Клетки животных , растений и бактерии имеют схожее строение. Позднее эти заключения стали основой для доказательства единства организмов. Т. Шванн и М. Шлейден ввели в науку основополагающее представление о клетке: вне клеток нет жизни. Клеточная теория дополнялась и редактировалась с каждым разом.
Положения клеточной теории Шлейдена-Шванна
- Все животные и растения состоят из клеток.
- Растут и развиваются растения и животные путём возникновения новых клеток.
- Клетка является самой маленькой единицей живого, а целый организм - это совокупность клеток.
Основные положения современной клеточной теории
- Клетка - элементарная единица живого, вне клетки жизни нет.
- Клетка - единая система, она включает множество закономерно связанных между собой элементов, представляющих целостное образование, состоящее из сопряжённых функциональных единиц - органоидов.
- Клетки всех организмов гомологичны.
- Клетка происходит только путём деления материнской клетки, после удвоения её генетического материала.
- Многоклеточный организм представляет собой сложную систему из множества клеток, объединённых и интегрированных в системы тканей и органов, связанных друг с другом.
- Клетки многоклеточных организмов тотипотентны .
Дополнительные положения клеточной теории
Для приведения клеточной теории в более полное соответствие с данными современной клеточной биологии список её положений часто дополняют и расширяют. Во многих источниках эти дополнительные положения различаются, их набор достаточно произволен.
- Клетки прокариот и эукариот являются системами разного уровня сложности и не полностью гомологичны друг другу (см. ниже).
- В основе деления клетки и размножения организмов лежит копирование наследственной информации - молекул нуклеиновых кислот («каждая молекула из молекулы»). Положения о генетической непрерывности относится не только к клетке в целом, но и к некоторым из её более мелких компонентов - к митохондриям , хлоропластам , генам и хромосомам .
- Многоклеточный организм представляет собой новую систему, сложный ансамбль из множества клеток, объединённых и интегрированных в системе тканей и органов, связанных друг с другом с помощью химических факторов, гуморальных и нервных (молекулярная регуляция).
- Клетки многоклеточных тотипотентны, то есть обладают генетическими потенциями всех клеток данного организма, равнозначны по генетической информации, но отличаются друг от друга разной экспрессией (работой) различных генов, что приводит к их морфологическому и функциональному разнообразию - к дифференцировке.
История
XVII век
Линк и Молднхоуэр устанавливают наличие у растительных клеток самостоятельных стенок. Выясняется, что клетка есть некая морфологически обособленная структура. В 1831 году Моль доказывает, что даже такие, казалось бы, неклеточные структуры растений, как водоносные трубки, развиваются из клеток.
Мейен в «Фитотомии» (1830) описывает растительные клетки, которые «бывают или одиночными, так что каждая клетка представляет собой особый индивид, как это встречается у водорослей и грибов, или же, образуя более высоко организованные растения, они соединяются в более и менее значительные массы». Мейен подчёркивает самостоятельность обмена веществ каждой клетки.
В 1831 году Роберт Броун описывает ядро и высказывает предположение, что оно является постоянной составной частью растительной клетки.
Школа Пуркинье
В 1801 году Вигиа ввёл понятие о тканях животных, однако он выделял ткани на основании анатомического препарирования и не применял микроскопа. Развитие представлений о микроскопическом строении тканей животных связано прежде всего с исследованиями Пуркинье, основавшего в Бреславле свою школу.
Пуркинье и его ученики (особенно следует выделить Г. Валентина) выявили в первом и самом общем виде микроскопическое строение тканей и органов млекопитающих (в том числе и человека). Пуркинье и Валентин сравнивали отдельные клетки растений с частными микроскопическими тканевыми структурами животных, которые Пуркинье чаще всего называл «зёрнышками» (для некоторых животных структур в его школе применялся термин «клетка»).
В 1837 году Пуркинье выступил в Праге с серией докладов. В них он сообщил о своих наблюдениях над строением желудочных желёз, нервной системы и т. д. В таблице, приложенной к его докладу, были даны ясные изображения некоторых клеток животных тканей. Тем не менее установить гомологию клеток растений и клеток животных Пуркинье не смог:
- во-первых, под зёрнышками он понимал то клетки, то клеточные ядра;
- во-вторых, термин «клетка» тогда понимался буквально как «пространство, ограниченное стенками».
Сопоставление клеток растений и «зёрнышек» животных Пуркинье вёл в плане аналогии, а не гомологии этих структур (понимая термины «аналогия» и «гомология» в современном смысле).
Школа Мюллера и работа Шванна
Второй школой, где изучали микроскопическое строение животных тканей, была лаборатория Иоганнеса Мюллера в Берлине. Мюллер изучал микроскопическое строение спинной струны (хорды); его ученик Генле опубликовал исследование о кишечном эпителии, в котором он дал описание различных его видов и их клеточного строения.
