Rakuteooria rajaja. Rakuteooria Hooke raku teooria loomise ajalugu. Praegu saab rakuteooria põhisätteid sõnastada nelja teesina

Küsimus 1. Kes töötas välja rakuteooria?

Rakuteooria sõnastati 19. sajandi keskel. Saksa teadlased Theodor Schwann ja Mathias Schleiden. Nad võtsid kokku paljude selleks ajaks teadaolevate avastuste tulemused. Peamised teoreetilised järeldused, mida nimetatakse rakuteooriaks, esitas T. Schwann oma raamatus "Mikroskoopilised uuringud loomade ja taimede struktuuri ja kasvu vastavuse kohta" (1839). Raamatu põhiidee on see, et taimede ja loomade koed koosnevad rakkudest. Rakk on elusorganismide ehitusüksus.

Küsimus 2. Miks nimetati rakku rakuks?

Hollandi teadlane Robert Hooke jälgis oma suurendusseadme kujundust kasutades õhukest korgiosa. Teda hämmastas asjaolu, et kork oli ehitatud kärgedest, mis meenutasid kärge. Hooke nimetas neid rakke rakkudeks.

Küsimus 3. Millised omadused on kõigil elusorganismide rakkudel ühised?

Rakkudel on kõik elusolendite omadused. Nad on võimelised kasvama, paljunema, ainevahetuseks ja energia muundamiseks, neil on pärilikkus ja muutlikkus ning nad reageerivad välistele stiimulitele.

2.1. Rakuteooria aluspõhimõtted

Otsiti sellelt lehelt:

• kes töötas välja rakuteooria
• millised omadused ühendavad kõiki elusorganismide rakke
• miks nimetati rakku rakuks
• Millised omadused on kõigil elusorganismide rakkudel ühised?
• kes arendas rakuteooriat?

19. sajandi keskel kujunes välja Schwanni ja Schleideni rakuteooria. Saksa bioloogid on tõestanud, et rakk on elusorganismi alus ja väljaspool rakku ei saa elu eksisteerida.

Ajalugu

Rakkude avastamine 1665. aastal Robert Hooke poolt algatas mikromaailma uurimise. 1670. aastatel kirjeldasid loodusteadlased Marcello Malpighi ja Nehemiah Gru taimedes leiduvaid "kotikesi või mulli".

Hollandi loodusteadlane Anthony van Leeuwenhoek kavandas ja täiustas mikroskoobi ning avaldas alates 1673. aastast algloomade, bakterite, sperma, erütrotsüütide visandid.

17.-18. Sajandi mikroskoobid said rakust anda vaid üldise ettekujutuse. Kuid sellest piisas, et panna alus uuele teadusele - tsütoloogiale.

Raku uurimise edasine ajalugu on seotud mitte ainult bioteaduste, vaid ka uute tehnoloogiate arenguga, mis aitasid raku struktuuri ja käitumist üksikasjalikult uurida. Tsütoloogia tõeline äratundmine leidis aset 19. sajandi alguses.
Mitu märkimisväärset kuupäeva rakuteooria kujunemise teel:

• 1825 füsioloog Jan Purkine avastab kanamunast tuuma;
• 1828. aasta bioloog Karl Baer avastas ja kirjeldas inimese muna kui uue elu arengu allikat;
• 1830. aasta botaanik Franz Meijen kirjeldab rakku eraldi struktuurina, milles toimub metabolism;
• 1831 - botaanik Robert Brown kirjeldas tuuma üksikasjalikult ja leidis, et see on mis tahes raku asendamatu osa;
• 1838. aasta botaanik Matthias Schleiden avastas, et kõik taimekuded koosnevad rakkudest;
• 1839 - bioloog Theodor Schwann tegi kindlaks, et organismid koosnevad struktuurilt sarnastest rakkudest;
• 1855 - arst Rudolf Virchow tegi kindlaks, et rakud jagunevad.

