Každý z nás začína svoje životná cesta s jednou jedinou bunkou neviditeľnou voľným okom. To znamená, že túto bunku možno vidieť okom pomocou ozbrojeného mikroskopu. A bunku nielen vidieť, ale aj do nej nahliadnuť, zoznámiť sa s jej mikroskopickou štruktúrou. Z tejto lekcie sa dozviete o princípoch štruktúry svetelných a elektrónových mikroskopov, zistíte, ako sa používajú rádioaktívne značky a markery v cytológii a mikroskopii, čo je ultracentrifugácia a aké časti bunky je možné pomocou nej študovať. Zoznámite sa s bunkovou teóriou, dozviete sa o histórii jej vzniku a vývoja, zistíte základné postuláty. Zistite, ako sa dokázalo, v ktorej časti bunky sa nachádza dedičná informácia, ako aj kto a kedy vytvoril prvý mikroskop odhaľujúci ľudstvu mikrokozmos.
Téma: Základy cytológie
Lekcia: Cytologické metódy. Bunková teória
Na štúdium vitálnej aktivity a štruktúry bunky sa používajú rôzne prístupy alebo metódy výskumu.
Rozlíšenie ľudského oka je 100 mikrometrov (mikrónov). To znamená, že ak nakreslíte dve čiary vo vzdialenosti 100 mikrónov od seba a pozriete sa na ne, tieto dve čiary sa spoja do jednej, a ak umiestnite dva body vo vzdialenosti 100 mikrónov, tieto dva body sa budú zdať ty ako jeden bod. Veľkosti buniek a bunkových zložiek sú určené mikrónmi alebo frakciami mikrónov. Na zobrazenie štruktúry tohto rozsahu a veľkosti sú potrebné optické prístroje.
Historicky prvým optickým prístrojom bol svetelný mikroskop (obr. 1).
Ryža. 1. Svetelný mikroskop
Najlepší svetelný mikroskop má rozlíšenie asi 0,2 mikrometra, teda 200 nanometrov, čo zlepšuje schopnosti ľudského oka asi 500-krát.
Prvé mikroskopy vznikli koncom 16. storočia - začiatkom 17. storočia a prvým človekom, ktorý použil mikroskop na štúdium živých predmetov bol Robert Hooke Stalo sa tak v roku 1665.
Študoval rastlinu tkaniny a ukázal, že korok a iné rastlinné tkanivá pozostávajú z buniek oddelených priečkami, tieto bunky nazval bunky.
Svetelné mikroskopy sú aj dnes široko používané, no majú množstvo nevýhod. Niektoré z nich spočívajú v tom, že pomocou svetelného mikroskopu nie je možné vidieť predmety, ktorých rozmery sú menšie ako vlnová dĺžka svetelnej vlny - 400 - 800 nanometrov, pretože svetelná vlna sa nemôže odrážať od takéhoto objektu, ale ohýba sa. to.
Začiatkom 30. rokov 20. storočia vznikol elektrónový mikroskop (obr. 2), ktorý umožnil biológom vidieť predmety s veľkosťou 0,5 nanometra.
Prečo sa to stalo? Fyzici totiž biológom navrhli použiť nie svetelný lúč, ale prúd elektrónov, ktorý by sa už mohol odrážať od menších objektov.
Ryža. 2. Porovnávacie charakteristiky svetelný (hore) a elektrónový (spodný) mikroskop
Obrázok 2 ukazuje pracovné rozsahy svetelných a elektrónových mikroskopov. Ako vidíme, bunkové organely a vírusy je možné vidieť iba elektrónovým mikroskopom.
Princíp činnosti elektrónového mikroskopu je v zásade rovnaký ako pri svetelnom mikroskope, v ktorom je lúč svetelných lúčov nasmerovaný kondenzorovou šošovkou cez vzorku a obraz je zväčšený pomocou systému šošoviek. V elektrónovom mikroskope sedí operátor pri ovládacom paneli čelom k stĺpu, cez ktorý prechádza elektrónový lúč (obr. 3).
Elektrónový mikroskop je v porovnaní so svetelným mikroskopom otočený hore nohami. Tu, v elektrónovom mikroskope, je zdroj elektrónov v hornej časti stĺpca a samotná vzorka je v spodnej časti.
Ryža. 3. Princíp činnosti svetelného (vľavo) a elektrónového (vpravo) mikroskopu
Na volfrámové vlákno v hornej časti stĺpca je aplikované vysoké napätie a vlákno vyžaruje lúč elektrónov, na zaostrenie týchto elektrónov sú potrebné elektromagnety.
Vo vnútri kolóny sa vytvorí hlboké vákuum, aby sa minimalizoval rozptyl elektrónov. V transmisnom mikroskope prechádzajú elektróny vzorkou, takže samotná vzorka musí byť veľmi tenká, inak môžu byť elektróny vzorkou absorbované, prípadne rozptýlené. Po prechode vzorkou sú elektróny zaostrené ďalšími elektromagnetickými šošovkami.
Elektróny sú pre ľudské oko neviditeľné, preto sa posielajú na fluorescenčnú obrazovku, ktorá reprodukuje viditeľné obrázky alebo na fotografický film. Môžete tak získať trvalú fotografiu – elektrónovú mikrosnímku.
Na získanie trojrozmerných obrazov predmetov sa používa rastrovací elektrónový mikroskop (obr. 4).
Ryža. 4. Objemové snímky peľu rastlín (vpravo) získané pomocou skenovacieho elektrónového mikroskopu (vľavo)
V ňom sa presne zaostrený lúč elektrónov pohybuje tam a späť po povrchu vzorky a elektróny odrazené od povrchu sa zhromažďujú a vytvárajú obraz podobný tomu, ktorý sa zobrazuje na televíznej obrazovke.
S elektrónovým mikroskopom môžete iba vidieť neživé predmety... Procesy prebiehajúce v bunke, teda v živej bunke, je možné pozorovať pod výkonným svetelným mikroskopom pri spomalenej fotografii.
Ak chcete sledovať osud akejkoľvek chemickej zlúčeniny v bunke, môžete nahradiť jeden z atómov v jej molekule rádioaktívny izotop... Potom bude mať táto molekula rádioaktívnu značku, pomocou ktorej ju možno detegovať pomocou počítadla rádioaktívnych častíc alebo pomocou jej schopnosti rozsvietiť fotografický film.
