Разработанная Маттиасом Шлейденом и Теодором Шванном в 1839 г клеточная теория в измененном и дополненном виде широко используется наукой в настоящее время. Основные ее положения:
Клетка является базовой функциональной единицей строения жизни. Ниже клетки могут изучаться только органические вещества, не обладающие достаточным количеством признаков живого, чтобы рассматриваться как отдельные живые объекты. Они изучаются химией и биохимией.
Клетка является единой цельной сбалансированной системой, состоящей из большого количества связанных между собой химически, пространственно (общим нахождением в клеточной оболочке), физическими процессами органоидов. Органоиды являются функциональными единицами клетки.
Все живые клетки гомологичны, то есть имеют в своей основе общие принципы строения и функционирования, а также общих предков.
Появление новых живых клеток возможно только путем деления материнской.
Развитие современной биологии привело к расширению клеточной теории и внесению в нее дополнительных пунктов:
Клетки ядерных и безъядерных организмов – имеют разный уровень организации и различаются по своей сложности и структурным компонентам.
Копирование генетической информации является основой деления клеток.
Клетки одного организма являются равнозначными по наследственной информации, их разделение на ткани определяется различным набором активированных белков.
Изучение клетки продолжается, следовательно, клеточная теория будет дополняться.
Роль клеточной теории в развитии естественнонаучных представлений о мире
Становление и доказательство клеточной теории позволило:
Определить наиболее важные направления исследования живого, получить практические результаты, которые можно использовать для развития таких наук, как генетика, медицина, палеонтология.
Изучить процессы размножения, найти новые методы лечения для врожденных и приобретенных заболеваний, определить причины возникновения многих из них.
Создать такие науки как генетика, цитология, гистология, что стало основой для изучения структурных и генетических свойств различных животных, бактерий, растений. На основе этих знаний сейчас создаются новые лекарственные препараты, урожайные сорта растений, что позволяет обеспечить продовольственную безопасность человека и защиту его от многих болезней.
Изучить процессы развития и размножения организмов, что дает возможность спрогнозировать их свойства и особенности, а также сделать уверенные предположения о свойствах вымерших на основе изучения палеонтологических находок и прояснить многие моменты истории развития живого.
Наличие доказанной базовой теории позволяет биологии как науке развиваться более быстрыми темпами в правильном направлении.
Развитие знаний о клетке
Попытки изобретения микроскопа известны со времен Древнего Рима. Однако, первым ученым, использовавшим его в 1665 г. для изучения живых организмов стал Р. Гук. Он первым описал пористое строение пробки, и дал название увиденным структурам — «клетки».
Примерно через 10 лет итальянский исследователь М. Мальпиги и англичанин Н. Грю сделали описание различных органов растений в строении которых обнаружили клетки.
В этот же период голландец А. Левенгук описал простейшие одноклеточные организмы.
В следующем, 18-м веке ученые не придавали важного значения наличию клеток в живых организмах, считая их пустотами в сплошных тканях.
В начале 19-го века случилось важное – физики смогли значительно улучшить конструкцию микроскопа, создав ахроматические линзы. Это вызвало новый интерес к микроскопированию и среди биологов.
Различные ученые стали делать описания клеточной структуры тканей живых организмов. Были описаны растительные клетки, определено, что ядра находятся во всех клетках организма, открыто, что обмен веществ происходит на уровне клетки. Другими учеными изучались животные ткани, проводилось сравнение их строения с растительными, хотя были и ошибочные представления – иногда клетки рассматривались именно как пустые пространства, часто путались клетки и ядра. Маттиас Шлейден выполнил большое количество точных описательных работ, но считал, что клетки зарождаются из бесструктурного вещества, а центром концентрации каждой из них становится ядро.
Только Томасу Шванну в 1838 г удалось рассмотреть общие структуры и закономерности в развитии клеток растений и животных и сделать правильные выводы.
Единство происхождения живых организмов
Основной чертой сходства всех живых организмов является их клеточное строение. Различия клеток определяются их приспособлением к различным условиям среды и длительностью эволюционного пути. Но базовая структура, способы питания, связи, размножения, химический состав, способ передачи наследственной информации – схожи у всех живых организмов. Этот факт служит доказательством общности их происхождения.
