Copy - UNIT 5 Cell Theory

Project Number: 2023-1-PL01-KA220-SCH-000164042

YKSIKKÖ 5: Soluteoria

Funded by the European Union. Views and opinions expressed are however those of the author(s) only and do not necessarily reflect those of the European Union or the European Education and Culture Executive Agency (EACEA). Neither the European Union nor EACEA can be held responsible for them.

Johdanto

Tässä tehtävässä tutkit erilaisia solutyyppejä sekä niiden välisiä yhtäläisyyksiä ja eroja.

Oppimistulokset

Opiskelija:

• Vertaa eläin- ja kasvisoluja niiden perusosien ja toimintojen perusteella.
• Määrittelee soluelinten nimet ja toiminnot.

Source: freepik.com

SOLU: Elämän pienin yksikkö

• Solu on elämän pienin yksikkö. Jokainen ihminen, eläin tai kasvi ympärilläsi on organismi. Solut ovat kaikkien näiden organismien perusrakenteita.
• Monisoluisissa organismeissa tietyt solutyypit muodostavat yhdessä kudoksia, kuten lihaskudosta, sidekudosta ja hermokudosta, jotka toimivat yhdessä suorittaakseen tiettyjä tehtäviä.
• Jotkut näistä kudoksista yhdistyvät muodostaen elimiä, kuten mahalaukun, sydämen tai aivot.
• Lisäksi tietyt elimet toimivat yhdessä muodostaen elinjärjestelmiä, kuten ruoansulatusjärjestelmän, verenkiertojärjestelmän tai hermoston. Näiden järjestelmien koordinaation kautta muodostuvat organismit.

Nyt tehdään pieni matka kanssanne ja katsotaan, miten palkka keksittiin.

Source: canva.com

Mikä on soluteoria?

• Vuosisatojen ajan elämän alkuperä ja elävien organismien luonne ovat herättäneet ihmiskunnassa suurta uteliaisuutta. Tämä uteliaisuus on saanut ihmiset pohtimaan elämän alkua ja sen syntyä.
• 1600-luvulle asti tutkijat pystyivät keräämään tietoa vain niistä elävien organismien tyypeistä, joita he pystyivät havainnoimaan, eivätkä he olleet tietoisia mikroskooppisten elämänmuotojen olemassaolosta.

Mikä on soluteoria?

• Mistä taudinaiheuttajat ja homeet ovat peräisin?
• Kuinka he lisääntyivät?
• Mitkä olivat kunkin osan komponentit?
• Jos pienempiä komponentteja oli, miltä ne näyttivät?

Nämä kysymykset jäivät vastaamatta mikroskoopin keksimiseen asti.

Source: canva.com

Mikä on soluteoria?

• Mikroskoopin keksimisen myötä aiemmin näkymättömissä ollut kokonaan uusi maailma paljastui yhtäkkiä, ja tietoa tästä mikroskooppisesta maailmasta alkoi tulla elämäämme hämmästyttävällä vauhdilla.
• Vuonna 1674 hollantilainen tiedemies Antonie van Leeuwenhoek tutki hampaistaan ottamaansa tahmeaa nestettä itse rakentamallaan mikroskoopilla. Hän löysi pienet rakenteet, joita hän kutsui ”animalculesiksi”, eli ”pieniksi eläimiksi”. Leeuwenhoek tunnetaan ”mikrobiologian isänä”, koska hän paljasti tämän aiemmin näkymättömän elävien organismien maailman.

Mikä on soluteoria?

• Noin samaan aikaan englantilainen tiedemies Robert Hooke tutki ohuita korkkiviipaleita mikroskoopilla ja huomasi joukon pieniä, laatikkomaisia rakenteita. Hän nimesi nämä rakenteet ”soluiksi”, koska ne muistuttivat luostarin pieniä huoneita tai soluja. Hooken löytö oli ensimmäinen kerta, kun soluja havaittiin ja kuvailtiin.