Schwannit peetakse rakuteooria autoriks. Schleideni teoste mõjul (seetõttu peetakse teda kaasautoriks) sõnastas ta rakuteooria peamised sätted, mis kehtivad siiani. 19. sajandi lõpuks avastati mitoos ja meioos ning teaduse poolt tunnustatud rakuteooriat täiendati.

TOP-2 artiklidkes lugesid sellega kaasa

Joonis: 1. Theodor Schwann.

Hoolimata asjaolust, et Schleiden on Schwanni peameister, esitas ta eksliku teooria, mille kohaselt tuumast tekib uus rakk. Samuti ei tunnistanud Schleiden taime- ja loomarakkude vastavust.

Eraldised

Rakuteooria põhipunkt on see, et kõik elusolendid koosnevad sarnastest rakkudest. Teaduse arenguga täiendati Schwanni sätteid ja kaasaegne rakuteooria:

• rakud on organismide (välja arvatud viirused) struktuuri morfoloogiline ja funktsionaalne üksus;
• kõik rakud on struktuuri ja keemilise koostise poolest sarnased (homoloogsed);
• rakud on organellide töö tõttu võimelised ainevahetuseks ja eneseregulatsiooniks;
• rakud jagunevad ainult jagunemise teel;
• mitmerakuliste organismide rakud on spetsialiseerunud oma funktsioonidele ja ühendatud kudedesse ja elunditesse.

Joonis: 2. Taimede, bakterite, loomade rakud.

Viirused on mitte-rakuline eluvorm. Elusorganismide omadused ilmnevad aga pärast rakku tungimist.

Väärtus

Rakuteooria sätted on evolutsioonilise õpetuse jaoks väga olulised. Rakk kui kõigi elusolendite struktuuriüksus ühendab biosfääri ja kinnitab elusolendite ühtset päritolu.

Rakuteooria loomise väärtus on oluline meditsiini, valiku, geneetika ja uute teaduste kujunemise jaoks:

• biokeemia;
• molekulaarbioloogia;
• biofüüsikud;
• bioeetika;
• bioinformaatika.

Kaasaegsed tsütoloogia meetodid võimaldavad uurida algloomade ripsmete sektsiooni, jälgida rakus toimuvaid protsesse ning luua organellide ja molekulide mudeleid.

Joonis: 3. Kaasaegsed tsütoloogia meetodid.

Mida oleme õppinud?

Lühidalt rakuteooriast, selle ajaloost ja sätetest. Teooria põhiolemus: kõik organismid koosnevad struktuuriüksustest - rakkudest. Teooria loojatena tunnustatakse saksa biolooge Schwanni ja Schleidenit. Esitatud teooria kajastas tsütoloogia edasist arengut ja mängis olulist rolli geneetika, molekulaarbioloogia ja valiku arengus.

Test teema järgi

Aruande hindamine

Keskmine hinne: 4.5. Saadud hinnanguid kokku: 300.

(1) Kõik elusorganismid koosnevad ühest või mitmest rakust; (2) elusorganismides esinevad keemilised reaktsioonid paiknevad rakkudes; (3) kõik rakud pärinevad teistest rakkudest; (4) rakud sisaldavad pärilikku teavet, mis edastatakse ühelt põlvkonnalt teisele.

Esimesena nägi rakke inglise teadlane Robert Hooke (meile oli see teada tänu Hooke seadusele). 1663. aastal, püüdes mõista, miks korgipuu nii hästi hõljub, hakkas Hooke oma täiustatud mikroskoobi abil uurima õhukesi korgilõike. Ta leidis, et kork oli jagatud paljudeks pisikesteks rakkudeks, mis tuletasid talle meelde kloostri kambrid, ja ta nimetas neid rakke rakke (inglise keeles kamber tähendab "rakk, rakk, puur"). 1674. aastal nägi Hollandi meister Anthony van Leeuwenhoek (1632–1723) mikroskoobi abil veetilgast esmalt liikuvaid elusorganisme loomi. Seega teadsid teadlased juba 18. sajandi alguseks, et elusorganismides on rakke.