Izolovať a študovať jednotlivca organely bunkami použitá metóda ultracentrifugácia: zničené bunky v skúmavke rotujú veľmi vysokou rýchlosťou v centrifúgy... Pretože rôzne základné časti buniek majú rôzne hmotnosti, veľkosti a hustoty, klesajú ku dnu rôznymi rýchlosťami pôsobením odstredivej sily. Teda študovať mitochondrie, ribozómy iné organely.
Ryža. 5. Zakladatelia bunkovej teórie M. Schleiden a T. Schwann
V XVIII - XIX storočia hlavným nástrojom na štúdium živých predmetov v rukách biológov bol svetelný mikroskop. Kniha vyšla v roku 1838 Matthias Schleiden(obr. 5) „Materiály pre fylogenézu“, v ktorej ukázal, že všetky rastlinné tkanivá pozostávajú z buniek a rozobral problematiku pôvodu buniek v živých organizmoch, priamo v rastlinných organizmoch. Presne o rok neskôr v roku 1839 Theodore Schwann(obr. 5) publikoval svoju knihu „Mikroskopické štúdie o zhode v štruktúre a raste zvierat a rastlín“, v ktorej boli prezentované prvé verzie bunkovej teórie.
Tu sú základné postuláty bunkovej teórie:
1. Všetko živé sa skladá z buniek.
3. Každá bunka je nezávislá: činnosť tela je súhrnom životne dôležitých procesov jednotlivých častí.
Napriek všetkej progresívnosti bunkovej teórie sa Schwann a Schleiden mylne domnievali, že nové bunky vznikajú z extracelulárnej substancie, a preto základným doplnkom bunkovej teórie bol princíp Rudolf Virchow(každá bunka z bunky).
Neskôr Walter Fleming opísal proces bunkového delenia – mitózu. A Oscar Hertwig a Edward Strasburger nezávisle od seba, na základe experimentov s jednobunkové riasy, dospel k záveru, že dedičná informácia bunky je obsiahnutá v jadre.
Práca mnohých výskumníkov tak vytvorila modernú bunkovej teórie, ktorý má tieto ustanovenia:
1. Bunka je univerzálna štrukturálna a funkčná jednotka živých vecí.
2. Všetky bunky majú podobnú štruktúru, chemické zloženie a všeobecné zásadyživotná aktivita.
3. Bunky vznikajú len vtedy, keď sa bunky, ktoré im predchádzali, delia.
4. Bunky sú schopné samostatného života, ale v mnohobunkových organizmoch je ich práca koordinovaná a organizmus je integrálnym systémom.
Mikroskop a čas. História vzniku mikroskopu nie je celkom jasná, je známe, že sa objavil na konci 16. - na začiatku 17. storočia a jedným z majstrov, ktorí navrhli mikroskop, bol Zachary Jansen, majster okuliarov. (obr. 6).
Ryža. 6. Jeden z prvých výrobcov mikroskopov Z. Jansen a jeho tvorba
Dlho sa používala ako hračka a dokonca G. Galileo v roku 1619 napísal, že je zvedavé pozerať sa cez mikroskop na muchu veľkosti teľaťa a až Robert Hooke v roku 1665 začal používať mikroskop v r. vedecký výskum... Skúmal rastlinné pletivá a bunky korku, a tak objavil bunky v rastlinách.
R. Hooke vylepšil mikroskop (nevýhodou prvých mikroskopov bolo slabé osvetlenie). Na tento účel vyrobil Hooke zariadenie pozostávajúce z gule naplnenej vodou alebo z plankonvexnej šošovky, ktorá zaostrovala slnečné svetlo... A večer použil Hooke lampu, ktorá bola dodatočným zdrojom osvetlenia.
Domáca úloha
1. Čo je mikroskop?
2. Čím sa líši svetelný mikroskop od elektrónového mikroskopu?
3. Popíšte metódu ultracentrifugácie.
4. Čo sú rádioaktívne markery? Ako sa používajú?
5. Uveďte vedcov, ktorých práca prispela k vzniku a rozvoju bunkovej teórie.
6. Uveďte postuláty bunkovej teórie.
7. Porozprávajte sa s priateľmi a rodinou o tom, ako sa celý organizmus vyvíja z jednej bunky. Ako sa dá tento proces ovplyvniť?
1. Wikipedia.
2. Wikipedia.
3. Wikipedia.
4. Wikipedia.
Bibliografia
1. Kamenskiy A.A., Kriksunov E.A., Pasechnik V.V. Všeobecná biológia dropa 10-11 ročníka, 2005.
2. Biológia. 10. ročník Všeobecná biológia. Základná úroveň / P. V. Izhevsky, O. A. Kornilova, T. E. Loshchilina a ďalší - 2. vyd., Revidované. - Ventana-Graf, 2010 .-- 224 s.
3. Beljajev DK Biológia 10-11 ročník. Všeobecná biológia. Základná úroveň. - 11. vydanie, Stereotyp. - M .: Vzdelávanie, 2012 .-- 304 s.
4. Biológia 11. ročník. Všeobecná biológia. Úroveň profilu / V. B. Zakharov, S. G. Mamontov, N. I. Sonin a kol. - 5. vydanie, Stereotyp. - Drop, 2010 .-- 388 s.
5. Agafonova IB, Zakharova ET, Sivoglazov VI Biológia 10-11 ročník. Všeobecná biológia. Základná úroveň. - 6. vydanie, dod. - Drop, 2010 .-- 384 s.
Bunková teória je zovšeobecnené chápanie štruktúry buniek ako živých jednotiek, ich reprodukcie a úlohy pri tvorbe mnohobunkových organizmov.
Vzniku a formulácii určitých ustanovení bunkovej teórie predchádzalo pomerne dlhé obdobie hromadenia pozorovaní o štruktúre rôznych jednobunkových a mnohobunkových organizmov rastlín a živočíchov. Toto obdobie bolo spojené s rozvojom aplikácie a zdokonaľovaním rôznych optických výskumných metód.
