Copy - UNIT 5: Cell Theory

Αριθμός Έργου: 2023-1-PL01-KA220-SCH-000164042

ΕΝΟΤΗΤΑ 5: Κυτταρική θεωρία

Χρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση. Ωστόσο, οι απόψεις και οι γνώμες που εκφράζονται είναι αποκλειστικά του/των συγγραφέα/συγγραφέων και δεν αντικατοπτρίζουν απαραίτητα τις απόψεις της Ευρωπαϊκής Ένωσης ή του Ευρωπαϊκού Εκτελεστικού Οργανισμού Εκπαίδευσης και Πολιτισμού (EACEA). Ούτε η Ευρωπαϊκή Ένωση ούτε ο EACEA μπορούν να θεωρηθούν υπεύθυνοι για αυτές.

Εισαγωγή

Σε αυτή τη δραστηριότητα θα εξερευνήσετε διαφορετικούς τύπους κυττάρων και τις ομοιότητες και διαφορές μεταξύ τους.

Μαθησιακά Αποτελέσματα

Οι μαθητές:

• Θα μπορούν να συγκρίνουν τα ζωικά και φυτικά κύτταρα όσον αφορά τα βασικά τους μέρη και τις λειτουργίες τους.
• Θα μπορούν να προσδιορίσουν τα ονόματα και τις λειτουργίες των κυτταρικών οργανιδίων.

Source: freepik.com

ΚΥΤΤΑΡΟ: Η μικρότερη μονάδα ζωής

• Το κύτταρο είναι η μικρότερη μονάδα ζωής. Κάθε άνθρωπος, ζώο ή φυτό γύρω σας αναφέρεται ως οργανισμός. Τα κύτταρα είναι τα θεμελιώδη δομικά στοιχεία όλων αυτών των οργανισμών.
• Σε πολυκύτταρους οργανισμούς, ορισμένοι τύποι κυττάρων ενώνονται για να σχηματίσουν ιστούς όπως μυϊκό ιστό, συνδετικό ιστό και νευρικό ιστό, συνεργάζονται για να εκτελέσουν συγκεκριμένες λειτουργίες.
• Μερικοί από αυτούς τους ιστούς συνδυάζονται για να δημιουργήσουν όργανα όπως το στομάχι, η καρδιά ή ο εγκέφαλος.
• Επιπλέον, ορισμένα όργανα συνεργάζονται για να σχηματίσουν συστήματα οργάνων όπως το πεπτικό σύστημα, το κυκλοφορικό σύστημα ή το νευρικό σύστημα. Μέσω του συντονισμού αυτών των συστημάτων, σχηματίζονται οι οργανισμοί. Τώρα, ας κάνουμε ένα μικρό ταξίδι μαζί σας για να δούμε πώς ανακαλύφθηκε ο μισθός.

Source: canva.com

Τι είναι η Κυταρρική Θεωρία;

• Για αιώνες, η προέλευση της ζωής και η φύση των ζωντανών οργανισμών έχουν αποτελέσει αντικείμενο μεγάλης περιέργειας για την ανθρωπότητα. Αυτή η περιέργεια έχει οδηγήσει τους ανθρώπους να θέτουν ερωτήματα σχετικά με την αρχή της ζωής και τον τρόπο με τον οποίο εμφανίστηκε.
• Μέχρι το 1600, οι ερευνητές μπορούσαν να συλλέξουν πληροφορίες μόνο για τους τύπους ζωντανών οργανισμών που μπορούσαν να παρατηρήσουν και δεν γνώριζαν την ύπαρξη μικροσκοπικών μορφών ζωής.

Τι είναι η Κυταρρική Θεωρία;

• Από πού προήλθαν τα μικρόβια και οι μύκητες που προκαλούν ασθένειες;
• Πώς αναπαράχθηκαν;
• Ποια ήταν τα συστατικά κάθε μέρους τους;
• Αν υπήρχαν μικρότερα συστατικά, πώς ήταν;

Αυτές οι ερωτήσεις παρέμειναν αναπάντητες μέχρι την εφεύρεση του μικροσκοπίου.

