¿Qué es la teoría celular en biología? ¿En qué año se formuló la teoría celular?

Teoría celular- una de las generalizaciones biológicas generalmente aceptadas que afirman la unidad del principio de estructura y desarrollo del mundo vegetal y el mundo animal, en la que la célula se considera como un elemento estructural común de los organismos vegetales y animales.

Teoría celular de la estructura de los organismos. fue formado en 1839 por los zoólogos alemanes T. Schwann Y Sr. Schleiden e incluía tres disposiciones. En 1858 Rudolf Virchow Lo complementó con otra posición, sin embargo, había una serie de errores en sus ideas: por ejemplo, supuso que las células estaban débilmente conectadas entre sí y que cada una existía "por sí misma". Sólo más tarde fue posible demostrar la integridad del sistema celular.

En 1878, el científico ruso I.D. Chistyakov La mitosis se descubrió en las células vegetales. A en 1878 VIRGINIA. Flemming y P.I. La mitosis se encuentra de forma intermitente en los animales. En 1882 V. Flemming observa la meiosis en células animales y en 1888 E. Strassburger - en plantas.

La teoría celular es una de las ideas fundamentales de la modernidad. biología, se convirtió en una prueba irrefutable de la unidad de todos los seres vivos y en la base para el desarrollo de disciplinas como la embriología, la histología y la fisiología. Las principales disposiciones de la teoría celular contienen las siguientes afirmaciones:

• La célula es la unidad elemental de estructura, funcionamiento, reproducción y desarrollo de todos los organismos vivos; no hay vida fuera de la célula.
• Una célula es un sistema integral que contiene una gran cantidad de elementos interconectados: orgánulos.
• Las células de diferentes organismos son similares (homólogas) en estructura y propiedades básicas y tienen un origen común.
• El aumento del número de células se produce mediante su división, tras la replicación de su ADN: célula a célula.
• Un organismo multicelular es un sistema nuevo, un conjunto complejo de una gran cantidad de células unidas e integradas en sistemas de tejidos y órganos, interconectados por factores químicos: humorales y nerviosos.
• Las células de organismos multicelulares son totipotentes: cualquier célula. organismo multicelular tiene el mismo fondo completo de material genético de este organismo, todas las potencias posibles para la manifestación de este material, pero difieren en el nivel de expresión (trabajo) de los genes individuales, lo que conduce a su diversidad morfológica y funcional: diferenciación.

Cada celda contiene muchas químico elementos, participando en varios reacciones químicas. Procesos químicos que ocurren en la célula. una de las principales condiciones de su vida, desarrollo y funcionamiento. Solo elementos químicos hay más en la jaula, menos en otras.

A nivel atómico, no existen diferencias entre el mundo orgánico e inorgánico de la naturaleza viva: los organismos vivos están formados por los mismos átomos que los cuerpos de la naturaleza inanimada. Sin embargo, la proporción de diferentes elementos químicos en los organismos vivos y en la corteza terrestre varía mucho. Además, los organismos vivos pueden diferir de su entorno en la composición isotópica de elementos químicos.

Composición química células

Grupo 1 (hasta 98%) (organógenos):

• carbón;
• hidrógeno;
• oxígeno;
• nitrógeno;
• Fósforo.

Grupo 2 (1,5-2%) (macroelementos):

• potasio;
• sodio;
• calcio;
• magnesio4
• cloro;
• hierro.

Grupo 3 (>0,01%) (microelementos):

• zinc;
• manganeso;
• cobre;
• flúor;
• cobalto;
• molibdeno.

Grupo 4 (>0,00001%) (ultramicroelementos):

• Urano;
• radio;
• oro.

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El final del siglo XIX: el surgimiento de la citología.

1665 – inglés Robert Hooke, al examinar una sección de corcho, vio las membranas de celulosa y acuñó el término "célula".

1838 – 1839 – M. Schleiden y T. Schwann propusieron la teoría celular.

Teoría celular

Todos los organismos están formados por células.

Todas las células se desarrollan según un único plan.

Las propiedades de un organismo multicelular se reducen a la suma aritmética de las propiedades de las células que lo componen.

Teoría celular moderna

La vida existe sólo en forma de células.

La continuidad de la vida se basa en la célula.

El principio de complementariedad (la relación entre estructura y función).

11.Membrana biológica, organización molecular y funciones. Transporte de sustancias a través de la membrana (modelos de transporte).

