Kemunculan dan perkembangan teori sel. Sejarah penciptaan teori sel. Pengembangan lebih lanjut dari pengetahuan sitologi

Pertanyaan 1. Siapa yang mengembangkan teori sel?

Teori sel dirumuskan pada pertengahan abad ke-19. Ilmuwan Jerman Theodor Schwann dan Matthias Schleiden. Mereka merangkum hasil dari banyak penemuan yang diketahui saat itu. Kesimpulan teoritis utama, yang disebut teori sel, T. Schwann diuraikan dalam bukunya "Studi mikroskopis pada korespondensi dalam struktur dan pertumbuhan hewan dan tumbuhan" (1839). Gagasan utama buku ini adalah bahwa jaringan tumbuhan dan hewan terdiri dari sel. Sel adalah unit struktural organisme hidup.

Pertanyaan 2. Mengapa sel disebut sel?

Ilmuwan Belanda Robert Hooke, menggunakan rancangan alat pembesarnya, mengamati bagian tipis gabus. Dia dikejutkan oleh fakta bahwa gabus itu dibuat dari sel-sel yang menyerupai sarang lebah. Hooke menyebut sel-sel ini sel.

Pertanyaan 3. Sifat apa yang menyatukan semua sel makhluk hidup?

Sel memiliki semua karakteristik kehidupan. Mereka mampu tumbuh, berkembang biak, metabolisme dan konversi energi, memiliki keturunan dan variabilitas, dan menanggapi rangsangan eksternal.

2.1. Ketentuan dasar teori sel

Halaman ini mencari:

• yang mengembangkan teori sel
• Sifat apa yang dimiliki semua sel organisme hidup?
• mengapa sel disebut sel?
• Sifat apa yang menyatukan semua sel makhluk hidup?
• siapa yang mengembangkan teori sel?

- unit struktural dan fungsional dasar dari semua organisme hidup, dapat eksis sebagai organisme terpisah (bakteri, protozoa, ganggang, jamur), dan sebagai bagian dari jaringan hewan multiseluler, tumbuhan, dan jamur.

Sejarah studi sel. Teori sel.

Aktivitas vital organisme pada tingkat sel dipelajari oleh ilmu sitologi atau biologi sel. Munculnya sitologi sebagai ilmu erat kaitannya dengan penciptaan teori seluler, yang paling luas dan paling mendasar dari semua generalisasi biologis.

Sejarah studi sel terkait erat dengan perkembangan metode penelitian, terutama dengan perkembangan teknologi mikroskopis. Untuk pertama kalinya, fisikawan dan ahli botani Inggris Robert Hooke (1665) menggunakan mikroskop untuk mempelajari jaringan tumbuhan dan hewan. Mempelajari potongan gabus elderberry, ia menemukan rongga terpisah - sel atau sel.

Pada 1674, peneliti Belanda terkenal Anthony de Leeuwenhoek memperbaiki mikroskop (ia memperbesarnya 270 kali), menemukan organisme uniseluler dalam setetes air. Ia menemukan bakteri dalam plak, menemukan dan mendeskripsikan eritrosit, spermatozoa, dan mendeskripsikan struktur otot jantung dari jaringan hewan.

• 1827 - rekan senegara kita K. Baer menemukan telur itu.
• 1831 - Ahli botani Inggris Robert Brown menggambarkan nukleus dalam sel tumbuhan.
• 1838 - Ahli botani Jerman Matthias Schleiden mengemukakan gagasan bahwa sel tumbuhan identik dalam hal perkembangannya.
• 1839 - Ahli zoologi Jerman Theodor Schwann membuat generalisasi terakhir bahwa sel tumbuhan dan hewan memiliki struktur yang sama. Dalam karyanya "Studi mikroskopis tentang korespondensi dalam struktur dan pertumbuhan hewan dan tumbuhan", ia merumuskan teori seluler, yang menurutnya sel adalah dasar struktural dan fungsional organisme hidup.
• 1858 - Ahli patologi Jerman Rudolf Virchow menerapkan teori sel dalam patologi dan melengkapinya dengan ketentuan penting:

1) sel baru hanya dapat muncul dari sel sebelumnya;

2) penyakit manusia didasarkan pada pelanggaran struktur sel.

