Решебник по биологии 9 класс Пономарева §13

Клетки размножаются делением: мейоз, митоз, амитоз и прямое бинарное деление.

Когда клетка начинает делиться, ее хромосомы выходят из ядра и выстраиваются в одну линию при помощи «веретена деления», которое состоит из микротрубочек. Каждая хромосома, состоящая из двух хроматид, разделяется на две идентичные дочерние хромосомы. Далее дочерние хромосомы при помощи нитей «веретена деления» растягиваются к полюсам клетки. Таким образом, у каждого полюса оказывается одинаковый наследственный материал.

У прокариот деление клеток обусловлено особенностями их строения. Так как у них нет ядра, то наследственный материал представлен одной кольцевой молекулой ДНК, которая условно считается хромосомой. Перед делением клетки ее ДНК удваивается, а дочерние ДНК оказываются прикрепленными к клеточной мембране. После этого клеточная мембрана образует перетяжку между образовавшимися молекулами ДНК, разделяя цитоплазму пополам.

У эукариот клеточное деление сложнее, а сам его процесс называется митозом. Сначала ядро делится на две равные части, а потом и цитоплазма. Равномерное и точное распределение удвоившихся хромосом, число которых в ядре эукариот может быть значительное, между ядрами дочерних клеток обусловлено веретеном деления, состоящим из микротрубочек. Далее происходит разделение цитоплазмы клетки и образование двух полностью самостоятельных дочерних клеток.

При бесполом размножении организм сам себя воспроизводит, то есть, он передает новому организму ДНК, которое не смешивается и не поддается изменениям доминантными генами другого организма.

В процессе митоза происходит сначала удвоение, а потом равномерное распределение наследственного материала между двумя ядрами дочерних клеток. Выделяют четыре стадии митоза, которые следуют одна за другой и отличаются некоторыми особенностями:

1. Профаза: увеличение объема ядра; распад ядерной мембраны; спирализация молекул ДНК; укорачивание и утолщение хромосом;

2. Метафаза: перемещение хромосом, каждая из которых состоит из двух хроматид, соединенных центромерой, в середину клетки;

3. Анафаза: разъединение и удаление друг от друга центромер; укорачивание нитей веретена деления; расхождение хроматид к противоположным полюсам веретена;

4. Телофаза: формирование новых ядер на противоположных концах клетки; хромосомы в новых ядрах становятся невидимыми в микроскоп и очень тонкими; появление ядрышка; образование оболочки ядра; начинается разделение цитоплазмы.

Во время первой фазы митоза хромосомы становятся видимыми.

В конце третьей фазы митоза хромосомы находятся на противоположных полюсах клетки.

Структуры клетки, содержащие генетическую информацию, становятся видимыми только во время митоза.

Во время профазы хромосомы становятся видимыми.

В конце анафазы хромосомы находятся на противоположных полюсах клетки.

ДНК, содержащие генетическую информацию, становятся видимыми только во время митоза.

Цель работы: изучение делящихся клеток.

Оборудование: микроскоп, готовые микропрепараты с делящимися клетками кончика корня.

1. Рассматриваем микропрепарат сначала при малом, а затем – при большом увеличении. При малом увеличении мы можем наблюдать общую структуру растительных тканей – клеточные структуры или клетки. При большом увеличении можно подробнее изучить клетки и их деление.

2. Находим на микропрепарате делящиеся клетки. Мы увидели, что в одних клетках хромосомы еще располагаются на плоскости экватора. Это метафаза. В других клетках дочерние хромосомы уже достигают полюсов клетки и начинается образование ядерной оболочки вокруг каждого набора хромосом. Это телофаза.

3. Считаем количество делящихся клеток, которые находятся в поле зрения (не сдвигая микропрепарат под микроскопом). У нас вышло 9.

4. Считаем количество неделящихся клеток, находящихся в поле зрения под микроскопом. У нас вышло 8.

5. Зарисовываем делящиеся клетки в таблице по образцу:

Фаза деления клетки	Вид клетки во время фазы деления
Профаза
Метафаза
Анафаза
Телофаза

Существует несколько причин, почему структура и свойства клетки были открыты лишь в XIX-XX вв.:

1) недостаток знаний о клетках;

2) отсутствие подходящей техники (только в XIX веке появились первые мощные микроскопы – фазовый контрастный и электронный);

3) прогресс в биологии и химии (в XIX веке произошло открытие химической структуры веществ, что помогло в понимании молекулярных основ клеточной структуры и функции).

Важно знать, что клетка является структурной единицей всего живого. Из нее состоят все организмы, обитающие на нашей планете. Знания о клетке, ее структуре и функциях помогают лучше понять причины возникновения некоторых болезней, предотвратить нарушения обмена веществ в организме в целом и т.д.

Основными структурными компонентами клетки являются: ядро, цитоплазма, клеточная мембрана.

Важнейшими процессами жизнедеятельности клетки являются:

1) дыхание (поступление в клетку кислорода и выделение наружу углекислого газа);

2) обмен веществ (потребление питательных веществ и выведение продуктов обмена);

3) рост и развитие (клетка увеличивается в размерах, происходит усложнение ее строения);

4) размножение (деление клетки).