Robert Hooke ako prvý pozoroval delenie korkových tkanív na „bunky“ alebo „bunky“ pomocou zväčšovacích šošoviek. Jeho opisy viedli k systematickým štúdiám anatómie rastlín, ktoré potvrdili pozorovania Roberta Hooka a ukázali, že rôzne časti rastlín sa skladajú z tesne umiestnených „bublín“ alebo „vreciek“. Neskôr A. Levenguk objavil svet jednobunkových organizmov a prvýkrát videl živočíšne bunky. Neskôr živočíšne bunky opísal F. Fontana; ale tieto a ďalšie početné štúdie neviedli v tom čase k pochopeniu univerzálnosti bunkovej štruktúry, k jasnej predstave o tom, čo je bunka. Pokrok v štúdiu mikroanatómie a buniek je spojený s rozvojom mikroskopie v 19. storočí. Do tejto doby sa predstavy o štruktúre buniek zmenili: hlavnou vecou v organizácii bunky nebola bunková stena, ale jej skutočný obsah, protoplazma. V protoplazme bola objavená konštantná bunková zložka, jadro. Všetky tieto početné pozorovania umožnili T. Schwannovi v roku 1838 urobiť množstvo zovšeobecnení. Ukázal, že bunky rastlín a živočíchov sú si v zásade podobné. "Zásluha T. Schwanna nebola v tom, že objavil bunky ako také, ale v tom, že naučil výskumníkov chápať ich význam." Tieto myšlienky sa ďalej rozvíjali v dielach R. Virkhova. Vytvorenie bunkovej teórie sa stalo najdôležitejšia udalosť v biológii jeden z rozhodujúcich dôkazov jednoty celej živej prírody. Bunková teória mala významný vplyv na rozvoj biológie, slúžila ako hlavný základ pre rozvoj disciplín ako embryológia, histológia a fyziológia. Poskytla základ pre pochopenie života, pre vysvetlenie súvisiaceho vzťahu organizmov, pre pochopenie individuálneho vývoja.
Hlavné ustanovenia bunkovej teórie si dnes zachovali svoj význam, hoci už viac ako stopäťdesiat rokov sa získavajú nové informácie o štruktúre, životnej aktivite a vývoji buniek. Bunková teória v súčasnosti predpokladá:
Bunka je elementárna živá jednotka: - mimo bunky neexistuje život.
Bunka je jediný systém pozostávajúci z mnohých prvkov, ktoré sú navzájom prirodzene spojené, ktoré predstavujú určitý integrálny útvar pozostávajúci z konjugovaných funkčných jednotiek - organel alebo organel.
Bunky sú podobné – homológne – štruktúrou a základnými vlastnosťami.
Počet buniek sa zvyšuje rozdelením pôvodnej bunky po zdvojnásobení jej genetického materiálu: bunka od bunky.
Mnohobunkový organizmus je nový systém, komplexný súbor mnohých buniek, spojených a integrovaných do systémov tkanív a orgánov, ktoré sú navzájom spojené chemickými faktormi, humorálnymi a nervovými.
Bunky mnohobunkových organizmov sú totipotentné, t.j. disponujú genetickými potenciami všetkých buniek daného organizmu, sú ekvivalentné v genetickej informácii, líšia sa však od seba odlišnou expresiou rôznych génov, čo vedie k ich morfologickej a funkčnej rozmanitosti – k diferenciácii.
Koncept bunky ako samostatnej obytnej jednotky bol daný v prácach T. Schwanna. R. Virkhov tiež veril, že každá bunka nesie úplný popisživota: "Bunka je posledným morfologickým prvkom všetkých živých tiel a nemáme právo hľadať mimo nej skutočnú životnú aktivitu."
Moderná veda túto pozíciu úplne dokázala. V populárnej literatúre sa bunka často nazýva „atóm života“, „kvantum života“, čím sa zdôrazňuje, že bunka je najmenšou živou jednotkou, mimo ktorej niet života.
Takéto všeobecné charakteristiky bunky by sa mali zasa spoliehať na definíciu živých vecí – čo je živé, čo je život. Je veľmi ťažké dať konečnú definíciu života, života.
M.V. Volkenstein uvádza nasledujúcu definíciu života: „živé organizmy sú otvorené, samoregulačné a samoreprodukujúce sa systémy, ktorých najdôležitejšími funkčnými látkami sú proteíny a nukleové kyseliny.“ Živá bytosť sa vyznačuje množstvom súhrnných znakov, ako je schopnosť reprodukovať sa, využitie a transformácia energie, metabolizmus, citlivosť, premenlivosť. A takúto kombináciu týchto znakov možno nájsť na bunkovej úrovni. Neexistuje menšia živá jednotka ako bunka. Z bunky vieme izolovať jednotlivé zložky alebo aj molekuly a uistiť sa, že mnohé z nich majú špecifické funkčné vlastnosti. Izolované aktomyozínové fibrily sa teda môžu kontrahovať v reakcii na pridanie ATP; mimo bunky dokonale "fungujú" mnohé enzýmy, ktoré sa podieľajú na syntéze alebo rozpade zložitých bioorganických molekúl; izolované ribozómy v prítomnosti potrebných faktorov dokážu syntetizovať proteín, vyvinuli sa nebunkové systémy na enzymatickú syntézu nukleových kyselín atď. Dajú sa všetky tieto bunkové zložky, štruktúry, enzýmy, molekuly považovať za živé? Dá sa aktomyozínový komplex považovať za živý? Zdá sa, že nie, už len preto, že má len časť súboru vlastností živých vecí. To isté platí pre zvyšok príkladov. Len bunka ako taká je najmenšia jednotka, ktorá má všetky kombinované vlastnosti, ktoré spĺňajú definíciu „živého“.
Čo je bunka, ako jej môžeme dať všeobecnú definíciu? Od školský kurz je známe, že rôzne bunky majú úplne nepodobnú morfológiu, ich vzhľad a veľkosť sa výrazne líšia. To, čo je spoločné medzi hviezdicovou formou niektorých nervových buniek, sférickou formou leukocytov a tubulárnou formou endotelovej bunky. Rovnaká rozmanitosť foriem sa nachádza medzi mikroorganizmami. Preto musíme spoločenstvo živých predmetov nájsť nie v ich vonkajšej forme, ale v spoločenstve ich vnútornej organizácie.
Medzi živými organizmami existujú dva typy bunkovej organizácie. Najjednoduchší typ štruktúry možno pripísať bunkám baktérií a modrozelených rias, až po viac organizované - bunky všetkých ostatných živých vecí, od nižších rastlín až po ľudí.
Bunky baktérií a modrozelených rias sa zvyčajne nazývajú prokaryotické a bunky všetkých ostatných živých predstaviteľov - eukaryotické, pretože v druhom prípade bunkové jadro, oddelené od cytoplazmy jadrovou membránou, slúži ako povinná štruktúra. .
Obsah prokaryotickej bunky je pokrytý plazmatickou membránou, ktorá hrá úlohu aktívnej bariéry medzi aktuálnou cytoplazmou bunky a vonkajšie prostredie... Zvyčajne mimo plazmatickej membrány je bunková stena alebo membrána - produkt bunkovej aktivity. Prokaryotické bunky nemajú morfologicky výrazné jadro, ale sú prítomné vo forme tzv. nukleoid zóna naplnená DNA.