Teori sel dalam bentuknya yang modern mencakup tiga ketentuan utama:

1) sel - unit struktural, fungsional, dan genetik dasar dari semua makhluk hidup - sumber utama kehidupan.

2) sel-sel baru terbentuk sebagai hasil dari pembelahan yang sebelumnya; sel adalah unit dasar dari perkembangan makhluk hidup.

3) unit struktural dan fungsional organisme multiseluler adalah sel.

Teori sel memiliki dampak yang bermanfaat pada semua bidang penelitian biologi.

Pada pertengahan abad ke-19, teori sel Schwann dan Schleiden terbentuk. Ahli biologi Jerman membuktikan bahwa sel adalah dasar dari organisme hidup, dan kehidupan tidak dapat eksis di luar sel.

Sejarah

Penemuan sel pada tahun 1665 oleh Robert Hooke menandai dimulainya studi tentang dunia mikro. Pada 1670-an, naturalis Marcello Malpighi dan Nehemia Grew menggambarkan "kantung atau vesikel" yang ditemukan pada tumbuhan.

Naturalis Belanda Anthony van Leeuwenhoek merancang dan memperbaiki mikroskop dan, mulai tahun 1673, menerbitkan sketsa protozoa, bakteri, spermatozoa, dan eritrosit.

Mikroskop abad ke-17-18 hanya bisa memberikan gambaran umum tentang sel. Namun, ini sudah cukup untuk meletakkan dasar bagi ilmu baru - sitologi.

Sejarah lebih lanjut dari studi sel dikaitkan dengan pengembangan tidak hanya ilmu biologi, tetapi juga teknologi baru yang membantu mempelajari secara rinci struktur dan perilaku sel. Pengenalan sitologi yang sebenarnya terjadi pada awal abad ke-19.
Beberapa tanggal penting dalam perjalanan menuju pembentukan teori sel:

• 1825 - ahli fisiologi Jan Purkyne menemukan inti dalam telur ayam;
• 1828 - ahli biologi Karl Baer menemukan dan menggambarkan telur manusia sebagai sumber perkembangan kehidupan baru;
• 1830 - ahli botani Franz Meyen menggambarkan sel sebagai struktur terpisah di mana metabolisme berlangsung;
• 1831 - ahli botani Robert Brown menggambarkan nukleus secara rinci dan menemukan bahwa itu adalah bagian tak terpisahkan dari sel apa pun;
• 1838 - ahli botani Matthias Schleiden menemukan bahwa semua jaringan tanaman terdiri dari sel;
• 1839 - ahli biologi Theodor Schwann menetapkan bahwa organisme terdiri dari sel-sel yang serupa dalam struktur;
• 1855 - dokter Rudolf Virchow menetapkan bahwa sel membelah.

Schwann dianggap sebagai penulis teori sel. Dipengaruhi oleh karya-karya Schleiden (oleh karena itu ia dianggap sebagai rekan penulis), ia merumuskan ketentuan utama teori sel, yang masih berlaku. Pada akhir abad ke-19, mitosis dan meiosis ditemukan, dan teori sel, yang mendapat pengakuan ilmiah, dilengkapi.

2 artikel TOPyang membaca bersama ini

Beras. 1. Theodor Schwann.

Terlepas dari kenyataan bahwa Schleiden adalah inspirasi Schwann, ia mengajukan teori yang salah bahwa sel baru muncul dari nukleus. Juga, Schleiden tidak mengenali korespondensi sel tumbuhan dan hewan.

Peraturan

Posisi utama teori sel adalah bahwa semua makhluk hidup terdiri dari sel-sel yang serupa. Dengan perkembangan ilmu pengetahuan, posisi Schwann dilengkapi, dan teori sel modern:

• sel - unit morfologis dan fungsional dari struktur organisme (dengan pengecualian virus);
• semua sel serupa (homolog) dalam struktur dan komposisi kimia;
• sel mampu melakukan metabolisme dan pengaturan diri karena kerja organel;
• sel membelah secara eksklusif dengan pembelahan;
• Sel-sel organisme multiseluler terspesialisasi dalam fungsinya dan digabungkan menjadi jaringan dan organ.