Здесь были выполнены классические исследования Теодора Шванна, заложившие основание клеточной теории. На работу Шванна оказала сильное влияние школа Пуркинье и Генле . Шванн нашёл правильный принцип сравнения клеток растений и элементарных микроскопических структур животных. Шванн смог установить гомологию и доказать соответствие в строении и росте элементарных микроскопических структур растений и животных.
На значение ядра в клетке Шванна натолкнули исследования Матиаса Шлейдена, у которого в 1838 году вышла работа «Материалы по фитогенезу». Поэтому Шлейдена часто называют соавтором клеточной теории. Основная идея клеточной теории - соответствие клеток растений и элементарных структур животных - была чужда Шлейдену. Он сформулировал теорию новообразования клеток из бесструктурного вещества, согласно которой сначала из мельчайшей зернистости конденсируется ядрышко, вокруг него образуется ядро, являющееся образователем клетки (цитобластом). Однако эта теория опиралась на неверные факты.
В 1838 году Шванн публикует 3 предварительных сообщения, а в 1839 году появляется его классическое сочинение «Микроскопические исследования о соответствии в структуре и росте животных и растений», в самом заглавии которого выражена основная мысль клеточной теории:
- В первой части книги он рассматривает строение хорды и хряща, показывая, что их элементарные структуры - клетки развиваются одинаково. Далее он доказывает, что микроскопические структуры других тканей и органов животного организма - это тоже клетки, вполне сравнимые с клетками хряща и хорды.
- Во второй части книги сравниваются клетки растений и клетки животных и показывается их соответствие.
- В третьей части развиваются теоретические положения и формулируются принципы клеточной теории. Именно исследования Шванна оформили клеточную теорию и доказали (на уровне знаний того времени) единство элементарной структуры животных и растений. Главной ошибкой Шванна было высказанное им вслед за Шлейденом мнение о возможности возникновения клеток из бесструктурного неклеточного вещества.
Развитие клеточной теории во второй половине XIX века
С 1840-х годов XIX века учение о клетке оказывается в центре внимания всей биологии и бурно развивается, превратившись в самостоятельную отрасль науки - цитологию.
Для дальнейшего развития клеточной теории существенное значение имело её распространение на протистов (простейших), которые были признаны свободно живущими клетками (Сибольд, 1848).
В это время изменяется представление о составе клетки. Выясняется второстепенное значение клеточной оболочки, которая ранее признавалась самой существенной частью клетки, и выдвигается на первый план значение протоплазмы (цитоплазмы) и ядра клеток (Моль, Кон, Л. С. Ценковский, Лейдиг, Гексли), что нашло своё выражение в определении клетки, данном М. Шульце в 1861 г.:
Клетка - это комочек протоплазмы с содержащимся внутри ядром.
В 1861 году Брюкко выдвигает теорию о сложном строении клетки, которую он определяет как «элементарный организм», выясняет далее развитую Шлейденом и Шванном теорию клеткообразования из бесструктурного вещества (цитобластемы). Обнаружено, что способом образования новых клеток является клеточное деление, которое впервые было изучено Молем на нитчатых водорослях. В опровержении теории цитобластемы на ботаническом материале большую роль сыграли исследования Негели и Н. И. Желе.
Деление тканевых клеток у животных было открыто в 1841 г. Ремаком . Выяснилось, что дробление бластомеров есть серия последовательных делений (Биштюф, Н. А. Келликер). Идея о всеобщем распространении клеточного деления как способа образования новых клеток закрепляется Р. Вирховом в виде афоризма:
«Omnis cellula ех cellula».
Каждая клетка из клетки.
В развитии клеточной теории в XIX веке остро встают противоречия, отражающие двойственный характер клеточного учения, развивавшегося в рамках механистического представления о природе. Уже у Шванна встречается попытка рассматривать организм как сумму клеток. Эта тенденция получает особое развитие в «Целлюлярной патологии» Вирхова (1858).
Работы Вирхова оказали неоднозначное влияние на развитие клеточного учения:
- Клеточная теория распространялась им на область патологии, что способствовало признанию универсальности клеточного учения. Труды Вирхова закрепили отказ от теории цитобластемы Шлейдена и Шванна, привлекли внимание к протоплазме и ядру, признанными наиболее существенными частями клетки.
- Вирхов направил развитие клеточной теории по пути чисто механистической трактовки организма.
- Вирхов возводил клетки в степень самостоятельного существа, вследствие чего организм рассматривался не как целое, а просто как сумма клеток.
XX век
Клеточная теория со второй половины XIX века приобретала всё более метафизический характер, усиленный «Целлюлярной физиологией» Ферворна, рассматривавшего любой физиологический процесс, протекающий в организме, как простую сумму физиологических проявлений отдельных клеток. В завершении этой линии развития клеточной теории появилась механистическая теория «клеточного государства», в качестве сторонника которой выступал в том числе и Геккель. Согласно данной теории организм сравнивается с государством, а его клетки - с гражданами. Подобная теория противоречила принципу целостности организма.
