Первоклассная готовность
– Юлия Валентиновна, как родителям будущих первоклассников определить уже сегодня: готов их ребенок к школе или нет?– В первую очередь нужно обратить внимание на сенсорное развитие, то есть на то, насколько ребенок хорошо знает цвета, различает геометрические фигуры, может распределить их по размеру, и на познавательные процессы, такие как память, внимание, мышление. Все это можно оценить, понаблюдав за тем, как будущий первоклассник выполняет различные задания.
– Какие?
– К примеру, по тому, как быстро ребенок учит стихи и как долго их помнит, можно определить уровень развития кратковременной и долговременной памяти. Что касается внимания, то это процесс сложный, его необходимо тренировать, особенно шустрым и быстрым детям. В этом помогут картинки «Найди отличие», «Найди такую же», «Дорисуй вторую половинку», «Рисунки по клеточкам». Очень важно, чтобы у будущего первоклассника было развито познавательное и понятийное мышление.
– Нужно ли учить объединять предметы по группам?
– Обязательно. Учите все классифицировать: овощи-фрукты, сад-огород, домашние и дикие животные, хищные и травоядные, птицы-рыбы, грибы-ягоды. Чем больше словарный запас у первоклассника, тем легче ему будет на уроке, тем быстрее он научится писать и считать.
– А как протестировать уровень логического мышления?
– Для проверки и тренировки абстрактно-логического мышления подходит игра «Четвертый лишний». Предложите своему ребенку 4 картинки или просто назовите сами 4 слова, среди которых нужно найти лишнее, а три остальных можно назвать общим словом. Например: «Белочка, ежик, щенок, зайчик». Лишним будет щенок, так как это домашнее животное, остальные дикие. Только при умении классифицировать и вычленять существенные признаки предметов ребенок без труда научится выделять условие задачи и правильно решать ее.
– У кого возникают трудности в обучении?
– В первую очередь у детей с плохо развитой координацией и моторикой. Если ребенок постоянно запинается, неуклюжий, задевает предметы и углы, что-то роняет, не может поймать или отбросить мяч, не умеет прыгать на одной ноге – на это следует обратить внимание. Отмахиваться не стоит, так как моторные нарушения зачастую связаны с проблемами в соответствующих зонах коры головного мозга. Они же отвечают за моторную сторону речи. А так как речь и мышление неразрывно связаны, то, вполне возможно, могут проявляться интеллектуальные трудности. Ребенок, испытывающий проблемы с собственным телом, не сможет нарисовать человека правильно, со всеми деталями. Поэтому если вы хотите хорошо подготовить ребенка к предстоящему обучению, учите его ползать, прыгать со скакалкой, кататься на велосипеде.
– Но когда речь идет о моторике, чаще говорят о письме…
– Это мелкая моторика. И ее развитие, безусловно, тоже очень важно. Не зря великий педагог Сухомлинский говорил что «наш ум находится на кончиках наших пальцев». Для развития мелкой моторики хорошо все, что ребенок делает своими руками: мозаика, лепка, аппликации, вырезание ножницами, игры с крупой. Во время таких занятий развиваются еще и внимание, усидчивость и контроль за своей деятельностью. От развития мелкой моторики зависят и навыки самообслуживания. Посадите ребенка порисовать геометрические фигуры на альбомном листе. В норме ребенок может сам нарисовать круг, ромб, квадрат и треугольник. Обратите внимание, чтобы линии были ровными и четкими, фигуры располагались на одинаковом расстоянии друг от друга, не соприкасались между собой. От этого зависит, как в дальнейшем ребенок будет соединять буквы между собой в слове, сможет ли располагать слова на строчке через пробел.
Моторно-координированный ребенок сумеет быстро сориентироваться в классе и в школе.
Он не будет забывать и терять школьные принадлежности, сменную обувь, сам сможет переодеваться на урок физкультуры, расстегивать и застегивать одежду, завязывать обувь.
– Логопедические проблемы нужно решить до школы в обязательном порядке?
– Да, это очень желательно. Семилетний ребенок должен выговаривать все звуки, это необходимое условие для начала обучения. Дело в том, что звук, который первоклассник не проговаривает, может нарушить понимание смысла этого слова в целом. Как следствие – ребенок не поймет, о чем идет речь в задании или тексте. Кроме того, он может пропускать соответствующий звук на письме. Для автоматизации произношения необходимо время, поэтому лучше это сделать до школы. Давайте не будем забывать, что со 2-го класса начинается иностранный язык. Не успел ребенок научиться произносить русские звуки, нужно учить иностранные! В голове начинается путаница, и возникают трудности освоения обоих языков.
– Кому легче в первом классе: тем, кто ходил в детский сад, или домашним детям?
– Неотъемлемой частью жизни в социуме являются навыки общения.
Здесь родителям важно оценить, умеет ли ребенок себя вести в коллективе, может ли попросить помощи у взрослого человека или сверстника, охотно ли устанавливает дружеские контакты, различает ли, к кому нужно обращаться на «вы», а к кому на «ты». От этих умений зависит, насколько комфортно он будет ощущать себя в школе. Наиболее сложно приходится тем детям, которые не посещали детский сад, у них нет опыта общения в коллективе, они не умеют работать в команде, не привыкли ориентироваться на педагога.
– Бывает и так: ребенок умненький, контактный, усидчивый, но физически отстает от сверстников. На что в этом случае обратить внимание родителям?
– На рост, вес ребенка, его мышечный каркас и состояние нервной системы. У старшего дошкольника начинают меняться молочные зубы на постоянные, к первому классу у мальчиков 2–8, у девочек 3–9 постоянных зубов. В этот же период происходит ростовой скачок, рост увеличивается на 5–7 см, вытягиваются конечности ребенка, изменяются пропорции тела.
Проверить физиологическую зрелость организма поможет Филиппинский тест: нужно попросить ребенка дотронуться правой рукой до левого уха, проведя руку над головой. Физиологами установлено, что, если ребенок начинает посещать школу раньше, чем прошел ростовой скачок, это резко отрицательно сказывается на его психическом здоровье. Сложно приходится в школе детям с маленьким ростом и весом, им физически трудно выдержать 4 урока по 40 минут даже с физкультминутками. Я советую родителям присмотреться к тому, как сидят их дети во время выполнения заданий, подкладывают ли ногу под себя для удобства, поддерживают ли голову рукой, когда рисуют, а может, вообще лежат на столе. Все это говорит о слабых мышцах спины и нарушении осанки в будущем, когда нагрузка возрастет в разы. Для формирования хорошего мышечного скелета помогут лыжи, плавание и другие спортивные нагрузки по возрасту.
– Допустим, все в порядке. Родители считают, что ребенок полностью готов к школе, но ему к первому сентября исполнится всего шесть с половиной лет…
– Из моего 15-летнего опыта работы педагогом-психологом начальной школы могу сказать, что детям 6,5 года приходится непросто в 1-м классе.
простые рисунки для детей 4 лет
все малыши начинают активно развиваться с самого раннего возраста. мы рады представить вам раздел познавательные игры для детей 3 4 5 лет где каждый малыш сможет найти для себя полезную и.
Raskraski Dlya Detej 4 Let Raspechatat Kartinki Besplatno
а вот о том как научить ребенка рисовать в 5 лет читайте в материалах этой статьи.
простые рисунки для детей 4 лет. в данной категории собраны картинки для мальчиков и для девочек в возрасте 4 5 лет. рисуем дома 63 835. рисунки детей 4 6 лет.
рыбакит 737 886 views 5 15. дети рисуют осень поэтапно duration. рисунки для детей поэтапно.
все сертификаты находятся в одном файле. сделать рисунки своими руками для детей 3 4 лет замечательный способ получить заряд положительной энергии. они изучают окружающий мир очень быстро и постоянно пополняют свой запас информации которая нам кажется очень простой.
правда не всегда можно угадать кто нарисован в их рисунках. как нарисовать гриб урок рисования для детей 2 5 4 лет. раскраски для детей 4 5 лет каждому возрасту ребенка предназначены раскраски соответствующей сложности.
познавательные игры для детей 3 4 5 лет. такие занятия проходят в игровой форме и отлично помогают развивать ребенка. для открытия и печати понадобится программное обеспечение для работы с pdf файлами например adobe acrobat reader.
как организовать занятия по рисованию для детей 4 5 лет так чтобы привить крохам любовь к изобразительному искусству и научить рисовать простые рисунки.
терещенко дарья евгеньевна 5 лет самарская область м р. сегодня у нас на блоге рисунки для детей поэтапно.
чтобы избежать подобных ситуаций нужно учить детей правильно и поэтапно рисовать простые рисунки. как нарисовать цветного ёжика урок рисования для детей от 3 лет duration. учимся рисовать поэтапно рисунки для детей.
Kak Narisovat Zebru Zebra Legkie Risunki Detskie Risunki
Raskraski Mishka Dlya Detej 3 4 Let 10 Tys Izobrazhenij Najdeno V
Raskraski Dlya Detej 3 4 Let 10 Tys Izobrazhenij Najdeno V Yandeks
Kak Narisovat Zhirafa S Izobrazheniyami Risunok Zhirafa Risovat
Risunki Dlya Srisovki Legkie Dlya Devochek 12 Let 13 Tys Izobrazhenij
Kak Risovat Poetapno Dlya Detej Risunki Cvetov Nauchitsya Risovat
Kartinki Po Zaprosu Razvivayushie Zadaniya Dlya Detej 4 5 Let S
Risuem Iz Krugov Idei I Shemy Risovat Zhivotnyh Risovat
Poetapnoe Risovanie Zhivotnyh Dlya Detej 6 Let Kartinki 7 Zhivotnye
Uchimsya Risovat Zhivotnyh Igry I Raskraski Dlya Detej Deti
Gorod Detstva Dlya Detej Uroki Risovaniya Risunki
01 Risovanie Dlya Detej 5 6 Let Uroki Risovaniya Uroki Risovaniya
Raskraski Dlya Detej 3 4 Let Raspechatat Besplatno 10 Tys
Pin Na Doske Vospitanie Malchika
Samye Prostye Uroki Risovaniya S Malyshom Podelki S Detmi
Uchimsya Risovat Rebenok 4 Goda Google Search Risovat Uroki
Kartinki Dlya Vyrezaniya Iz Bumagi Dlya Detej 4 5 Let Dlya Raspechatki
Leer Om Een Koe Te Tekenen Dieren Tekenen Leer Tekenen Tekenen
Kartinki Dlya Raskrashivaniya Dlya Detej 4 5 Let 36 Foto V 2020 G
Чудесные клеточки (платные услуги)
Дополнительная общеобразовательная общеразвивающая программа по подготовке руки к письму, графомоторике «Чудесные клеточки» разработана с использованием образо-вательных программ «Развиваем руку ребенка, готовим ее к рисованию и к письму» (Беззу-бцева Г.
В.) и «Развивающие игры дошкольников» (К. В. Шевелева).Развитие навыков мелкой моторики важно потому, что вся дальнейшая жизнь ребенка потребует использования точных, координированных движений кистей и пальцев, которые необходимы, чтобы одеваться, рисовать и писать, а также выполнять множество разнообразных бытовых и учебных действий. Игры с пальчиками создают благоприятный эмоциональный фон, развивают умение подражать взрослому, учат вслушиваться и понимать смысл речи, повышают речевую активность ребенка. Если ребенок будет выполнять упражнения, сопровождая их короткими стихотворными строчками, то его речь станет более чёткой, ритмичной, яркой, и усилится контроль за выполняемыми движениями. Развивается память ребёнка, так как он учится запоминать определённые положения рук и последовательность движений. У ребенка развивается воображение и фантазия. Овладев всеми упражнениями, он сможет «рассказывать руками» целые истории. Обычно ребенок, имеющий высокий уровень развития мелкой моторики, умеет логически рассуждать, у него достаточно развиты память, внимание, связная речь.
Учителя отмечают, что первоклассники часто испытывают серьезные трудности с овладением навыком письма.
Письмо – это сложный навык, включающий выполнение тонких координационных движений руки. Техника письма требует сложной работы мелких мышц кисти и всей руки, а также хорошо развитого зрительного восприятия и произвольного внимания. Поэтому в дошкольном возрасте важно развивать механизмы, необходимые для овладения письмом, создать условия для накопления ребенком двигательного и практического опыта, развития навыков ручной умелости.
Развитие мелкой моторики является необходимой частью практически любых систем дошкольного воспитания – как традиционных, так и вновь «открытых». Можно по-разному объяснить, зачем пальцы ребенка должны развиваться и тренироваться, но нет таких педагогов, которые отрицали бы значение работы с рукой. Уже давно известно, какие блага несет моторика руки: это развитие соответствующих отделов мозга, обострение тактильных возможностей, тренировка мускульной памяти, развитие усидчивости и внимания, подготовка к обучению письму.
Вот сколько всего может случиться, если начать… с пальчика!
«Систематические упражнения по тренировке пальцев является мощным средством повышения работоспособности головного мозга» – по мнению М.М. Кольцовой. Не зря немецкий философ И.Кант назвал руку «выдвинутым наружу головным мозгом«.
Какой совершенный инструмент дала нам природа! Потому что, если руки не развивать, их достоинства так и не раскроются. Современному школьнику нужны умные руки. Происходит то, что писал А. М. Горький: «… рука учит голову, а затем поумневшая голова учит руки, а умные руки снова и уже сильнее способствуют развитию мозга». Значит, чтобы развивался ребенок и его мозг, нужно тренировать руки. Развитие интеллекта идет параллельно с развитием руки, все более тонких движений пальцев.
В дошкольном возрасте важна именно подготовка к письму, а не обучение ему.
Работа по развитию мелкой моторики должна начинаться задолго до поступления в школу, таким образом, будут решаться две задачи: во-первых – общее интеллектуальное развитие, во-вторых – готовность к овладению навыкам письма, что в будущем поможет избежать многих проблем школьного обучения.
И.М. Сеченов писал: «Движение руки человека наследственно не предопределены, а возникают в процессе воспитания и обучения как результат ассоциативных связей между зрительными, осязательными и мышечными изменениями в процессе активного взаимодействия с окружающей средой«.
Таким образом, формирование и совершенствование тонкой моторики кисти и пальцев рук играет огромную роль. Поэтому в образовательном процессе дошкольных учреждений возникла необходимость уделять большое внимание умению детей управлять движением рук и быть готовыми для овладения навыками письма в школе.