Beras. 2. Sel tumbuhan, bakteri, hewan.

Virus adalah bentuk kehidupan non-seluler. Namun, sifat-sifat organisme hidup muncul setelah penetrasi ke dalam sel.

Berarti

Ketentuan teori sel sangat penting untuk pengajaran evolusi. Sel, sebagai unit struktural semua makhluk hidup, menyatukan biosfer dan menegaskan asal usul makhluk hidup yang sama.

Pentingnya membuat teori sel penting untuk pengembangan kedokteran, pemuliaan, genetika dan pembentukan ilmu-ilmu baru:

• biokimia;
• biologi molekuler;
• biofisika;
• bioetika;
• bioinformatika.

Metode sitologi modern memungkinkan untuk memeriksa bagian silia protozoa, memantau proses yang terjadi di dalam sel, dan membuat model organel dan molekul.

Beras. 3. Metode sitologi modern.

Apa yang telah kita pelajari?

Secara singkat tentang teori sel, sejarah dan ketentuannya. Esensi utama dari teori ini: semua organisme terdiri dari unit struktural - sel. Ahli biologi Jerman Schwann dan Schleiden diakui sebagai pencipta teori. Teori yang dikemukakan tersebut tercermin dalam perkembangan lebih lanjut sitologi dan berperan penting dalam perkembangan genetika, biologi molekuler, dan pemuliaan.

kuis topik

Evaluasi Laporan

Penilaian rata-rata: 4.5. Total peringkat yang diterima: 300.

1. Siapa pemilik penemuan sel? Siapa penulis dan pendiri teori sel? Siapa yang melengkapi teori sel dengan prinsip: "Setiap sel berasal dari sel"?

R. Virchow, R. Brown, R. Hooke, T. Schwann, A. van Leeuwenhoek.

Penemuan sel milik R. Hooke.

R. Virchow melengkapi teori seluler dengan prinsip “Setiap sel berasal dari sel”.

2. Ilmuwan apa yang telah memberikan kontribusi signifikan terhadap perkembangan gagasan tentang sel? Sebutkan prestasi masing-masing.

● R. Hooke - pembukaan sel.

● A. van Leeuwenhoek - penemuan organisme uniseluler, eritrosit, spermatozoa.

● J. Purkin - penemuan nukleus dalam sel hewan.

● R. Brown - penemuan nukleus pada sel tumbuhan, kesimpulan bahwa nukleus merupakan komponen esensial dari sel tumbuhan.

● M. Schleiden - bukti bahwa sel adalah unit struktural dasar tumbuhan.

● T. Schwann - kesimpulan bahwa semua makhluk hidup terdiri dari sel, teori penciptaan sel.

● R. Virchow - penambahan teori sel dengan prinsip "Setiap sel - dari sel".

3. Merumuskan ketentuan utama teori sel. Kontribusi apa yang diberikan teori sel terhadap perkembangan gambaran ilmu pengetahuan alam tentang dunia?

1. Sel adalah unit struktural dan fungsional dasar organisme hidup, yang memiliki semua ciri dan sifat makhluk hidup.

2. Sel semua organisme memiliki struktur, komposisi kimia, dan manifestasi dasar aktivitas vital yang serupa.

3. Sel dibentuk dengan membagi sel induk asli.

4. Dalam organisme multiseluler, sel berspesialisasi dalam fungsi dan membentuk jaringan. Organ dan sistem organ dibangun dari jaringan.

Teori sel memiliki dampak yang signifikan pada perkembangan biologi dan berfungsi sebagai dasar untuk pengembangan lebih lanjut dari banyak disiplin ilmu biologi - embriologi, histologi, fisiologi, dll. Ketentuan utama teori sel telah mempertahankan signifikansinya hingga hari ini.

4. Menggunakan pengetahuan yang diperoleh dalam studi biologi di kelas 6-9, gunakan contoh untuk membuktikan validitas posisi keempat teori sel.