Механистическое направление в развитии клеточной теории подверглось острой критике. В 1860 году с критикой представления Вирхова о клетке выступил И. М. Сеченов. Позднее клеточная теория подверглась критическим оценкам со стороны других авторов. Наиболее серьёзные и принципиальные возражения были сделаны Гертвигом, А. Г. Гурвичем (1904), М. Гейденгайном (1907), Добеллом (1911). С обширной критикой клеточного учения выступил чешский гистолог Студничка (1929, 1934).
В 1930-х годах советский биолог О. Б. Лепешинская , основываясь на данных своих исследований, выдвинула «новую клеточную теорию» в противовес «вирховианству». В её основу было положено представление, что в онтогенезе клетки могут развиваться из некоего неклеточного живого вещества. Критическая проверка фактов, положенных О. Б. Лепешинской и её приверженцами в основу выдвигаемой ею теории, не подтвердила данных о развитии клеточных ядер из безъядерного «живого вещества».
Современная клеточная теория
Современная клеточная теория исходит из того, что клеточная структура является главнейшей формой существования жизни, присущей всем живым организмам, кроме вирусов . Совершенствование клеточной структуры явилось главным направлением эволюционного развития как у растений, так и у животных, и клеточное строение прочно удержалось у большинства современных организмов.
Вместе с тем должны быть подвергнуты переоценке догматические и методологически неправильные положения клеточной теории:
- Клеточная структура является главной, но не единственной формой существования жизни. Неклеточными формами жизни можно считать вирусы. Правда, признаки живого (обмен веществ, способность к размножению и т. п.) они проявляют только внутри клеток, вне клеток вирус является сложным химическим веществом. По мнению большинства учёных, в своём происхождении вирусы связаны с клеткой, являются частью её генетического материала, «одичавшими» генами.
- Выяснилось, что существует два типа клеток - прокариотические (клетки бактерий и архебактерий), не имеющие отграниченного мембранами ядра, и эукариотические (клетки растений, животных, грибов и протистов), имеющие ядро, окружённое двойной мембраной с ядерными порами. Между клетками прокариот и эукариот существует и множество иных различий. У большинства прокариот нет внутренних мембранных органоидов, а у большинства эукариот есть митохондрии и хлоропласты. В соответствии с теорией симбиогенеза, эти полуавтономные органоиды - потомки бактериальных клеток. Таким образом, эукариотическая клетка - система более высокого уровня организации, она не может считаться целиком гомологичной клетке бактерии (клетка бактерии гомологична одной митохондрии клетки человека). Гомология всех клеток, таким образом, свелась к наличию у них замкнутой наружной мембраны из двойного слоя фосфолипидов (у архебактерий она имеет иной химический состав, чем у остальных групп организмов), рибосом и хромосом - наследственного материала в виде молекул ДНК, образующих комплекс с белками. Это, конечно, не отменяет общего происхождения всех клеток, которое подтверждается общностью их химического состава.
- Клеточная теория рассматривала организм как сумму клеток, а жизнепроявления организма растворяла в сумме жизнепроявлений составляющих его клеток. Этим игнорировалась целостность организма, закономерности целого подменялись суммой частей.
- Считая клетку всеобщим структурным элементом, клеточная теория рассматривала как вполне гомологичные структуры тканевые клетки и гаметы, протистов и бластомеры. Применимость понятия клетки к протистам является дискуссионным вопросом клеточного учения в том смысле, что многие сложно устроенные многоядерные клетки протистов могут рассматриваться как надклеточные структуры. В тканевых клетках, половых клетках, протистах проявляется общая клеточная организация, выражающаяся в морфологическом выделении кариоплазмы в виде ядра, однако эти структуры нельзя считать качественно равноценными, вынося за пределы понятия «клетка» все их специфические особенности. В частности, гаметы животных или растений - это не просто клетки многоклеточного организма, а особое гаплоидное поколение их жизненного цикла, обладающее генетическими, морфологическими, а иногда и экологическими особенностями и подверженное независимому действию естественного отбора. В то же время практически все эукариотические клетки, несомненно, имеют общее происхождение и набор гомологичных структур - элементы цитоскелета, рибосомы эукариотического типа и др.
- Догматическая клеточная теория игнорировала специфичность неклеточных структур в организме или даже признавала их, как это делал Вирхов, неживыми. В действительности, в организме кроме клеток есть многоядерные надклеточные структуры (синцитии , симпласты) и безъядерное межклеточное вещество, обладающее способностью к метаболизму и потому живое. Установить специфичность их жизнепроявлений и значение для организма является задачей современной цитологии. В то же время и многоядерные структуры, и внеклеточное вещество появляются только из клеток. Синцитии и симпласты многоклеточных - продукт слияния исходных клеток, а внеклеточное вещество - продукт их секреции, то есть образуется оно в результате метаболизма клеток.
- Проблема части и целого разрешалась ортодоксальной клеточной теорией метафизически: всё внимание переносилось на части организма - клетки или «элементарные организмы».