Программа направлена на формирование условий для самореализации и успешной социализации детей, она обеспечивает удовлетворение образовательных потребностей личности ребенка, формирование общеинтеллектуальных умений, развитие познавательных способностей, расширение кругозора, развитие мелкой моторики рук, всестороннее развитие личности ребенка, создание условий для максимального раскрытия индивидуального возрастного потенциала ребенка.
Отличительными особенностями дополнительной общеобразовательной общеразвивающей программы подготовки руки к письму, графомоторике «Чудесные клеточки» является то, что она способствует интеллектуальному развитию детей. Игры-упражнения, предлагаемые на занятиях, дают возможность детям не испытывать усталости и не снижать интереса к занятиям в целом.
| Этапы | Деятельность педагога (взрослого) |
|
— Здравствуйте, ребята. — Какой сегодня день недели? — Какой день недели был вчера? — Какой день недели будет завтра? — Какой день недели наступает после среды? — Какой день недели стоит между четвергом и субботой? Здравствуй, правая рука, Здравствуй, левая рука, Здравствуй, друг, Здравствуй, друг, Здравствуй, наш весёлый круг! Сегодня мы с вами будем рисовать по клеткам.  |
|
— Вам интересно, что мы будем рисовать? Для того, чтобы узнать нужно отгадать загадку: Стоит на площади герой. Он мускулистый, молодой. Стоит в жару, стоит в мороз. Он к месту накрепко прирос. (Памятник) Правильно, это памятник. Сегодня мы будем рисовать памятник по клеточкам |
|
— Давайте вспомним, что мы знаем о памятниках. Что такое памятник? — Зачем нужны памятники? — Какие памятники вы знаете в нашем городе? Ответы детей, после которых воспитатель делает общее обобщение. — Памятник – фигура или просто плита, которая помогает нам запомнить и сохранить память о человеке, важном событии, или даже животном в будущем. Памятники придумали в очень далекие времена. В далекой древности люди придумали хороший способ, чтобы не забыть о подвигах того или иного человека ставили камни, на котором было выбито несколько букв – имя и фамилия человека.  Памятники ставят не только тем людям, которые погибли, но и тем, кто жив, но отличился чем-то хорошим. Памятники часто ставят писателям, благодаря которым мы читаем рассказы, стихотворения, сказки.Приложение 1 Приложение 2 Мемориал «Вечная слава», памятник воинам. На прямоугольном возвышении установлены чаша с «вечным огнём» и надписью «Памяти павших – родная земля»; памятник из трех фигур, олицетворяющий скорбящих женщин – жену (в центре), дочь и мать солдата.Приложение 3 Памятник «Скорбящий воин». Это памятник воинам, погибшим в войнах и конфликтах. Скульптура изображает воина, отдыхающего после боя. Во время конфликта в Афганистане воевало около 2,5 тысяч жителей республики, 65 из них погибли, один воин пропал без вести. |
|
Приготовьте свои руки, мы немножко поиграем, пальчики поразминаем. Солдаты — Мы солдаты, мы солдаты, бодрым шагом мы идем. (Пальцы бодро «Маршируют» по столу.) В нашу армию, ребята, просто так не попадешь. (Пальцы сжаты в кулак, указательный вверх и покачивается влево-вправо.) Нужно быть умелыми, сильными и смелыми. (Ладонь вверх, пальцы растопырены, сжимаются и разжимаются.) |
|
Вот ладошка левая. Вот ладошка правая. Руки вверх мы поднимаем И зарядку делаем. Будет сильной правая, Будет сильной левая. Будут пальчики у нас Ловкие, умелые. Вниз – вверх, вниз – вверх, Мы рисуем лучше всех. |
|
В левом нижнем углу отступаем 4 клетки направо и поднимаемся вверх на 7 клеток, таким образом мы находим исходную точку. |
|
— Поставьте ручку на исходную точку. Сейчас мы будем с вами рисовать под диктовку. Будьте внимательны! Старайтесь, чтобы линии были у вас ровные и красивые, тогда рисунок получится замечательный: 1 клетка на правый угол вверх 2 клетки вправо 2 клетки вверх 2 клетки влево 2 клетки вверх 1 клетка на левый угол вверх 3 клетки вверх 2 клетки на правый угол вверх 1 клетка вправо 1 клетка вверх 1 клетка на левый угол вверх 1 клетка вверх 1 клетка на правый угол вверх 1 клетка вправо 1 клетка на правый угол вниз 1 клетка вниз 1 клетка на правый угол вниз 1 клетка влево 1 клетка вниз 1 клетка влево 1 клетка на правый угол вниз 2 клетки вправо 1 клетка на правый угол вверх 1 клетка на левый угол вверх 1 клетка направо 3 клетки вверх 1 клетка на правый угол вверх 1 клетка на правый угол вниз 3 клетки вниз 1 клетка направо 1 клетка на левый угол вниз 1 клетка вниз 1 клетка влево 2 клетки на левый угол вниз 1 клетка влево 5 клеток вниз 1 клетка налево 1 клетка вниз 1 клетка направо 1 клетка на правый угол вниз 1 клетка направо 1 клетка на правый угол вниз 1 клетка на левый угол вниз 3 клетки вниз 1 клетка на правый угол вниз 9 клеток налево 1 клетка на правый угол вверх 3 клетки вверх 1 клетка на левый угол вверх Приложение 4 |
|
Получился у нас памятник? Можно раскрасить его серым цветом или заштриховать. |
|
Проверка педагогом (взрослым), самостоятельная или друг у друга |
|
На – на- на наша Родина сильна Ны – ны – ны все народы в ней дружны Не – не – не скажем дружно нет войне Ри – ри – ри есть у нас богатыри Ат – ат – ат силен наш солдат Ир – ир – ир мы все за мир |
|
-Чему вы научились на занятии? — Что было трудным? А интересным? — Что больше всего понравилось? — Почему получился рисунок? (Потому что внимательно слушали и выполняли задание) |
Как рисуют анаморфные рисунки? » Как рисовать поэтапно. Уроки рисования карандашом для начинающих
Анаморфоз — это умышленно-уродливое искаженное изображение предмета, которое при известных условиях представляется правильным.
Изображения на анаморфных картинах сильно искажены, но если смотреть их с помощью зеркала, то можно увидеть неискаженное изображение предмета. Анаморфные картины могут быть линейные, конические, цилиндрические и т.д.
По одним источникам считается, что анаморфоза или иначе искусство искажения проекции было когда-то изобретено в Китае, а позднее завезено в Европу. Хотя не исключено, что аналогичные изобретения могут независимо друг от друга возникать в разных уголках мира, но в разные временные отрезки. Основоположником же анаморфизма в европейском искусстве считается Леонардо да Винчи (1452 — 1519).
Первым известным примером анаморфного рисунка считается его рисунок, который ученые-исследователи нашли в одном из трактатов художника — Кодексе ‘Codex atlanticus’. При рассматривании в плоскости рисунка под углом появляется ясное изображение лица ребенка.
В средние века художники, расписывающие соборы и храмы в Италии, ввели анаморфизм в высокое искусство росписи.
Для того, чтобы увидеть правильное изображение, надо было взглянуть на роспись под определенным углом. Со времен Ренессанса анаморфные произведения создавались на плафонах соборов с таким расчетом, чтобы зритель, рассматривающий их снизу мог уловить правильную перспективу.
Часто подобный прием использовался художниками для изображения «запрещенных» сцен, имеющих, например, эротическую окраску. В 16-17 веках такие анаморфозы позволили распространять политические и религиозные карикатурыи хранить запрещенные изображения.
Многие художники создавали анаморфные картины, ставя перед собой при этом познавательные цели, некоторые из них были одновременно и математиками.
Известным примером частичного анаморфоза стало живописное произведение Ханса Гольбейна младшего «Посланники», созданное в 1533 году и выставленное в настоящее время в Лондоне.
Череп, изображенный художником внизу в центре, становится четко видимым, если рассматривать картину под очень малым углом с нижней левой стороны.
Ниже представлена анаморфная работа неизвестного художника (около 1550 г), которая является примером линейной анаморфности. Здесь искажения заключены в неимоверном растягивании картины по горизонтали.
Если посмотреть на плоскость картины под острым углом или с помощью плоского зеркала, можно четко увидеть изображения апостолов Петра и Павла и других персонажей.
Анаморфический портрет Карлоса V в частной коллекции. Из каталога Carolus Charles Quint 1500-1558 Kunsthal De Sint-Pietersabdji a Gand
Если поднести маленькое зеркальце и взглянуть в него, то
Это пример линейного искажения…
В эпоху Ренессанса анаморфозная живопись была одним из излюбленных приемов. Картины писались таким образом, что их можно было рассматривать только с помощью специального устройства анамофоскопа. Из-за их необычности считалось, что анаморфные картины обладают магическими свойствами.
Еще один анаморфное произведение «старых» художников: портрет Карла I.
Место, на которое необходимо поставить цилиндрическое зеркало обозначено кружком с черепом.
А теперь перейдем к «физике», и поговорим о цилиндрических зеркалах, которые столь часто используются для рассматривания анаморфных рисунков.
Цилиндрические зеркала бывают как выпуклые, так и вогнутые, и при использовании этих зеркал можно наблюдать интересные эффекты.
В старину цилиндрическими зеркалами-анаморфоскопами служили медные, латунные или бронзовые цилиндры, отполированные до зеркального блеска.
Изображения, которые получаются неискаженными в цилиндрическом зеркале, называются цилиндрическими анаморфозами.
Анаморфную картину для выпуклого цилиндрического зеркала можно узнать по кругу, расположенному обычно где-нибудь по середине картины. Для рассматривания анаморфных цилиндрических картин в неискаженном виде необходимо поставить на неё в центр круга цилиндрическое зеркало
В романе «Приглашение на казнь» Вл. Набокова есть такой отрывок:
» .
.. я помню: когда была ребёнком, в моде были, – ах, не только у ребят, но и у взрослых, – такие штуки, назывались «нетки», – и к ним полагалось, значит, особое зеркало, мало что кривое – абсолютно искажённое, ничего нельзя было понять, провалы, путаница, всё скользит в глазах, но его кривизна была неспроста, а как раз так пригнана… Или, скорее, к его кривизне были так подобраны…
Нет, постойте, я плохо объясняю. Одним словом, у вас было такое вот дикое зеркало и целая коллекция разных неток, то есть абсолютно нелепых предметов: всякие там бесформенные, пёстрые, в дырках, в пятнах, рябые, шишковатые штуки, вроде каких-то ископаемых, – но зеркало, которое обыкновенные предметы искажало, теперь, значит, получало настоящую пищу, то есть, когда вы такой непонятный и уродливый предмет ставили так, что он отражался в непонятном и уродливом зеркале, получалось замечательно; нет на нет давало да, всё восстанавливалось, всё было хорошо, – и вот из бесформенной пестряди получался в зеркале чудный стройный образ: цветы, корабль, фигура, какой-нибудь пейзаж.
Можно было – на заказ – даже собственный портрет, то есть вам давали какую-то кошмарную кашу, а это и были вы, но ключ от вас был у зеркала. Ах, я помню, как было весело и немного жутко – вдруг ничего не получится! – брать в руки вот такую новую непонятную нетку и приближать к зеркалу, и видеть в нём, как твоя рука совершенно разлагается, но зато как бессмысленная нетка складывается в прелестную картину, ясную, ясную…»
Как же «работает» цилиндрическое» зеркало?
Нарисованная на листе прямая линия превратилась в цилиндрическом зеркале в кривую, а вертикальные параллельные стрелочки – в расходящиеся лучи.
Для того чтобы увидеть неискаженное изображение анаморфной картинки нужен металлический отполированный цилиндр, и для этого можно свернуть лист фольги в виде цилиндра. Затем надо придумать картинку и нарисовать её в исходной прямоугольной координатной сетке.
Например, в прямоугольной сетке – круг, квадрат и треугольник. После чего необходимо начертить новую, но уже радиусную координатную сетку, и перенеся на неё координаты точек исходного рисунка, обвести контуры.
При анаморфировании из квадрата получается прямоугольник или ромб, а из круга — овал.
Чем выше отражение рисунка в цилиндре, тем дальше и шире оно должно быть на бумаге.
Теперь ставим цилиндрическое зеркало в центральной точке и смотрим ! Хотя на бумаге рисунок искаженный, но на поверхности зеркала отражения фигур имеют правильные очертания: круг, квадрат и треугольник.
Как мы видим на выше приведенном старинном рисунке, для точного переноса обычного изображения на лист будущей анаморфной картины, нужно четко просчитать возможные искажения объектов рисунка. Для этого обычный рисунок разбивается на клетки, а на листе аморфного рисунка создается радиальная сетка с центром, где в будущем необходимо будет поставить цилиндрическое зеркало. Приходилось ли Вам увеличивать какой-либо рисунок, перерисовывая его по клеточкам? Здесь — то же самое, только клеточки изогнутые. Обычно художники рисуют такие анаморфозы, постоянно сверяясь с зеркалом, это очень кропотливый и утомительный труд.
Теперь это можно сделать проще: не вручную, а на компьютере.
Одним из современных художников, кто возрождает технику создания анаморфных изображений, стал венгерский художник Иштван Орос.
Орос для этого использует коническое или цилиндрическое зеркало, которое трансформирует невнятные штрихи на бумаге в трехмерное изображение на стенках зеркала.
Оказывается, что есть и другой вид анаморфных картин. И совершенно непонятно постороннему зрителю, как пишет художник такие картины, как ему подвластно такое «видение»?