Početné ribozómy sa nachádzajú v hlavnej substancii cytoplazmy prokaryotických buniek, zatiaľ čo cytoplazmatické membrány zvyčajne nie sú také výrazné ako v eukaryotických bunkách, hoci niektoré typy baktérií sú bohaté na vnútrobunkové membránové systémy. Cytoplazmatické membrány sú vysoko vyvinuté v modrozelených riasach. Zvyčajne sa všetky intracelulárne membránové systémy prokaryotov vyvíjajú vďaka plazmatickej membráne.
Ale nielen prítomnosť morfologicky výrazného jadra je charakteristickým znakom eukaryotických buniek. Pri celách vyšší typ okrem jadra v cytoplazme existuje celý súbor špeciálnych povinných štruktúr, organel, ktoré vykonávajú určité špecifické funkcie. Medzi organely patria membránové štruktúry: systém endoplazmatického retikula, Golgiho aparát, lyzozómy, mitochondrie, plastidy. Okrem toho sa eukaryotické bunky vyznačujú prítomnosťou membránových štruktúr, ako sú mikrotubuly, mikrofilamenty, centrioly atď.
Eukaryotické bunky sú zvyčajne oveľa väčšie ako prokaryotické bunky. Baktérie v tvare tyčinky sú teda dlhé až 5 mikrónov a hrubé asi 1 mikrón, zatiaľ čo eukaryotické bunky môžu dosahovať v priemere desiatky mikrónov.
Napriek jasným morfologickým rozdielom majú prokaryotické aj eukaryotické bunky veľa spoločného, čo im umožňuje priradiť ich k jednému, bunkovému systému organizácie živých vecí. Obe sú obalené plazmatickou membránou, ktorá má podobnú funkciu aktívneho prenosu látok z bunky do nej; ich proteínová syntéza prebieha na ribozómoch; ostatné procesy sú podobné, ako je syntéza RNA a replikácia DNA a bioenergetické procesy sú podobné. Na základe vyššie uvedeného možno bunke poskytnúť všeobecnú definíciu. Bunka je ohraničená aktívnou membránou, usporiadaným štruktúrovaným systémom biopolymérov a ich makromolekulárnych komplexov zúčastňujúcich sa na jednom súbore metabolických a energetických procesov, ktoré udržujú a reprodukujú celý systém ako celok.
Stručne povedané: bunka je sebestačný a samoreprodukujúci sa systém biopolymérov. Táto definícia poskytuje popis základných vlastností „živého“ – reprodukciu niečoho podobného jemu samému z niečoho, čo mu nie je podobné.
V mnohobunkových organizmoch niektoré z buniek strácajú schopnosť množenia, no zostávajú bunkami, pokiaľ sú schopné viesť syntetické procesy, regulovať transport látok medzi bunkou a prostredím a využívať na tieto procesy energiu. Existujú príklady nejadrových buniek, pravdepodobne to nie sú bunky samotné, ale ich zvyšky - membránou pokryté časti cytoplazmy s obmedzenými funkčnými potenciálmi.
Svojho času bol prvý postulát bunkovej teórie vystavený mnohým útokom a kritike. Niektorí autori poukázali na to, že v mnohobunkových organizmoch, najmä u živočíchov, sa okrem buniek vyskytujú aj medzibunkové, intermediárne látky, ktoré tiež akoby mali vlastnosti živých vecí. Ukázalo sa však, že medzibunkové látky nie sú samostatné útvary, ale produkty činnosti jednotlivých skupín buniek.
Ďalšie námietky sa týkali toho, že u živočíchov sa často okrem jednotlivých buniek nachádzajú aj takzvané sympplasty a syncýtiá a v rastlinných bunkách plazmódie. Podľa morfologického popisu ide o veľké cytoplazmatické útvary s mnohými jadrami, nerozčlenené na samostatné bunkové územia. Príkladmi takýchto sympplastov môžu byť svalové vlákna stavovcov alebo epidermis u pásomníc, ako aj plazmódia v hubách nižších myxomycét. Ak však sledujete vývoj takýchto „nebunkových“ foriem, potom je ľahké vidieť, že druhýkrát vznikajú splynutím jednotlivých buniek alebo v dôsledku delenia niektorých jadier bez rozdelenia cytoplazmy, tj bez cytotómie.
Prvýkrát bunky, alebo skôr bunkové steny (škrupiny) mŕtvych buniek, objavil v korkových rezoch pomocou mikroskopu anglický vedec Robert Hooke v roku 1665. Bol to on, kto vymyslel pojem „bunka“.
Neskôr Holanďan A. Van Leeuwenhoek objavil v kvapkách vody mnoho jednobunkových organizmov a v krvi ľudí červené krvinky (erytrocyty).
To, že okrem bunkovej membrány majú všetky živé bunky vnútorný obsah polotekutej želatínovej hmoty, sa vedcom podarilo zistiť až začiatkom 19. storočia. Táto polotekutá želatínová látka sa nazývala protoplazma. V roku 1831 bolo objavené bunkové jadro a všetok živý obsah bunky – protoplazma – sa začal deliť na jadro a cytoplazmu.
Neskôr, keď sa mikroskopická technika zlepšila, boli v cytoplazme objavené početné organely (slovo "organoid" má grécke korene a znamená "podobný orgánu") a cytoplazma bola rozdelená na organely a tekutú časť - hyaloplazmu.
Slávni nemeckí vedci botanik Mathias Schleiden a zoológ Theodor Schwann, ktorí aktívne pracovali s rastlinnými a živočíšnymi bunkami, dospeli k záveru, že všetky bunky majú podobnú štruktúru a pozostávajú z jadra, organel a hyaloplazmy. Neskôr v rokoch 1838-1839 sformulovali základné ustanovenia bunkovej teórie... Bunka je podľa tejto teórie základnou stavebnou jednotkou všetkých živých organizmov, rastlinných aj živočíšnych a proces rastu organizmov a tkanív zabezpečuje proces tvorby nových buniek.