Окраска шерсти зайца-беляка изменяется в течение года
Мутационная
Полиплоидные сорта томата
2. Тип 2 № 45704
Экспериментатор в течение долгого времени прокаливал кость. Как изменились количество солей кальция и гибкость (упругость) кости?
Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения:
1) увеличилось
2) уменьшилось
3) не изменилось
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой величины. Цифры в ответе могут повторяться.
Количество солей кальция
Гибкость (упругость)
3. Тип 3 № 21550
Сколько молекул ДНК содержится в ядре клетки после репликации, если в диплоидном наборе содержится 46 молекул ДНК? В ответе запишите только соответствующее число.
4. Тип 4 № 20468
Определите соотношение фенотипов у потомков при моногибридном скрещивании двух гетерозиготных организмов при полном доминировании. Ответ запишите в виде последовательности цифр, показывающих соотношение получившихся фенотипов, в порядке их убывания.
5. Тип 5 № 48961
Каким номером на рисунке обозначена клетка, для которой нехарактерен митоз?
Рассмотрите рисунки и выполните задания 5 и 6.
6. Тип 6 № 48962
Установите соответствие между особенностями строения и клетками, которым они свойственны: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.
ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ
А) наличие пластид
Б) клеточная стенка из муреина
В) способность к фагоцитозу
Г) клеточная стенка из хитина
Д) наличие микроворсинок
Е) рибосомы исключительно 70S типа
КЛЕТКА
1) 1
2) 2
3) 3
4) 4
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
А
Б
В
Г
Д
Е
7. Тип 7 № 46149
Все перечисленные ниже понятия и процессы, кроме трёх, используют для описания световой стадии фотосинтеза в клетке растения. Определите три понятия, «выпадающих» из общего списка, и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны
1) перемещение электронов
2) фотолиз воды
3) окисление НАДФ·Н
4) восстановление углерода водородом
5) фотофосфорилирование
6) окислительное фосфорилирование
8. Тип 8 № 21697
Установите правильную последовательность реакций энергетического обмена веществ. Запишите в таблицу соответствующую последовательность цифр.
1) Окисление пировиноградной кислоты.
2) Попадание ПВК в митохондрии.
3) Образование двух молекул пировиноградной кислоты.
4) Расщепление крахмала до глюкозы.
5) Синтез 36 молекул АТФ.
9. Тип 9 № 11689
Непереваренные остатки пищи выводятся через ротовое отверстие у
1) планарии
2) гидры
3) аскариды
4) комара
5) медузы
6) кальмара
10. Тип 10 № 10428
Установите соответствие между особенностями строения животных и группами, к которым их относят в зависимости от вида потребляемой пищи.
ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ
А) хорошо развиты клыки
Б) клыки отсутствуют
В) слепая кишка короткая или редуцирована
Г) желудок имеет несколько отделов
Д) кишечник во много раз длиннее тела
Е) однокамерный железистый желудок
ГРУППЫ ЖИВОТНЫХ
1) травоядный
2) хищник
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
A
Б
В
Г
Д
Е
11. Тип 11 № 21558
Установите последовательность расположения систематических таксонов, начиная с наименьшего. Запишите в таблицу соответствующую последовательность цифр.
1) Комар
2) Членистоногие
3) Двукрылые
4) Насекомые
5) Комар малярийный
6) Животные
12. Тип 12 № 21749
Выберите три верных ответа из шести и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны. Укажите кости в скелете человека, которые работают как рычаги.
1) лопатка
2) лучевая
3) большая берцовая
4) затылочная
5) нижнечелюстная
6) седалищная
13. Тип 13 № 10618
Установите соответствие между функциями тканей и их типом — эпителиальная, соединительная или нервная:
ТИП ТКАНИ
1) эпителиальная
2) соединительная
3) нервная
ФУНКЦИИ
А) регуляция процессов жизнедеятельности
Б) отложение питательных веществ в запас
В) передвижение веществ в организме
Г) защита от ультрафиолетового излучения
Д) обеспечение обмена веществ между организмом и средой
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
A
Б
В
Г
Д
14. Тип 14 № 20541
Установите последовательность событий, происходящих при метаболизме углеводов в организме человека, начиная с попадания пищи в ротовую полость. В ответе запишите соответствующую последовательность цифр.