В этих картинах мы видим на листе совершенно понятный зрителю рисунок, НО в качестве отражения на боковой поверхности зеркального цилиндра возникает совершенно другой рисунок! Существуют ли здесь какие-то расчеты? Какие законы математики и физики помогают художнику в этой работе над картиной?
| Основные этапы урока | Содержание урока | Формирование УУД |
1. Самоопределение к деятельности | Прозвенел звонок и смолк. Начинается урок. Проверь, дружок, Готов ли ты начать урок? Всё ль на месте, Всё ль в порядке, Ручка, книжка и тетрадки? Все ли правильно сидят? Все ль внимательно глядят? Тут затеи и задачи, Игры, сказки всё для вас! Пожелаем всем удачи – За работу, в добрый час! | Личностные УУД – создать положительный настрой, мотивировать учащихся к учебной деятельности посредством создания эмоциональной обстановки |
| Актуализация знаний | Уч-ль: Чему научились на
прошлом уроке? Уч-ся: Работать с учебником ,читать его условные обозначения. Устный счет: 1. Сосчитай мячи, первый раз начиная с красного мяча ,а второй — с синего .Сравни ответы. 2. Найди лишнюю фигуру Уч-ль: Прочитайте тему урока Уч-ся: Один, два, три Уч-ль: Как вы думаете, чем мы будем сегодня заниматься на уроке? Уч-ль: Откройте учебники на стр. Уч-ся: о начале урока. Уч-ль: Прочитайте, что написано под этим знаком. Верны ли были наши предположения о том, чем мы будем заниматься? Уч-ся: будем учиться считать, отвечать на вопросы: “сколько?”, “который по счету?” | Познавательные УУД: развитие
мыслительных операций: сравнение, анализ. Личностные УУД: развитие познавательных интересов Регулятивные УУД: принятие познавательной цели |
| Постановка проблемы | Уч-ль: Кто из вас умеет считать
до 10?Давайте посчитаем. Девочки считают от 1 до 5.Мальчики-от 5 до 10. (уч-ся считают одновременно.) Уч-ль: Девочки, скажите, мальчики правильно считали? Уч-ся: Мы не слышали Уч-ль: Почему? Уч-ся: Мы сами считали, было шумно. Уч-ль: Что нужно сделать, чтобы ответы учеников слышали все? Уч-ся: Говорить по одному, не разговаривать во время ответа товарищей, внимательно слушать. Уч-ль: Молодцы! Вы сами вывели правила поведения учеников на уроке. Если вы хотите ответить на уроке, нужно поднять руку и дожидаться, когда вас спросят. А сейчас девочки хором считают от1 до 5, мальчики слушают. Правильно ли девочки сосчитали? Уч-ль: Сейчас мальчики хором считают от 5 до 10,девочки слушают. Правильно ли сосчитали мальчики? | Познавательные УУД: поиск и выделение
необходимой информации Личностные УУД: развитие познавательных интересов Коммуникативные УУД: строить диалог, выслушивать других уч-ся. Регулятивные: осуществлять контроль |
| 4. Проектирование и фиксация нового знания | Уч-ль: Стихотворение Я
еду с мамой в зоосад (В ходе чтения на доске появляются картинки с животными) Уч-ль: Сколько животных насчитал мальчик? Уч-ль: Давайте сосчитаем их, начиная с дикобраза. Уч-ль: А сейчас еще раз их сосчитаем, но начиная с волка. Уч-ль: Сколько животных получилось? Уч-ль: почему получилось то же самое количество, мы же считали не с начала, а с конца? Уч-ся: Мы не убирали и не добавляли животных. Уч-ль: Правильно. Считать количество предметов можно в любом порядке. Еще раз сосчитаем, сколько животных на доске. Я показываю указкой животных, а вы считаете.(два раза показываю сову) Сколько животных вы насчитали? Уч-ся:: 6 Уч-ль: почему? Уч-ся: Два раза сосчитали сову Уч-ль: Хорошо, я исправлюсь. Сколько животных насчитали сейчас? Уч-ся: 4 Уч-ль: Почему? Уч-ся: Пропустили черепаху Уч-ль: Вы очень внимательны. Кто сможет назвать правила счета? Уч-ся: Считать можно в любом порядке, но нельзя пропускать предметы при счете или считать их несколько раз. Уч-ль: Назовите животных, которые помогли нам вывести это правило Уч-ль: Что вы знаете о них? | Коммуникативные УУД: умение участвовать в диалоге |
| 5. Физкультминутка | Раз, два, три, четыре, пять – Все умеем мы считать. Раз! Подняться, потянуться. Два! Согнуться, разогнуться. Три! В ладоши три хлопка, Головою три кивка. На четыре – руки шире. Пять – руками помахать. Шесть – за парту тихо сесть.  | Познавательные УУД |
| 6. Первичное закрепление | Работа по учебнику Уч-ль: Гуляя по лесу, мы очутились в лесной школе. Чем она отличается от нашей школы? Уч-ль: А чем она похожа на нашу? Прочитайте, чему учатся животные Уч-ся: Они тоже учатся считать предметы. Уч-ль: Мудрая сова приготовила своим ученикам считалку .Я вам ее прочитаю, а вы ответьте на вопрос: для чего нужно уметь считать? Один, два, три, Уч-ль: Посмотрите на рисунок и задайте по нему друг другу вопросы со словом “сколько” Уч-ль: Прочитайте, какое задание нужно выполнить по рисунку на полях Уч-ся: Задавать вопросы со словом “сколько” Чем отличаются кубики? Уч-ся: Цветом и размером Уч-ль: Какие вопросы можно задать? Уч-ся: Сколько синих кубиков? Уч-ль: Вспомните о чем говорит следующее условное обозначение? Уч-ся: Задание надо выполнить в парах Уч-ль: Что это значит? Уч-ся: Работу надо выполнять вдвоем с
соседом по парте. Уч-ль: Правильно. Вы будете работать со своим соседом. Как вы будете работать? Уч-ся: Сначала считает один, потом другой ,затем ответы сравниваются. Уч-ль: Почему в обоих случаях у вас получился одинаковый результат? Уч-ся: Количество предметов не зависит от порядка их счета | Коммуникативные УУД: умение участвовать в диалоге, работать в паре |
| 7. Самоконтроль и самопроверка по эталону | Работа по учебнику Уч-ль: Какие слова главные на с.5? Уч-ся: Первый, второй, третий… Уч-ль: Когда мы так считаем? Уч-ся :Когда говорим, кто за кем стоит, который по счету предмет. Уч-ль :веселый поезд везет друзей. Прочитайте стихотворение Уч-ль: Кто едет в поезде? Уч-ся: Кот, чижик, собака, петух, обезьяна, попугай Уч-ль: Кто такой чижик? Уч-ся: Птица (Учащиеся читают вопросы и отвечают на них) Уч-ль: Согласитесь ли вы со мной ,если я скажу, что в третьем вагоне едет собака? Уч-ся: Нельзя точно сказать, так как неизвестно ,откуда начинаем счет Уч-ль: Игра “Топай-хлопай”. В третьем от зеленого паровоза вагоне едет собака В третьем от красного паровоза вагоне едет собака Обезьяна едет второй, если считать от красного Кот едет в первом вагоне Кот едет в первом вагоне. если считать от красного паровоза Вывод: Когда спрашивают “какой по счету?”, нужно говорить, откуда начинается счет | Познавательные УУД: развитие
мыслительных операций: сравнение, анализ. Личностные УУД: развитие познавательных интересов, учебных мотивов. |
| 8. Включение в систему знаний и повторение | Работа в тетради на печатной основе Уч-ль: Откройте тетрадь на с.3.Что изображено на рисунке? Уч-ся: Лесная школа Уч-ль :Ответьте на вопросы под картинкой Уч-ся: 1 заяц,2 ежа,3 белки. Уч-ль: Составьте свои вопросы со словом “сколько” Уч-ль: Прочитайте, каким цветом будете закрашивать листочки? Уч-ль: Какой листик закрасите зеленым цветом? Уч-ль: Какой листик закрасите желтым? Уч-ль: Как скажите про зеленый листок, если будете считать справа налево ? Уч-ль :Как скажите про желтый листок, если будете считать справа налево? Уч-ль: Обведите рисунок по клеточкам, закончите его | Познавательные УУД: развитие
мыслительных операций: сравнение, анализ. Личностные УУД: развитие познавательных интересов, учебных мотивов. |
| 9. Рефлексия – самооценка, подведение итога | Уч-ль: Посмотрите на условное
обозначение внизу на с.5. Прочитайте задание Уч-ся: Сосчитай ,сколько кругов на рисунке, сколько красных фигур, сколько всего фигур Уч-ль: Для чего авторы учебника предлагают выполнить это задание? Уч-ся: Чтобы мы могли проверить, как
поняли тему. Уч-ль: Сосчитайте, сколько кругов на рисунке. Поднимите руку, у кого получилось 2 круга Уч-ль: У кого получилось3, 4, 5, 6 кругов? Уч-ль: Какой ответ правильный? Уч-ль: Сколько красных фигур ?Поднимите руку ,у когополучилось 4, 5, 6, 7 фигур? Уч-ль: Какой ответ правильный? Уч-ль: Сколько всего фигур? У кого получилось4,5,6,7 фигур? Какой правильный ответ? Уч-ль: Оцените себя. Если вы ни разу не ошиблись, ставьте знак O,если есть одна ошибка – знак O Встаньте те, кто поставил знак O Вы уже хорошо считаете предметы. Кто ошибся один раз? Молодцы ,хорошо считаете, но нужно немного внимательнее быть. Ребята, которые ошиблись два или три раза, подойдите к учителю и сосчитайте еще раз. Уч-ль: Чему научились на уроке? Уч-ся: Научились считать и называть
предметы в порядке их следования, работать
вместе с соседом по парте. Уч-ль: Какие правила счета вы запомнили? | Регулятивные УУД: осуществлять контроль и самоконтроль |
4.О чем
нам говорит красный треугольник?
Считаем
еще раз (пропускаю черепаху)
если вы
согласны- хлопаете, если нет -топаете.
rgdb.ru — РГДБ online
15-16 мая 2021 года приглашаем подростков, старшеклассников и их родителей посмотреть онлайн программу, посвященную вопросам выбора профессии и построения карьеры.
В программе запланированы викторины, лекции психологов и социологов, обзоры книг по профориентации, а также рассказы профессионалов о своей работе.
15 мая, суббота
11.00 – Дошкольник и мир профессий
Как дошкольники узнают о мире профессий. Какую роль играют игры, игрушки, бытовая жизнь, книги. Что можно почитать с ребенком на эту тему.
Читаем истории про Мулле Мека.
Ведущий: психолог Российской государственной детской библиотеки Наталья Григорьевна Малахова.
12.00 – Викторина по книгам
Внимательно посмотрите видеозапись, где мы читаем отрывки из книг. Вам нужно определить КНИГУ и ПРОФЕССИЮ ПЕРСОНАЖА и записать их здесь.
Ответы будут приниматься до 17.00 16 мая 2021 года.
16 мая 2021 г. в 18.30 мы подведем итоги викторины в ZOOM
Ссылку на конференцию в ZOOM мы отправим на почту, которую вы укажете при заполнении анкеты.
13.30 – Есть такая профессия. Рассказы профессионалов. Выпуск 1.
Представители разных профессий делятся своим опытом: как они решили заниматься такой деятельностью, чем привлекает их выбранная профессия, с какими трудностями они встречаются в своей работе и каковы перспективы у данной профессии в будущем.
14.30 – Профессии будущего
Выбор будущей профессии волнует не только старшеклассников и их родителей. Уже в средней школе рекомендуется определиться с предметами, полезными для получения высшего образования и грамотного построения карьеры.
На лекции поговорим о том, какие навыки могут быть полезны в будущем, какие существуют тенденции в настоящее время и какие профессии по мнению специалистов будут самыми востребованными в XXI веке.
Лекцию читает кандидат социологических наук, научный сотрудник отдела социологии, психологии и педагогики детского чтения Российской государственной детской библиотеки Александра Юрьевна Губанова.
16.00 – Загляни в мир профессий
Для того чтобы выбрать профессиональный путь, необходимо ориентироваться в большом и сложном мире профессий. Знать, как и почему меняется профессиональный мир, какие новые профессии появились или появятся в недалеком будущем, чем занимаются или будут заниматься представители различных профессий.
Предлагаем подросткам и их родителям еще раз заглянуть в многообразный мир профессий.
Обзор книг по выбору профессии от психолога Российской государственной детской библиотеки Светланы Сергеевны Кукушкиной.
17.
00 – Есть такая профессия. Рассказы профессионалов. Выпуск 2.
Представители разных профессий делятся своим опытом: как они решили заниматься такой деятельностью, чем привлекает их выбранная профессия, с какими трудностями они встречаются в своей работе и каковы перспективы у данной профессии в будущем.
18.30 – Видеоролики – победители I Всероссийского Конкурса «Ярмарка профессий» (2020 г.)
Подростки рассказывают о выбранных профессиях: чем они их привлекают, о какой работе они мечтают, как планируют реализовывать свои планы.
16 мая, воскресенье
11.00 – Викторина по книгам
Внимательно посмотрите видеозапись, где мы читаем отрывки из книг. Вам нужно определить КНИГУ и ПРОФЕССИЮ ПЕРСОНАЖА и записать их здесь.
Ответы будут приниматься до 17.00 16 мая 2021 года.
16 мая 2021 г. в 18.30 мы подведем итоги викторины в ZOOM.
Ссылку на конференцию в ZOOM мы отправим на почту, которую вы укажете при заполнении анкеты.
12.00 – Есть такая профессия. Рассказы профессионалов. Выпуск 3.
Представители разных профессий делятся своим опытом: как они решили заниматься такой деятельностью, чем привлекает их выбранная профессия, с какими трудностями они встречаются в своей работе и каковы перспективы у данной профессии в будущем.
13.00 – Выбор профессии: семь шагов к успеху
Поговорим о том: как выбрать такую профессию, которая будет приносить удовольствие? На что обращать внимание, какими критериями руководствоваться при выборе профессии?
Лекция кандидата психологических наук, научного сотрудника отдела социологии, психологии и педагогики детского чтения Российской государственной детской библиотеки Александры Викторовны Березиной.
Подключиться к конференции ZOOM
14.00 – Есть такая профессия. Рассказы профессионалов. Выпуск 4.
Представители разных профессий делятся своим опытом: как они решили заниматься такой деятельностью, чем привлекает их выбранная профессия, с какими трудностями они встречаются в своей работе и каковы перспективы у данной профессии в будущем.
15.00 – Как найти себя в мире профессий
Выбирать профессию в первый раз трудно и сложно. Размышляя о своем профессиональном будущем и подбирая «свою» профессию, необходимо разобраться и понять, что подходит именно мне и почему, как в дальнейшем я могу реализоваться в выбранной области.
Представленные в обзоре книги предлагают подросткам еще раз проанализировать, чем им хочется заниматься и почему, а в некоторых случаях и осуществить первые профессиональные пробы.
Обзор книг по выбору профессии от психолога Российской государственной детской библиотеки Светланы Сергеевны Кукушкиной.
17.00 – Лекция «Как развивать воображение?» Азбука психологии: цикл «Азбука познания» 12+
Многие профессии требуют хорошо развитого воображения. Поговорим о том, каковы общие закономерности развития воображения, как развивать свое воображение и какие игры и упражнения нам могут в этом помочь.