Kuid alles 1838. aastal soovitas Matthias Schleiden, kes pühendas oma eluaastaid taimekudede üksikasjalikumale uurimisele, kõik taimed koosneda rakkudest. Ja järgmisel aastal oletasid Schleiden ja Theodor Schwann, et kõigil elusorganismidel on rakuline struktuur. See pani aluse kaasaegsele rakuteooriale. 1858. aastal täiendas teooriat saksa patoloog Rudolph Virchow (1821–1902). Talle kuulub väide: "Seal, kus on lahter, peab enne seda olema ka lahter." Teisisõnu, elusolendid võivad tekkida ainult teisest elusolendist. Kui Mendeli seadused taasavastati ja teadlased tundsid huvi pärilikkuse probleemide vastu, täiendati rakuteooriat neljandaga eespool loetletud teesidest. Tänapäeval on hästi teada, et pärilik materjal sisaldub rakulises DNA-s ( cm. Molekulaarbioloogia keskne dogma).

Theodore SCHWANN
Theodor Schwann, 1810–82

Saksa füsioloog, sündinud Neussis. Ta valmistus preestriks, kuid tundis peagi huvi meditsiini vastu. Pärast Berliinis doktorikraadi saamist tegi Schwann mitmeid avastusi biokeemia valdkonnas. Hiljem, juba Liege'i ülikooli professorina, siirdus Schwann religioosse müstika positsiooni.

Matthias Jakob SCHLEIDEN
Matthias Jacob Schleiden, 1804–81

Saksa botaanik, sündinud Hamburgis kuulsa arsti perekonnas. Ta õppis õigusteadust, kuid lõpetas botaanika õppimiseks õiguse ja sai lõpuks Jena ülikooli professoriks. Erinevalt teistest botaanikutest, kes sel ajal piirdusid taimede taksonoomiaga, oli Schleideni peamine vahend taimede kasvu ja struktuuri uurimisel mikroskoop.

Rakuteooria on teaduslik üldistus, järeldus, järeldus, millele teadlased jõudsid 19. sajandil. Selles on kaks põhipunkti:

Kõigil elusorganismidel on rakuline struktuur. Elu väljaspool kambrit pole olemas.

Iga uus lahter kuvatakse ainult varem olemasoleva lahutamise teel. Iga lahter pärineb teisest lahtrist.

Need leiud on teinud erinevad teadlased erinevatel aegadel. Esimese - T. Schwanni autor 1839, teise - R. Virkhov 1855. Lisaks neile mõjutasid rakuteooria kujunemist ka teised uurijad.

Mikroskoop leiutati 17. sajandil. R. Hooke nägi esmalt taimerakke. Poolteist kuni kaks sajandit on teadlased jälginud erinevate organismide rakke, sealhulgas ka lihtsamaid. Järk-järgult tekkis arusaam rakkude sisemise sisu, mitte nende seinte olulisest rollist. Avastati rakutuum.

Rakud, nagu R. Hooke neid nägi

1830. aastatel tõi M. Schleiden välja mitmed taimede rakustruktuuri tunnused. Nende andmete ja loomarakkude uuringute põhjal sõnastas T. Schwann rakuteooria, üldistades rakustruktuuri tunnused kõigile elusorganismidele:

kõik organismid koosnevad rakkudest,

rakk on elusolendi väikseim struktuuriüksus,

mitmerakulised organismid koosnevad paljudest rakkudest;

organismide kasvu viib läbi uute rakkude tekkimine.

Samal ajal eksisid Schleiden ja Schwann uute rakkude ilmumise suhtes. Nad uskusid, et rakk väljub mitterakulisest limaskestast, mis moodustab kõigepealt tuuma ja seejärel moodustatakse selle ümber tsütoplasma ja membraan. Veidi hiljem näitasid teiste teadlaste uuringud, et rakud ilmuvad jagunemise teel ja 19. sajandi 50ndatel täiendas Virchow rakuteooriat tingimusega, et iga rakk võib pärineda ainult teisest rakust.