1) окисление сахаров в клетках до углекислого газа и воды
2) поступление сахаров в ткани
3) всасывание сахаров в тонком кишечнике и поступление их в кровь
4) начало расщепления полисахаридов в ротовой полости
5) окончательное расщепление углеводов на моносахариды в двенадцатиперстной кишке
6) выведение из организма воды и углекислого газа
15. Тип 15 № 40929
Прочитайте текст. Выберите три предложения, в которых даны описания экологического критерия вида Пеночка-весничка. Запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
(1)Пеночка-весничка — певчая птица, встречающаяся почти по всей Европе. (2)Весничка отличается от других видов пеночек тем, что избегает селиться в глубине леса и держится на опушках. (3)Зелёная или оливковая спинка птиц делает их практически незаметными среди листвы. (4)Широкая пищевая специализация позволяет им легко переходить с одного корма на другой в зависимости от их обилия. (5)Своих птенцов веснички выкармливают мелкими мягкими насекомыми. (6)За лето они успевают воспитать два выводка. (7)Половая зрелость у птенцов наступает в возрасте одного года.
16. Тип 16 № 23045
Установите соответствие между примерами и видами адаптаций: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца
ПРИМЕР
А) вынашивание икры во рту тилапией
Б) сучковидная форма палочника
В) высокая плодовитость у трески
Г) замирание при опасности у опоссума
Д) наличие в коже лягушек-древолазов ядовитых желёз
Е) удаление избытка воды через почки
в виде слабоконцентрированной мочи речными рыбами
ВИД
1) физиологическая
2) морфологическая
3) поведенческая
Запишите в таблицу выбранные цифры под соответствующими буквами.
А
Б
В
Г
Д
Е
17. Тип 17 № 22937
Выберите три верных ответа из шести и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны.
Для экосистемы суходольного луга характерно
1. преобладание продуцентов одного вида
2. разнообразный видовой состав трав
3. сбалансированный круговорот веществ
4. отсутствие консументов и редуцентов
5. разветвлённые пищевые цепи
6. преобладание действия искусственного отбора
18. Тип 18 № 12388
Установите соответствие между экологическим фактором и его видом.
ФАКТОР
A) хищничество
Б) отсутствие корма
B) снежный покров
Г) бобровая плотина
Д) внесение удобрений в почву
Е) смена времен года
ВИД ФАКТОРА
1) абиотический
2) биотический
3) антропогенный
Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:
A
Б
В
Г
Д
Е
19. Тип 19 № 10716
Установите последовательность этапов индивидуального развития однолетнего покрытосеменного растения из семени
1) плодоношение и созревание семян
2) рост и развитие вегетативных органов
3) цветение и опыление
4) образование и формирование зародыша
5) прорастание семени
20. Тип 20 № 31640
Проанализируйте таблицу «Строение кожи человека». Заполните пустые ячейки таблицы, используя термины и понятия, приведённые в списке. Для каждой ячейки, обозначенной буквой, выберите соответствующий термин или соответствующее понятие из предложенного списка.
Слои кожи
Образующие типы ткани
Функция
Эпидермис
Эпителиальная
____________ (В)
_________(А)
Соединительная
Обменная,рецепторная
Подкожная жироваяклетчатка
____________ (Б)
Терморегуляционная,запасающая
Список терминов и понятий:
1) мышечная
2) соединительная
3) дерма
4) надкостница
5) защитная, обменная
6) эпителиальная
7) опорная, сенсорная
8) амортизационная, терморегуляционная
21. Тип 21 № 20611
Британские учёные в течение 12 лет проводили исследование, в котором участвовали 3760 младенцев, рождённых в одной из больниц Лондона. Собирались данные о весе детей при рождении и данные о ранней смертности. Целью исследования было определить, есть ли воздействие естественного отбора на массу детей при рождении. В таблице приведены данные о весе младенцев при рождении и процент младенцев, умерших в возрасте до 4 месяцев.
