Параграф 1 - Биология. 8 класс. Любимова З. В.

Биология для 8-го класса
Предмет:	Биология
Класс:	8 класс
Автор учебника:
Год издания:	2012
Издательство:
Кол-во заданий:	79
Кол-во упражнений:
Мы в социальных сетях
Телеграм • ВКонтакте

Клетка, ее строение, химический состав, жизненные свойства

Строение клетки

Органоиды клетки

• Назовите органоиды клетки.

Органоиды клетки – это субклеточная структура, которая выполняет одну или несколько определенных функций в клетке, подобно органу в теле. К наиболее важным органоидам клетки относятся ядро, в которых хранится генетическая информация; митохондрии, вырабатывающие химическую энергию; и рибосомы, которые производят белки.

Ядро клетки – оно необходимо для жизнедеятельности клетки, оно регулирует её активность. Это связано с тем, что в ядре содержится генетическая информация в виде молекулы ДНК. В ядре локализовано более 90% клеточной ДНК. К основной функции ядра можно отнести: хранение, передача и реализация наследственной информации, поскольку в ядре содержится молекула ДНК.

Митохондрии – находятся внутри наших клеток и именно они снабжают наши клетки энергией. Поэтому их еще часто называют энергетическими станциями клеток. В митохондриях с участием кислорода окисляются жиры и углеводы, в результате этих химических реакций образуется энергия для сокращения наших мышц и поддержания жизнедеятельности.

Рибосомы – выполняет функцию микромашины для производства белков. Рибосомы чрезвычайно многочисленны в клетках. Например, одна клетка может содержать до 10 миллионов рибосом. У некоторых бактерии может насчитывать до 15 000 рибосом, что составляет до четверти общей массы клетки. Размер рибосом внутри клеток варьируется в зависимости от типа клетки и таких факторов, таких как находится ли клетка в спокойном состоянии или находится в процессе деления, в среднем рибосома имеет диаметр около около 20 нанометров.

Полное описание клетки и её структуры можно прочитать в этой статье.

Хромосомы в соматических и половых клетках человека

• Как отличается число хромосом в соматических и половых клетках человека?
• Каково число хромосом в половых клетках человека?

Половые клетки — гаметы (от греч. gametes — «супруг») можно обнаружить уже у двухнедельного эмбриона человека. Их называют первичными половыми клетками. В это время они совсем не похожи на сперматозоиды или яйцеклетки и выглядят абсолютно одинаковыми. Никаких различий, присущих зрелым гаметам, на этой стадии развития зародыша обнаружить у первичных половых клеток не удается. Это не единственная их особенность. Во-первых, первичные половые клетки появляются у зародыша гораздо раньше собственно половой железы (гонады), а во-вторых, они возникают на значительном удалении от того места, где эти железы сформируются позднее. В определенный момент происходит совершенно удивительный процесс — первичные половые клетки дружно устремляются к половой железе и заселяют, «колонизируют» ее.

После того, как будущие гаметы попали в половые железы, они начинают интенсивно делиться, и количество их увеличивается. На этом этапе половые клетки содержат пока то же количество хромосом, что и «телесные» (соматические) клетки — 46. Однако для успешного осуществления своей миссии половые клетки должны иметь в 2 раза меньше хромосом. В противном случае после оплодотворения, то есть слияния гамет, клетки зародыша будут содержать не 46, как установлено природой, а 92 хромосомы. Нетрудно догадаться, что в следующих поколениях их число прогрессивно бы увеличивалось. Чтобы избежать такой ситуации формирующиеся половые клетки проходят специальное деление, которое в эмбриологии называется мейоз (греч. meiosis — «уменьшение»). В результате этого удивительного процесса диплоидный (от греч. diploos — «двойной»), набор хромосом как бы «растаскивается» на составляющие его одинарные, гаплоидные наборы (от греч. haploos — одиночный). В результате из диплодной клетки с 46 хромосомами получаются 2 гаплоидные клетки с 23 хромосомами. Вслед за этим наступает завершающий этап формирования зрелых половых клеток. Теперь в гаплоидной клетке копируются имеющиеся 23 хромосомы и эти копии используются для образования новой клетки. Таким образом, в результате описанных двух делений из одной первичной половой клетки образуется 4 новых.