Kaasaegne rakuteooria

Kaasaegne rakuteooria täiendab ja konkretiseerib üldistusi XIX. Tema sõnul elu selle struktuurses, funktsionaalses ja geneetilises ilmingus pakub ainult rakk... Rakk on bioloogiline üksus, mis on võimeline läbi viima ainevahetust, muundama ja kasutama energiat, talletama ja realiseerima bioloogilist teavet.

Rakku vaadeldakse kui elementaarset süsteemi, mis on kõigi elusorganismide struktuuri, elu, paljunemise, kasvu ja arengu aluseks.

Kõigi organismide rakud tekivad eelnevate rakkude jagunemisel. Kõigi eukarüootide mitoosi ja meioosi protsessid on praktiliselt ühesugused, mis näitab nende päritolu ühtsust. Kõik rakud dubleerivad DNA-d ühtemoodi, neil on sarnased valkude biosünteesi, ainevahetuse reguleerimise, energia säilitamise, ülekande ja kasutamise mehhanismid.

Kaasaegne rakuteooria kaalub mitmerakuline organism mitte mehaanilise rakukogumina (mis oli omane 19. sajandile), kuid tervikuna, millel on oma koostisosade vastastikmõju tõttu uued omadused. Sel juhul jäävad mitmerakuliste organismide rakud oma struktuuri- ja funktsionaalseteks üksusteks, ehkki nad ei saa eraldi eksisteerida (välja arvatud sugurakud ja eosed).

Loomingu ajalugu.

Paralleelselt kirjeldava tööga moodustati ka rakuteooria. Juba 1809. aastal esitas saksa loodusfilosoof L. Oken hüpoteesi organismide rakustruktuurist ja arengust. Need ideed Venemaal töötas välja Peterburi Meditsiini- ja Kirurgiakadeemia professor P. F. Gorjaninov. 1837. aastal kirjutas ta: "Kogu orgaanilist kuningriiki esindavad rakustruktuuriga kehad." Goryaninov ühendas esimesena elu tekkimise probleemi raku päritoluga.
Ajalooliselt olulised, kuigi praktiliselt valed, olid Saksa botaaniku seisukohad M. Schleiden uute rakkude moodustumise kohta. 1838. aastal sõnastas ta tsütogeneesi teooria (kreeka keelest. Cytos - rakk ja genees - päritolu), mille kohaselt moodustuvad vanades rakud uued.
Saksa bioloogi M. Schleideni töö põhjal T. Schwann viis läbi looma ja taime kudede võrdleva uuringu. See võimaldas tal 1839. aastal luua rakuteooria, mille peamised sätted kehtivad siiani. Tänu sellele peetakse T. Schwanni selle teooria rajajaks, mille kohaselt kõigil organismidel on rakuline struktuur ning loomade ja taimede rakkudel on struktuuris ja moodustumises põhimõtteline sarnasus. Schwanni rakuteooria kolmas seisukoht eeldas, et mitmerakulise organismi aktiivsus on tema üksikute rakkude elutegevuse summa.
1859. aastal saksa patoloog R. Virkhov viis rakkude teooriasse olulise muudatuse seoses uute rakkude moodustumisega. Vastupidiselt Schleideni ja Schwanni seisukohtadele väitis R. Virchow, et rakud tekivad ainult paljunemise (jagunemise) teel. Just talle kuulub kuulus preparaat "omnis cellula e cellula" ("iga rakk rakust"). Seega võib Virchowit pidada üheks rakuteooria kaasautoriks. Järgnev bioloogia areng kinnitas rakuteooria, sealhulgas bakterite paikapidavust. Isegi viiruste - mitte-rakuliste eluvormide - avastamine ei viinud teooria läbivaatamiseni. Selgus, et viirused on rakulist päritolu ja tekkisid evolutsiooni käigus korduvalt teatud rakukomponentidest.