Source: canva.com

Τι είναι η Κυταρρική Θεωρία;

• Με την εφεύρεση του μικροσκοπίου, ένας εντελώς νέος κόσμος που μέχρι τότε ήταν κρυμμένος από τα μάτια μας αποκαλύφθηκε ξαφνικά, και οι γνώσεις για αυτόν τον μικροσκοπικό κόσμο άρχισαν να εισέρχονται στη ζωή μας με εκπληκτικό ρυθμό.
• Το 1674, ο Ολλανδός επιστήμονας Antonie van Leeuwenhoek εξέτασε ένα δείγμα κολλώδους υγρού από τα δόντια του χρησιμοποιώντας ένα μικροσκόπιο που είχε κατασκευάσει ο ίδιος. Ανακάλυψε μικροσκοπικές δομές που ονόμασε «animalcules», που σημαίνει «μικρά ζώα». Ο Leeuwenhoek είναι γνωστός ως ο «πατέρας της μικροβιολογίας» για την ανακάλυψη αυτού του μέχρι τότε αόρατου κόσμου των ζωντανών οργανισμών.

Τι είναι η Κυταρρική Θεωρία;

• Περίπου την ίδια εποχή, ο Άγγλος επιστήμονας Robert Hooke εξέτασε λεπτές φέτες φελλού κάτω από το μικροσκόπιο και παρατήρησε μια σειρά από μικρές, κουτιόμορφες δομές. Ονόμασε αυτές τις δομές «κύτταρα» λόγω της ομοιότητάς τους με τα μικρά δωμάτια ή κελιά ενός μοναστηριού. Η ανακάλυψη του Hooke σηματοδότησε την πρώτη φορά που τα κύτταρα παρατηρήθηκαν και περιγράφηκαν.

Αυτή η παρατήρηση έθεσε τα θεμέλια για την πρώτη αρχή της κυτταρικής θεωρίας: «Τα κύτταρα είναι τα μικρότερα δομικά στοιχεία των ζωντανών οργανισμών.»

Τι είναι η Κυταρρική Θεωρία;

• Το 1831, περίπου 200 χρόνια μετά την αρχική ανακάλυψη του κυττάρου, ο Robert Brown εντόπισε τον κυτταρικό πυρήνα. Μέχρι το 1838, ο ζωολόγος Theodore Schwann και ο βοτανολόγος Mathias Schleiden, μέσω των ερευνών τους σε φυτά και ζώα, ανακάλυψαν ομοιότητες μεταξύ των κυττάρων και των δύο οργανισμών. Τα πειράματά τους αποκάλυψαν ότι αυτά τα κύτταρα είχαν την ίδια πυρηνική δομή.

Αυτό οδήγησε στη διατύπωση της δεύτερης αρχής της κυτταρικής θεωρίας: «Όλοι οι ζωντανοί οργανισμοί αποτελούνται από ένα ή περισσότερα κύτταρα.»

Τι είναι η Κυταρρική Θεωρία;

• Ως αποτέλεσμα όλων αυτών των πειραμάτων και ερευνών, οι επιστήμονες άρχισαν να αναρωτιούνται: Αν τα ζώα προέρχονται από άλλα ζώα και τα φυτά προέρχονται από άλλα φυτά, τότε από τι αποτελούνται τα βακτήρια;
• Εκείνη την εποχή, η επικρατούσα άποψη για την αναπαραγωγή των μικροοργανισμών επηρεαζόταν ακόμη από την ιδέα του Αριστοτέλη για την «αυθόρμητη γένεση».
• Ωστόσο, το 1858, ο Rudolf Virchow εξέτασε τη διαίρεση των βακτηρίων και περιέγραψε αυτή τη διαδικασία ως «δυαδική σχάση». Η έρευνά του τον οδήγησε στο συμπέρασμα ότι όλα τα κύτταρα προέρχονται από προϋπάρχοντα κύτταρα, αμφισβητώντας έτσι την έννοια της αυθόρμητης γένεσης και βελτιώνοντας περαιτέρω τη θεωρία των κυττάρων.