Nemecký anatóm Rudolf Virchow po 20 rokoch urobil ďalšie dôležité zovšeobecnenie: nová bunka môže vzniknúť len z predchádzajúcej bunky. Keď sa ukázalo, že spermie a vajíčko sú tiež bunky, ktoré sa navzájom spájajú počas oplodnenia, ukázalo sa, že život z generácie na generáciu je nepretržitý sled buniek. S rozvojom biológie a objavením procesov bunkového delenia (mitóza a meióza) bola bunková teória dopĺňaná o stále nové a nové ustanovenia. V moderná forma hlavné ustanovenia bunkovej teórie možno formulovať takto:
1. Bunka je základná stavebná, funkčná a genetická jednotka všetkých živých organizmov a najmenšia živá jednotka.
Tento postulát plne dokázala moderná cytológia. Okrem toho je bunka samoregulačným a samoreprodukujúcim sa systémom otvoreným pre výmenu s vonkajším prostredím.
V súčasnosti sa vedci naučili izolovať rôzne zložky bunky (až po jednotlivé molekuly). Mnohé z týchto komponentov môžu dokonca fungovať samostatne, ak sú pre ne vhodné podmienky. Napríklad kontrakcia komplexu aktín-myozín môže byť spôsobená pridaním ATP do skúmavky. Umelá syntéza bielych a nukleových kyselín sa stala realitou aj v našej dobe, ale to všetko sú len časti živých vecí. Pre plnú prevádzku všetkých týchto komplexov, ktoré tvoria bunku, sú potrebné ďalšie látky, enzýmy, energia atď. A iba bunky sú nezávislé a samoregulačné systémy, pretože mať všetko, čo potrebujete na udržanie plnohodnotného života.
2. Stavba buniek, ich chemické zloženie a hlavné prejavy životne dôležitých procesov sú podobné u všetkých živých organizmov (jednobunkových aj mnohobunkových).
V prírode existujú dva typy buniek: prokaryotické a eukaryotické. Napriek niektorým ich rozdielom toto pravidlo pre nich platí.
Všeobecný princíp organizácie buniek je určený potrebou vykonávať množstvo povinných funkcií zameraných na udržanie vitálnej aktivity samotných buniek. Napríklad všetky bunky majú membránu, ktorá na jednej strane izoluje jej obsah od okolia a na druhej strane riadi tok látok do bunky a z bunky.
Organoidy alebo organely sú trvalé špecializované štruktúry v bunkách živých organizmov. Organoidy rôznych organizmov majú spoločný plán štruktúry a fungujú podľa spoločných mechanizmov. Každý organoid je zodpovedný za určité funkcie, ktoré sú pre bunku životne dôležité. Vďaka organelám dochádza v bunkách k energetickému metabolizmu, biosyntéze bielkovín a objavuje sa schopnosť reprodukcie. Organoidy sa začali porovnávať s orgánmi mnohobunkového organizmu, a preto sa objavil tento pojem.
V mnohobunkových organizmoch je dobre vysledovateľná významná rozmanitosť buniek, čo súvisí s ich funkčnou špecializáciou. Ak porovnáme napríklad svalové a epitelové bunky, môžeme vidieť, že sa navzájom líšia v prevažujúcom vývoji rôznych typov organel. Bunky nadobúdajú znaky funkčnej špecializácie, ktoré sú nevyhnutné pre výkon špecifických funkcií, v dôsledku bunkovej diferenciácie v procese ontogenézy.
3. Každá nová bunka môže vzniknúť len ako výsledok delenia materskej bunky.
K množeniu buniek (t.j. zvýšeniu ich počtu), či už ide o prokaryoty alebo eukaryoty, môže dôjsť len delením už existujúcich buniek. Deleniu nevyhnutne predchádza proces predbežného zdvojenia genetického materiálu (replikácia DNA). Začiatkom života organizmu je oplodnené vajíčko (zygota), t.j. bunka vytvorená splynutím vajíčka a spermie. Všetok zvyšok rôznych buniek v tele je výsledkom nespočetného množstva jeho delení. Môžeme teda povedať, že všetky bunky v tele sú príbuzné, vyvíjajú sa rovnakým spôsobom z jedného zdroja.
4. Mnohobunkové organizmy - živé organizmy, pozostávajúce z mnohých buniek. Väčšina týchto buniek je diferencovaná, t.j. sa líšia svojou štruktúrou, vykonávanými funkciami a tvoria rôzne tkanivá.
Mnohobunkové organizmy sú integrálne systémy špecializovaných buniek regulované medzibunkovými, nervovými a humorálnymi mechanizmami. Rozlišujte medzi mnohobunkovosťou a koloniálnosťou. Koloniálne organizmy nemajú diferencované bunky, a preto nedochádza k deleniu tela na tkanivá. Mnohobunkové organizmy zahŕňajú okrem buniek aj nebunkové prvky, napríklad medzibunkovú látku spojivového tkaniva, kostnú matricu, krvnú plazmu.
V dôsledku toho môžeme povedať, že všetka životne dôležitá aktivita organizmov od ich narodenia až po smrť: dedičnosť, rast, metabolizmus, choroby, starnutie atď. - to všetko sú rôzne aspekty činnosti rôznych buniek tela.
Bunková teória mala obrovský vplyv na rozvoj nielen biológie, ale aj prírodných vied vo všeobecnosti, pretože vytvorila morfologický základ jednoty všetkých živých organizmov a poskytla všeobecné biologické vysvetlenie životných javov. Z hľadiska svojho významu nie je bunková teória o nič nižšia ako také vynikajúce vedecké úspechy, ako je zákon premeny energie resp. evolučnej teórie Charles Darwin. Bunka - základ organizácie predstaviteľov kráľovstiev rastlín, húb a zvierat - teda vznikla a vyvinula sa v procese biologickej evolúcie.
Len jeden postulát bunkovej teórie bol vyvrátený. Objav vírusov ukázal, že tvrdenie „mimo buniek neexistuje život“ je nesprávne. Hoci vírusy, podobne ako bunky, pozostávajú z dvoch hlavných zložiek - nukleovej kyseliny a proteínu, štruktúra vírusov a buniek je výrazne odlišná, čo nám neumožňuje považovať vírusy za bunkovú formu organizácie hmoty. Vírusy nie sú schopné samostatne syntetizovať zložky svojej vlastnej štruktúry - nukleové kyseliny a proteíny - a ich reprodukcia je možná iba pri použití enzymatických systémov buniek. Vírus preto nie je elementárnou jednotkou živej hmoty.
Význam bunky ako elementárnej stavby a funkcie živého tvora, ako centra hlavných biochemických reakcií prebiehajúcich v organizme, ako nositeľa materiálnych základov dedičnosti, robí z cytológie najdôležitejšiu všeobecnú biologickú disciplínu.
