Вопросы для повторения и задания
1. Как устроены вирусы?
2. Каков принцип взаимодействия вируса и клетки?
3. Опишите процесс проникновения вируса в клетку.
4. В чем проявляется действие вирусов на клетку?
5. Используя знания о путях распространения вирусных и бактериальных инфекций, предложите пути предотвращения инфекционных заболеваний.
Вопросы для обсуждения
Глава «Клетка»
«История изучения клетки. Клеточная теория»
1. Какое преимущество дает клеточное строение живым организмам?
2. Какое из положений клеточной теории было установлено самым первым? Почему?
3. Почему оформление клеточной теории шло одновременно с развитием и усовершенствованием техники?
«Химический состав клетки»
1. Почему в растительных организмах углеводов значительно больше, чем в животных?
2. К каким заболеваниям может привести нарушение превращения углеводов в организме человека?
3. Известно, что, если в рационе отсутствует белок, даже несмотря на достаточную калорийность пищи, у животных останавливается рост, изменяется состав крови и возникают другие патологические явления. Какова причина подобных нарушений?
4. Какие вы знаете биологически активные вещества в организме человека, относящиеся к группе липидов? Каковы их функции?
5. Объясните трудности, возникающие при пересадке органов, опираясь на знания специфичности белковых молекул в каждом организме.
6. Почему при работе в горячих цехах для утоления жажды рекомендуют пить минеральную или подсоленную воду?
«Строение эукариотической и прокариотической клеток»
1. В клетках каких органов и почему аппарат Гольджи наиболее развит?
2. Какими путями осуществляется обмен веществ между клеткой и окружающей средой?
3. Известно, что ионный состав внутреннего содержимого клетки имеет большое сходство с ионным составом морской воды. Какой вывод можно из этого сделать?
4. Какие особенности строения ядра клетки обеспечивают транспорт веществ из ядра и обратно?
5. Предположите, что произойдет, если исчезнут все бактерии на Земле.
6. Как давно люди используют микроорганизмы?
7. В чем состоит сущность процессов пастеризации и стерилизации как меры борьбы с бактериями?
8. Что такое антибиотики? С какой целью их применяют?
«Реализация наследственной информации в клетке»
1. Почему углеводы не могут выполнять функцию хранения информации?
2. Каким образом реализуется наследственная информация о структуре и функциях небелковых молекул, синтезируемых в клетке?
3. При каком структурном состоянии молекулы ДНК могут быть источниками генетической информации?
4. Какие особенности строения молекул РНК обеспечивают их функцию переноса информации о структуре белка от хромосом к месту его синтеза?
5. Объясните, почему молекула ДНК не могла быть построена из нуклеотидов трех типов.
«Вирусы»
1. Почему вирус может проявить свойства живого организма, только внедрившись в живую клетку?
2. Почему вирусные заболевания имеют характер эпидемий? Охарактеризуйте меры борьбы с вирусными инфекциями.
3. Выскажите свое мнение о времени появления на Земле вирусов в историческом прошлом, учитывая, что вирусы могут размножаться только в живых клетках.
4. Объясните, почему в середине XX в. вирусы стали одним из главных объектов экспериментальных генетических исследований.
5. Подумайте, какие сложности возникают при попытках создать вакцину против ВИЧ-инфекции.
Темы
• Организм – единое целое. Многообразие организмов
• Обмен веществ и превращение энергии
• Размножение
• Индивидуальное развитие (онтогенез)
• Наследственность и изменчивость
• Основы селекции. Биотехнология
Мысленно поднимаясь по лестнице уровней организации живой материи, мы приступаем к изучению нового, более высокого уровня – организменного. Организм (от лат. organisme – устраиваю, придаю стройный вид) – это биологическая система, состоящая из взаимосвязанных элементов, функционирующая как единое целое. Трактуя это определение в широком смысле, организмом можно считать не только отдельного индивидуума, но и семью, популяцию, экосистему. Мир живых существ – это мир биологических систем разного уровня сложности. Но нас с вами на данном этапе интересует более узкое определение этого понятия – организм как отдельная особь.
3.1. Организм – единое целое. Многообразие организмов
Вспомните!
В чем сходство и принципиальное отличие между одноклеточными и многоклеточными организмами?