Τι είναι η Κυταρρική Θεωρία;

• Χρόνια πριν από τον Virchow, ο Lazzaro Spallanzani είχε διαψεύσει τη θεωρία της αυθόρμητης γένεσης, αποδεικνύοντας ότι τα μικρόβια προέρχονταν από τον αέρα και μπορούσαν να εξοντωθούν με βρασμό.
• Παρά τα ευρήματά του, δυσκολεύτηκε να βρει υποστήριξη για τις ιδέες του εκείνη την εποχή. Σχεδόν έναν αιώνα αργότερα, ο Louis Pasteur διεξήγαγε πειράματα που υποστήριζαν το έργο του Spallanzani, διαψεύδοντας τελικά τη θεωρία της αυθόρμητης γένεσης και εδραιώνοντας την έννοια ότι οι μικροοργανισμοί προέρχονται από άλλους μικροοργανισμούς.

Έτσι, καθιερώθηκε η τρίτη αρχή της κυτταρικής θεωρίας: «Τα κύτταρα προέρχονται από προϋπάρχοντα κύτταρα».

Τι είναι η Κυταρρική Θεωρία;

• Κάθε επόμενη επιστημονική μελέτη έχει προωθήσει την κατανόησή μας για το κύτταρο ένα βήμα παραπέρα. Για παράδειγμα, ο Schultze παρατήρησε ότι οι φυσικές και χημικές επιδράσεις στα ζωικά και φυτικά κύτταρα είναι παρόμοιες.
• Ωστόσο, παρατηρήθηκαν επίσης διαφορές μεταξύ των δύο τύπων κυττάρων, με τον Cohn να είναι ο πρώτος που ανακάλυψε την παρουσία μιας κυτταρινικής μεμβράνης. Στα ζωικά κύτταρα, αυτή η μεμβράνη επιτρέπει πιο ευέλικτη κίνηση και αλληλεπίδραση με το εξωτερικό περιβάλλον, ενώ στα φυτικά κύτταρα, η κυτταρινική μεμβράνη επιτρέπει μόνο εσωτερική κίνηση.

Source: canva.com

Τι είναι η Κυταρρική Θεωρία;

• Το 1853, ο Huxley εισήγαγε την έννοια της κυτταρικής μεμβράνης, τονίζοντας τη σημασία της τόσο από χημική όσο και από μορφολογική άποψη, καθώς βρίσκεται κάτω από το κυτταρικό τοίχωμα. Ο Huxley τόνισε επίσης ότι οι ζωντανοί οργανισμοί δεν προκύπτουν αυθόρμητα, αλλά μέσω μιας διαδικασίας που περιλαμβάνει τη σύντηξη σπέρματος και ωαρίου, υποδηλώνοντας ότι ένας νέος οργανισμός παράγεται μέσω αυτού του συνδυασμού και όχι μόνο μέσω ασεξουαλικής αναπαραγωγής.

Τι είναι η Κυταρρική Θεωρία;

• Στα τέλη του 19ου αιώνα, η ανάπτυξη τεχνικών χρώσης κυττάρων υπό μικροσκόπιο επέτρεψε την πιο σαφή παρατήρηση του κυτταροπλάσματος.
• Αυτό οδήγησε στην ανακάλυψη διαφόρων εξειδικευμένων δομών γνωστών ως οργανίδια. Αρχικά, αναγνωρίστηκε το ενδοπλασματικό δίκτυο, ακολουθούμενο από την ανακάλυψη των μιτοχονδρίων και του Golgi apparatus, αποκαλύπτοντας ότι το κυτταρόπλασμα δεν είναι κενό, αλλά αποτελείται από ζωντανές δομές.

Τι είναι η Κυταρρική Θεωρία;

• Οι επακόλουθες ανακαλύψεις περιλάμβαναν παρατηρήσεις σχετικά με τον τρόπο διαίρεσης των κυττάρων, τους μηχανισμούς διαίρεσης, τη δομή της χρωματίνης και τα στάδια της μίτωσης και της μετάφασης. Αυτές οι εξελίξεις ενίσχυσαν σημαντικά την κατανόησή μας για τις κυτταρικές διεργασίες και δομές.

Τώρα που μάθαμε τα βασικά της κυτταρικής θεωρίας, ας εμβαθύνουμε στα διάφορα μέρη ενός κυττάρου. Γνωρίζοντας τα διάφορα οργανίδια και τη λειτουργία τους, μπορούμε να κατανοήσουμε καλύτερα πώς λειτουργεί ένα κύτταρο και πώς διατηρεί την ομαλή λειτουργία του.

ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ ΜΑΘΗΣΗΣ:

Σε αυτή τη δραστηριότητα θα εξερευνήσετε τις ομοιότητες και τις διαφορές μεταξύ των τύπων κυττάρων διαφορετικών οργανισμών.