BUNKOVÁ TEÓRIA
Ako už bolo spomenuté, bunková veda - cytológia, študuje štruktúru a chemické zloženie buniek, funkcie vnútrobunkových štruktúr, reprodukciu a vývoj buniek, adaptáciu na podmienky prostredia. Je to komplexná veda súvisiaca s chémiou, fyzikou, matematikou a ďalšími biologickými vedami. Bunka je najmenšia živá jednotka, ktorá je základom štruktúry a vývoja rastlinných a živočíšnych organizmov na našej planéte. Je to elementárny živý systém schopný sebaobnovy, sebaregulácie, sebareprodukcie. V prírode však neexistuje žiadna istá univerzálna bunka: mozgová bunka sa od svalovej bunky líši rovnako ako od ktorejkoľvek inej jednobunkový organizmus... Rozdiel presahuje rámec architektúry – odlišná je nielen štruktúra buniek, ale aj ich funkcie.
A predsa môžeme hovoriť o bunkách v kolektívnom poňatí. V polovici 19. storočia na základe už početných poznatkov o bunke sformuloval T. Schwann bunkovú teóriu (1838). Zhrnul dostupné poznatky o bunke a ukázal, že bunka je základnou jednotkou stavby všetkých živých organizmov, že bunky rastlín a živočíchov sú si štruktúrou podobné. Tieto ustanovenia boli najdôležitejším dôkazom jednoty pôvodu všetkých živých organizmov, jednoty všetkých organický svet... T. Schwann zaviedol do vedy správne chápanie bunky ako samostatnej jednotky života, najmenšej jednotky života: mimo bunky života neexistuje.
Bunková teória je jedným z vynikajúcich zovšeobecnení biológie minulého storočia, ktoré poskytlo základ pre materialistický prístup k pochopeniu života, k odhaleniu evolučných vzťahov medzi organizmami.
Bunková teória sa ďalej rozvíjala v spisoch vedcov v druhej polovici 19. storočia. Bolo objavené delenie buniek a bolo sformulované tvrdenie, že každá nová bunka pochádza svojim delením z tej istej pôvodnej bunky (Rudolf Virkhov, 1858). Karl Baer objavil cicavčie vajíčko a zistil, že všetky mnohobunkové organizmy začínajú svoj vývoj z jednej bunky a táto bunka je zygota. Tento objav ukázal, že bunka nie je len stavebnou jednotkou, ale aj vývojovou jednotkou pre všetky živé organizmy.
Bunková teória si v súčasnosti zachovala svoj význam. Bol opakovane testovaný a doplnený mnohými materiálmi o štruktúre, funkciách, chemickom zložení, reprodukcii a vývoji buniek rôznych organizmov.
Moderná bunková teória obsahuje nasledujúce ustanovenia:
→ Bunka je základná jednotka stavby a vývoja všetkých živých organizmov, najmenšia živá jednotka;
и Bunky všetkých jednobunkových a mnohobunkových organizmov sú podobné (homologické) vo svojej štruktúre, chemické zloženie, hlavné prejavy života a metabolizmu;
è K rozmnožovaniu buniek dochádza ich delením a každá nová bunka vzniká delením pôvodnej (materskej) bunky;
→ V zložitých mnohobunkových organizmoch sú bunky špecializované na svoju funkciu a tvoria tkanivá; orgány, ktoré spolu úzko súvisia a sú podriadené nervovému a humorálnemu systému regulácie, sú zložené z tkanív.
Spoločné znaky nám umožňujú hovoriť o bunke vo všeobecnosti, čo naznačuje nejaký druh priemernej typickej bunky. Všetky jeho atribúty sú absolútne skutočné objekty, ľahko viditeľné cez elektrónový mikroskop. Pravda, tieto atribúty sa zmenili – spolu so silou mikroskopov. V schéme bunky, vytvorenej v roku 1922 pomocou svetelného mikroskopu, sú len štyri vnútorné štruktúry; od roku 1965 sme na základe údajov z elektrónovej mikroskopie nakreslili už najmenej sedem štruktúr. Navyše, ak by schéma z roku 1922 pripomínala skôr abstrakcionistickú maľbu, potom by moderná schéma robila česť realistickému umelcovi.
Poďme si tento obrázok priblížiť, aby sme lepšie videli jeho jednotlivé detaily.
ŠTRUKTÚRA BUNIEK
Bunky všetkých organizmov majú jednotný štrukturálny plán, v ktorom sa jasne prejavuje zhoda všetkých životne dôležitých procesov. Každá bunka obsahuje dve neoddeliteľne spojené časti: cytoplazmu a jadro. Cytoplazma aj jadro sa vyznačujú zložitosťou a prísnym usporiadaním štruktúry a naopak zahŕňajú mnoho rôznych štruktúrnych jednotiek, ktoré vykonávajú úplne špecifické funkcie.
Shell. Priamo interaguje s vonkajším prostredím a interaguje so susednými bunkami (u mnohobunkových organizmov). Škrupina je zvykom klietky. Ostražito sleduje, aby sa do klietky nedostali nepotrebné. tento moment látky; naopak látky, ktoré bunka potrebuje, môžu rátať s jej maximálnou pomocou.
Plášť jadra je dvojitý; pozostáva z vnútorných a vonkajších jadrových membrán. Medzi týmito membránami sa nachádza perinukleárny priestor. Vonkajšia jadrová membrána je zvyčajne spojená s kanálmi endoplazmatického retikula.
Plášť jadra obsahuje početné póry. Vznikajú uzavretím vonkajšej a vnútornej membrány a majú rôzne priemery. V niektorých jadrách, napríklad jadrách oocytov, je veľa pórov a sú umiestnené v pravidelných intervaloch na povrchu jadra. Počet pórov v jadrovom obale sa v rôznych typoch buniek líši. Póry sú od seba rovnako vzdialené. Keďže sa priemer pórov môže meniť a v niektorých prípadoch majú jeho steny pomerne zložitú štruktúru, zdá sa, že póry sa zmenšujú, uzatvárajú, alebo naopak rozširujú. Vďaka pórom sa karyoplazma dostáva do priameho kontaktu s cytoplazmou. Pórmi ľahko prechádzajú pomerne veľké molekuly nukleozidov, nukleotidov, aminokyselín a bielkovín, a tak dochádza k aktívnej výmene medzi cytoplazmou a jadrom.
Cytoplazma. Hlavnou substanciou cytoplazmy, nazývanej aj hyaloplazma alebo matrix, je polotekuté médium bunky, v ktorom sa nachádza jadro a všetky organely bunky. Pod elektrónovým mikroskopom má celá hyaloplazma, ktorá sa nachádza medzi organelami bunky, jemnozrnnú štruktúru. Cytoplazmatická vrstva tvorí rôzne formácie: mihalnice, bičíky, povrchové výrastky. Posledne menované zohrávajú dôležitú úlohu pri pohybe a spojení buniek medzi sebou v tkanive.