Celúla- un sistema de membranas que delimitan áreas del espacio intracelular. Las membranas participan en varios procesos. Membranas células nerviosas– generación de impulsos nerviosos, membranas del tracto gastrointestinal – absorción y digestión de alimentos, membranas celulares músculos esqueléticos y células del miocardio (relajación y contracción, membranas de las células de los órganos sensoriales) transformación de un tipo de irritación en otro. Las proteínas naturales de la membrana son poco solubles en agua y forman complejos con los lípidos. Funciones: receptor, estructural, transporte, catalítico (la mayoría de las proteínas - enzimas - inmunoglobulinas - proteínas con mayor actividad). Modelo de mosaico fluido de la estructura de la membrana (bicapa lipídica, proteínas: periférica, sumergida, integral). El transporte de sustancias no siempre se produce por difusión o gradiente. Hay proteínas de transporte.

ATP---ADP+P

El transporte activo es la transferencia de sustancias a través de una membrana con el consumo de ATP y con la participación de proteínas de transporte. Transporte acoplado activo (mismas proteínas – varias sustancias). Puede haber 2 proteínas periféricas, las sustancias pueden fluir a través del canal, 2-3 transportadores, el transporte puede estar desacoplado. Hay excitosis (pinocitosis y fagocitosis). La existencia de difusión de intercambio (utilizando un gradiente de concentración),

En las células eucariotas, la membrana endoplásmica está integrada con las membranas intracelulares (membranas citoplasmáticas).

Transporte de membrana- transporte de sustancias a través de la membrana celular hacia el interior o exterior de la célula, que se realiza mediante diversos mecanismos: difusión simple, difusión facilitada y transporte activo.

La propiedad más importante de una membrana biológica es su capacidad para hacer pasar diversas sustancias dentro y fuera de la célula, lo que es de gran importancia para la autorregulación y el mantenimiento de una composición celular constante. Esta función de la membrana celular se realiza gracias a permeabilidad selectiva, es decir. la capacidad de permitir el paso de algunas sustancias y no de otras.

Las moléculas apolares con bajo peso molecular (oxígeno, nitrógeno, benceno) pasan más fácilmente a través de la bicapa lipídica. Pequeñas moléculas polares como el dióxido de carbono, el óxido nítrico, el agua y la urea penetran con bastante rapidez a través de la bicapa lipídica. El etanol y el glicerol, así como los esteroides y las hormonas tiroideas, atraviesan la bicapa lipídica a un ritmo notable. Para moléculas polares de mayor tamaño (glucosa, aminoácidos), así como para iones, la bicapa lipídica es prácticamente impermeable, ya que su interior es hidrófobo. Así, para el agua el coeficiente de permeabilidad (cm/s) es de aproximadamente 10 -2, para el glicerol - 10 -5, para la glucosa - 10 -7 y para los iones monovalentes - menos de 10 -10.

La transferencia de grandes moléculas polares e iones se produce debido a proteínas de canal o proteínas portadoras. Así, en las membranas celulares hay canales para iones de sodio, potasio y cloro, en las membranas de muchas células hay canales de agua de acuaporina, así como proteínas portadoras de glucosa, varios grupos de aminoácidos y muchos iones.

Los requisitos previos para la creación de la teoría celular fueron la invención y mejora del microscopio y el descubrimiento de las células (1665, R. Hooke, al estudiar una sección de la corteza de un alcornoque, saúco, etc.). Los trabajos de microscopistas famosos: M. Malpighi, N. Grew, A. van Leeuwenhoek - hicieron posible ver las células. organismos vegetales. A. van Leeuwenhoek descubrió organismos unicelulares en el agua. Primero, se estudió el núcleo celular. R. Brown describió el núcleo de una célula vegetal. Ya. E. Purkine introdujo el concepto de protoplasma: contenido celular gelatinoso líquido.

El botánico alemán M. Schleiden fue el primero en llegar a la conclusión de que cada célula tiene un núcleo. Se considera que el fundador de la CT es el biólogo alemán T. Schwann (junto con M. Schleiden), quien en 1839 publicó la obra "Estudios microscópicos sobre la correspondencia en la estructura y crecimiento de animales y plantas". Sus disposiciones:

1) celda – principal unidad estructural todos los organismos vivos (tanto animales como vegetales);

2) si cualquier formación visible al microscopio tiene núcleo, entonces puede considerarse una célula;

3) el proceso de formación de nuevas células determina el crecimiento, desarrollo y diferenciación de células vegetales y animales.