Лекция кандидата психологических наук, научного сотрудника отдела социологии, психологии и педагогики детского чтения Российской государственной детской библиотеки Александры Викторовны Березиной.
18.30 – Подведение итогов викторины по книгам
Всех, кто посмотрел видеозапись, где мы читаем отрывки из книг, определил КНИГИ и ПРОФЕССИИ ПЕРСОНАЖЕЙ и до 17.00 успел заполнить опросник, мы приглашаем на подведение итогов.
Ссылку на конференцию в ZOOM мы отправим на почту, которую вы укажете при заполнении анкеты.
биология | Определение, история, концепции, отрасли и факты
Биология , изучение живых существ и процессов их жизнедеятельности. Эта область занимается всеми физико-химическими аспектами жизни. Современная тенденция к междисциплинарным исследованиям и объединению научных знаний и исследований из разных областей привела к значительному совпадению области биологии с другими научными дисциплинами. Современные принципы других областей — например, химии, медицины и физики — интегрированы с принципами биологии в таких областях, как биохимия, биомедицина и биофизика.
Исследователь с помощью микроскопа исследует образец в лаборатории.
© Раду Разван / FotoliaПопулярные вопросы
Что такое биология?
Биология — это отрасль науки, изучающая живые организмы и их жизненные процессы. Биология охватывает различные области, включая ботанику, охрану, экологию, эволюцию, генетику, морскую биологию, медицину, микробиологию, молекулярную биологию, физиологию и зоологию.
Почему важна биология?
Где работают выпускники биологических специальностей?
Выпускники биологических специальностей могут работать на самых разных должностях, для некоторых из них может потребоваться дополнительное образование.Человек со степенью в области биологии может работать в сельском хозяйстве, здравоохранении, биотехнологии, образовании, охране окружающей среды, исследованиях, судебной медицине, политике, научном общении и во многих других областях.
Биология разделена на отдельные разделы для удобства изучения, но все подразделения взаимосвязаны по основным принципам. Таким образом, хотя существует обычай отделять изучение растений (ботаника) от исследования животных (зоология) и изучение структуры организмов (морфологии) от функции (физиология), все живые существа имеют общие определенные биологические свойства. явления — например, различные способы размножения, деления клеток и передачи генетического материала.
Биология часто рассматривается на основе уровней, которые имеют дело с фундаментальными единицами жизни. Например, на уровне молекулярной биологии жизнь рассматривается как проявление химических и энергетических преобразований, которые происходят между многими химическими составляющими, составляющими организм. В результате развития все более мощных и точных лабораторных инструментов и методов стало возможным понять и определить с высокой точностью не только конечную физико-химическую организацию (ультраструктуру) молекул в живом веществе, но и способ воспроизведения живого вещества.
на молекулярном уровне.Особенно важным для этих достижений стал рост геномики в конце 20-го и начале 21-го веков.
Клеточная биология — это изучение клеток — фундаментальных единиц структуры и функций живых организмов. Впервые клетки были обнаружены в 17 веке, когда был изобретен составной микроскоп. До того времени отдельный организм в целом изучался в области, известной как биология организма; эта область исследований остается важным компонентом биологических наук. Популяционная биология имеет дело с группами или популяциями организмов, населяющих данную территорию или регион.На этот уровень включены исследования ролей, которые определенные виды растений и животных играют в сложных и самовоспроизводящихся взаимоотношениях, существующих между живым и неживым миром, а также исследования встроенных средств контроля, которые естественным образом поддерживают эти отношения. . Эти общие уровни — молекулы, клетки, целые организмы и популяции — могут быть дополнительно подразделены для изучения, что дает начало таким специализациям, как морфология, таксономия, биофизика, биохимия, генетика, эпигенетика и экология.Область биологии может быть особенно связана с исследованием одного вида живых существ — например, изучение птиц в орнитологии, изучение рыб в ихтиологии или изучение микроорганизмов в микробиологии.
Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчасОсновные понятия биологии
Биологические принципы
Концепция гомеостаза — что живые существа поддерживают постоянную внутреннюю среду — была впервые предложена в 19 веке французским физиологом Клодом Бернаром, который заявил, что «все жизненные механизмы, какими бы разнообразными они ни были, имеют только одну цель: сохранение постоянные условия жизни.”
По первоначальному замыслу Бернара, гомеостаз применялся к борьбе отдельного организма за выживание. Позднее эта концепция была расширена, чтобы включить любую биологическую систему от клетки до всей биосферы, все области Земли, населенные живыми существами.
Единство
Все живые организмы, независимо от их уникальности, обладают определенными общими биологическими, химическими и физическими характеристиками. Все, например, состоят из основных единиц, известных как клетки, и одних и тех же химических веществ, которые при анализе обнаруживают заметное сходство даже в таких разрозненных организмах, как бактерии и люди.Более того, поскольку действие любого организма определяется тем, как взаимодействуют его клетки, и поскольку все клетки взаимодействуют примерно одинаково, основное функционирование всех организмов также схоже.
клетокКлетки животных и растений содержат мембраносвязанные органеллы, включая отдельное ядро. Напротив, бактериальные клетки не содержат органелл.
Британская энциклопедия, Inc.Существует не только единство основной живой субстанции и функционирования, но и единство происхождения всего живого.Согласно теории, предложенной в 1855 году немецким патологом Рудольфом Вирховым, «все живые клетки возникают из уже существующих живых клеток». Эта теория кажется верной для всех живых существ в настоящее время при существующих условиях окружающей среды. Если, однако, жизнь зарождалась на Земле более одного раза в прошлом, тот факт, что все организмы имеют одинаковую базовую структуру, состав и функции, может указывать на то, что только один первоначальный тип преуспел.
Общее происхождение жизни могло бы объяснить, почему у людей или бактерий — и во всех промежуточных формах жизни — одно и то же химическое вещество, дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК), в форме генов определяет способность всего живого вещества воспроизводить себя. именно так и для передачи генетической информации от родителей к потомкам.Более того, механизмы этой передачи следуют шаблону, который одинаков для всех организмов.
Каждый раз, когда происходит изменение гена (мутация), происходит какое-то изменение в организме, который содержит этот ген. Именно это универсальное явление порождает различия (вариации) в популяциях организмов, из которых природа отбирает для выживания тех, кто лучше всего справляется с изменяющимися условиями окружающей среды.
5.2: Открытие клеток и теории клеток
Большая синяя камера
Что это за невероятный объект? Вы бы удивились, узнав, что это человеческая клетка? Ячейка на самом деле слишком мала, чтобы ее можно было увидеть невооруженным глазом.Это видно здесь так подробно, потому что его рассматривают в очень мощный микроскоп. Клетки могут быть небольшими по размеру, но они чрезвычайно важны для жизни. Как и все другие живые существа, вы состоите из клеток. Клетки — основа жизни, и без клеток жизнь в том виде, в каком мы ее знаем, не существовала бы. Вы узнаете больше об этих удивительных строительных блоках жизни, когда прочтете этот раздел.
Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Здоровые человеческие Т-клеткиЕсли вы посмотрите на живое вещество в микроскоп — даже простой световой микроскоп — вы увидите, что оно состоит из клеток. Клетки — это основные единицы строения и функции живых существ. Это самые маленькие единицы, которые могут выполнять жизненные процессы. Все организмы состоят из одной или нескольких клеток, и все клетки имеют одни и те же структуры и выполняют одни и те же основные жизненные процессы. Знание структуры клеток и процессов, которые они выполняют, необходимо для понимания самой жизни.
Открытие клеток
Впервые слово ячейка было использовано для обозначения этих крошечных единиц жизни в 1665 году британским ученым по имени Роберт Гук.Гук был одним из первых ученых, изучавших живые существа под микроскопом. Микроскопы его времени были не очень сильными, но Гук все же смог сделать важное открытие. Когда он посмотрел на тонкий кусочек пробки под микроскопом, он был удивлен, увидев нечто, похожее на соты. Гук сделал рисунок на рисунке ниже, чтобы показать то, что он видел. Как видите, пробка состояла из множества крошечных единиц, которые Гук назвал клетками.
Вскоре после того, как Роберт Гук обнаружил клетки в пробке, Антон ван Левенгук из Голландии сделал другие важные открытия с помощью микроскопа.Левенгук сделал свои собственные линзы для микроскопов, и у него это было настолько хорошо, что его микроскоп был более мощным, чем другие микроскопы его времени. Фактически микроскоп Левенгука был почти таким же мощным, как и современные световые микроскопы. Используя свой микроскоп, Левенгук был первым человеком, который наблюдал за человеческими клетками и бактериями.
Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): Роберт Гук зарисовал эти пробковые клетки, как они выглядели под простым световым микроскопом.Теория клетки
К началу 1800-х годов ученые наблюдали клетки многих различных организмов.Эти наблюдения привели двух немецких ученых по имени Теодор Шванн и Матиас Якоб Шлейден к предположению, что клетки являются основными строительными блоками всего живого. Примерно в 1850 году немецкий врач по имени Рудольф Вирхов изучал клетки под микроскопом, когда ему довелось увидеть, как они делятся и образуют новые клетки. Он понял, что живые клетки производят новые клетки путем деления. Основываясь на этом понимании, Вирхов предположил, что живые клетки возникают только из других живых клеток.
Идеи всех трех ученых — Шванна, Шлейдена и Вирхова — привели к теории клеток , которая является одной из фундаментальных теорий, объединяющих всю биологию.Теория клеток утверждает, что:
- Все организмы состоят из одной или нескольких клеток.
- Все жизненные функции организмов происходят внутри клеток.
- Все ячейки происходят из уже существующих ячеек.
Видеть клетки изнутри
Начиная с Роберта Гука в 1600-х годах, микроскоп открыл удивительный новый мир — мир жизни на уровне клетки. По мере того, как микроскопы продолжали совершенствоваться, было сделано больше открытий о клетках живых существ.Однако к концу 1800-х годов световые микроскопы достигли своего предела. Объекты, намного меньшие, чем клетки, включая структуры внутри клеток, были слишком малы, чтобы их можно было увидеть даже в самый сильный световой микроскоп.
Затем, в 1950-х годах, был изобретен новый тип микроскопа. Названный электронным микроскопом, он использовал пучок электронов вместо света для наблюдения за очень маленькими объектами. С помощью электронного микроскопа ученые наконец смогли увидеть крошечные структуры внутри клеток. Фактически, они могли видеть даже отдельные молекулы и атомы.Электронный микроскоп оказал огромное влияние на биологию. Это позволило ученым изучать организмы на уровне их молекул и привело к появлению области клеточной биологии. С помощью электронного микроскопа было сделано гораздо больше открытий клеток. На рисунке \ (\ PageIndex {3} \) показано, как клеточные структуры, называемые органеллами , выглядят при сканировании с помощью электронного микроскопа.
Рисунок \ (\ PageIndex {3} \): Электронный микроскоп сделал это изображение структур внутри клетки.
Структуры, общие для всех ячеек
Хотя клетки разнообразны, все клетки имеют определенные общие части. Эти части включают плазматическую мембрану, цитоплазму, рибосомы и ДНК.
- Плазматическая мембрана (также называемая клеточной мембраной) представляет собой тонкий слой фосфолипидов, окружающий клетку. Он образует физическую границу между клеткой и окружающей средой, поэтому вы можете думать о ней как о «коже» клетки.
- Цитоплазма относится ко всему клеточному материалу внутри плазматической мембраны.Цитоплазма состоит из водянистого вещества, называемого цитозолем, и содержит другие клеточные структуры, такие как рибосомы.
- Рибосомы — это структуры в цитоплазме, где образуются белки.
- ДНК — нуклеиновая кислота, обнаруженная в клетках. Он содержит генетические инструкции, необходимые клеткам для производства белков.
Эти части являются общими для всех клеток таких разных организмов, как бактерии и люди. Как у всех известных организмов появились такие похожие клетки? Сходство показывает, что вся жизнь на Земле имеет общую эволюционную историю.
Обзор
- Опишите клетки.
- Объясните, как были обнаружены клетки.
- Опишите, как развивалась теория клеток.
- Определите структуры, общие для всех ячеек.
- Верно или неверно. Пробка — не живой организм.
- Верно или неверно. Некоторые организмы состоят только из одной клетки.
- Верно или неверно. Рибосомы находятся вне цитоплазмы клетки.
- Белки произведены на _____________.
- В чем разница между световым микроскопом и электронным микроскопом?
- Первые микроскопы были сделаны около
- 1965
- 1665
- 1950
- 1776
- Кто из этих ученых сделал каждое из следующих открытий? (Антон ван Левенгук; Роберт Гук; Рудольф Вирхов)
- Наблюдал за некоторыми из первых ячеек и впервые использовал термин «ячейка»
- Наблюдал первые клетки человека
- Наблюдаемые делящиеся клетки
- Роберт Гук сделал набросок того, что выглядело как соты, или повторяющиеся круглые или квадратные единицы, когда он наблюдал клетки растений под микроскопом.
- Что представляет собой каждая единица?
- Из общих частей всех ячеек, что составляет внешнюю поверхность каждой единицы?
- Что составляет внутреннюю часть каждой ячейки из общих частей всех ячеек?
Узнать больше
Чтобы узнать больше о теории клеток и ее истории, посмотрите видео ниже.
Посмотрите видео ниже, чтобы познакомиться с клетками. Это видео показывает анимацию и микроскопические снимки множества различных типов клеток.
Ячейка. 1. Открытие ячеек. Атлас гистологии растений и животных
В настоящее время мы согласны с тем, что организмы состоят из клеток, но прийти к такому выводу пришлось далеко. Размер большинства клеток меньше разрешающей способности человеческого глаза, которая составляет примерно 200 микрометров (0,2 мм). Разрешающая способность — это способность различать две близкие точки. Поэтому для наблюдения за клетками потребовалось изобретение устройств с более высокой разрешающей способностью, чем человеческий глаз.Этим устройством был световой микроскоп. В световых микроскопах используется видимый свет и стеклянные линзы для увеличения разрешающей способности. Максимальная разрешающая способность световых микроскопов составляет 0,2 микрона, что в тысячу раз выше, чем у человеческого глаза. Но даже с помощью световых микроскопов потребовалось много времени, чтобы понять, что клетки — это единицы, из которых состоят все живые организмы. Это произошло из-за разнообразия форм и размеров клеток, а также из-за низкого качества линз, которые были частью световых микроскопов, созданных в то время.Другой проблемой было отсутствие гистологических методов обработки и изучения тканей животных и растений.