Existencia nebunkovej formy života – vírusov – nielenže neodporuje, ale aj potvrdzuje prvý postulát bunkovej teórie. A postulát „bunka z bunky“ núti človeka zamyslieť sa nad pôvodom prvej bunky.
Ak neviete, či mal Rudolf Wierhof pravdu a prečo v biológii výnimky podporujú pravidlo, prečítajte si časť Bunková teória.
Pokyny na dokončenie úlohy.
???
Svoj výber zdôvodnite a svoje argumenty napíšte do komentárov.
Pri plnení úlohy môžete použiť informačný materiál nižšie.
Kritériá na hodnotenie plnenia úlohy:
1. Logické uvažovanie.
2. Presnosť a stručnosť argumentov.
3. Schopnosť navigácie
Koncepciu bunky ako samostatnej jednotky životnej činnosti sformuloval T. Schwann a podporil ju R. Virkhov. Charakteristiku bunky ako elementárnej jednotky života možno odhaliť, ak definujeme, čo je život. Život je najvyššia forma existencie hmoty. Živé predmety sa od neživých líšia látkovou premenou, schopnosťou rásť a rozmnožovať sa, majú schopnosť aktívne regulovať svoje zloženie a funkcie, rôzne formy pohybu, dráždivosť a prispôsobivosť okoliu. Základné zákony života sformuloval Charles Darwin v záverečnej časti svojej knihy „The Origin of Species“: „Tieto zákony v najširšom zmysle sú Rast a rozmnožovanie, Dedičnosť, ktorá takmer nevyhnutne vyplýva z rozmnožovania, Variabilita, ktorá závisí od priameho alebo nepriameho pôsobenia životných podmienok.“ ... Tieto zákony života sa realizujú iba na bunkovej úrovni. Jednotlivé zložky bunky môžu mať iba individuálne vlastnosti života.
Napríklad izolované ribozómy v prítomnosti potrebných látok môžu syntetizovať proteín in vitro, v skúmavke. Mnohé enzýmy zapojené do syntézy a rozpadu zložitých biomolekúl môžu pracovať mimo bunky. V súhrne však zákony života naplno fungujú len v bunke a iba bunka spĺňa definíciu „života“.
Čo je to samotná bunka?
Medzi živými organizmami existujú dva typy buniek. Toto sú bunky eukaryotické a prokaryotické... Podľa definície a na rozdiel od prokaryotických buniek majú eukaryotické bunky jadro. Toto však nie je jediný rozdiel: zvyčajná lineárna veľkosť prokaryotických buniek je 1-10 mikrónov, eukaryotov 10-100 mikrónov. Metabolizmus prokaryotov je anaeróbny aj aeróbny, eukaryoty sú aeróbne. Organoidy v prokaryotoch sú málo alebo chýbajú, membránové organely chýbajú. DNA prokaryotov je kruhová, nachádza sa v cytoplazme, DNA eukaryotov je lineárna, organizovaná do chromozómov, nachádza sa v jadre. Cytoplazma prokaryotov nemá cytoskelet, pohyb cytoplazmy, exo- a endocytózu. Delenie prokaryotickej bunky je binárne, na polovicu, a eukaryotickej bunky je mitóza alebo meióza. Nakoniec, prokaryotické organizmy sú jednobunkové, zatiaľ čo eukaryotické organizmy sú prevažne mnohobunkové s bunkovou diferenciáciou.
Prokaryotické organizmy sú s najväčšou pravdepodobnosťou blízko najskorších progenitorových buniek. Napriek relatívnej jednoduchosti ich štruktúry sú z biochemického hľadiska veľmi rôznorodé.
V baktériách sa napríklad nachádzajú všetky hlavné metabolické cesty, vrátane produkcie energie. Mnohé z nich sú schopné syntetizovať všetky potrebné látky z niekoľkých jednoduchých zlúčenín. Úspešne sa prispôsobili širokej škále podmienok prostredia. Asi pred 1,5 miliardou rokov došlo k prechodu od prokaryot k veľkým a oveľa zložitejším eukaryotickým bunkám, ktoré dokázali zabezpečiť rozvoj mnohobunkovosti a evolúciu mnohobunkových organizmov.
Napriek početným a jasným rozdielom majú prokaryotické a eukaryotické bunky veľa spoločného. To nám umožňuje odkázať ich na jedinú bunkovú organizáciu živých vecí a potvrdiť prvý postulát bunkovej teórie.
Homológia- korešpondencia, podobnosť orgánov v základných, základných vlastnostiach, keď majú jediný štruktúrny plán a vyvíjajú sa z rovnakých primordií, ale zároveň môžu mať morfologické aj funkčné rozdiely.
Ľudská ruka, krídlo vtáka a plutvy veľryby sú teda homológne.
Homológne cibuľky tulipánov a hľuzy zemiakov sú modifikované výhonky. Pri všetkej rozmanitosti sú si bunky rôznych tkanív a organizmov, tak živočíchov, ako aj húb a rastlín, navzájom podobné a majú rovnaký pôvod.
Príroda vytvorila nespočetné množstvo rôznych organizmov, pričom sa ich snažila postaviť z rovnakého súboru materiálov a štandardných častí na základe niekoľkých optimálnych princípov.
Živá bunka pozostáva z obmedzenej sady chemické prvky... Šesť z nich – uhlík, vodík, dusík, kyslík, fosfor a síra – tvorí 90 % jeho celkovej hmotnosti. Spojenie, ktoré je najväčší počet obsahujú všetky živé bunky – ide o vodu, tvorí asi 70 % bunkovej hmoty, väčšina vnútrobunkových reakcií prebieha v vodné prostredie.
Všetky bunky využívajú iba štyri základné typy molekúl – sú to jednoduché cukry, mastné kyseliny, aminokyseliny a nukleotidy. Malé molekuly sa používajú na stavbu makromolekúl - polysacharidov, lipidov, bielkovín a nukleových kyselín. Všetky bunky využívajú DNA ako dedičný materiál a majú jeden genetický kód.
V prokaryotických a eukaryotických bunkách prebiehajú podobné procesy zabezpečujúce transport látok do bunky a von, syntézu proteínu a DNA a energiu bunky. Pri všetkej rozmanitosti prokaryotických a eukaryotických buniek vykazujú jediný genetický kód a úžasnú podobnosť v štruktúre, ktorú vysvetľuje podobnosť všeobecných bunkových funkcií.
