Що ви дізналися, вивчивши матеріали про клітинному рівні організації живої матерії
1. Сформулюйте визначення біосистеми «клітка» ..
Клітка - елементарна жива система, основна структурна одиниця живих організмів, здатна до самовідновлення, саморегуляції і самовідтворення.
2. Чому клітку називають основною формою життя і елементарної одиницею життя?
Клітка - основна форма життя і елементарної одиницею життя, тому що будь-який організм складається з клітин, а найменший організм є кліткою (найпростіші). Окремі органели за межами клітини жити не можуть.
На клітинному рівні відбуваються такі процеси: обмін речовин (метаболізм); поглинання і, отже, включення різних хімічних елементів Землі у вміст живого; передача спадщин кої інформації від клітини до клітини; накопичення змін в генетичному апараті в результаті взаємодії із середовищем; реагування на подразнення при взаємодії із зовнішнім середовищем. Структурними елементами системи клітинного рівня є різноманітні комплекси молекул хімічних сполук і всі структурні частини клітини - поверхневий апарат, ядро і цитоплазма з їх органоидами. Взаємодія між ними забезпечує єдність, цілісність клітини в прояві її властивостей як живої системи в стосунках із зовнішнім середовищем.
3.Поясніте механізми стійкості клітини як біосистеми.
Клітка - елементарна біологічна система, а будь-яка система-це комплекс взаємопов'язаних і взаємодіючих компонентів, що становлять єдине ціле. У клітці цими компонентами є органели. Клітина здатна до обміну речовин, саморегуляції і самовідновлення, завдяки чому і підтримується її стійкість. Вся генетична програма клітини знаходиться в ядрі, а різні відхилення від неї сприймаються ферментативної системою клітини.
4. Порівняйте клітини еукаріот і прокаріот.
Всі живі організми на Землі діляться на дві групи: прокаріоти і еукаріоти.
Еукаріоти - це рослини, тварини і гриби.
Прокаріоти - це бактерії (в тому числі ціанобактерії (синьо-зелені водорості).
Головна відмінність. У прокаріотів немає ядра, кільцева ДНК (кільцева хромосома) розташована прямо в цитоплазмі (цю ділянку цитоплазми називається нуклеоїд). У еукаріот є оформлене ядро (спадкова інформація [ДНК] відокремлена від цитоплазми ядерною оболонкою).
Раз у прокаріот немає ядра, то немає і мітозу / мейозу. Бактерії розмножуються поділом надвоє, брунькуванням
У еукаріот різне кількість хромосом, в залежності від виду. У прокаріотів єдина хромосома (кільцеподібної форми).
У еукаріот присутні органели, оточені мембранами. У прокаріот відсутні органели, оточені мембранами, тобто немає ендоплазматичноїмережі (її роль виконують численні виступи клітинної мембрани), немає мітохондрій, немає пластид, немає клітинного центру.
Клітка прокаріотів набагато менше клітини еукаріот: по діаметру в 10 разів, за обсягом - в 1000 разів.
Подібність. Клітини всіх живих організмів (всіх царств живої природи) містять плазматическую мембрану, цитоплазму і рибосоми.
5. Охарактеризуйте внутрішньоклітинну структуру еукаріот.
Клітини, що утворюють тканини тварин і рослин, значно розрізняються за формою, розмірами і внутрішньою будовою. Однак всі вони виявляють схожість в головних рисах процесів життєдіяльності, обміну речовин, в дратівливості, зростанні, розвитку, здатності до мінливості.
Клітини всіх типів містять два основних компоненти, тісно пов'язаних між собою, - цитоплазму і ядро. Ядро відокремлене від цитоплазми пористої мембраною і містить ядерний сік, хроматин і ядерце. Напіврідка цитоплазма заповнює всю клітку і пронизана численними канальцями. Зовні вона покрита цитоплазматичної мембраною. У ній є спеціалізовані структури-органели, присутні в клітці постійно, і тимчасові освіти - включення. Мембранні органели: цитоплазматическая мембрана (ЦM), ендоплазматична мережа (ЕРС), апарат Гольджі, лізосоми, мітохондрії і пластиди. В основі будови всіх мембранних органоїдів лежить біологічна мембрана. Всі мембрани мають принципово єдиний план будови і складаються з подвійного шару фосфоліпідів, в який з різних сторін на різну глибину занурені білкові молекули. Мембрани органоїдів відрізняються один від одного лише наборами що входять в них білків.
6. Яким чином реалізується принцип «клітина - від клітини»?
Розмноження прокариотических і еукаріотів відбувається тільки шляхом ділення вихідної клітини, якому передує відтворення її генетичного матеріалу (редуплікація ДНК).