• Ένα οργανίδιο είναι μια μικρή δομή μέσα σε ένα κύτταρο που έχει μια συγκεκριμένη λειτουργία. Ακριβώς όπως τα όργανα του σώματός μας έχουν τις δικές τους ειδικές λειτουργίες, τα οργανίδια έχουν τις δικές τους μοναδικές λειτουργίες μέσα στο κύτταρο.

Γι' αυτό ονομάζονται οργανίδια, επειδή λειτουργούν όπως τα όργανα ενός κυττάρου.

• Το σχήμα και η δομή ενός κυττάρου μπορεί να διαφέρουν ανάλογα με τον τύπο του ιστού στον οποίο είναι συνδεδεμένο. Ίσως έχετε παρατηρήσει ότι η εικόνα ενός ζωικού κυττάρου και η εικόνα ενός νευρικού κυττάρου στα σχολικά σας βιβλία δεν είναι πολύ παρόμοιες. Αυτό συμβαίνει επειδή το κύτταρο έχει εξειδικευμένες λειτουργίες ανάλογα με τον ιστό στον οποίο είναι συνδεδεμένο.

Επομένως, λάβετε υπόψη ότι ο αριθμός και το σχήμα των οργανιδίων μπορεί να διαφέρουν ανάλογα με τον τύπο του κυττάρου.

Ας εξερευνήσουμε μαζί

• Η ανάπτυξη των κυττάρων μας παρέχει διάφορες ενδείξεις σχετικά με το επίπεδο ανάπτυξης του οργανισμού στον οποίο ανήκει το συγκεκριμένο κύτταρο. Για παράδειγμα, ορισμένα κύτταρα είχαν πυρήνα, ενώ άλλα όχι. Αυτή η διαφορά είναι πολύ σημαντική για την ταξινόμηση των κυττάρων.
• Τα κύτταρα χωρίζονται σε δύο τύπους ανάλογα με το αν έχουν πυρήνα ή όχι: τα κύτταρα με πυρήνα ονομάζονται προκαρυωτικά και τα κύτταρα χωρίς πυρήνα ονομάζονται «ευκαρυωτικά».

Σαρώστε τον QR κωδικό στα δεξιά για περισσότερες πληροφορίες.

Ας εξερευνήσουμε μαζί

• Αυτή η διαφορά στο επίπεδο ανάπτυξης επηρεάζει επίσης τα οργανίδια. Ωστόσο, τα ευκαρυωτικά και τα προκαρυωτικά κύτταρα μπορούν επίσης να διαφέρουν ως προς τη δομή των οργανιδίων.
• Για παράδειγμα, ένα οργανίδιο σε ένα ευκαρυωτικό ζωικό κύτταρο μπορεί να μην υπάρχει σε ένα ευκαρυωτικό φυτικό κύτταρο (ή το αντίστροφο). Ωστόσο, υπάρχουν επίσης οργανίδια που είναι κοινά σε όλους τους τύπους κυττάρων, ανεξάρτητα από τον τύπο του κυττάρου. Μπορεί να ειπωθεί ότι αυτά τα οργανίδια είναι απαραίτητα για τη διατήρηση της ζωτικότητας του κυττάρου.

Σαρώστε τον QR κωδικό στα δεξιά για περισσότερες πληροφορίες.

Ας εξερευνήσουμε μαζί

• Η ανακάλυψη αυτή αποτελεί ένα σημαντικό βήμα στην κατανόηση του πώς ξεκίνησε η ζωή στη Γη στο πιο βασικό επίπεδο και πώς οι σημερινοί εξελιγμένοι και σύνθετοι οργανισμοί εξελίχθηκαν από μονοκύτταρους οργανισμούς.

Κατά τη διάρκεια της δραστηριότητας θα παρατηρήσετε ότι ορισμένα οργανίδια βρίσκονται σε όλους τους τύπους κυττάρων, ενώ άλλα βρίσκονται μόνο σε ορισμένα κύτταρα. Ποιες διαφορές παρατηρήσατε κατά τη διάρκεια των παρατηρήσεών σας; …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….............................................Ποιες δομές παρατηρείτε ότι είναι κοινές σε όλους τους τύπους κυττάρων;……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….........................................