Целостность организма есть результат естественных, материальных взаимосвязей, вполне доступных исследованию и раскрытию. Клетки многоклеточного организма не являются индивидуумами, способными существовать самостоятельно (так называемые культуры клеток вне организма представляют собой искусственно создаваемые биологические системы). К самостоятельному существованию способны, как правило, лишь те клетки многоклеточных, которые дают начало новым особям (гаметы, зиготы или споры) и могут рассматриваться как отдельные организмы. Клетка не может быть оторвана от окружающей среды (как, впрочем, и любые живые системы). Сосредоточение всего внимания на отдельных клетках неизбежно приводит к унификации и механистическому пониманию организма как суммы частей.
Клеточная теория представляет собой научное обобщение, вывод, заключение, к которому пришли ученые в XIX веке. В ней можно выделить два ключевых положения:
Все живые организмы имеют клеточное строение. Вне клетки жизни нет.
Каждая новая клетка появляется только путем деления ранее существующей. Каждая клетка происходит от другой клетки.
Эти выводы были сделаны в разными учеными в разное время. Первое - Т. Шванном в 1839 году, второе - Р. Вирховым в 1855 г. Кроме них на становление клеточной теории оказали влияние другие исследователи.
В XVII веке был изобретен микроскоп. Р. Гук впервые увидел клетки растений. На протяжении полутора-двух веков ученые наблюдали клетки разных организмов, в том числе простейших. Постепенно приходило понимание важной роли внутреннего содержимого клеток, а не их стенок. Было открыто клеточное ядро.
В 30-х годах XIX века М. Шлейден изложил ряд особенностей клеточного строения растений. Пользуясь этими данными, а также своими исследованиями животных клеток, Т. Шванн сформулировал клеточную теорию, обобщив особенности клеточного строения на все живые организмы:
все организмы состоят из клеток,
клетка - наименьшая структурная единица живого,
многоклеточные организмы состоят из множества клеток;
рост организмов осуществляется путем возникновения новых клеток.
При этом Шлейден и Шванн ошибались по поводу способа возникновения новых клеток. Они полагали, что клетка появляется из неклеточного слизистого вещества, которое сначала формирует ядро, а потом вокруг него образуется цитоплазма и мембрана. Чуть позже исследования других ученых показали, что клетки появляются путем деления, и в 50-х годах XIX века Вирхов дополнил клеточную теорию положением, что каждая клетка может произойти только от другой клетки.
Современная клеточная теория
Современная клеточная теория дополняет и конкретизирует обобщения XIX. Согласно ей жизнь в ее структурной, функциональном и генетическом проявлении обеспечивается только клеткой . Клетка - это биологическая единица, которая способна осуществлять обмен веществ, превращать и использовать энергию, хранить и реализовывать биологическую информацию.
Клетка рассматривается как элементарная система, лежащая в основе строения, жизнедеятельности, размножения, роста и развития всех живых организмов.
Клетки всех организмов возникают путем деления предшествующих клеток. Процессы митоза и мейоза всех эукариот практически одинаковы, что говорит о единстве их происхождения. Все клетки одинаково редуплицируют ДНК, у них сходны механизмы биосинтеза белка, регуляции обмена веществ, сохранения, переноса и использования энергии.
Современная клеточная теория рассматривает многоклеточный организм не как механическую совокупность клеток (что было характерно для XIX века), а как целостную систему , обладающую новыми качествами за счет взаимодействия составляющих его клеток. При этом клетки многоклеточных организмов остаются их структурно-функциональными единицами, хотя отдельно существовать не могут (за исключением гамет, спор).
КЛЕТОЧНАЯ ТЕОРИЯ
ЧАСТЬ I
1. К прокариотам относятся
1)
бактериофаги
2)
бактерии
3)
водоросли
4)
дрожжи
2. Единица роста и развития организма –
1)
ген
2)
хромосома
3)
клетка
4)
орган
3. К эукариотам относят
1)
кишечную палочку
2)
амебу
3)
холерный вибрион
4)
стрептококк
4. Клеточная теория обобщает представления о
1)
2)
сходстве строения организмов
3)
историческом развитии организмов
4)
единстве живой и неживой природы
5. В соответствии с клеточной теорией единицей роста и размножения организмов считают
1)
клетку
2)
особь
3)
ген
4)
гамету
6. Согласно клеточной теории, клетки всех организмов
1)
сходны по химическому составу
2)
одинаковы по выполняемым функциям
3)
имеют ядро и ядрышко
4)
имеют одинаковые органоиды
7. Из приведенных формулировок укажите положение клеточной теории.
1)
Оплодотворение - это процесс слияния мужской и женской гамет.
2)
Онтогенез повторяет историю развития своего вида.
3)
Дочерние клетки образуются в результате деления материнской.
4)
Половые клетки образуются в процессе мейоза.