У еукаріотів єдино повноцінним способом поділу є мітоз (або мейоз при утворенні статевих клітин). При цьому утворюється спеціальний апарат клітинного ділення - клітинне веретено, за допомогою якого рівномірно і точно за двома дочірнім клітинам розподіляються хромосоми, до цього подвоїти в числі. Цей тип поділу спостерігається у всіх еукаріотичних, як рослинних, так і тваринних клітин.
Прокаріотичні клітини, що діляться так званим бінарним чином, також використовують спеціальний апарат поділу клітин, значно нагадує мітотичний спосіб розподілу еукаріот. Також ділячи материнську клітину надвоє.
7. Охарактеризуйте фази і значення мітозу.
Процес мітозу прийнято поділяти на чотири основні фази: профазу, метафазу, анафазу і телофазу. Так як він безперервний, зміна фаз здійснюється плавно - одна непомітно переходить в іншу.
У телофазе розташувалися біля полюсів хромосоми деспирализуются і стають погано видимими. Навколо хромосом у кожного полюса з мембранних структур цитоплазми формується ядерна оболонка, в ядрах утворюються ядерця. Руйнується веретено поділу. Одночасно йде поділ цитоплазми. Дочірні клітини мають диплоїдний набір хромосом, кожна з яких складається з однієї хроматиди (2n2c).
Біологічне значення мітозу полягає в тому, що він забезпечує спадкову передачу ознак і властивостей в ряду поколінь клітин при розвитку багатоклітинного організму. Завдяки точному і рівномірному розподілу хромосом при мітозі все клітини єдиного організму генетично однакові.
Мітотичний поділ клітин лежить в основі всіх форм безстатевого розмноження як у одноклітинних, так і у багатоклітинних організмів. Мітоз обумовлює найважливіші явища життєдіяльності: зростання, розвиток і відновлення тканин і органів і безстатеве розмноження організмів.
8. Що являє собою клітинний цикл?
Клітинний цикл (мітотичний цикл) - це весь період існування клітини з моменту появи в процесі поділу материнської клітини до її власного розподілу (включаючи і сам розподіл) або загибелі. Він складається з інтерфази і ділення клітини.
9. Яку роль в еволюції організмів виконала клітина?
Клітка дала початок подальшого розвитку органічного світу. В ході цієї еволюції було досягнуто вражаюче розмаїття клітинних форм, зародилася многоклеточность, виникла спеціалізація клітин, з'явилися клітинні тканини.
10. Назвіть основні процеси життєдіяльності клітини.
Обмін речовин - в клітку надходять поживні речовини, а віддаляються непотрібні. Рух цитоплазми - транспортує речовини в клітині. Дихання - в клітку надходить кисень, видаляється вуглекислий газ. Харчування - в клітку надходять поживні речовини. Зростання - клітина збільшується в розмірах. Розвиток - будова клітини ускладнюється.
11. Вкажіть значення мітозу і мейозу в еволюції клітини.
Завдяки мітотичного поділу клітин йде індивідуальний розвиток організму - збільшується його зростання, оновлюються тканини, замінюються постарілі і відмерлі клітини, здійснюється безстатеве розмноження організмів. Також забезпечується сталість кариотипов особин виду.
Завдяки мейозу відбувається кросинговер (обмін ділянками гомологічних хромосом). Це сприяє перекомбінації генетичної інформації, і утворюються клітини з абсолютно новим набором генів (різноманітність організмів).
12. Які найважливіші події в розвитку живої матерії відбулися на клітинному рівні в процесі еволюції?
Найбільші ароморфозів (мітоз, мейоз, гамети, статевий процес, зигота, вегетативне і статеве розмноження).
Виникнення ядер в клітинах (еукаріоти).
Симбіотичні процеси в одноклітинних - виникнення органел.
Автотрофность і гетеротрофность.
Рухливість і нерухомість.
Виникнення багатоклітинних організмів.
Диференціація функцій клітин у багатоклітинних.
13. Охарактеризуйте загальне значення клітинного рівня живої матерії в природі і для людини.
Клітка, виникнувши одного разу у вигляді елементарної біосистеми, стала основою всього подальшого розвитку органічного світу. Еволюція бактерій, ціанобактерій, різних водоростей і найпростіших цілком відбувалася за рахунок структурних, функціональних і біохімічних перетворень первинної живої клітини. В ході цієї еволюції було досягнуто вражаюче розмаїття клітинних форм, проте загальний план будови клітини не зазнав принципових змін. В процесі еволюції на основі одноклітинних форм життя зародилася многоклеточность, виникла спеціалізація клітин і з'явилися клітинні тканини.
Висловіть свою точку зору
1. Чому саме на клітинному рівні організації життя виникли такі властивості живих істот, як автотрофность і гетеротрофность, рухливість і нерухомість, многоклеточность і спеціалізація в будові і функціях? Що сприяло таким подіям у житті клітини?