Misalnya, komposisi membran bagian dalam (lendir) dari usus kecil manusia termasuk sel-sel epitel integumen, yang menyediakan penyerapan nutrisi dan melakukan fungsi pelindung. Sel epitel kelenjar mensekresikan enzim pencernaan dan zat aktif biologis lainnya. Selaput tengah (otot) dibentuk oleh jaringan otot polos, yang sel-selnya melakukan fungsi motorik, menyebabkan pencampuran massa makanan dan pergerakannya menuju usus besar. Cangkang terluar dibentuk oleh jaringan ikat yang melakukan fungsi pelindung dan memberikan perlekatan usus halus ke dinding belakang perut. Dengan demikian, usus kecil dibentuk oleh berbagai jaringan, yang sel-selnya berspesialisasi dalam melakukan fungsi-fungsi tertentu. Pada gilirannya, usus kecil, bersama dengan organ lain (kerongkongan, lambung, dll.) membentuk sistem pencernaan manusia.

Sel-sel integumen kulit daun melakukan fungsi pelindung. Sel penjaga dan sel samping membentuk aparatus stomata yang menyediakan transpirasi dan pertukaran gas. Sel parenkim yang mengandung klorofil melakukan fotosintesis. Komposisi urat daun termasuk serat yang memberikan kekuatan mekanis, dan jaringan konduktif, yang unsur-unsurnya menyediakan pengangkutan larutan. Akibatnya, daun (organ tumbuhan) dibentuk oleh jaringan yang berbeda, yang sel-selnya melakukan fungsi tertentu.

5. Sampai tahun 1830-an diyakini secara luas bahwa sel adalah "kantong" dengan jus bergizi, sementara cangkangnya dianggap sebagai bagian utama sel. Apa yang bisa menjadi alasan untuk ide sel ini? Penemuan apa yang berkontribusi pada perubahan gagasan tentang struktur dan fungsi sel?

Kekuatan pembesaran mikroskop pada waktu itu tidak memungkinkan studi terperinci tentang isi internal sel, tetapi membrannya dapat dibedakan dengan jelas. Oleh karena itu, para ilmuwan terutama memperhatikan bentuk sel dan struktur membrannya, dan kandungan internalnya dianggap sebagai "jus bergizi".

Karya J. Purkine (menemukan nukleus dalam sel telur burung, memperkenalkan konsep "protoplasma") dan R. Brown (menjelaskan nukleus dalam sel tumbuhan, sampai pada kesimpulan bahwa itu adalah bagian wajib dari tanaman sel).

6. Buktikan bahwa sel merupakan unit struktural dan fungsional dasar organisme hidup.

Sel adalah struktur terkecil dan terpisah yang memiliki semua fitur utama makhluk hidup: metabolisme dan energi, pengaturan diri, lekas marah, kemampuan untuk tumbuh, berkembang dan berkembang biak, menyimpan informasi turun-temurun dan mentransfernya ke sel anak selama pembelahan. Dalam komponen individu sel, semua properti ini secara agregat tidak dimanifestasikan. Semua organisme hidup terdiri dari sel; tidak ada kehidupan di luar sel. Oleh karena itu, sel adalah unit struktural dan fungsional dasar organisme hidup.

7*. Dimensi sebagian besar sel tumbuhan dan hewan adalah 20-100 mikron, yaitu, sel adalah struktur yang agak kecil. Apa yang menentukan ukuran mikroskopis sel? Jelaskan mengapa tumbuhan dan hewan tidak terdiri dari satu (atau beberapa) sel besar, tetapi banyak sel kecil.

Untuk mempertahankan kehidupan, sel harus terus-menerus bertukar zat dengan lingkungannya. Kebutuhan sel untuk suplai nutrisi, oksigen, dan ekskresi produk akhir metabolisme ditentukan oleh volumenya, dan intensitas pengangkutan zat tergantung pada luas permukaan. Jadi, dengan peningkatan ukuran sel, kebutuhan mereka tumbuh secara proporsional dengan kubus (x 3) dari ukuran linier (x), dan pengangkutan zat "tertinggal", karena meningkat sebanding dengan kuadrat (x 2). Akibatnya, laju proses kehidupan di dalam sel terhambat. Oleh karena itu, sebagian besar sel berukuran mikroskopis.

