Биология ЕГЭ Задание 2

Современная клеточная теория (кратко)

Клетка — элементарная единица строения и жизнедеятельности всех организмов (кроме вирусов), обладающая всеми свойствами живого.

Положения клеточной теории:

1. Клетка — целостная элементарная живая система, состоящая из органелл, основа строения и развития живых организмов; способна к самообновлению, саморегуляции и самовоспроизведению.
2. Клетки всех организмов построены по единому принципу, сходны по химическому составу, основным проявлениям жизнедеятельности.
3. Каждая новая клетка образуется в результате деления исходной (материнской).
4. В многоклеточных организмах клетки специализируются по выполняемым функциям и образуют ткани. Из тканей состоят органы и системы органов.
5. Каждая клетка многоклеточного организма содержит весь геном этого организма, но отличается по уровню работы отдельных генов, что приводит к их разнообразию.

Этапы открытия и изучения клетки

1665 г. – Р. Гук на срезах пробкового дерева обнаружил крошечные ячейки, которые назвал клетками.
1674 г. – А. ван Левенгук под микроскопом в капле воды наблюдал движущиеся живые организмы (инфузории, амёбы, бактерии).
1675 г. – М. Мальпиги, И. Грю (в 1681г.) подтвердили клеточное строение растений.
1802—1808 гг. – Ш. Ф. Мирбель установил, что все растения состоят из тканей, образованных клетками.
1809 г. – Ж. Б. Ламарк определил клеточное строение животных организмов.
1825 г. – Я. Пуркине открыл ядро яйцеклетки птиц.
1831 г. – Р. Броун впервые описал ядро растительной клетки.
1833 г. – Р. Броун установил, что ядро — обязательный органоид клетки растений.
1839 г. – М. Шлейденом и Т. Шванном сформулирована клеточная теория строения организмов, которая включала три положения.
1858 r. – P. Вирхов дополнил клеточную теорию ещё одним положением.
1878 г. – И. Д. Чистяков открыл митоз в растительных клетках.
1878 г. – В. Флемминг обнаружил митоз у животных.
1882 г. – В. Флемминг наблюдал мейоз в животных клетках.
1888 г. – Э. Страсбургер наблюдал мейоз в растительных клетках.

Уровневая организация жизни

Жизнь — активная форма существования материи, совокупность физических и химических процессов клетки, осуществляющей обмен веществ и деление.
Биологическая система — живая структура, существующая в определённой для неё среде обитания, обладающая способностью обмена веществ и энергии, а также защитой обмена и копирования информации, которая обуславливает её функции и возможности.

Общие признаки живых систем:

1. Клеточное строение (исключение — вирусы).
2. Наследственность — способность организмов передавать свои признаки из поколения в поколение.
3. Изменчивость — способность организмов приобретать новые признаки.
4. Раздражимость — способность организмов избирательно воспринимать воздействия внешней среды и реагировать на них изменением своих физико-химических и физиологических свойств.
5. Общность химического состава — все живые организмы на 98 % состоят из четырёх элементов: углерода, азота, кислорода и водорода.
6. Обмен веществ и энергии — совокупность процессов поступления веществ в организм и использования их для выработки энергии, а также выделение конечных продуктов в окружающую среду.
7. Рост — увеличение массы, обусловленное репродукцией.
8. Самовоспроизведение (репродукция) — способность к воспроизведению себе подобных.
9. Саморегуляция — постоянство структурной организации и химического состава внутренней среды.
10. Развитие — приобретение новых индивидуальных свойств организма.
11. Открытость системы — способность существовать при условии постоянного обмена веществ и энергии с окружающей средой.
12. Дискретность — любая система состоит из отдельных, но взаимодействующих между собой частей, образующих функциональное единство.

Уровни организации жизни:

• Биосферный. Структурный элемент: взаимодействующие биогеоценозы и окружающая их среда — биосфера. Процессы уровня: взаимодействие живого и неживого вещества планеты, круговорот веществ и энергии, хозяйственная и этнокультурная деятельность человека.
• Биогеоценотический. Структурный элемент: популяции и виды, взаимодействующие между собой в определённой среде, — экосистема. Процессы уровня: саморегуляция, самовоспроизводство и саморазвитие биогеоценозов.
• Популяционно-видовой. Структурный элемент: родственные особи, объединённые в популяцию, вид. Процессы уровня: действие движущих сил эволюции, изменение генофонда популяции, видообразование.
• Организменный. Структурный элемент: одноклеточный или многоклеточный организм. Процессы уровня: питание, дыхание, раздражимость, выделение, размножение, рост и др.
• Клеточный. Структурный элемент: клетка с органеллами. Процессы уровня: воспроизведение, обмен веществ и энергии, регуляция химических реакций.
• Молекулярный. Структурный элемент: химические вещества. Процессы уровня: реализация и передача наследственной информации, биосинтез, физико-химические реакции и др.

Каждый из уровней организации живой природы вносит свой вклад в единый процесс эволюции. В клетке воспроизводится наследственная информация, происходит её изменение, что приводит к возникновению новых сочетаний признаков и свойств организма, которые в свою очередь подвергаются действию естественного отбора на популяционно-видовом уровне.

Наиболее фундаментальные различия между живыми системами создают четыре группы особенностей:

• общий характер связей живой системы с внешней средой;
• уровень функциональной организации системы;
• уровень структурной агрегации системы;
• способ организации процессов метаболизма.

По характеру связей с внешней средой система может быть закрытой и открытой. Открытые системы обмениваются с окружающей средой веществом и энергией, нуждаются в поступлении вещества и энергии извне (питание, фотосинтез), но не накапливают их бесконечно, а частично выделяют в среду.

Методы биологии

Метод — путь достижения поставленной цели. В биологии помимо научного метода познания, который применяется и в других науках, используются и частные методы.

Алгоритм научного метода познания: 1) Наблюдение. 2) Формулировка гипотез. 3) Эксперимент. 4) Моделирование. 5) Анализ результатов. 6) Выведение общих закономерностей.

Основные методы биологии:

• Наблюдение — описание биологического явления.
• Сравнение — сопоставление объектов, процессов или явлений, нахождение между ними сходств и различий.
• Эксперимент — целенаправленное исследование в управляемых условиях.
• Моделирование — изучение объекта, процесса или явления через воспроизведение его в виде модели (образа).

Частные методы биологии

• Генеалогический — составление родословных людей, выяснение характера наследования некоторых признаков.
• Исторический — установление взаимосвязей между фактами, процессами, явлениями, происходившими на протяжении длительного времени.
• Палеонтологический — выявление родства между древними организмами.
• Центрифугирование — разделение смесей на составные части под действием центробежной силы.
• Цитологический (цитогенетический) — исследование строения клетки, её структур с помощью различных микроскопов.
• Биохимический — исследование химического состава живых клеток и организмов, химических процессов организма.