Tämä havainto loi perustan soluteorian ensimmäiselle oppille: ”Solut ovat elävien olentojen pienimpiä rakennuspalikoita.”

Mikä on soluteoria?

• Vuonna 1831, noin 200 vuotta solun alkuperäisen löytämisen jälkeen, Robert Brown tunnisti solun ytimen. Vuoteen 1838 mennessä eläintieteilijä Theodore Schwann ja kasvitieteilijä Mathias Schleiden havaitsivat kasvien ja eläinten tutkimuksissaan molempien organismien solujen välisiä yhtäläisyyksiä. Heidän kokeensa paljastivat, että näillä soluilla oli sama ydinrakenne.

This led to the formulation of the second doctrine of Cell Theory: ”Kaikki elävät organismit koostuvat yhdestä tai useammasta solusta.”

Mikä on soluteoria?

• Kaikkien näiden kokeiden ja tutkimusten tuloksena tutkijat alkoivat pohtia: jos eläimet syntyvät muista eläimistä ja kasvit muista kasveista, mistä bakteerit sitten syntyvät?
• Tuolloin mikro-organismien lisääntymisestä vallitsi edelleen Aristoteleen ajatus ”spontaanista syntymisestä”. Vuonna 1858 Rudolf Virchow tutki bakteerien jakautumista ja kuvaili tätä prosessia ”binääriseksi fissioksi”.
• Hänen tutkimuksensa johti hänet johtopäätökseen, että kaikki solut syntyvät jo olemassa olevista soluista, mikä haastoi spontaanin syntymisen käsitteen ja tarkensi soluteoriaa entisestään.

Mikä on soluteoria?

• Vuosia ennen Virchowia Lazzaro Spallanzani oli kumonnut spontaanin syntymisen teorian osoittamalla, että mikrobit tulivat ilmasta ja että ne voitiin tappaa keittämällä.
• Huolimatta löydöksistään, hänellä oli vaikeuksia saada tukea ideoilleen tuolloin. Lähes vuosisata myöhemmin Louis Pasteur teki kokeita, jotka tukivat Spallanzanin työtä, kumoten lopulta spontaanin syntymisen teorian ja vahvistamalla käsityksen, että mikro-organismit syntyvät muista mikro-organismeista.

Näin syntyi soluteorian kolmas periaate: ”Solut syntyvät jo olemassa olevista soluista.”

Mikä on soluteoria?

• Jokainen myöhempi tieteellinen tutkimus on vienyt ymmärryksemme soluista askeleen eteenpäin. Esimerkiksi Schultze havaitsi, että eläin- ja kasvisolujen fysikaaliset ja kemialliset vaikutukset ovat samankaltaisia.
• Kuitenkin näiden kahden solutyypin välillä havaittiin myös eroja, ja Cohn oli ensimmäinen, joka löysi selluloosamembraanin. Eläinsoluissa tämä membraani mahdollistaa joustavamman liikkeen ja vuorovaikutuksen ulkoisen ympäristön kanssa, kun taas kasvisoluissa selluloosamembraani sallii vain sisäisen liikkeen.

Source: canva.com

Mikä on soluteoria?

• Vuonna 1853 Huxley esitteli solukalvon käsitteen ja korosti sen merkitystä sekä kemiallisesti että morfologisesti, koska se sijaitsee soluseinän alla. Huxley korosti myös, että elävät organismit eivät synny spontaanisti, vaan prosessin kautta, jossa sperma ja munasolu fuusioituvat, mikä viittaa siihen, että uusi organismi syntyy tämän yhdistymisen kautta eikä pelkästään suvuttomalla lisääntymisellä.

Mikä on soluteoria?