1. Введение
Древние греки предполагали, что материя делится на очень маленькие единицы. Левкипп и Демокрит писали, что материя состоит из небольших частей, называемых атомами (без частей), которые больше не могут быть разделены. Однако другие, такие как Аристотель, отстаивали непрерывность материи без пустых мест. Вплоть до 18 века, когда ученые и философы обсуждали как живую, так и неживую материю, они поддерживали теорию атомов или теорию непрерывности материи.
История открытия мельчайших единиц, из которых состоят живые организмы, — это история открытия клетки. Это началось, когда были впервые созданы стеклянные линзы и устройства для их удержания; Другими словами, все началось с изобретения световых микроскопов в начале 17 века. Со времени первых микроскопических наблюдений до наших дней концепция клетки развивалась под сильным влиянием развития микроскопов и, следовательно, с усовершенствованием технологий.Однако любопытно, что целью первых линз и микроскопов была проверка качества тканей, а не изучение живых организмов.
Ниже приведены некоторые из наиболее важных достижений и концепций в истории открытия клетки:
2. XVII век
1590-1600 . А. Х. Липперши, З. Янссен и Х. Янссен (отец и сын). Им приписывают изобретение первого сложного микроскопа.С каждой стороны трубки помещали по две увеличительные линзы. Развитие этого устройства и улучшение качества линз позже позволит визуализировать клетки.
На этом рисунке Р. Гука изображен пробковый лист, наблюдаемый под микроскопом. Каждую из полых структур пробки, похожие на сотовые камеры, он назвал ячейками. Воспроизведено с Micrographia (Hook, 1664).1610 . Галилео Галилей описал кутикулу насекомого.Он превратил телескоп в микроскоп, изменив положение линз. Итак, он самостоятельно изобрел составной микроскоп (о работе Янссена он ничего не знал). 1625 . Франческо Стеллути описал поверхность тела пчелы. К тому времени наблюдались только поверхности, но не срезы тканей.
1644 . J. B. Odierna изучил и описал первые вскрытия животных.
1664 .Роберт Гук (физик, метеоролог, биолог, инженер и архитектор) опубликовал книгу под названием Micrographia , в которой описаны первые доказательства существования клеток. Он изучил пробку и заметил расположение растительной ткани, напоминающее соты. Каждому маленькому отсеку было дано название камеры, но он не знал, что эта камера (от латинского «целла»: маленькая комната) была чем-то вроде того, что мы знаем сегодня как камеру. На самом деле он считал, что эти полости были местами, куда переносились питательные вещества для растений.Хотя он не осознавал, что эти клетки были функциональными единицами живых существ, слово «клетка» использовалось для обозначения маленьких камер, присутствующих в каждом растении, а затем оно использовалось для обозначения маленьких единиц, также встречающихся у животных.
1670-1680 . Н. Грю и М. Мальпиги изучили многие виды растений и описали схожую микроскопическую организацию для всех из них. Так же, как Р. Гук, Н. Грю описывал ткани растений, но маленькие камеры рассматривались как пузырьки брожения (как в хлебе).Он ввел название паренхима для некоторых растительных тканей и сделал множество рисунков, посвященных организации растительных тканей. М. Мальпиги дал названия многим структурам растений, таким как трахея (из-за ее сходства с трахеей насекомых). Он также работал с тканями животных и изучал капиллярную сеть, но это были очень элементарные исследования. Эти авторы установили детальную микроскопическую организацию растений. Однако на камеры, которые выглядели как простые воздушные камеры, по-прежнему не обращали особого внимания.
Из любопытства, в отличие от Мальпиги, который считал клетки изолированными пространствами, Грю предположил, что полости клеток были подобны пространствам, оставленным нитями. Так, Грю сравнил микроскопическую организацию тканей растений с тканями. Было высказано предположение, что это недоразумение привело к неправильному выбору слова «ткань» в качестве названия для определения клеток и внеклеточного матрикса в организмах. Подобное недоразумение сохранило название «клетка» для определения функциональной и анатомической единицы живых организмов.
Обложка Анатомических и физиологических исследований о структуре животных и животных и животных М. Х. Дютроше (1824 г.).К тому времени линзы были очень плохого качества, с большими хроматическими аберрациями, и микроскописты вкладывали много воображения в свои описания. Таким образом, Гуртье д’Аготи увидел полностью сформировавшихся детей в головке сперматозоида, гомункула. Однако в этот период наблюдался неуклонный прогресс в создании линз, что привело к увеличению четкости и разрешающей способности микроскопа.Дж. Хаддл (1628–1704) был очень хорошим производителем линз, и он научил А. ван Левенгука и Дж. Сваммердама делать линзы высокого качества.
Считается, что клетки животных были впервые обнаружены под световым микроскопом около 1673 года. Это были клетки крови. Однако неизвестно, был ли это Мальпиги, Сваммердан или Левенгук.
А. ван Левенгук1670 . А. ван Левенгук создал простые микроскопы с одной линзой, но с совершенством, которое позволило ему достичь увеличения более чем в 270 раз, что было больше, чем то, что могли предложить сложные микроскопы в то время.Его можно считать основоположником микробиологии, потому что он первым сообщил об описании бактерий и одноклеточных организмов. Он написал много статей о своих наблюдениях над биологическими образцами, более подробных, чем кто-либо прежде. Он наблюдал капли воды, крови, спермы, волос и многое другое. Он думал, что все животные состоят из нескольких единиц, но не смог связать эти единицы с клетками растений. Левенгук описал клетки животных как «анималкулы». Даже после подробных микроскопических исследований животных тканей прошло много лет, прежде чем животные и растительные клетки стали считаться подобными структурами.
3. XVIII век
1757 . Фон Галлер сказал, что ткани животных состоят из волокон.
1759 . Первая попытка уравнять животных и растения была сделана К.Ф. Вольф, который сказал, что во всех живых организмах есть фундаментальная единица шаровидной формы. Эта единица сначала будет шаровидной, как у животных, затем полой, а затем заполненной соком, как у растений.Он также сказал, что рост тела живых организмов будет происходить за счет добавления новых клеток. Однако возможно, что то, что он наблюдал в свои микроскопы, было в основном артефактами, и даже в этом случае он сделал эти замечательные заявления. В своей работе Theoria generationis он утверждал, что живые организмы образуются в результате прогрессивного развития, а структуры тела появляются в результате роста и дифференциации менее развитых структур. Эта теория противоречила другой очень популярной в то время теории: преформистской теории, которая предполагала, что целый организм уже присутствует внутри гамет, т.е.е. В каждой гамете присутствовало полностью развитое крошечное тело, которое могло достигнуть взрослой стадии только за счет увеличения размера каждой части.
1792 . Л. Гальвани открыл электрическую природу сокращения мышц.
1827 . Дж. Баттиста Амичи исправил многие аберрации линз, сделав микроскопы намного лучше.
4. XIX век
Ф.В. Распайль Рисунок жировой ткани из Chemie organique fondé sur des méthodes nouvelles d’observation , Ф. В. Распай (1833).1820-1830 . Развитие клеточной теории началось во Франции с работы Х. Милн-Эдвардса и Ф.В. Распай. Они наблюдали большое разнообразие тканей разных животных и сообщили, что ткани состоят из глобулярных, но неравномерно распределенных единиц. Считалось, что растения также имеют эти единицы и также придали этим пузырькам физиологическую роль.R.J.H. Дютроше, тоже по-французски, написал : если сравнить крайнюю простоту этой поразительной структуры, ячейки, с чрезвычайным разнообразием ее содержания, становится ясно, что это основная единица организованной сущности. Собственно, все в конечном итоге происходит от ячейки . Он изучил множество животных и растений и пришел к выводу, что клетки растений и глобулы животных — это одно и то же, но с разной морфологией. Он также предложил некоторые физиологические функции этих единиц и предположил, что клетки рождаются внутри других клеток (не соглашаясь с теорией спонтанного зарождения).F.V. Распай, французский химик, предположил, что каждая клетка подобна лаборатории, которая позволяет организовать ткани и организмы. Он думал, что каждая клетка, как русские куклы, содержит множество маленьких пузырьков, которые могут расти и выделяться как независимые клетки. Он даже предположил, что клетки могут заниматься сексом (в основном гермафродиты). Наконец, он сказал, а не Р. Вирхов: «Omnis cellula e cellula», то есть каждая клетка происходит из другой клетки.
1831 .Р. Браун описал ядро клетки. Это довольно спорно, потому что в письме Левенгука в 1682 году он описал округлую структуру внутри красных кровяных телец рыб. Эта структура не могла быть ничем иным, как ядром. Однако он не назвал его. Более того, в 1802 г. Ф. Бауэр из Чехии описал структуру клетки, очень похожую на ядро клетки. Много позже М.Дж.Шлейден предположил, что все клетки содержат ядро.
1832 .Б. Дюмортье описал бинарное деление в растительных клетках. Он сообщил о синтезе новой клеточной стенки между двумя новыми клетками и предположил, что этот механизм является способом пролиферации клеток. Таким образом, он отказался от других теорий о пролиферации клеток, таких как те, которые утверждают, что клетки появляются внутри других уже существующих клеток, таких как матрешки, или те, которые предполагают спонтанное зарождение.
Открытие деления клеток1835 .Р. Вагнер описал ядрышко.
1837 . Я. Пуркинье из Чехии, один из лучших гистологов того времени, предположил, что не только ткани животных состоят из клеток, но также и ткани животных аналогичны тканям растений.
1838 . М. Й. Шлейден, немецкий ботаник, написал первую аксиому клеточной теории для растений (он не изучал ткани животных). То есть все растения состоят из единиц, называемых ячейками.Немецкий физиолог Т. Шванн в своей книге « Mikroscopische Untersuchungen » распространил эту концепцию на животных, а затем и на все живые организмы. Он пошел дальше, сказав, что животные и растения следуют одним и тем же основным механизмам.
Т. Шванн описал клетки как единицы, окруженные мембраной. Он фактически не наблюдал «настоящую» мембрану клеток. Двумя годами ранее Х. Датроше предположили наличие мембраны после его исследований осмоса.Мембрана, описанная Т. Шванном и М. Дж. Шлейденом, на самом деле представляла собой клеточную стенку плюс кортикальную цитоплазму растительных клеток. Поэтому ошибочно утверждали, что ядро находится внутри клеточной «мембраны». Т. Шванн пошел дальше и предположил, что эта «мембрана» функционирует как барьер, отделяющий внутреннее от внешней среды, что оказалось правильным, но для «настоящей» клеточной мембраны.
Хотя немецкая школа Т.Шванн и М.Дж.Шлейден были признаны за разработку утверждений клеточной теории, есть по крайней мере четыре исследователя, которые написали аналогичные утверждения за много лет до этого: Окен (1805 г.), Датроше (1824 г.), Пуркинье (1834 г.) и Валентин (1834 г.). Датроше выделялся среди других исследователей. Ходят слухи, что Т. Шванн знал о бумагах Датроше и «позаимствовал» некоторые идеи. T. Schwann и M.J. Schleiden также согласились с клетками, возникающими изнутри других клеток, но это оказалось неверным.
1839-1843 . Ф. Дж. Ф. Мейен, Ф. Дюжарден и М. Барри соединили и объединили различные отрасли биологии, чтобы показать, что отдельные простейшие представляют собой ядросодержащие клетки, подобные тем, из которых состоят животные и растения, а также предположили, что непрерывные клеточные линии являются основой жизни. Таким образом, эволюционная история живых существ могла быть представлена на едином древе жизни, в котором растения, животные, грибы и одноклеточные организмы были взаимосвязаны.
Модели клеточных мембран1839-1846 .J.E. Пуркинг и Х. ван Моль независимо предложили название протоплазма для клеточного содержимого (за исключением ядра) растительных клеток. Дюжарден (1835) ранее называл его саркодом для животных клеток. Ф. Кон (1850) понял, что протоплазма и саркод — это одно и то же. Изучение растений и животных на одном уровне в то время было не принято. Поскольку у растительных клеток была клеточная «мембрана» (помните, что эта «мембрана» представляла собой клеточную стенку плюс кортикальную цитоплазму), но ее нельзя было наблюдать в животных клетках, живое вещество клеток считалось протоплазмой.Н. Прингсхайм (1854) предположил, что протоплазма — это живая часть растений. В то время большинство исследователей согласились с тем, что в протоплазме содержится жизненная сила, поэтому клеточная мембрана как фундаментальный компонент клетки исчезла. Это было разумно, потому что клеточную мембрану нельзя увидеть в световой микроскоп.
1856 . Р. Вирхов писал: «Клетка, как простейшая форма проявления жизни, которая, тем не менее, полностью представляет идею жизни, есть органическое единство, неделимое живое».К середине девятнадцатого века эта теория получила широкое признание.
1879 . У. Флемминг описал расщепление хромосом и предложил название митоз.
1899 . К.Е. Овертон предположил, что поверхность раздела между протоплазмой и внеклеточным пространством является липидной. Основываясь на экспериментах по осмосу и диффузии липидов, он предположил существование тонкого слоя липидов, выстилающего протоплазму.
5. XX век
1932 . Появился электронный микроскоп. Он был изобретен в Германии М. Кноллем и Э. Руской и разработан в 30-40-е годы ХХ века. В оптическом микроскопе используется видимый свет, но его длина волны не позволяет различить две точки, расположенные ближе, чем на 0,2 микрометра. Электронная микроскопия позволяет изучать клеточные структуры размером всего несколько нанометров (10 -3 микрометров).Было подтверждено существование плазматической мембраны и других компонентов внутри клетки. Это был первый раз, когда можно было наблюдать мембраны. С помощью электронного микроскопа было показано, что внутренняя часть эукариотической клетки сложна и богата компартментами. К 1960 году ультраструктура клетки уже была изучена и описана.
Изображения просвечивающей электронной микроскопии. Разрешающая способность этих микроскопов позволяла наблюдать клеточные структуры при разном увеличении.Увеличение и разрешение этих фигур увеличиваются слева направо. Черные (электронно-плотные) линии на самом большом увеличении справа соответствуют клеточным мембранам.Библиография
Кавальер-Смит, Т . 2010. Глубокая филогения, предковые группы и четыре возраста жизни. Философские труды Королевского общества B. 365: 111-132
Харрис, Н . 2000. Рождение клетки.Издательство Йельского университета. ISBN-10: 0300082959.
Крючок, R . Микрография. 1664. Прочтите в Национальной медицинской библиотеке США.