El científico alemán R. Virchow hizo adiciones a la teoría celular, quien en 1858 publicó su obra "Patología celular". Demostró que las células hijas se forman al dividir las células madre: cada célula de otra célula. A finales del siglo XIX. En las células vegetales se descubrieron mitocondrias, el complejo de Golgi y plastidios. Después de teñir las células en división con tintes especiales, se descubrieron los cromosomas. Disposiciones actuales Connecticut

1. La célula es la unidad básica de estructura y desarrollo de todos los organismos vivos, y es la unidad estructural más pequeña de un ser vivo.

2. Las células de todos los organismos (tanto unicelulares como multicelulares) son similares en composición química, estructura, manifestaciones básicas del metabolismo y actividad vital.

3. Las células se reproducen dividiéndolas (cada nueva célula se forma dividiendo la célula madre); En los organismos multicelulares complejos, las células tienen diferentes formas y están especializadas según las funciones que desempeñan. Células similares forman tejidos; Los tejidos están formados por órganos que forman sistemas de órganos, están estrechamente interconectados y sujetos a mecanismos reguladores nerviosos y humorales (en organismos superiores).

La importancia de la teoría celular.

Ha quedado claro que la célula es el componente más importante de los organismos vivos, su principal componente morfofisiológico. Una célula es la base de un organismo multicelular, el lugar donde ocurren los procesos bioquímicos y fisiológicos en el cuerpo. Todos los procesos biológicos ocurren en última instancia a nivel celular. La teoría celular nos permitió concluir que la composición química de todas las células es similar, en términos generales su estructura, que confirma la unidad filogenética de todo el mundo viviente.

2. Vida. Propiedades de la materia viva

La vida es un sistema macromolecular abierto, que se caracteriza por una organización jerárquica, la capacidad de reproducirse, la autoconservación y la autorregulación, el metabolismo y un flujo de energía finamente regulado.

Propiedades de las estructuras vivas:

1) autorrenovación. La base del metabolismo está formada por procesos de asimilación (anabolismo, síntesis, formación de nuevas sustancias) y disimilación (catabolismo, descomposición) equilibrados y claramente interconectados;

2) autorreproducción. En este sentido, las estructuras habitacionales se reproducen y actualizan constantemente, sin perder sus similitudes con las generaciones anteriores. Los ácidos nucleicos son capaces de almacenar, transmitir y reproducir información hereditaria, así como implementarla mediante la síntesis de proteínas. La información almacenada en el ADN se transfiere a la molécula de proteína mediante moléculas de ARN;

3) autorregulación. Basado en la totalidad de flujos de materia, energía e información a través de un organismo vivo;

4) irritabilidad. Asociado a la transferencia de información desde el exterior a cualquier sistema biológico y refleja la reacción de este sistema a un estímulo externo. Gracias a la irritabilidad, los organismos vivos pueden reaccionar selectivamente a las condiciones ambientales y extraer de él solo lo necesario para su existencia;

5) mantener la homeostasis: la relativa constancia dinámica del entorno interno del cuerpo, los parámetros físicos y químicos de la existencia del sistema;

6) organización estructural - orden de un sistema vivo, descubierto durante el estudio - biogeocenosis;

7) adaptación – la capacidad de un organismo vivo de adaptarse constantemente a las condiciones cambiantes de existencia en el medio ambiente;

8) reproducción (reproducción). Dado que la vida existe en forma de sistemas vivos individuales, y la existencia de cada uno de esos sistemas está estrictamente limitada en el tiempo, el mantenimiento de la vida en la Tierra está asociado con la reproducción de sistemas vivos;

9) herencia. Asegura la continuidad entre generaciones de organismos (basada en flujos de información). Gracias a la herencia, los rasgos que aseguran la adaptación al medio se transmiten de generación en generación;

10) variabilidad: debido a la variabilidad, un sistema vivo adquiere características que antes le eran inusuales. En primer lugar, la variabilidad está asociada con errores durante la reproducción: los cambios en la estructura de los ácidos nucleicos conducen a la aparición de nueva información hereditaria;

11) desarrollo individual (el proceso de ontogénesis): la incorporación de la información genética inicial incrustada en la estructura de las moléculas de ADN en las estructuras de trabajo del cuerpo. Durante este proceso, aparece una propiedad como la capacidad de crecer, que se expresa en un aumento del peso corporal y su tamaño;

12) desarrollo filogenético. Basado en la reproducción progresiva, la herencia, la lucha por la existencia y la selección. Como resultado de la evolución apareció una gran cantidad de especies;

13) discreción (discontinuidad) y al mismo tiempo integridad. La vida está representada por una colección de organismos individuales o individuos. Cada organismo, a su vez, también es discreto, ya que está formado por un conjunto de órganos, tejidos y células.