Клітина - це основна структурно-функціональна одиниця живого. Це якась жива система, для якої властиві дихання, харчування, обмін речовин, подразливість, дискретність, відкритість, спадковість. Саме на клітинному рівні виникли перші живі організми. У клітці кожен органоид виконує певну функцію і має певну будову, об'єднавшись і функціонуючи разом, вони представляють собою єдину біосистему, для якої притаманні всі ознаки живого.
Клітка, як багатоклітинний організм, також еволюціонувала протягом багатьох століть. Різні умови середовища, природні катаклізми, біотичні чинники привели до ускладнення організації клітин.
Саме тому автотрофность і гетеротрофность, рухливість і нерухомість, многоклеточность і спеціалізація в будові і функціях виникли саме на рівні клітини, де все органели і клітина в цілому існують гармонійно і доцільно.
2. На якій підставі ціанобактерії все вчені дуже довго відносили до рослин, зокрема до водоростей, і лише в кінці XX ст. їх помістили в царство бактерій?
Порівняно великі розміри клітин (носток, наприклад, утворює досить великі колонії, які можна навіть взяти в руки), здійснюють фотосинтез з виділенням кисню подібним з вищими рослинами чином, також зовнішню схожість з водоростями було причиною їх розгляду раніше в складі рослин ( «синьо-зелених водорості »).
А в кінці ХХ століття було доведено, що клітини синьо-зелених ядер не мають, та й хлорофіл в їх клітинах не такий, як у рослин, а характерний для бактерій. Зараз ціанобактерії відносяться до числа найбільш складно організованих і морфологічно диференційованих прокариотних мікроорганізмів.
3. З яких рослинних і тваринних клітинних тканин зроблена одяг і взуття, в яких ви прийшли сьогодні в школу?
Зробіть вибір відповідно до. Можна навести масу прикладів. Наприклад, з льону (луб'яні волокна - провідна тканина) роблять тканину міцної структури (сорочка чоловік. Жіночі костюми, білизна, шкарпетки, штани, сарафани). З бавовни роблять нижню білизну, футболки, сорочки, штани, сарафани). З шкіри тварин (епітеліальна тканина) роблять взуття (туфлі, босоніжки, чоботи), ремені. З вовни хутрових звірів виготовляють теплий одяг. З вовни роблять светри, шкарпетки, шапки, рукавиці. З шовку (секрет залоз шовковичного шовкопряда - сполучна тканина) - сорочки, шарфи, білизна.
Проблема для обговорення
Виникнення земного життя відбувалося з самих менших клітинних форм. Саме на клітинному рівні виникли перші живі організми. Клітка, як організм, також зростала, еволюціонувала, тим самим дала поштовх до утворення безлічі клітинних форм. Вони змогли заселити і «мул» і «водяну масу». Швидше за все, різні умови середовища, природні катаклізми, біотичні чинники привели до ускладнення організації клітин, що спричинило за собою «набуття членів» (що має на увазі многоклеточность).
Прокаріоти, або доядерних, - організми, клітини яких не мають оформленого ядра, обмеженого мембраною.
Еукаріоти, або ядерні, - організми, клітини яких мають добре оформлене ядро, відокремлене ядерною оболонкою від цитоплазми.
Органоїд - клітинна структура, що забезпечує виконання специфічних функцій.
Ядро - найважливіша частина еукаріотичної клітини, що регулює всю її активність; несе в собі спадкову інформацію в макромолекулах ДНК.
Хромосома - це містить ДНК ниткоподібна структура в клітинному ядрі, яка несе в собі гени, одиниці спадковості, розташовані в лінійному порядку.
Біологічна мембрана - еластична молекулярна структура, що складається з білків і ліпідів. Відокремлює вміст будь-якої клітини від зовнішнього середовища, забезпечуючи її цілісність.
Мітоз (непрямий поділ клітини) - універсальний спосіб поділу еукаріотичних клітин, при якому дочірні клітини отримують генетичний матеріал, ідентичний вихідної клітці.
Мейоз - спосіб розподілу еукаріотних клітин, що супроводжується зменшенням вдвічі (редукцією) числа хромосом; одна диплоидная клітина дає початок чотирьом гаплоїдний.
Клітинний цикл - репродуктивний цикл клітини, що складається з декількох послідовних подій (наприклад, интерфаза і мітоз у еукаріот), під час яких вміст клітини подвоюється і вона ділиться на дві дочірніх.
Клітинний структурний рівень організації живої матерії - один із структурних рівнів життя, структурно-функціональною одиницею якого є організм, а одиницею - клітина. На організмовому рівні відбуваються такі явища: розмноження, функціонування організму як єдиного цілого, онтогенез і ін.