Ling, G. 2007. История мембранной (насосной) теории живой клетки от ее зарождения в середине 19 века до ее опровержения 45 лет назад, хотя все еще преподается во всем мире как установленная истина. Физиологическая химия и физика и медицинский ЯМР 39: 1–67.
http: // micro.magnet.fsu.edu/index.html
Обнаружение самого раннего рисунка — ScienceDaily
Что такое символ? На этот вопрос сложно ответить, когда вам нужно проанализировать самые ранние графические произведения. То, что мы сегодня можем интерпретировать как образные изображения, может быть просто древним рисунком, не имеющим особого назначения. Долгое время археологи были уверены, что первые символы появились, когда Homo sapiens заселили районов Европы около 40 000 лет назад. Однако недавние археологические открытия в Африке, Европе и Азии предполагают, что создание и использование символов возникло намного раньше.
Например, самая старая известная гравюра — это зигзаг, вырезанный на раковине пресноводной мидии, найденной в Триниле (Ява) в археологических слоях возрастом 540 000 лет. А предметы для личного украшения были обнаружены на нескольких археологических раскопках в Африке, возраст которых был от 70 000 до 120 000 лет до настоящего времени.
В новой статье международная группа, в которую входят ученые из исследовательских подразделений PACEA (CNRS / Университет Бордо / Министерство культуры Франции) и TRACES (CNRS / Университет Тулузы-Жана Жореса / Министерство культуры Франции), описывает старейшие известные абстрактный рисунок, сделанный с помощью куска охры, используемой в качестве карандаша.Он был обнаружен на поверхности небольшого кусочка кремнистой породы (силкрит) при анализе каменных орудий, собранных во время раскопок в пещере Бломбос в Южной Африке *. Фрагмент из силикрита происходил из археологического пласта возрастом 73 000 лет и имеет заштрихованный узор, состоящий из девяти тонких линий.
Основной методологической проблемой было доказать, что эти линии были намеренно нарисованы людьми. Этим в первую очередь занялись французские члены команды, специалисты в этих вопросах и специализирующиеся на химическом анализе пигментов.Сначала они воспроизводили одни и те же линии, используя разные техники: пробовали фрагменты охры острием или острием, а также наносили различные водные разведения порошка охры с помощью кистей. Затем они сравнили свои рисунки с древним оригиналом, используя методы микроскопического, химического и трибологического ** анализа. Их результаты подтверждают, что линии были намеренно нарисованы острым предметом охры на поверхности, сначала сглаженной трением. Таким образом, узор представляет собой самый ранний из известных рисунков, предшествующий самым старым ранее обнаруженным работам, по крайней мере, на 30 000 лет.
В археологическом слое, в котором лежала чешуйка силкрита, уже было обнаружено множество других предметов с символическими отметками, включая фрагменты охры с очень похожей заштрихованной гравировкой. Эти находки демонстрируют, что первые Homo sapiens в этом регионе Африки использовали разные методы для создания одинаковых знаков на разных материалах, что подтверждает гипотезу о том, что эти маркировки выполняли символическую функцию.
* Пещера Бломбос — это место продолжающихся раскопок, проводимых командами из Университета Бергена (Норвегия) и Университета Витватерсранда (Южная Африка), которые начались в 1991 году.
**. Трибология — это наука о трении и износе.
История Источник:
Материалы предоставлены CNRS . Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.
4.2 Открытие клеток и клеточной теории — биология человека
Создал: CK-12 / Адаптировал Кристин Миллер
Рис. 4.2.1. Клетки человека, просматриваемые с помощью очень мощного инструмента, называемого сканирующим электронным микроскопом.
Что это за невероятные объекты? Вы удивитесь, узнав, что все они являются человеческими клетками? Клетки на самом деле слишком малы, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом.Он виден здесь так подробно, потому что просматривается с помощью очень мощного инструмента, называемого сканирующим электронным микроскопом. Клетки могут быть небольшими по размеру, но они чрезвычайно важны для жизни. Как и все другие живые существа, вы состоите из клеток. Клетки — основа жизни, и без клеток жизнь в том виде, в каком мы ее знаем, не существовала бы. В этом разделе вы узнаете больше об этих удивительных строительных блоках жизни.
Если вы посмотрите на живое вещество в микроскоп — даже простой световой микроскоп — вы увидите, что оно состоит из клеток.Клетки — это основные элементы структуры и функции живых существ. Это самые маленькие единицы, которые могут выполнять жизненные процессы. Все организмы состоят из одной или нескольких клеток, и все клетки имеют одни и те же структуры и выполняют одни и те же основные жизненные процессы. Знание структуры клеток и процессов, которые они осуществляют, необходимо для понимания самой жизни.
Рис. 4.2.2 Роберт Гук зарисовал клетки пробки, как они выглядели под простым световым микроскопом.Обнаружение клеток
Впервые слово ячейка было использовано для обозначения этих крошечных единиц жизни в 1665 году британским ученым по имени Роберт Гук. Гук был одним из первых ученых, изучавших живые существа под микроскопом. Микроскопы его времени были не очень сильными, но Гук все же смог сделать важное открытие. Когда он посмотрел на тонкий кусочек пробки под микроскопом, он был удивлен, увидев нечто, похожее на соты. Гук сделал рисунок на рисунке справа, чтобы показать то, что он видел.Как видите, пробка состояла из множества крошечных элементов. Гук назвал эти единицы кельями , потому что они напоминали кельи в монастыре.
Вскоре после того, как Роберт Гук обнаружил клетки в пробке, Антон ван Левенгук из Голландии сделал другие важные открытия с помощью микроскопа. Левенгук изготовил свои собственные линзы для микроскопов, и у него это было настолько хорошо, что его микроскоп был более мощным, чем другие микроскопы его времени. Фактически, микроскоп Левенгука был почти таким же мощным, как современных световых микроскопов .Используя свой микроскоп, Левенгук был первым человеком, который наблюдал за человеческими клетками и бактериями.
Теория клетки
К началу 1800-х годов ученые наблюдали клетки многих различных организмов. Эти наблюдения привели двух немецких ученых по имени Теодор Шванн и Матиас Якоб Шлейден к предложению клеток в качестве основных строительных блоков всего живого. Примерно в 1850 году немецкий врач по имени Рудольф Вирхов изучал клетки под микроскопом, когда ему довелось увидеть, как они делятся и образуют новые клетки.Он понял, что живые клетки производят новые клетки путем деления. Основываясь на этом понимании, Вирхов предположил, что живые клетки возникают только из других живых клеток.
Идеи всех трех ученых — Шванна, Шлейдена и Вирхова — привели к теории клетки, которая является одной из фундаментальных теорий, объединяющих всю биологию.
Теория клеток утверждает, что:
- Все организмы состоят из одной или нескольких клеток.
- Все жизненные функции организмов происходят внутри клеток.
- Все ячейки происходят из существующих ячеек.
Видеть клетки изнутри
Начиная с Роберта Гука в 1600-х годах, микроскоп открыл удивительный новый мир — мир жизни на уровне клетки. По мере того, как микроскопы продолжали совершенствоваться, было сделано больше открытий о клетках живых существ, но к концу 1800-х годов световые микроскопы достигли своего предела. Объекты, намного меньшие, чем клетки (включая структуры внутри клеток), были слишком малы, чтобы их можно было увидеть даже в самый сильный световой микроскоп.
Рис. 4.2.3. Электронный микроскоп сделал это изображение структур внутри клетки.Затем, в 1950-х годах, был изобретен новый тип микроскопа. Названный электронным микроскопом, он использовал пучок электронов вместо света для наблюдения за очень маленькими объектами. С помощью электронного микроскопа ученые наконец смогли увидеть крошечные структуры внутри клеток. Они могли даже видеть отдельные молекулы и атомы. Электронный микроскоп оказал огромное влияние на биологию. Это позволило ученым изучать организмы на уровне их молекул и привело к появлению области молекулярной биологии.С помощью электронного микроскопа было сделано гораздо больше открытий клеток.
Структуры, общие для всех ячеек
Хотя клетки разнообразны, все клетки имеют определенные общие части. Эти части включают плазматическую мембрану, цитоплазму, рибосомы и ДНК.
Рис. 4.2.4 Каждая клетка состоит как минимум из плазматической мембраны, ДНК, рибосом и цитоплазмы.- Плазматическая мембрана (тип клеточной мембраны) представляет собой тонкий слой липидов, окружающий клетку.Он образует физическую границу между клеткой и окружающей средой. Вы можете думать об этом как о «коже» клетки.
- Цитоплазма относится ко всему клеточному материалу внутри плазматической мембраны. Цитоплазма состоит из водянистого вещества, называемого цитозолем, и содержит другие клеточные структуры, такие как рибосомы.
- Рибосомы — это структуры в цитоплазме, в которых образуются белки.
- ДНК — это нуклеиновая кислота, обнаруженная в клетках.Он содержит генетические инструкции, необходимые клеткам для производства белков.
Эти четыре части являются общими для всех клеток организмов, столь же разных, как бактерии и люди. Как у всех известных организмов появились такие похожие клетки? Сходство показывает, что вся жизнь на Земле имеет общую эволюционную историю.
- Клетки — это основные структурные единицы и функции живых существ. Это самые маленькие единицы, которые могут выполнять жизненные процессы.
- В 1600-х годах Гук первым наблюдал за клетками организма (пробкой). Вскоре после этого микроскопист ван Левенгук наблюдал за многими другими живыми клетками.
- В начале 1800-х годов Шванн и Шлейден предположили, что клетки являются основными строительными блоками всего живого. Примерно в 1850 году Вирхов наблюдал деление клеток. К предыдущим выводам он добавил, что живые клетки возникают только из других живых клеток. Эти идеи привели к теории клеток, которая утверждает, что все организмы состоят из клеток, что все жизненные функции выполняются в клетках и что все клетки происходят из других клеток.
- Только в 1950-х годах ученые смогли увидеть, что находится внутри клетки. Изобретение электронного микроскопа позволило им увидеть органеллы и другие структуры, меньшие, чем клетки.
- Клетки различаются, но все клетки имеют плазматическую мембрану, цитоплазму, рибосомы и ДНК. Эти сходства показывают, что все живое на Земле имеет общего предка в далеком прошлом.
- Опишите клетки.
- Объясните, как были обнаружены клетки.
- Обрисовать в общих чертах развитие теории клетки.
- Определите структуры, общие для всех ячеек.
- Белки произведены на _____________.
- Роберт Гук набросал нечто похожее на соты — или повторяющиеся круглые или квадратные единицы — когда он наблюдал за растительными клетками под микроскопом.
- Что представляет собой каждая единица?
- Из общих частей всех ячеек, что составляет внешнюю поверхность каждой единицы?
- Что составляет внутреннюю часть каждой ячейки из общих частей всех ячеек?
Introduction to Cells: The Grand Cell Tour, Сестры Амеба, 2016.
Атрибуты
Рисунок 4.2.1
Рисунок 4.2.2
Hooke-microscope-cork Роберта Гука (1635-1702) [загружено Алехандро Порто] на Wikimedia Commons опубликовано в открытом доступе (https://en.wikipedia.org/wiki/Public_domain).
Рисунок 4.2.3
Изображение клетки, полученное с помощью электронного микроскопа, полученное при помощи Dartmouth Electron Microscope Facility, Дартмутский колледж на Wikimedia Commons, опубликовано в открытом доступе (https: // en.wikipedia.org/wiki/Public_domain).
Рисунок 4.2.4
Basic-Components-of-a-Cell Кристин Миллер используется по лицензии CC0 1.0 (https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/).
Список литературы
Сестры Амеба. (2016, 1 ноября). Знакомство с клетками: большой тур по клеткам. YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=8IlzKri08kk&feature=youtu.be
Национальный институт аллергии и инфекционных заболеваний (NIAID). (2011).Лейкоцит (WBC), известный как нейтрофил, находился в процессе поглощения ряда устойчивых к метициллину бактерий Staphylococcus aureus (MRSA) сфероидной формы [цифровое изображение]. CDC / Библиотека изображений общественного здравоохранения (PHIL) Идентификационный номер фотографии № 18129. https://phil.cdc.gov/Details.aspx?pid=18129.
авторов Википедии. (2020, 24 июня). Антони ван Левенгук. В Википедия . https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Antonie_van_Leeuwenhoek&oldid=964339564
авторов Википедии.(2020, 25 мая). Матиас Якоб Шлейден. В Википедия. https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Matthias_Jakob_Schleiden&oldid=958819219
авторов Википедии. (2020, 4 июня). Рудольф Вирхов. В Википедия. https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Rudolf_Virchow&oldid=960708716
авторов Википедии. (2020, 16 мая). Теодор Шванн. В Википедия. https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Theodor_Schwann&oldid=956919239
Основы современной теории клетки
Цели обучения
- Объясните ключевые положения теории клетки и индивидуальный вклад Гука, Шлейдена, Шванна, Ремака и Вирхова.
- Объясните ключевые положения теории эндосимбиотиков и приведите доказательства, подтверждающие эту концепцию.
- Объясните вклад Земмельвейса, Сноу, Пастера, Листера и Коха в развитие теории микробов.
Пока одни ученые спорили о теории спонтанного зарождения, другие делали открытия, ведущие к лучшему пониманию того, что мы сейчас называем теорией клеток .Современная клеточная теория имеет два основных положения:
- Все клетки происходят только из других клеток (принцип биогенеза).
- Клетки — это основные единицы организмов.
Сегодня эти принципы являются основополагающими для нашего понимания жизни на Земле. Однако современная клеточная теория выросла из коллективной работы многих ученых.
Истоки теории клетки
Рис. 1. Роберт Гук (1635–1703) был первым, кто описал клетки на основе своих микроскопических наблюдений за пробкой.Эта иллюстрация была опубликована в его работе Micrographia .
Английский ученый Роберт Гук впервые использовал термин «клетки» в 1665 году для описания небольших камер внутри пробки, которые он наблюдал под микроскопом собственной конструкции. Для Гука тонкие срезы пробки напоминали «медовые соты» или «маленькие коробочки или пузыри с воздухом». Он отметил, что каждая «пещера, пузырь или ячейка» отличается от других (рис. 1). В то время Гук не знал, что пробковые клетки давно мертвы и, следовательно, не имеют внутренних структур, обнаруженных в живых клетках.