Вес детей при рождении и детская смертность
Диапазон веса младенцев, кг
0–0,5
0,5–1
1–1,5
1,5–2
2–2,5
2,5–3
3–3,5
3,5–4
4–4,5
4,5–5
больше 5
Количество детей
2
17
62
81
316
996
1411
645
177
48
5
Процент умерших детей
100
88
73
15
9
6
4
5
7
10
20
Изучите таблицу и выберите верные утверждения:
1) Большинство детей при рождении имело вес от 2,5 до 3,5 кг.
2) Наименьшую раннюю смертность имели дети весом 4,5−5 кг.
3) На вес детей при рождении оказывает влияние давление естественного отбора.
4) Наименьшую раннюю смертность имели дети весом 2−2,5 кг.
5) На вес детей при рождении не оказывает влияние естественный отбор.
22. Тип 22 № 46316
В 1724 г. английский исследователь Стефан Хейлз провёл эксперимент, в котором использовал ветки одного растения, одинаковые сосуды с водой и измерительный инструмент — линейку. Он удалил с веток разное количество листьев и поместил ветки в сосуды с равным количеством воды, а затем постоянно измерял уровень воды. Через некоторое время С. Хейлз обнаружил, что уровень воды в разных сосудах изменялся неодинаково. Как изменился уровень воды в разных сосудах? Объясните причину. Сформулируйте закономерность, установленную С. Хейлзом. Какой параметр задавался экспериментатором (независимая переменная), а какой параметр менялся в зависимости от этого (зависимая переменная)?
23. Тип 23 № 23202
Какие клетки листа растения обозначены на рисунке цифрой 1, какие функкции они выполняют? В какой ткани листа располагаются эти клетки и чем они отличаются от других клеток этой ткани?
24. Тип 24 № 22307
Найдите три ошибки в приведённом тексте. Укажите номера предложений, в которых сделаны ошибки, исправьте их.
(1)Эмбриональное развитие – эмбриогенез начинается с момента деления яйцеклетки и заканчивается рождением организма или выходом его из яйца. (2)Первый этап – дробление характеризуется быстрым делением без увеличения массы клеток эмбриона. (3)Дробление заканчивается образованием бластулы с бластоцелью внутри. (4)На стадии гаструлы у хордовых животных образуется гастральная полость, которая в дальнейшем превращается в кишку, формируются энтодерма, мезодерма и эктодерма. (5)На стадии нейрулы образуется нервная пластинка, которая преобразуется в нервную трубку, из которой в дальнейшем у позвоночных развивается головной и спинной мозг. (6)В конце стадии нейрулы в эмбриогенезе хордовых животных образуется осевой комплекс органов: хорда, под которой расположены нервная и кишечная трубки. (7)Закладка органов начинается на стадии нейрулы и продолжается в процессе органогенеза.
25. Тип 25 № 11122
В чем заключается сходство и различие автотрофного питания у фото — и хемосинтезирующих бактерий?
26. Тип 26 № 23191
Какие палеонтологические находки свидетельствуют об эволюции животного мира? Приведите два-три примера таких находок. Обоснуйте на конкретных примерах, каким образом палеонтологические находки позволяют установить последовательность этапов эволюции животных.
27. Тип 27 № 11281
Общая масса всех молекул ДНК в 46 хромосомах одной соматической клетки человека составляет 6х10-9 мг. Определите, чему равна масса всех молекул ДНК в сперматозоиде и в соматической клетке перед началом деления и после его окончания. Ответ поясните.
28. Тип 28 № 23264
У дрозофилы гетерогаметным полом является мужской пол. В первом скрещивании длиннокрылых красноглазых самок дрозофилы и самца с зачаточными крыльями, белыми глазами все потомство было единообразыным по признакам длины крыльев и окраски глаз. Во втором скрещивании самок дрозофилы с зачаточными крыльями, белыми глазами и длиннокрылых красноглазых самцов в потомстве были длинноклрылые самки с красными глазами и длиннокрылые самцы с белыми глазами. Составьте схемы скрещивания, определите генотипы и фенотипы родительских особей, потомства в двух скрещиваниях и пол потомства в первом скрещивании. Объясните фенотипическое расщепление во втором скрещивании.