Tumbuhan dan hewan terdiri dari banyak sel kecil daripada satu (atau beberapa) sel besar karena:

● Sel "menguntungkan" memiliki ukuran kecil (alasan untuk ini dibahas dalam paragraf sebelumnya).

● Satu atau lebih sel tidak akan cukup untuk melakukan semua fungsi spesifik yang mendasari kehidupan organisme yang sangat terorganisir seperti tumbuhan dan hewan. Semakin tinggi tingkat organisasi organisme hidup, semakin banyak jenis sel yang termasuk dalam komposisinya dan spesialisasi sel yang lebih menonjol.

● Dalam organisme multiseluler, komposisi seluler terus diperbarui - sel mati dan digantikan oleh yang lain. Kematian satu (atau beberapa) sel besar akan menyebabkan kematian seluruh organisme.

* Tugas yang ditandai dengan tanda bintang mengharuskan siswa untuk mengajukan berbagai hipotesis. Oleh karena itu, ketika menetapkan nilai, guru harus fokus tidak hanya pada jawaban yang diberikan di sini, tetapi mempertimbangkan setiap hipotesis, mengevaluasi pemikiran biologis siswa, logika penalaran mereka, orisinalitas ide, dll. Setelah itu, disarankan untuk membiasakan siswa dengan jawaban yang diberikan.

Sejarah penciptaan.

Sejalan dengan karya deskriptif, teori sel juga terbentuk. Sudah pada tahun 1809, filsuf alam Jerman L. Oken mengajukan hipotesis tentang struktur seluler dan perkembangan organisme. Ide-ide ini dikembangkan di Rusia oleh Profesor P.F. Goryaninov dari Akademi Medis dan Bedah St. Petersburg. Pada tahun 1837 ia menulis: "Seluruh kerajaan organik diwakili oleh badan-badan struktur seluler." Goryaninov adalah orang pertama yang menghubungkan masalah asal usul kehidupan dengan asal usul sel.
Secara historis penting, meskipun praktis tidak benar, adalah ide-ide ahli botani Jerman M. Schleiden pada pembentukan sel baru. Pada tahun 1838, ia merumuskan teori cytogenesis (dari bahasa Yunani cytos - sel dan genesis - asal), yang menurutnya sel-sel baru terbentuk pada yang lama.
Berdasarkan karya M. Schleiden, seorang ahli biologi Jerman T. Schwann melakukan studi perbandingan jaringan hewan dan tumbuhan. Ini memungkinkan dia untuk membuat teori sel pada tahun 1839, yang ketentuan utamanya masih berlaku. Berkat ini, T. Schwann dianggap sebagai pendiri teori ini, yang menurutnya semua organisme memiliki struktur seluler, dan sel-sel hewan dan tumbuhan memiliki kesamaan mendasar dalam struktur dan pembentukan. Posisi ketiga dari teori seluler Schwann mendalilkan bahwa aktivitas organisme multiseluler adalah jumlah aktivitas vital sel-sel individualnya.
Pada tahun 1859 seorang ahli patologi Jerman R. Virkhov membuat perubahan signifikan dalam teori sel mengenai pembentukan sel baru. Berbeda dengan pandangan Schleiden dan Schwann, R. Virchow berpendapat bahwa sel muncul hanya melalui reproduksi (pembelahan). Dialah yang memiliki formulasi terkenal "omnis cellula e cellula" ("setiap sel dari sel"). Dengan demikian, Virchow dapat dianggap sebagai salah satu rekan penulis teori sel. Perkembangan biologi selanjutnya mengukuhkan keabsahan teori sel, termasuk bakteri di dalamnya. Bahkan penemuan virus - bentuk kehidupan non-seluler - tidak mengarah pada revisi teori. Ternyata virus berasal dari sel dan terbentuk dalam proses evolusi berulang kali dari komponen sel tertentu.