Несмотря на раннее описание клеток Гук, их значение как фундаментальной единицы жизни еще не было признано. Почти 200 лет спустя, в 1838 году, Маттиас Шлейден (1804–1881), немецкий ботаник, который провел обширные микроскопические наблюдения за тканями растений, описал их как состоящие из клеток. Визуализировать клетки растений было относительно легко, потому что клетки растений четко разделены толстыми клеточными стенками. Шлейден считал, что клетки образуются в результате кристаллизации, а не деления клеток.
Теодор Шванн (1810–1882), известный немецкий физиолог, провел аналогичные микроскопические наблюдения за тканями животных. В 1839 году, после разговора со Шлейденом, Шванн понял, что существует сходство между тканями растений и животных. Это положило начало идее о том, что клетки являются основными компонентами растений и животных.
В 1850-х годах двое польских ученых, живших в Германии, продвинули эту идею дальше, достигнув высшей точки в том, что мы сегодня признаем современной клеточной теорией.В 1852 году Роберт Ремак (1815–1865), известный невролог и эмбриолог, опубликовал убедительные доказательства того, что клетки происходят из других клеток в результате деления клеток. Однако эта идея была подвергнута сомнению многими в научном сообществе. Три года спустя Рудольф Вирхов (1821–1902), уважаемый патолог, опубликовал редакционное эссе под названием «Клеточная патология», в котором популяризировалась концепция клеточной теории с использованием латинской фразы omnis cellula a cellula («все клетки возникают из клеток »), что по сути является вторым принципом современной клеточной теории.Учитывая сходство работ Вирхова с работами Ремака, существуют некоторые разногласия относительно того, какой ученый должен получить признание за формулировку теории клетки. Дополнительную информацию об этом противоречии см. В следующей статье «Взгляд на этику».
Наука и плагиат
Рудольфа Вирхова, известного немецкого ученого польского происхождения, часто называют «отцом патологии». Хорошо известный своими новаторскими подходами, он был одним из первых, кто определил причины различных заболеваний, изучая их влияние на ткани и органы.Он также был одним из первых, кто использовал животных в своих исследованиях, и в результате своей работы он первым назвал множество болезней и создал множество других медицинских терминов. За свою карьеру он опубликовал более 2000 статей и возглавлял различные важные медицинские учреждения, включая Charité — Universitätsmedizin Berlin, известную берлинскую больницу и медицинскую школу. Но, пожалуй, больше всего его помнят за его редакционное эссе 1855 года под названием «Клеточная патология», опубликованное в Archiv für Pathologische Anatomie und Physiologie , журнале, который сам Вирхов основал и существует до сих пор.
Несмотря на его значительное научное наследие, есть некоторые разногласия по поводу этого эссе, в котором Вирхов предложил центральный принцип современной клеточной теории — что все клетки возникают из других клеток. Роберт Ремак, бывший коллега, работавший в той же лаборатории, что и Вирхов, в Берлинском университете, опубликовал ту же идею 3 года назад. Хотя кажется, что Вирхов был знаком с работами Ремака, он не упомянул идеи Ремака в своем эссе. Когда Ремак написал Вирхову письмо, в котором указывал на сходство между идеями Вирхова и его собственными, Вирхов пренебрежительно отнесся к нему.В 1858 году в предисловии к одной из своих книг Вирхов написал, что его публикация 1855 года была просто редакционной статьей, а не научной статьей, и поэтому нет необходимости цитировать работы Ремака.
По сегодняшним меркам редакционная статья Вирхова, безусловно, будет считаться актом плагиата, поскольку он представил идеи Ремака как свои собственные. Однако в девятнадцатом веке стандарты академической честности были гораздо менее четкими. Сильная репутация Вирхова в сочетании с тем фактом, что Ремак был евреем в несколько антисемитском политическом климате, оградили его от любых серьезных последствий.Сегодня процесс экспертной оценки и легкий доступ к научной литературе помогают предотвратить плагиат. Хотя ученые по-прежнему заинтересованы в публикации оригинальных идей, продвигающих научные знания, те, кто рассматривает возможность плагиата, хорошо осведомлены о серьезных последствиях.
В академических кругах плагиат представляет собой кражу как индивидуальных мыслей, так и исследований — преступление, которое может разрушить репутацию и положить конец карьере.
Рис. 2. (а) Рудольф Вирхов (1821–1902) популяризировал клеточную теорию в эссе 1855 года, озаглавленном «Клеточная патология.(Б) Идея о том, что все клетки происходят из других клеток, была впервые опубликована в 1852 году его современником и бывшим коллегой Робертом Ремаком (1815–1865).
Подумай об этом
- Каковы ключевые положения клеточной теории?
- Какой вклад внесли Рудольф Вирхов и Роберт Ремак в развитие теории клетки?
Теория эндосимбиотиков
Пока ученые продвигались к пониманию роли клеток в тканях растений и животных, другие исследовали структуры внутри самих клеток.В 1831 году шотландский ботаник Роберт Браун (1773–1858) первым описал наблюдения ядер, которые он наблюдал в клетках растений. Затем, в начале 1880-х годов, немецкий ботаник Андреас Шимпер (1856–1901) первым описал хлоропласты растительных клеток, определив их роль в образовании крахмала во время фотосинтеза и отметив, что они делятся независимо от ядра.
Основываясь на способности хлоропластов к независимому воспроизводству, русский ботаник Константин Мерещковский (1855–1921) предположил в 1905 году, что хлоропласты, возможно, произошли от предковых фотосинтезирующих бактерий, симбиотически живущих внутри эукариотической клетки.Он предположил аналогичное происхождение ядра растительной клетки. Это была первая формулировка эндосимбиотической гипотезы , которая объясняет, как эукариотические клетки произошли от предковых бактерий.
Эндосимбиотическая гипотеза Мерешковского была поддержана американским анатомом Иваном Валлином (1883–1969), который начал экспериментально исследовать сходство между митохондриями, хлоропластами и бактериями — другими словами, чтобы проверить эндосимбиотическую гипотезу с помощью объективных исследований.В 1920-х годах Валлин опубликовал серию статей, подтверждающих эндосимбиотическую гипотезу, в том числе публикацию 1926 года, написанную в соавторстве с Мерешковски. Валлин утверждал, что может культивировать митохондрии вне их эукариотических клеток-хозяев. Многие ученые отвергли его культуры митохондрий как результат бактериального заражения. Современная работа по секвенированию генома поддерживает несогласных ученых, показывая, что большая часть генома митохондрий была перенесена в ядро клетки-хозяина, что не позволяет митохондриям жить самостоятельно.
Идеи Валлина относительно эндосимбиотической гипотезы в течение следующих 50 лет в значительной степени игнорировались, потому что ученые не знали, что эти органеллы содержат их собственную ДНК. Однако с открытием митохондриальной и хлоропластной ДНК в 1960-х годах эндосимбиотическая гипотеза была возрождена. Линн Маргулис (1938–2011), американский генетик, в 1967 году опубликовала свои идеи относительно эндосимбиотической гипотезы происхождения митохондрий и хлоропластов. За десятилетие до ее публикации достижения в области микроскопии позволили ученым дифференцировать прокариотические клетки. из эукариотических клеток.В своей публикации Маргулис провела обзор литературы и заявила, что эукариотические органеллы, такие как митохондрии и хлоропласты, имеют прокариотическое происхождение. Она представила растущий объем микроскопических, генетических, молекулярно-биологических, ископаемых и геологических данных в поддержку своих утверждений.
Опять же, эта гипотеза изначально не была популярной, но растущие генетические доказательства из-за появления секвенирования ДНК поддержали эндосимбиотическую теорию , которая теперь определяется как теория о том, что митохондрии и хлоропласты возникли в результате установления симбиотических отношений прокариотическими клетками. внутри эукариотического хозяина (рис. 3).Когда первоначальная эндосимбиотическая теория Маргулис получила широкое признание, она расширила эту теорию в своей книге 1981 года «Симбиоз в эволюции клетки» . В нем она объясняет, как эндосимбиоз является основным движущим фактором эволюции организмов. Более недавнее генетическое секвенирование и филогенетический анализ показывают, что митохондриальная ДНК и ДНК хлоропластов тесно связаны со своими бактериальными аналогами как по последовательности ДНК, так и по структуре хромосомы. Однако митохондриальная ДНК и ДНК хлоропластов уменьшены по сравнению с ядерной ДНК, потому что многие гены переместились из органелл в ядро клетки-хозяина.Кроме того, митохондриальные и хлоропластные рибосомы структурно похожи на бактериальные рибосомы, а не на эукариотические рибосомы их хозяев. Наконец, бинарное деление этих органелл сильно напоминает бинарное деление бактерий по сравнению с митозом, выполняемым эукариотическими клетками. Со времени первоначального предложения Маргулиса ученые наблюдали несколько примеров бактериальных эндосимбионтов в современных эукариотических клетках. Примеры включают эндосимбиотические бактерии, обнаруженные в кишечнике некоторых насекомых, таких как тараканы, и органеллы, подобные фотосинтетическим бактериям, обнаруженные у простейших.
Рис. 3. Согласно эндосимбиотической теории, митохондрии и хлоропласты возникают в результате поглощения бактериями. Эти бактерии установили симбиотические отношения со своей клеткой-хозяином, что в конечном итоге привело к развитию бактерий в митохондрии и хлоропласты.
Подумай об этом
- Что утверждает современная эндосимбиотическая теория?
- Какие доказательства подтверждают эндосимбиотическую теорию?
Теория зародышей болезни
До открытия микробов в семнадцатом веке ходили и другие теории о происхождении болезней.Например, древние греки предложили теорию миазмов , согласно которой болезнь возникла из-за частиц, исходящих от разлагающегося вещества, например, в сточных водах или выгребных ямах. Такие частицы заражали людей в непосредственной близости от гниющего материала. Считалось, что болезни, в том числе «черная смерть», разорившие население Европы в средние века, возникли именно таким образом.
В 1546 году итальянский врач Джироламо Фракасторо в своем эссе De Contagione et Contagiosis Morbis предположил, что споры, подобные семенам, могут передаваться между людьми при прямом контакте, контакте с зараженной одеждой или по воздуху.Теперь мы признаем Фракасторо одним из первых сторонников микробной теории болезни , которая утверждает, что болезни могут возникать в результате микробной инфекции. Однако в шестнадцатом веке идеи Фракасторо не получили широкого признания и будут в значительной степени забыты до девятнадцатого века.
Рис. 4. Игнац Земмельвейс (1818–1865) был сторонником важности мытья рук для предотвращения передачи заболеваний врачами от одного пациента к другому.
В 1847 году венгерский акушер Игнас Semmelweis (рис. 4) заметил, что матери, рожавшие в больничных палатах, укомплектованных врачами и студентами-медиками, чаще страдали и умирали от послеродовой лихорадки после родов (уровень смертности 10–20%) чем матери в палатах с акушерками (уровень смертности 1%).Земмельвейс наблюдал за тем, как студенты-медики проводили вскрытия, а затем — влагалищные обследования живых пациентов, не мыть руки в перерывах. Он подозревал, что студенты переносили болезнь от вскрытия к обследованным пациентам. Его подозрения подтверждались безвременной смертью друга, врача, который заразился смертельной раневой инфекцией после патологоанатомического обследования женщины, умершей от послеродовой инфекции. Рана мертвого врача была нанесена скальпелем, использованным во время обследования, и его последующее заболевание и смерть во многом совпадали с таковой у мертвого пациента.
Хотя Земмельвейс не знал истинной причины послеродовой лихорадки, он предположил, что врачи каким-то образом передают возбудителя болезни своим пациентам. Он предположил, что количество случаев послеродовой лихорадки можно уменьшить, если бы врачи и студенты-медики просто мыли руки хлорированной известковой водой до и после обследования каждого пациента. Когда эта практика была внедрена, уровень материнской смертности среди матерей, находящихся под присмотром врачей, упал до того же уровня смертности в 1%, который наблюдался среди матерей, за которыми ухаживали акушерки.Это продемонстрировало, что мытье рук было очень эффективным методом предотвращения передачи болезней. Несмотря на этот большой успех, в то время многие недооценивали работу Земмельвейса, а врачи не спешили применять простую процедуру мытья рук для предотвращения инфекций у своих пациентов, поскольку она противоречила установленным нормам для того периода времени.
Примерно в то же время, когда Земмельвейс пропагандировал мытье рук, в 1848 году британский врач Джон Сноу провел исследования для отслеживания источника вспышек холеры в Лондоне.Отследив вспышки до двух конкретных источников воды, оба из которых были загрязнены сточными водами, Сноу в конечном итоге продемонстрировал, что бактерии холеры передаются через питьевую воду. Работа Сноу важна тем, что представляет собой первое известное эпидемиологическое исследование, результатом которого стал первый известный ответ общественного здравоохранения на эпидемию. Работа Земмельвейса и Сноу ясно опровергла преобладающую в то время теорию миазмов, показав, что болезнь передается не только по воздуху, но и через зараженные предметы.
Хотя работа Земмельвейса и Сноу успешно продемонстрировала роль санитарии в предотвращении инфекционных заболеваний, причина болезни не была полностью изучена. Последующая работа Луи Пастера , Роберта Коха и Джозефа Листера дополнительно обосновала микробную теорию болезни.
Изучая причины порчи пива и вина в 1856 году, Пастер обнаружил свойства ферментации под действием микроорганизмов. Он продемонстрировал своими экспериментами с колбой с лебединой шеей (см. Рис. 3 в Спонтанном зарождении), что переносимые по воздуху микробы, а не спонтанное образование, были причиной порчи пищи, и он предположил, что, если микробы несут ответственность за порчу пищи и ферментацию, они могут нести ответственность за заражение.Это было основой микробной теории болезней.
Тем временем британский хирург Джозеф Листер (рис. 5а) пытался определить причины послеоперационных инфекций. Многие врачи не верили в то, что микробы на их руках, на их одежде или в воздухе могут инфицировать хирургические раны пациентов, несмотря на то, что в среднем 50% хирургических пациентов умирают от послеоперационных инфекций. Листер, однако, был знаком с работами Земмельвейса и Пастера; поэтому он настаивал на мытье рук и крайней чистоте во время операции.В 1867 году, чтобы еще больше снизить частоту послеоперационных раневых инфекций, Листер начал использовать во время операции дезинфицирующее / антисептическое средство в виде спрея с карболовой кислотой (фенолом). Его чрезвычайно успешные попытки уменьшить послеоперационную инфекцию сделали его методы стандартной медицинской практики.