• 1800-luvun loppupuolella mikroskoopilla käytettävien solujen värjäystekniikoiden kehittyminen mahdollisti sytoplasman selkeämmän havainnoinnin.
• Tämä johti erilaisten erikoistuneiden rakenteiden, organellien, löytämiseen. Aluksi tunnistettiin endoplasmakalvosto, minkä jälkeen löydettiin mitokondriot ja Golgin laite, mikä paljasti, että sytoplasma ei ole tyhjä, vaan koostuu elävistä rakenteista.

Mikä on soluteoria?

• Myöhemmät löydökset sisälsivät havaintoja solujen jakautumisesta, jakautumisen mekanismeista, kromatiinin rakenteesta sekä mitoosin ja metafaasin vaiheista. Nämä edistysaskeleet paransivat merkittävästi ymmärrystämme solujen prosesseista ja rakenteista.

Nyt kun olemme oppineet soluteorian perusteet, syvennytään solun eri osiin. Tutustumalla erilaisiin organelleihin ja niiden toimintaan voimme paremmin ymmärtää, miten solu toimii ja pitää kaiken sujuvasti käynnissä.

OPPIMISTEHTÄVÄ:

• Tässä tehtävässä tutkit eri organismien solutyyppien yhtäläisyyksiä ja eroja.
• Organelli on soluissa oleva pieni rakenne, jolla on tietty tehtävä. Aivan kuten kehomme elimillä on omat erityiset tehtävänsä, myös organelleilla on omat ainutlaatuiset tehtävänsä solun sisällä.

• Siksi niitä kutsutaan organelleiksi – koska ne toimivat kuin solun elimet.
• Solun muoto ja rakenne voivat vaihdella sen mukaan, mihin kudokseen se on kiinnittynyt. Olet ehkä huomannut, että oppikirjoissa olevat kuvat eläinsolusta ja hermosolusta eivät ole kovin samankaltaisia. Tämä johtuu siitä, että soluilla on erityisiä toimintoja sen mukaan, mihin kudokseen ne ovat kiinnittyneet.

Siksi on syytä muistaa, että organellien lukumäärä ja muoto voivat vaihdella solutyypin mukaan.

Tutkitaan yhdessä

• Solujen kehitys antaa meille erilaisia vihjeitä siitä, kuinka kehittynyt organismi on, johon kyseinen solu kuuluu. Esimerkiksi joillakin soluilla oli tuma, toisilla ei. Tämä ero on erittäin tärkeä solujen luokittelussa.
• Solut jaetaan kahteen tyyppiin sen mukaan, onko niissä tuma vai ei: Solut, joissa on tuma, kutsutaan prokaryooteiksi, ja solut, joissa ei ole tumaa, kutsutaan eukaryooteiksi.

Scannaa oikealla oleva QR-koodi saadaksesi lisätietoja

Tutkitaan yhdessä

• Tämä ero kehitystasossa vaikuttaa myös organelleihin. Eukaryoottiset ja prokaryoottiset solut voivat kuitenkin erota toisistaan myös organellien rakenteen osalta.
• Esimerkiksi eukaryoottisen eläinsolun organelli ei välttämättä esiinny eukaryoottisessa kasvisolussa (tai päinvastoin). On kuitenkin myös organelleja, jotka ovat yhteisiä kaikille solutyypeille solutyypistä riippumatta. Voidaan todeta, että nämä organellit ovat välttämättömiä solun elinvoimaisuuden ylläpitämiseksi.

Scannaa oikealla oleva QR-koodi saadaksesi lisätietoja

Tutkitaan yhdessä

• Tämän löytäminen on tärkeä askel ymmärtääksemme, miten elämä maapallolla alkoi perustasolla ja miten nykyiset kehittyneet monimutkaiset organismit kehittyivät yksisoluista organismeista.

Aktiviteetin aikana huomaat, että jotkut organellit löytyvät kaikista solutyypeistä, kun taas toiset löytyvät vain joistakin soluista. Mitä eroja huomasit havainnoidessasi? ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………............................................. Mitä rakenteita havaitset yhteisinä kaikille solutyypeille? ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….........................................