Подробное решение параграф 7 по биологии для учащихся 11 класса, авторов Теремов А.В., Петросова Р.А. 2017
Вопрос. Вспомните, какое строение имеет прокариотная и эукариотная клетки. Какие процессы метаболизма протекают в клетках?
Ответ. Прокариотная клетка. Ее главным отличием является отсутствие ограниченного мембраной клеточного ядра. Она имеет одну внутреннюю полость, образуемую элементарной мембраной, называемой клеточной, или цитоплазматической (ЦПМ). У подавляющего большинства прокариот ЦПМ – единственная мембрана, обнаруживаемая в клетке. Для клеток прокариот характерны малые размеры, отсутствие ядра и большинства органелл, типичных для клеток эукариот, особое строение рибосом; у многих присутствуют плазмиды, жгутики, основной источник энергии глюкоза. Ядерная ДНК у них не отделена от цитоплазмы мембраной. В цитоплазме находятся функционально специализированные структуры, но они не изолированы от цитоплазмы с помощью мембран и, следовательно, не образуют замкнутых полостей. Эти структуры могут быть сформированы и мембранами, но последние не замкнуты и, как правило, обнаруживают тесную связь с ЦПМ, являясь результатом ее локального внутриклеточного разрастания. В клетках прокариот есть также образования, окруженные особой мембраной, имеющей иное по сравнению с элементарной строение и химический состав.
В эукариотных клетках (к которым относятся клетки растений) в отличие от прокариотных, ядерная мембрана, отграничивающая ДНК от остальной цитоплазмы, формирует вторичную полость. Таким образом, эукариоты имеют ядро, отделенное от цитоплазмы. В цитоплазме содержатся различные органеллы, обладающие характерной структурой и функциями. Клетки эукариот разнообразны по размерам, форме и специализации, крупнее и сложнее по строению, чем клетки прокариот.
Метаболизм (от греч. – «превращение, изменение»), или обмен веществ – набор химических реакций, которые возникают в живом организме для поддержания жизни. Эти процессы позволяют организмам расти и размножаться, сохранять свои структуры и отвечать на воздействия окружающей среды.
Вопрос 1. Чем первые организмы отличались от пробионтов?
Ответ. Первые одноклеточные организмы питались готовыми органическими веществами «первичного бульона», т.е. были гетеротрофами. Постепенное истощение запасов органических веществ вызвало конкуренцию первых одноклеточных организмов за пищевые ресурсы, что ускорило их эволюцию. В клетках стали синтезироваться ферменты, катализирующие образование органических веществ из неорганических, что привело к появлению автотрофного питания. Предполагают, что первые автотрофы были хемосинтезирующими организмами. Крупнейший ароморфоз в развитии жизни на Земле был связан с появлением фотосинтеза.
Вопрос 2. Перечислите основные ароморфозы в эволюции метаболизма у первых организмов. Каковы их последствия для органической эволюции?
Ответ. Главные ароморфозы – появление фотосинтеза, способствовало накоплению кислорода в атмосфере. Следующий ароморфоз – появление эукариот, что способствовало устойчивости генетического аппарата, появлению новых органоидов и усложнению метаболизма. Следующий ароморфоз – появление многоклеточности, что увеличивает шансы на выживание.
Вопрос 3. Расскажите о гипотезах происхождения эукариот?
Ответ. Гипотеза симбиогенеза объясняет возникновение эукариотных клеток как результат нескольких актов симбиоза первичных прокариотных организмов, образовавшихся от пробионтов. Согласно ей, одна группа анаэробных гетеротрофов вступила в симбиоз с первичными фотосинтезирующими цианобактериями и аэробными гетеротрофными бактериями, что привело к образованию растительной эукариотной клетки. Другая группа анаэробных гетеротрофов объединилась только с аэробными гетеротрофными бактериями, в результате чего образовалась животная эукариотная клетка. В пользу этой гипотезы свидетельствует сходство строения митохондрий и хлоропластов с бактериями, наличие в этих органоидах собственных нуклеиновых кислот, рибосом и способность их к полуавтономному существованию внутри клетки.
Вопрос 4. Назовите важнейшие ароморфозы в эволюции первых эукариот?
Ответ. Ароморфоз – крупное эволюционное изменение. Оно обеспечивает повышение уровня организации организмов, преимущества в борьбе за существование, возможность освоения новых сред обитания. Факторы, вызывающие ароморфозы, – наследственная изменчивость, борьба за существование и естественный отбор. Основные ароморфозы в эволюции первых эукариот:
1) появление многоклеточных от одноклеточных, дифференциация клеток и образование тканей;
2) выход на сушу;
3) появление полового процесса.
Вопрос 5. На чем основано выделение царств организмов?
Ответ. Выделение царств организмов основано на строении клетки, характере (а также истории) формирования многоклеточного организма, процессах метаболизма.
Вопрос 6. Какие существуют гипотезы происхождения вирусов?
Ответ. Их эволюционное происхождение до сих пор окончательно не выяснено. Есть две гипотезы. Согласно одной из них, вирусы произошли от бактерий, приспособившихся к внутриклеточному паразитизму и утративших в связи с этим свои структуры: мембраны, рибосомы и др. По другой гипотезе, вирусы возникли до появления клеток и первоначально представляли собой примитивные живые существа, обладавшие простейшими жизненными функциями. В процессе эволюции они были поглощены клетками прокариот и эукариот – стали их внутриклеточными паразитами.