Všetky eukaryotické bunky, rastlinné, živočíšne aj hubové, majú dobre vyvinutý systém vnútorných membrán, ktoré rozdeľujú vnútorný priestor buniek na sekcie - kompartmenty. Obsahujú štandardný súbor bunkových organel - jadro, EPS, ribozómy, Golgiho aparát aparát, lyzozómy, mitochondrie.
To všetko svedčí o homológii buniek organizmov žijúcich na Zemi a o zhode ich pôvodu. Homológia buniek vysvetľuje aj fenomén totipotencie alebo potenciál pre vývoj bunky v rôznych smeroch, z ktorých sa v skutočnosti realizuje len jeden.
Na tejto vlastnosti je založené vegetatívne rozmnožovanie, budujú sa biotechnologické schémy na klonovanie rastlín a živočíchov, kedy zo somatickej bunky možno vypestovať plnohodnotný živý organizmus so všetkými orgánmi.
Tento postoj bunkovej teórie sformuloval Rudolf Virchow a stal sa biologickým zákonom. R. Virkhov - zakladateľ moderny patologická anatómia a teória bunkovej patológie. Vyštudoval lekársku fakultu Berlínskej univerzity, neskôr viedol pre neho špeciálne zriadené oddelenie patologickej anatómie. Veril, že každý patologický proces je súhrnom porúch vyskytujúcich sa v bunke.
Klasickým príkladom bunkovej podmienenosti vývoja choroby je cukrovka... Jeho príčinou je narušenie práce iba jednej skupiny buniek pankreasu - Langerhansových ostrovčekov. Okrem toho Virkhov podal patologický a anatomický popis a vysvetlil mechanizmus vývoja mnohých ľudských chorôb (nádory, tuberkulóza, zápaly, oprava tkaniva).
Pri vykonávaní týchto štúdií pozoroval procesy tvorby buniek. Existuje niekoľko spôsobov vzdelávania. Delenie prokaryotických buniek je binárne. To znamená, že bunka je rozdelená na dve časti prepážkou bez účasti akéhokoľvek špeciálneho zariadenia.
Eukaryotické bunky zvyčajne tvoria špeciálny aparát bunkového delenia - bunkové vretienko, pomocou ktorého dochádza pri mitóze k presnej distribúcii predtým zdvojených chromozómov na dve dcérske bunky alebo vznikajú zárodočné bunky pri meióze.
Delenie eukaryotických buniek je možné aj bez účasti deliaceho aparátu. Ide o takzvané priame štiepenie alebo amitózu. K amitóze dochádza v bunkách, ktoré tvoria krátkodobo fungujúce a následne degenerujúce tkanivá (epitel), zásobné tkanivá (škrobonosné bunky zemiakovej hľuzy, endosperm, perisperm), v patologicky zmenených bunkách.
Amitóza- ide o delenie buniek pred smrťou, pri tomto delení nedochádza k rovnomernému a presnému rozdeleniu genetického materiálu medzi dcérske bunky. V každom prípade neexistuje iný spôsob tvorby nových buniek ako delenie.
Otázka spojení a vzťahov buniek v tele sa vynára už od vzniku bunkovej teórie. T. Schwann dal veľký význam riešenie tohto problému. Vyjadril svoje predstavy o organizácii mnohobunkových organizmov, ktoré boli mechanického charakteru.
Veril, že telo je súhrnom vitálnej aktivity buniek. Toto tvrdenie neobstálo v kritike a už Virchow rozšíril Schwannove myšlienky a navrhol teóriu organizmu ako bunkového stavu. Svoje predstavy o sociálnej štruktúre spoločnosti rozšíril o biologický systém. Až v polovici 20. stor. existovala predstava o vzťahu buniek v mnohobunkový organizmus.
Ukázalo sa, že takéto organizmy sú komplexné systémy buniek, spojené do tkanív a orgánov, spojenie medzi tkanivami a orgánmi sa uskutočňuje v rôznych formách. V procese individuálneho a historického vývoja vedie vznik mnohobunkovosti nevyhnutne k integrácii buniek.
Bunková integrácia - Ide o tvorbu bunkových komplexov, v rámci ktorých sa bunky špecializujú na vykonávanie úzko ohraničenej práce a pôsobia ako jeden celok, ako jeden systém.
V tomto systéme (prvého rádu) sú medzibunkové kontakty silné. V tomto štádiu integrácie zohrávajú primárnu úlohu. V takomto systéme sa objavujú nové vlastnosti, ako napríklad efekt bunkovej interakcie. Tieto nové vlastnosti, chýbajúce v jednotlivých bunkách a vznikajúce v ich systéme, sa nazývajú emergentné (z latinského emergo – vznikám, objavujem sa).
Pľúcna vezikula je teda už schopná vykonávať výmenu plynov, v obličkovom glomerulu sa krv čistí od toxínov. V niektorých prípadoch je integrácia dočasná, napríklad keď lymfocyty a makrofágy interagujú, vytvárajú sa fagocytárne a regeneračné vlastnosti. Systémy buniek prvého rádu sú spojené do tkanív - systémov druhého rádu. Tkanivá tvoria orgány.
V každom novom štádiu sa objavujú nové vznikajúce vlastnosti systémov, ktoré nevyplývajú z vlastností jednej jedinej bunky. Napríklad schopnosť vnímať dĺžku dňa je vlastná iba rastline ako celku, jednotlivé bunky, tkanivá a dokonca ani rezané rastliny túto vlastnosť nemajú. Predpokladá sa, že vlastnosť tolerancie voči suchu nie je vyjadrená na bunkovej úrovni a prejavuje sa iba na úrovni tkaniva.
Biologické systémy sú obzvlášť silné vo svojich vznikajúcich vlastnostiach. Emergentné účinky sú obzvlášť silné na úrovni vedomia a myslenia. Okrem objavenia sa emergentných vlastností sa spojenia medzi systémami skomplikujú, humorálne a nervové spojenia prichádzajú na pomoc medzibunkovými kontaktmi.
Na bunku v mnohobunkovom organizme sa teda treba vždy pozerať z dvoch strán – na jednej strane ako na morfologickú a fyziologickú jednotku a na druhej strane ako na integrovanú súčasť celku.
Bunka by sa mala brať do úvahy v systéme, v ktorom je zaradená, mali by sa zohľadniť nové kvalitatívne zmeny vznikajúce v integrovanom systéme.