8. Процессы жизнедеятельности у всех организмов протекают в клетке, поэтому её рассматривают как единицу
1)
размножения
2)
строения
3)
функциональную
4)
генетическую
9. Клетки прокариот, в отличие от клеток эукариот,
1)
не имеют плазматической мембраны
2)
не имеют оформленного ядра
3)
имеют в своём составе одномембранные органоиды
4)
содержат клеточную оболочку из целлюлозы
10. О единстве органического мира свидетельствует
1)
наличие ядра в клетках живых организмов
2)
клеточное строение организмов всех царств
3)
объединение организмов всех царств в систематические группы
4)
разнообразие организмов, населяющих Землю
11. Какая теория обосновала положение о структурно-функциональной единице живого?
1)
филогенеза
2)
клеточная
3)
эволюции
4)
эмбриогенеза
12. Растения, грибы, животные – это эукариоты, так как их клетки
1)
не имеют оформленного ядра
2)
не делятся митозом
3)
имеют оформленное ядро
4)
имеют ядерную ДНК, замкнутую в кольцо
13. Вывод о единстве органического мира позволяет сделать теория
1)
хромосомная
2)
эволюции
3)
клеточная
4)
гена
14. Организмы растений, животных, грибов и бактерий состоят из клеток – это свидетельствует о
1)
единстве органического мира
2)
разнообразии строения живых организмов
3)
связи организмов со средой обитания
4)
сложном строении живых организмов
15. Согласно клеточной теории клетка – это единица
1)
изменчивости
2)
наследственности
3)
эволюции органического мира
4)
роста и развития организмов
16. Клетку бактерии относят к группе прокариот, так как она не содержит
1)
органоидов движения
2)
клеточной оболочки
3)
многих органоидов и ядра
4)
плазматической мембраны
17. Клеточное строение организмов служит доказательством
1)
2)
взаимодействия организмов и среды обитания
3)
единства органического мира
4)
приспособленности организма к среде обитания
18. В организме человека ядро отсутствует в клетках
1)
эпителиальной ткани
2)
нервных узлов
3)
зрелых эритроцитов
4)
половых желёз
19. Что является структурно-функциональной единицей строения организмов всех царств?
1)
клетка
2)
хромосома
3)
ядро
4)
ДНК
20. Особенность прокариотической клетки – отсутствие в ней
1)
цитоплазмы
2)
клеточной мембраны
3)
немембранных органоидов
4)
оформленного ядра
21. Для прокариотической клетки характерно
1)
отсутствие цитоплазмы и оболочки
2)
отсутствие процесса фотосинтеза
3)
деление путём митоза
4)
наличие кольцевых ДНК в цитоплазме
22. Сходство химического состава клеток организмов разных царств свидетельствует о (об)
1)
целостности организмов
2)
единстве органического мира
3)
многообразии органического мира
4)
сложной организации строения организмов
23. Клетку считают единицей роста и развития организмов, так как
1)
она имеет сложное строение
2)
организм состоит из тканей
3)
число клеток увеличивается в организме путем митоза
4)
образуются гаметы путем мейоза
24. Сходство строения клеток организмов разных царств доказывает теория –
1)
эволюционная
2)
хромосомная
3)
клеточная
4)
генетическая
25. Клетки животных относят к группе эукариотных, так как они имеют
1)
хлоропласты
2)
плазматическую мембрану
3)
оболочку
4)
ядро, отделенное от цитоплазмы оболочкой
26. К прокариотам относят
1)
вирусы и бактериофаги
2)
бактерии и синезеленые
3)
водоросли и простейшие
4)
грибы и лишайники
27. Клетки прокариот, так же как и эукариот, имеют
1)
митохондрии
2)
плазматическую мембрану
3)
клеточный центр
4)
пищеварительные вакуоли
28. Сходство химического состава, клеточного строения организмов – доказательство
1)
единства и общности происхождения органического мира
2)
многообразия растительного и животного мира
3)
эволюции органического мира
4)
постоянства живой природы
29. «Сходством по строению, химическому составу, обмену веществ обладают клетки всех организмов» это положение
1)
гипотезы возникновения жизни
2)
клеточной теории
3)
закона гомологических рядов
4)
закона независимого распределения генов
30. О сходстве клеток эукариот свидетельствует наличие в них
1)
ядра
2)
пластид
3)
оболочки из клетчатки
4)
вакуолей с клеточным соком
31. К прокариотным относят клетки
1)
животных
2)
цианобактерий
3)
грибов
4)
растений
32. Клетки прокариот, в отличие от клеток эукариот, не имеют
1)
хромосом
2)
клеточной оболочки
3)
ядерной мембраны
4)
плазматической мембраны
33. Эукариоты – это организмы, в клетках которых
1)
отсутствуют митохондрии
2)
ядрышки находятся в цитоплазме
3)
ядерная ДНК образует хромосомы
4)
отсутствуют рибосомы
34. В клетках каких организмов ядерное вещество расположено в цитоплазме?