Неорганические и органические вещества клетки, их биологическое значение

• Назовите неорганические вещества клетки, их биологическое значение.

Живые организмы почти на 98 % состоят из четырех химических элементов: кислорода (${\ce {O}}$), углерода (${\ce {C}}$), водорода (${\ce {H}}$) и азота (${\ce {N}}$). На долю кислорода приходится 65%, углерода – 18 %, водорода – 10 % и азота – 3 %. Водород и кислород – составные элементы воды, на которую приходится 70-80 % массы клетки. Наряду с углеродом и азотом эти два элемента также являются основными составляющими органических соединений, участвующих в большинстве процессов жизнедеятельности. Многие биомолекулы содержат атомы серы (${\ce {S}}$, до 0,8 %) и фосфора (${\ce {P}}$, до 0,95 %). Перечисленные элементы наряду с кальцием (${\ce {Ca}}$), калием (${\ce {K}}$), кремнием (${\ce {Si}}$), магнием (${\ce {Mg}}$), хлором (${\ce {Cl}}$), натрием (${\ce {Na}}$) и железом (${\ce {Fe}}$), которые содержатся в десятых или сотых долях процента, входят в состав всех живых организмов и составляют группу макроэлементов.

Роль далеко не всех элементов изучена достаточно полно и глубоко, хотя известно, что недостаток или отсутствие некоторых из них может привести к возникновению различных заболеваний. Так, недостаток йода в воде, почве, продуктах питания приводит к возникновению эндемического зоба, а недостаток фтора приводит к кариесу, отсутствие железа в необходимых количествах может служить поводом для развития анемии и т.д.

Вода составляет примерно 3/4 биомассы Земли, являясь самым простым химическим соединением, входящим в состав живых организмов. По количественному содержанию в клетке она занимает первое место, а в организмах ее в целом в 5 раз больше, чем во всех реках земного шара. Однако следует помнить, что у разных организмов и в разных тканях животных и растений содержание воды может сильно варьироваться. Существует зависимость между интенсивностью обмена веществ и содержанием воды в органах и тканях, что свидетельствует о большой биологической роли воды.

• Какие органические вещества входят в состав клетки?

Органические соединения – это соединения состав которых входят атомы углерода. В состав клетки входят следующие вещества:

1. Белки - высокомолекулярные полимерные органические вещества, определяющие структуру и жизнедеятельность клетки и организма в целом.
2. Жиры - органические соединения, которые наряду с белками и углеводами, обязательно присутствуют в клетках.
3. Углеводы - большая группа органических соединений, входящих в состав живых клеток. Углеводы принято делить на 3 группы: моносахариды (например, глюкоза, фруктоза, манноза), олигосахариды (включают от 2 до 10 остатков моносахаридов: сахароза, лактоза), полисахариды (высокомолекулярные соединения, например, гликоген, крахмал).
4. Нуклеиновые кислоты - это ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) и РНК (рибонуклеиновая кислота).

Основные жизненные свойства клетки

• Назовите основные жизненные свойства клетки.

К основным жизненным свойствам клетки можно отнести следующее:

1. Структура клетки очень сложна: на каждом уровне в клетках наблюдается определённая последовательность. Каждый тип клеток имеет одинаковый внешний вид при наблюдении в мощный электронный микроскоп, то есть органеллы клетки имеют определенную форму и расположение. Так же каждый тип органелл имеет постоянный состав макромолекул, которые расположены предсказуемым образом.
2. Все клетки хранят наследственную информацию: Организмы созданы согласно информации, закодированной в наборе генов, которые вложены в ДНК. Все живые клетки на Земле, без каких-либо известных исключений, хранят свою наследственную информацию в виде двухцепочечных молекул ДНК. ДНК определяет рост, развитие и поддержание тканей и органов многоклеточных организмов. Инструкции ДНК передаются из поколения в поколение (наследуются) в процессе воспроизводства. Гены содержат в себе данные построения клеточных структур, клеточной активности. Молекулярная структура генов допускает изменения в генетической информации (мутации), которые приводят к вариациям среди людей, что составляет основу биологической эволюции.
3. Клетки способны производить копии самих себя: Точно так же, как отдельные организмы появляются в процессе размножения, индивидуальные клетки аналогично воспроизводят себя. Клетки размножаются делением - процессом, в котором содержимое «материнской» клетки распределяется на две «дочерние» клетки. Перед делением генетический материал дублируется, и каждая дочерняя клетка получает полную и равную долю генетической информации.
4. Клетки приобретают и используют энергию: Все организмы нуждаются в энергии для поддержания жизненных процессов. Живые организмы должны обладать способностью получать и преобразовывать энергию из окружающей среды для роста и поддержания жизни. В биологии это явление известно как метаболизм. Во время метаболизма клетки расходуют огромное количество энергии, просто разрушая и восстанавливая макромолекулы и органеллы, из которых они состоят. Этот непрерывный «круговорот», поддерживает целостность компонентов клетки и позволяет клетке быстро реагировать на изменяющиеся условия.
5. Клетки проводят различные химические реакции: Клетки функционируют как миниатюрные химические заводы. Простейшая бактериальная клетка способна к сотням различных химических превращений. Все эти химические изменения происходят в клетках благодаря ферментам. Ферменты – это молекулы, которые значительно увеличивают скорость химической реакции. Сумма химических реакций в клетке представляет собой метаболизм этой клетки.
6. Клетки участвуют в механической деятельности: В клетках происходит активная деятельность. Химические вещества переносятся в организме с одного места в другое, молекулы и структуры группируются, а затем переносятся по всему организму или одному органу. Такие виды деятельности включают динамические, механические изменения внутри клеток, многие из которых инициируются изменениями формы моторных белков. Моторные белки - лишь один из многих типов молекулярных «машин», используемых клетками для выполнения механической деятельности.
7. Клетки способны реагировать на раздражители: Организмы постоянно ощущают изменения в окружающей среде и реагируют на эти изменения. Они воспринимают эти изменения через свои рецепторы в органах чувств. Связь между клетками и окружающей средой называется гомеостазом. Большинство клеток покрыто рецепторами, которые очень специфическим образом взаимодействуют с веществами в окружающей среде. Клетки имеют рецепторы, реагирующие на гормоны, внеклеточные вещества, а также к веществам на поверхности других клеток.

Внутренняя среда организма

• Что понимают под внутренней средой организма?

Внутренняя среда организма — это кровь, лимфа и жидкость, заполняющая промежутки между клетками и тканями. Кровеносные и лимфатические сосуды, пронизывающие все органы человека, имеют в своих стенках мельчайшие поры, через которые могут проникать даже некоторые клетки крови. Вода, составляющая основу всех жидкостей в организме, вместе с растворенными в ней органическими и неорганическими веществами легко проходит через стенки сосудов. Вследствие этого химический состав плазмы крови (то есть жидкой части крови, не содержащей клеток), лимфы и тканевой жидкости во многом одинаков. С возрастом существенных изменений химического состава этих жидкостей не происходит. В то же время различия в составе указанных жидкостей могут быть связаны с деятельностью тех органов, в которых эти жидкости находятся.

• Какое значение имеет постоянство внутренней среды организма?

Гомеостаз (постоянство внутренней среды организма) – это относительное постоянство внутренней среды организмов и других биосистем в процессе их функционирования и при наличии внешних или внутренних возмущений. Это свойство очень важно, т.к. биологические системы являются открытыми, постоянно ощущают воздействия внешней среды, изменяются, и для поддержания жизни вынуждены постоянно реагировать на разнообразные воздействия.

Организм является самоорганизующейся системой. Организм сам выбирает и поддерживает значения огромного числа параметров, меняет их в зависимости от потребностей, что позволяет ему обеспечивать наиболее оптимальный характер функционирования. Так например, при низких температурах внешней среды организм снижает температуру поверхности тела (чтобы уменьшить теплоотдачу), повышает скорость окислительных процессов во внутренних органах и мышечную активность (чтобы увеличить теплообразование).