Несколькими годами позже Роберт Кох (рис. 5b) предложил серию постулатов (постулатов Коха), основанных на идее, что причина определенного заболевания может быть связана с конкретным микробом. Используя эти постулаты, Кох и его коллеги смогли окончательно определить возбудителей конкретных заболеваний, включая сибирскую язву, туберкулез и холеру.Концепция Коха «один микроб — одна болезнь» стала кульминацией сдвига парадигмы девятнадцатого века от теории миазмов к микробной теории болезни. Постулаты Коха более подробно обсуждаются в книге «Как патогены вызывают заболевания».
Рис. 5. (a) Джозеф Листер разработал процедуры надлежащего ухода за хирургическими ранами и стерилизации хирургического оборудования. (b) Роберт Кох разработал протокол для определения причины инфекционного заболевания. Оба ученых внесли значительный вклад в принятие микробной теории болезней.
Подумай об этом
- Сравните и противопоставьте миазмовую теорию болезни микробной теории болезни.
- Как работа Джозефа Листера способствовала спору между теорией миазмов и теорией микробов и как это увеличило успех медицинских процедур?
Клиническая направленность: Аника, часть 2
Этот пример продолжает историю Аники, начатую в Spontaneous Generation.
После нескольких дней лихорадки, заложенности носа, кашля, усиливающихся болей и болей Аника подозревает, что у нее грипп.Она решает посетить поликлинику в своем университете. ПА сообщает Анике, что ее симптомы могут быть вызваны целым рядом заболеваний, таких как грипп, бронхит, пневмония или туберкулез.
Во время медицинского осмотра PA отмечает, что частота сердечных сокращений у Аники немного повышена. Используя пульсоксиметр, небольшое устройство, которое крепится к ее пальцу, он обнаруживает, что у Аники гипоксемия — более низкий, чем обычно, уровень кислорода в крови. С помощью стетоскопа PA слушает аномальные звуки, издаваемые сердцем, легкими и пищеварительной системой Аники.Когда Аника дышит, ПА слышит потрескивающий звук и отмечает легкую одышку. Он собирает образец мокроты, обращает внимание на зеленоватый цвет слизи, и заказывает рентгенограмму грудной клетки, которая показывает «тень» в левом легком. Все эти признаки указывают на пневмонию , состояние, при котором легкие наполняются слизью (рис. 6).
Рис. 6. Это рентгенограмма грудной клетки, типичная для пневмонии. Поскольку рентгеновские изображения являются негативными, «тень» рассматривается как белая область в легком, которая в противном случае должна быть черной.В этом случае на левом легком видна тень в результате карманов в легком, заполненных жидкостью. (кредит слева: модификация работы «Christaras A» / Wikimedia Commons)
- Какие инфекционные агенты вызывают пневмонию?
Мы вернемся к примеру Аники на следующих страницах.
Рисунок 7 (кредит «Лебединая фляжка»: модификация работы Wellcome Images)
Ключевые концепции и краткое изложение
- Хотя клетки впервые были обнаружены в 1660-х годах Робертом Гуком, теория клеток не получила широкого распространения в течение следующих 200 лет.Работа таких ученых, как Шлейден, Шванн, Ремак и Вирхов, способствовала его принятию.
- Эндосимбиотическая теория утверждает, что митохондрии и хлоропласты, органеллы, обнаруженные во многих типах организмов, происходят от бактерий. Значительная структурная и генетическая информация поддерживает эту теорию.
- Теория миазмов болезни была широко принята до девятнадцатого века, когда она была заменена микробной теорией болезни благодаря работам Земмельвейса, Сноу, Пастера, Листера и Коха и других.
Множественный выбор
Кто из следующих людей не внес вклад в создание клеточной теории?
- Girolamo Fracastoro
- Маттиас Шлейден
- Роберт Ремак
- Роберт Гук
Ответ а. Джироламо Фракасторо не внес вклад в создание клеточной теории.
Чье предложение об эндосимбиотической теории происхождения митохондрий и хлоропластов было в конечном итоге принято большим научным сообществом?
- Рудольф Вирхов
- Игнац Земмельвейс
- Линн Маргулис
- Теодор Шванн
Ответ c.Линн Маргулис предложила эндосимбиотическую теорию происхождения митохондрий и хлоропластов.
Что из следующего разработало набор постулатов для определения того, вызвано ли конкретное заболевание определенным патогеном?
- Джон Сноу
- Роберт Кох
- Джозеф Листер
- Луи Пастер
Ответ б. Роберт Кох разработал набор постулатов для определения того, вызвано ли конкретное заболевание определенным патогеном.
Заполните бланк
Джон Сноу известен как отец _____________.
Покажи ответДжон Сноу известен как отец эпидемиологии .
Теория _____________ утверждает, что болезнь может возникнуть из-за близости к разлагающемуся веществу, а не из-за контакта человека с человеком.
Покажи ответТеория миазма утверждает, что болезнь может возникать из-за близости к разлагающемуся веществу, а не из-за контакта человека с человеком.
Ученый, первым описавший клетки, был _____________.
Покажи ответУченый, первым описавший клетки, был Роберт Гук .
Основные выводы
- Чем объяснение происхождения клеток Вирхова и Ремака отличалось от объяснения Шлейдена и Шванна?
- Какие существуют доказательства, подтверждающие теорию эндосимбиотиков?
- Каковы различия в показателях смертности от послеродовой лихорадки, которые наблюдал Игнац Земмельвейс? Как он предлагал снизить частоту возникновения послеродовой лихорадки? Это сработало?
- Почему митохондрии и хлоропласты не могут размножаться вне клетки-хозяина?
- Почему работа Сноу была так важна для поддержки теории микробов?
История биологии: теория клетки и структура клетки — Биологическая энциклопедия
Автор фотографии: Russi & Morelli
Все живые организмы состоят из клеток, и все клетки возникают из других клетки.Эти простые и убедительные утверждения составляют основу ячейки. теория, впервые сформулированная группой европейских биологов в середина 1800-х годов. Эти идеи настолько фундаментальны для биологии, что их легко понять. забывайте, что они не всегда считались правдой.
Микроскоп Роберта Гука. Гук впервые описал клетки в 1665 году.
Ранние наблюдения
Изобретение микроскопа позволило впервые увидеть клетки.английский физик и микроскопист Роберт Гук (1635–1702) впервые описал клетки в 1665 году. Он сделал тонкие ломтики пробки и уподобил квадратные перегородки он наблюдал за кельями (комнатками) в монастыре. Открытые пространства Гук заметил, что они пусты, но он и другие предположили, что эти места могут использоваться для транспортировки жидкостей в живых растениях. Он не сделал предложения и дал нет никаких указаний на то, что он считал эти структуры основная единица живых организмов.
Марчелло Мальпиги (1628–1694) и коллега Гука, Неемия Грю (1641–1712) провел подробные исследования растительных клеток и установлено наличие клеточных структур по всему телу растения. Грю сравнил клеточные пространства с пузырьками газа в поднимающемся хлебе и предположили, что они могли образоваться в результате аналогичного процесса. Наличие клеток в животной ткани было продемонстрировано позже, чем в растениях, потому что тонкие срезы, необходимые для просмотра под микроскопом, сложнее для подготовки тканей животных.Преобладающая точка зрения Гука современников было, что животные состояли из нескольких типов волокон, различные свойства которых объясняют различия между ткани.
В то время практически все биологи были убеждены, что организмы существуют. состоит из некоторого типа фундаментальной единицы, и именно эти «атомистические» предубеждения, которые заставили их искать такие единицы измерения. Хотя усовершенствования в микроскопии улучшили их наблюдения, они лежало в основе убеждение, что существует некая фундаментальная подструктура это сделало микроскоп излюбленным инструментом для изучения жизни.
В 1676 году голландский микроскопист Антоний ван Левенгук (1632–1723) опубликовал свои наблюдения одноклеточных организмов, или «мало анималкулы «, как он их называл. Вероятно, Левенгук был первый человек, наблюдающий за эритроцитом и сперматозоидом. Левенгук сделал многочисленные и подробные наблюдения за его микроорганизмами, но больше прошло более ста лет, прежде чем была установлена связь между очевидно клеточная структура этих существ и наличие клеток у животных или растений.
Развитие клеточной теории
В 1824 году француз Анри Милн-Эдвардс предложил основную структуру всех тканей животных представлял собой набор «глобул», хотя его требование единого размера этих глобул ставит под сомнение точность его наблюдений. Анри Дютроше (1776–1847) создал связь между растительными и животными клетками явная, и он предложил что клетка была не только структурной, но и физиологической единицей: «Совершенно очевидно, что он составляет основную единицу организованной государственный; действительно, все в конечном итоге происходит из клетки » (Харрис 1999, стр.29). Датроше предположил, что новые клетки возникают изнутри. старые, мнение, которое поддержал его современник Франсуа Распай (1794–1878). Распайль был первым, кто назвал одну из двух основных постулаты клеточной теории: Omnis cellula e cellula, что означает «Каждая клетка получена из другой клетки». Однако, несмотря на эту звонкую и известную фразу, предложенный им механизм генерация клеток была неправильной. Распайль был также основателем ячейки биохимия, эксперименты над химическим составом клетки и их реакция на изменение химической среды.
В 1832 году Бартелеми Дюмортье (1797–1878) из Франции описал «бинарное деление» (деление клеток) у растений. Он наблюдал формирование средней линии раздела между исходной ячейкой и новой ячейка, которая, как заметил Дюмортье, «кажется нам идеальным четкое объяснение происхождения и развития клеток, имеющее до сих пор оставались необъясненными »(Harris 1999, p. 66). наблюдения привели его к отказу от идеи, что новые клетки возникают изнутри. старые, или что они образуются спонтанно из неклеточного материала.В открытие деления клеток обычно приписывают Гуго фон Молю. (1805–1872), но Дюмортье продолжил его в этом отношении. Фон Моль придумал слово «протоплазма» для материала, содержащегося в сотовый.
Первое недвусмысленное описание клетки ядро был изготовлен чехом Францем Бауэром в 1802 году и получил свое название в 1831 году. Роберта Брауна (1773–1858) из Шотландии, которого больше всего помнят за открытие случайного «броуновского» движения молекул.В Первое точное описание ядрышка было сделано в 1835 году.
Шлейден и Шванн, которым обычно приписывают объяснение клеточная теория, оставила свой след в 1838 и 1839 годах. В 1838 году Маттаис Шлейден (1804–1881) предположили, что каждый структурный элемент растений состоит из клеток или продуктов клеток. Однако Шлейден настаивал на том, чтобы приоритетом для нескольких идей, которые не принадлежали ему, и придерживался идеи, что клетки возникают в результате процесса, подобного кристаллизации, либо внутри других клеток, либо извне, от чего Дюмортье отказался несколькими годами ранее.(В Защита Шлейдена, следует помнить, что рисунок неверен. выводы из ограниченных наблюдений — это риск, присущий науке, особенно при работе на границе новой области.)
В 1839 году немецкий товарищ Теодор Шванн (1810–1882) предположил, что и у животных каждый структурный элемент состоит из клеток или клеток. продукты. Вклад Шванна можно рассматривать как более новаторский, так как понимание строения животных отставало что растений.Кроме того, Шванн прямо заявил, что фундаментальные законы, управляющие клетками, были идентичны между растениями и животные: «Общий принцип лежит в основе развития всех отдельные элементарные субъединицы всех организмов »(Harris 1999, p. 102).
Отдельно стоит сказать о чехе Яне Пуркише. (1787–1869), или Пуркинье, как обычно называют его имя. Пуркинье была премьера цитолог своего времени и одним из самых влиятельных разработчиков клеточной теория.Он дал свое имя структурам по всему телу, включая Клетки Пуркинье мозжечка. На самом деле Пуркинье заслуживает большей части кредит, который обычно достается Шванну, поскольку в 1837 году он предложил не только животные состояли в основном из клеток и клеточных продуктов (хотя он осталось место для волокон), но также и то, что «основная клеточная ткань опять же явно аналогично растению »(Harris 1999, p. 92). К сожалению, Шванн не поверил Пуркинье в его влиятельном публикация.
Размножение и наследование
Несмотря на работу Дюмортье, истоки новых клеток остались спорный и запутанный. В 1852 году немец Роберт Ремак (1852–1865), опубликовал свои наблюдения о делении клеток, заявив, что категорически нельзя утверждать, что схемы генерации, предложенные Шлейденом и Шванн ошибался. Ремак, основываясь на своих наблюдениях за эмбрионами, заявил: вместо этого двойное деление было средством воспроизводства нового животного клетки.Эту точку зрения широко пропагандировал не Ремак, а Рудольф Вирхов. (1821–1902), к сожалению, без упоминания Ремака. Вирхов также обычно приписывают фразу Omnis cellula e cellula, указывая на важность деления клеток в создании новых клеток.
Понимание центральной важности хромосомы сильно отстали от своего открытия. В 1879 году Вальтер Флемминг (1843–1905) отметили, что хромосомы продольно расщепляются во время митоз (термин, который он ввел).Вильгельм Ру (1850–1924) предположил, что каждая хромосома несла различный набор наследственных элементов и предположил, что продольное расщепление, наблюдаемое Флеммингом, обеспечивает равное деление этих элементов. Эта схема была подтверждена в 1904 г. Теодор Бовери (1862–1915). В сочетании с новым открытием Грегора В статье Менделя 1866 года о наследственных элементах гороха эти результаты подчеркнули центральную роль хромосом в переносе генетических материал.Химическая природа гена была определена в серии исследований. экспериментов в течение следующих пятидесяти лет, кульминацией которых стало определение структура дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) в 1953 году Джеймсом Уотсоном и Фрэнсис Крик.
Современные достижения
Современное понимание клеточной субструктуры началось с использования электронный микроскоп. Кейт Портер (1912–1997) был пионером в это поле и был первым, кто идентифицировал эндоплазматическая сеть и многие элементы цитоскелет .Взрыв знаний, вызванный усовершенствованием микроскопии, биохимия и генетика привели к глубокому пониманию клеточных структура и функция, о которых даже не мечтали первые биологи клетки.
Библиография
Харрис, Генри. Рождение клетки. Нью-Хейвен, Коннектикут: Издательство Йельского университета, 1999.
Магнер, Лоис Н. История наук о жизни, 2-е изд.Нью-Йорк: Марсель Деккер, 1994.
УИЛСОН, ЭДМУНД Б. (1865–1939)
Вильсон, ведущий клеточный биолог начала двадцатого века, описал: как оплодотворенная яйцеклетка делится на сотни клеток, чтобы сформировать эмбрион и какие части тела развиваются из каких клеток.