1)
низших растений
2)
бактерий и цианобактерий
3)
одноклеточных животных
4)
плесневых грибов и дрожжей
35. Клетка многоклеточного животного, в отличие от клетки простейшего,
1)
покрыта оболочкой из клетчатки
2)
выполняет все функции организма
3)
выполняет определенную функцию
4)
представляет собой самостоятельный организм
36. В клетке происходит синтез и расщепление органических веществ, поэтому её называют единицей
1)
строения
2)
жизнедеятельности
3)
роста
4)
размножения
37. В состав всех живых организмов входят нуклеиновые кислоты, что свидетельствует о
1)
многообразии живой природы
2)
единстве органического мира
3)
приспособленности организмов к факторам среды
4)
взаимосвязи организмов в природных сообществах
38. Немецкие ученые М. Шлейден и Т. Шванн, обобщив идеи разных ученых, сформулировали
1)
закон зародышевого сходства
2)
хромосомную теорию наследственности
3)
клеточную теорию
4)
закон гомологических рядов
39.О единстве органического мира свидетельствует
1)
сходство особей одного вида
2)
клеточное строение организмов
3)
4)
существование огромного разнообразия видов в природе
40. «Размножение клеток происходит путём их деления…» – положение теории
1)
онтогенеза
2)
клеточной
3)
филогенеза
4)
мутационной
41. Развитие организмов из одной клетки – свидетельство
1)
взаимосвязи организмов и среды обитания
2)
единства органического мира
3)
единства живой и неживой природы
4)
многообразия органического мира
42. Сходство строения и жизнедеятельности клеток всех организмов свидетельствует о (об) их
1)
родстве
2)
многообразии
3)
эволюционном процессе
4)
приспособленности
43. Что служит доказательством единства органического мира?
1)
специализация клеток в многоклеточных организмах
2)
сходство в строении клеток организмов разных царств
3)
жизнь организмов в природных и искусственных сообществах
4)
способность организмов к воспроизведению
44. Укажите положение клеточной теории.
1)
Оплодотворение представляет собой процесс соединения мужской и женской клеток.
2)
Аллельные гены в процессе мейоза оказываются в разных половых клетках.
3)
Клетки всех организмов сходны по химическому составу и строению.
4)
Онтогенез – это развитие организма с момента оплодотворения яйцеклетки до смерти организма.
45. К эукариотическим относят клетки
1)
клубеньковых бактерий
2)
цианобактерий
3)
растений
4)
кишечной палочки
46. Почему одноклеточных животных относят к эукариотам?
1)
имеют оформленное ядро
2)
содержат кольцевую хромосому
3)
синтезируют на рибосомах белки
4)
окисляют органические вещества и запасают АТФ
47. Вывод о родстве растений и животных можно сделать на основании
1)
хромосомной теории
2)
закона сцепленного наследования
3)
теории гена
4)
клеточной теории
48. К эукариотам относят клетки
1)
бактерий
2)
вирусов
3)
животных
4)
бактериофагов
49. Организмы состоят из клеток, поэтому их считают единицами
1)
развития
2)
размножения
3)
жизнедеятельности
4)
строения
50. Клетка – единица роста и развития организма, так как
1)
в ней хранится наследственная информация
2)
из клеток состоят ткани
3)
она способна к делению
4)
в ней имеется ядро
51. Эукариоты – это организмы, в клетках которых
1)
ядерное вещество не отделено от цитоплазмы
2)
одна кольцевая хромосома
3)
отсутствуют многие органоиды
4)
ядро отделено от цитоплазмы оболочкой
52. Организмы, клетки которых имеют обособленное ядро, - это
1)
вирусы
2)
прокариоты
3)
эукариоты
4)
бактерии
53. Отсутствие в клетке митохондрий, комплекса Гольджи, ядра указывает на её принадлежность к
1)
эукариотам
2)
прокариотам
3)
вирусам
4)
бактериофагам
54. Клетка – единица строения и жизнедеятельности
1)
вируса табачной мозаики
2)
возбудителя СПИДа
3)
бактерии кишечной палочки
4)
белой планарии
5)
обыкновенной амебы
6)
бактериофага
55. Основные положения клеточной теории позволяют сделать выводы о
1)
влиянии среды на приспособленность
2)
родстве организмов
3)
происхождении растений и животных от общего предка
4)
развитии организмов от простого к сложному
5)
сходном строении клеток всех организмов
6)
возможности самозарождения жизни из неживой материи
56. Сходное строение клеток растений и животных – доказательство
1)
их родства
2)
общности происхождения организмов всех царств
3)
происхождения растений от животных
4)
усложнения организмов в процессе эволюции
5)
единства органического мира
6)
многообразия организмов
ЧАСТЬ II
57. Почему бактерии нельзя отнести к эукариотам?
58 . Какое значение для формирования научного мировоззрения имело создание клеточной теории М. Шлейденом и Т. Шванном?
Впервые клетки, а точнее клеточные стенки (оболочки) мертвых клеток, были обнаружены в срезах пробки с помощью микроскопа, английским ученым Робертом Гуком в 1665 году. Именно он и предложил термин «клетка».
Позднее голландец А. Ван Левенгук открыл множество одноклеточных организмов в каплях воды, а в крови людей красные кровяные клетки (эритроциты).