Какие одноклеточные организмы вам известны?
Особь, или индивидуум (от лат. individuum – неделимое), – это неделимая единица жизни. Самый главный признак любого живого организма – строгая взаимозависимость отдельных его частей. Разделение особи на части приведет к потере ее целостной уникальной индивидуальности. Человек, птица, дерево – это особи, но печень, мозг, крыло, клюв, лист или ветка не обладают признаками целого организма. Организм – это не простая сумма клеток, тканей и органов. Лишь строгое соподчинение и взаимодействие формируют новое единство и придают особи черты и свойства, отсутствующие у отдельных ее компонентов.
Любой живой организм имеет клеточное строение. Исключение, как нам уже известно, составляют вирусы, но и они не способны существовать вне клеток (§ 2.11). Ученые до сих пор спорят, относить ли вирусы к живым существам. С одной стороны, они обладают свойствами живой материи – наследственностью и изменчивостью, но в то же время не способны к самостоятельному существованию и размножению, проявляя эти свойства только внутри про– или эукариотических клеток.
Многообразие живых существ нашей планеты, образующих единую биосферу, огромно и с трудом поддается описанию и подсчету. По самым приблизительным оценкам, сейчас на Земле обитает несколько миллионов видов живых организмов. Только беспозвоночных насчитывают более 1,5 млн видов, при этом каждый год описывают сотни новых видов, и ученые считают, что большинство беспозвоночных животных, в основном пауков, насекомых и круглых червей, до сих пор неизвестны науке. Более 350 тыс. видов растений, около 100 тыс. видов грибов, огромное количество видов бактерий и синезеленых водорослей населяют нашу планету, создавая то неповторимое единство, частью которого являемся и мы с вами.
Для любого организма характерны все признаки живого: обмен веществ и превращение энергии, рост, развитие и размножение, наследственность и изменчивость. Эти свойства мы рассмотрим с вами в последующих параграфах этой главы.
Все организмы подразделяют на одноклеточные и многоклеточные.
Одноклеточные организмы. К этой группе относят организмы, тело которых состоит из одной клетки, т. е. для них клеточный и организменный уровни едины. Одноклеточные прокариоты – это бактерии и синезеленые водоросли (цианобактерии). Одноклеточные эукариоты встречаются во всех трех царствах эукариот. У грибов – это одноклеточные дрожжи, в царстве растений – одноклеточные зеленые водоросли (например, хламидомонада и хлорелла), среди животных – более 40 тыс. видов простейших, например амебы и инфузории, споровики и фораминиферы (рис. 46). Клетки одноклеточных обладают всеми признаками самостоятельных организмов и способны осуществлять все функции, необходимые для жизнедеятельности. В отличие от клеток многоклеточных организмов у одноклеточных существуют органоиды специального назначения, помогающие им осуществлять все необходимые функции. Способность к движению и захвату пищи обеспечивают ложноножки, жгутики и реснички. Для реализации выделительной функции существуют сократительные вакуоли. Свойство живых организмов – раздражимость обеспечивают специализированные внутриклеточные структуры, например светочувствительный глазок у эвглены зеленой позволяет ей перемещаться к источнику света. Клетки одноклеточных устроены гораздо более сложно, нежели клетки, входящие в состав многоклеточного организма.
Рис. 46. Многообразие одноклеточных организмов: А – амеба; Б – зеленые водоросли; В – радиолярия; Г – солнечник
Многоклеточные организмы. В многоклеточном организме клетки специализированы, т. е. они способны выполнять только какую-то определенную функцию и не могут самостоятельно существовать вне целого организма. У представителя кишечнополостных – гидры – организм состоит из семи типов клеток, а организм человека образован клетками более ста типов. Совокупность клеток различных типов и межклеточного вещества, связанных выполнением ряда одинаковых функций, называется тканью. Ткани и органы характерны не для всех многоклеточных организмов. Так, у кишечнополостных и губок, у низших растений – водорослей – разные типы клеток не объединены в ткани, не образуют органы и системы органов. Специализация клеток у многоклеточных организмов повышает эффективность работы всего организма в целом, усложняет его структуру и обеспечивает более сложные формы поведения.
