с работами Р. Вирхова, который подчёркивал преемственность клеток. При делении исходная клетка даёт начало новым, поэтому клеточная жизнь продолжается от клетки к клетке. Этот принцип помогает объяснять рост организмов и обновление клеток.

Основные положения клеточной теории

Используйте таблицу, чтобы соотнести каждое положение с его смыслом, а затем объяснить, зачем оно важно. Например, сходство клеток показывает общность живого, но не означает, что все клетки одинаковы. Для проверки понимания попробуйте привести к каждому положению пример.

Разбор задач

Задача 1. Определите, к какому положению клеточной теории относится утверждение: амёба состоит из одной клетки. Нужно установить, что именно сообщает условие: количество клеток у организма или происхождение новых клеток. Затем сопоставьте это с формулировками теории.

1. Амёба названа организмом, а не отдельной клеткой многоклеточного существа.
2. Указано, что её тело состоит из одной клетки; значит, речь идёт о клеточном строении организма.
3. Это подтверждает положение, что все организмы состоят из клеток, в том числе одноклеточные.

Ответ: утверждение относится к положению о том, что все организмы состоят из клеток.

Задача 2. Объясните, почему клетку называют единицей жизнедеятельности многоклеточного организма. Не ограничивайтесь тем, что тело построено из клеток: нужно показать, как их работа связана с жизнью целого организма.

1. В клетках происходят процессы, необходимые для жизни.
2. Клетки многоклеточного организма взаимодействуют, а многие из них выполняют специализированные задачи.
3. Совместная работа клеток обеспечивает работу тканей и органов, а через них — организма.

Ответ: клетка является единицей жизнедеятельности, потому что в ней идут жизненные процессы, от которых зависит работа многоклеточного организма.

Задача 3. В культуре клеток после деления одной клетки появились две. Объясните, какое положение теории подтверждает это наблюдение и почему. Здесь важно проследить связь между исходной клеткой и появившимися клетками.

1. До наблюдения была одна клетка, которая затем разделилась.
2. Две появившиеся клетки связаны с исходной: они образовались в результате её деления.
3. Наблюдение подтверждает принцип преемственности — новые клетки возникают из уже существующих.

Ответ: подтверждается положение о происхождении новых клеток при делении исходных, а не о самопроизвольном их появлении.

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что клеточное строение свойственно только многоклеточным организмам. Её допускают, потому что тело животного или растения заметно состоит из множества частей, а одна клетка кажется слишком простой. Проверьте себя: вспомните амёбу — это одноклеточный организм, значит, он тоже состоит из клетки.

Ошибка — понимать выражение «клетка — единица организма» только как утверждение о строении. Так происходит, если сосредоточиться на том, что из клеток составлено тело, и забыть об их работе. Проверьте себя вопросом: какие процессы идут в клетке и как они связаны с жизнью организма? Если ответ учитывает жизнедеятельность, смысл положения раскрыт.

Ошибка — считать все клетки одинаковыми. Их общие свойства не отменяют различий в форме, строении и функциях; путаница возникает, когда слово «общие» принимают за «полностью совпадающие». Проверьте себя: сравните клетки, выполняющие разные задачи, и назовите отдельно их сходство и различия.

Ошибка — утверждать, что клетки возникают самопроизвольно. Такое представление может появиться, если не учитывать связь новой клетки с исходной. По клеточной теории новые клетки образуются при делении уже существующих; проверьте объяснение, проследив, от какой клетки произошли новые.

Связь с другими темами

Для понимания клеточной теории полезно знать признаки живых организмов и различия между одноклеточными и многоклеточными существами. Сама теория служит основой для дальнейшего изучения строения клетки, её деления, тканей и развития организмов. Её положения помогают объяснить, почему у разных живых существ есть общие черты и как это связано с единством живой природы и родством организмов.

Что запомнить

• Все живые организмы состоят из клеток.
• Клетка — основная единица строения живого.
• В клетке происходят процессы жизнедеятельности.
• Клетки разных организмов имеют общие черты химического состава и процессов.
• Клетки могут различаться по строению и выполняемым функциям.
• Новые клетки возникают при делении уже существующих клеток.