То, что помимо клеточной оболочки все живые клетки имеют внутреннее содержимое полужидкое студенистое вещество, ученые смогли открыть только только в начале XIX века. Это полужидкое студенистое вещество назвали протоплазмой. В 1831 году было открыто клеточное ядро, и все живое содержимое клетки — протоплазму стали подразделять на ядро и цитоплазму.
Позднее по мере совершенствования техники микроскопии в цитоплазме были обнаружены многочисленные органоиды (слово «органоид» имеет греческие корни и означает «похожий на орган»), и цитоплазму стали подразделять на органоиды и жидкую часть — гиалоплазму.
Известные немецкие ученые ботаник Матиас Шлейден и зоолог Теодор Шванн, активно работавшие с клетками растений и животных, пришли к выводу, что все клетки имеют похожее строение и состоят из ядра, органоидов и гиалоплазмы. Позднее в 1838-1839 г. они сформулировали основные положения клеточной теории . Согласно этой теории клетка является основной структурной единицей всех живых организмов, как растительных, так и животных, а процесс роста организмов и тканей обеспечивается процессом образования новых клеток.
Через 20 лет немецким анатомом Рудольфом Вирховым было сделано еще одно важное обобщение: новая клетка может возникнуть только из предшествующей клетки. Когда выяснелось, что сперматозоид и яйцеклетка — тоже клетки, соединяющиеся друг с другом в процессе оплодотворения, стало понятно, что жизнь из поколения в поколение — это непрерывная последовательность клеток. По мере развития биологии и открытия процессов деления клеток (митоза и мейоза) клеточная теория дополнялась все новыми положениями. В современном виде основные положения клеточной теории можно сформулировать так:
1. Клетка — основная структурно-функциональная и генетическая единица всех живых организмов и наименьшая единица живого.
Этот постулат был полностью доказан современной цитологией. Кроме того, клетка представляет собой открытую для обмена с внешней средой, саморегулирующуюся и самовоспроизводящуюся систему.
В настоящее время ученые научились выделять различные компоненты клетки (вплоть до отдельных молекул). Многие из этих компонентов могут даже функционировать самостоятельно, если создать им соответствующие условия. Так, например, сокращения актино-миозинового комплекса может быть вызвано добавлением в пробирку АТФ. Искусственный синтез белов и нуклеиновых кислот тоже стало реальностью в наше время, но все это лишь только части живого. Для полноценной работы всех этих комплексов, входящих в состав клетки, нужны еще дополнительные вещества, ферменты, энергия и т.д. И только клетки являются самостоятельными и саморегулирующимися системами, т.к. имеют все необходимое для поддержания полноценной жизнедеятельности.
2. Строение клеток, их химический состав и основные проявления процессов жизнедеятельности сходны у всех живых организмов (одноклеточных и многоклеточных).
В природе существует два типа клеток: прокариотические и эукариотические. Несмотря на их некоторые различия это правило для них справедливо.
Общий принцип организации клеток определяется необходимостью осуществить ряд обязательных функций, направленных на поддержание жизнедеятельности самих клеток. Например, у всех клеток есть оболочка, которая с одной стороны изолируюет ее содержимое от окружающей среды, с другой — контролирует поток веществ в клетку и из нее.
Органоиды или органеллы — постоянные специализированные структуры в клетках живых организмов. Органоиды разных организмов имеют общий план строения и работают по единым механизмам. Каждый органоид отвечает за определенные функции, которые жизненно необходимы для клетки. Благодаря органоидам в клетках происходит энергетический обмен, биосинтез белка, появляется способность к воспроизводству. Органоиды стали сопоставлять с органами многоклеточного организма, отсюда и появился этот термин.
У многоклеточных организмов хорошо прослеживается значительное разнообразие клеток, которое связано с их функциональной специализацией. Если сравнить, например, мышечные и эпительные клетки, можно заметить, что они отличаются друг от друга преимущественным развитием разных видов органоидов. Клетки приобретают черты функциональной специализации, которые необходимы для выполнения конкретных функций, в результате клеточной дифференцировки в процессе онтогенеза.
3. Любая новая клетка может образоваться только в результате деления материнской клетки.
Размножение клеток (т.е. увеличение их количества) будь то прокариоты или эукариоты может происходить только делением уже существующих клеток. Делению обязательно предшествует процесс предварительного удвоения генетического материала (репликация ДНК). Началом жизни организма является оплодотворенная яйцеклетка (зигота), т.е. клетка образующаяся в результате слияния яйцеклетки и сперматозоида. Все остальное разнообразие клеток в организме — результат бесчисленного числа ее делений. Таким образом, можно сказать, что все клетки в организме родственны, развиваются одинаковым образом из одного источника.
4. Многоклеточные организмы — живые организмы, состоящие из множества клеток. Большая часть этих клеток дифференцирована, т.е. различаются по своему строению, выполняемым функциям и образуют различные ткани.
Многоклеточные организмы — это целостные системы специализированных клеток, регулируемыми межклеточными, нервными и гуморальными механизмами. Следует различать многоклеточность и колониальность. У колониальных организмов нет дифференцированных клеток, а следовательно, нет разделения тела на ткани. В многоклеточные организмы помимо клеток входят еще неклеточные элементы, например, межклеточное вещество соединительной ткани, костный матрикс, плазма крови.
В итоге можно сказать, что вся жизнедеятельность организмов от их рождения до смерти: наследственность, рост, обмен веществ, болезни, старение и т.п. — все это многообразные аспекты деятельности различных клеток организма.
Клеточная теория оказала огромное влияние на развитие не только биологии, но и естествознания в целом, так как она установила морфологическую основу единства всех живых организмов, дала общебиологическое объяснение жизненных явлений. По своему значению, клеточная теория не уступает таким выдающимся достижениям науки, как закон превращения энергии или эволюционная теория Ч. Дарвина. Итак, клетка — основа организации представителей царств растений, грибов и животных — возникла и развивалась в процессе биологической эволюции.
1) Новые клетки образуются только из бактериальных клеток.
2) Новые клетки образуются только в результате деления исходных клеток.
3) Новые клетки образуются из старой клетки
4) Новые клетки образуются при простом делении пополам.
А2. В состав рибосомы входят
1) ДНК 2) и-РНК 3) р-РНК 4) т-РНК
А3. Лизосомы в клетке образуются в
1) эндоплазматической сети 2) митохондриях 3) клеточном центре 4) комплексе Гольджи
А4. В отличие от хлоропластов митохондрии
1) имеют двойную мембрану 2) имеют собственную ДНК 3) имеют граны 4) имеют кристы
А5. Какую функцию выполняет в клетке клеточный центр
1) принимает участие в клеточном делении 2) является хранителем наследственной информации
3) отвечает за биосинтез белка 4) является центром матричного синтеза рибосомной РНК
А6. Какую функцию выполняют в клетке лизосомы?
1) расщепляют биополимеры до мономеров 2) окисляют глюкозу до углекислого газа и воды
3) осуществляют синтез органических веществ 4) осуществляют синтез полисахаридов из глюкозы
А7. Прокариоты – это организмы в которых отсутствует
1) цитоплазма 2) ядро 3) мембрана 4) ДНК
А8. Организмы, которым не нужен кислород для жизнедеятельности, называются:
1) анаэробы 2) эукариоты 3) аэробы 4) прокариоты
А9. Полное кислородное расщепление веществ (3-й этап энергетического обмена) происходит в:
1) митохондриях 2) лизосомах 3) цитоплазме 4) хлоропластах
А10. Набор реакций для биологического синтеза веществ в клетке – это
1) Диссимиляция 2) Ассимиляция 3) Гликолиз 4) Метаболизм
А11. Организмы, органические вещества из внешней среды, называются:
1) Гетеротрофы 2) Сапрофиты 3) Фототрофы 4) Автотрофы
А12. Фотолиз воды происходит в клетке в
1) митохондриях 2) лизосомах 3) хлоропластах 4) эндоплазматической сети
А13. При фотосинтезе кислород образуется в результате
1) фотолиза воды 2) разложения углекислого газа 3) разложения глюкозы 4) синтеза АТФ
А14. Первичная структура молекулы белка, заданная последовательностью нуклеотидов иРНК,
формируется в процессе
1) трансляции 2) транскрипции 3) редупликации 4) денатурации
А15. Участок ДНК в котором закодирована информация о последовательности аминокислот в первичной
структуре белка называется:
1) ген 2) триплет 3) нуклеотид 4) хромосома
А16. Процесс деления соматических клеток с сохранением диплоидного набора хромосом – это
1) Транскрипция 2) Трансляция 3) Размножение 4) МитозА17. Какой триплет на ДНК соответствует кодону УГЦ на и-РНК?
1) ТГЦ 2) АГЦ 3) ТЦГ 4) АЦГ
А18. Разрушение ядерной оболочки и формирование веретена деления происходит в
1) Анафазе 2) Телофазе 3) Профазе 4) Прометафазе
А19. Удвоение всех органоидов происходит в
1) Анафазе 2) Телофазе 3) Интерфазе 4) Метафазе
В заданиях В1-В2 Выберите три правильных ответа из шести предложенных. Ответ запишите в виде
последовательности цифр. 2 балла за верно выполненное задание
В1. Из предложенных характеристик выберите те, которые относятся к митохондриям
1) Содержит ДНК 4) Регулирует все процессы белкового синтеза, обмена веществ и энергии
2) Участвуют в синтезе белка 5) Синтезируют органические вещества из неорганических
3) Покрыты двумя мембранами 6) Внутренняя мембрана имеет выступы - кристы
В2. Автотрофы в отличии от гетеротрофов
1) Синтезируют органические вещества 4) Используют энергию солнца
2) Поглощают органические вещества из вне 5) Содержат хлоропласты
3) Питаются мертвыми организмами 6) Существуют на живых организмах
Ответить