Клетка является основной структурной и функциональной единицей всех живых организмов. Она обладает всеми основными характеристиками биосистемы, а потому может рассматриваться как самостоятельный организм. К таким характеристикам относятся:

1) структура и функции (у клетки есть мембрана, ядро, цитоплазма; она способна выполнять множество функций – обмен веществ, дыхание, рост, развитие, синтез белков, репликация ДНК и т.д.);

2) саморегуляция (клетка может поддерживать свое внутреннее равновесие, регулируя функции и адаптируясь к условиям);

3) размножение и наследование (клетка способна размножаться с помощью митоза или мейоза и передавать генетическую информацию от поколения к поколению);

4) взаимодействие и зависимость (одни клетки взаимодействуют с другими клетками и с окружающей средой, образуя ткани, органы и системы органов; могут зависеть от внешних ресурсов – кислород, питательные вещества).

Формулирование клеточной теории в XIX веке стало важным моментом в истории биологии и повлияло на развитие исследования клетки. Тогда было установлено, что клетка является основной структурной и функциональной единицей всех живых организмов. Также было разработано много новых методов и технологий, которые позволили более детально исследовать ключевые клеточные структуры и функции. Например, изобретение контрастного и электронного микроскопа.

Клетка способна образовывать органические вещества через процесс фотосинтеза (у растительных клеток) или обмен веществ (у микроорганизмов и животных). В первом случае из углекислого газа и воды, во втором – за счет получения питательных веществ.

АТФ, являясь универсальным источником энергии для биохимических реакций, принимает участие во всех процессах жизнедеятельности клетки.

Комплементарность в биологии обозначает способность нуклеотидов ДНК избирательно соединяться в пары.

Репликация представляет собой процесс копирования генетической информации, которая заключена в ДНК молекулах. Происходит репликация перед каждым делением клетки и является основной передачей наследственной информации из поколения в поколение.

В клетке существует несколько типов РНК:

1) транспортная (тРНК) – выполняет роль переносчика аминокислот к рибосомам во время синтеза белка;

2) рибосомная (рРНК) – является основной составляющей рибосом, где происходит синтез белка; обеспечивает катализ и поддерживает структурную целостность рибосомы; взаимодействует с тРНК и иРНК

3) информационная (иРНК) – служит переносчиком генетической информации из ДНК в клеточном ядре к рибосомам, где происходит синтез белка.

В клетке вода играет важную роль и является неотъемлемой составляющей жизнедеятельности всех организмов. Она служит универсальным растворителем, участвует в регуляции температуры и в реакциях гидратации, является средой для химических реакций (синтез белков, гидролиз, дыхание, фотосинтез), помогает в транспортировке различных питательных веществ внутри и поддерживает клеточные компоненты и структуру клетки.

Матрицей для синтеза иРНК служит комплементарная цепочка ДНК.

№ 14. Из каких этапов состоит клеточный цикл?

Клеточный цикл состоит из двух этапов: интерфаза и деление (митоз).

Интерфаза является самым длительным этапом клеточного цикла и играет важную биологическую роль в жизни клетки. Во время этого этапа происходит рост и подготовка клетки к последующему ее делению (увеличение размера, синтез белков и биомолекул), репликация ДНК, обновление органелл, регулирование экспрессии генов и т.д.

а) в ядре;

б) хлоропластах;

в) рибосомах;

г) лизосомах.

Ответ: б) хлоропластах.

а) рРНК;

б) тРНК;

в) иРНК;

г) АТФ.

Ответ: в) иРНК.

а) в анафазе;

б) телофазе;

в) профазе;

г) метафазе.

Ответ: а) в анафазе.

Фотолиз, клеточный цикл, интерфаза, митоз.

Диссимиляция, ассимиляция, фотосинтез, хлоропласт.

Мономер, полимер, ДНК, белок.

Ответ: фотолиз; диссимиляция; мономер.

Транскрипция завершает процесс синтеза белка в клетке.

В цитоплазме находятся органоиды, митохондрии и хлоропласты.

Транскрипция завершает процесс синтеза РНК в клетке.

В цитоплазме находятся органеллы, митохондрии и хлоропласты.

Прокариоты (бактерии и археи) считаются одной из самых древнейших форм жизни на Земле, так как их примитивная структура и относительная простота позволяет им быть адаптивными и выживать в различных условиях окружающей среды. Из-за своей адаптивности они способны обитать в различных экосистемах, включая воду, почву, поверхности и внутренние органы живых существ. Также они обладают простой и эффективной системой обмена веществ, способны к быстрой репродукции благодаря примитивному строению и возможности горизонтального генетического обмена.

Управление процессами жизнедеятельности клетки осуществляется при помощи сложной системы внутренних и внешних сигналов, которые отвечают за регулирование активности генов и биохимических путей: активация и подавление генов, рецепторы на клеточной мембране, обратная связь, метаболические пути и т.д.

Ценность биологических знаний для личности и для общества заключается:

1) в понимании собственного организма (как все устроено и функционирует; как поддерживать здоровье, правильно питаться, делать профилактику заболеваний и т.д.);

2) в понимании и оценивании взаимосвязи между живыми организмами и окружающей средой (сохранение биологического разнообразия, охрана экосистем, защита природы, использование ресурсов);

3) в возможности ведения научных исследований и медицинских открытий (разработка лекарств, улучшение качества жизни, современные диагностические методы и технологии);

4) в прогрессе сельского хозяйства и продовольственной безопасности (улучшение методов выращивания культурных растений и животных, выведение новых сортов и пород, борьба с вредителями, повышение урожайности и прочее);

5) в разработке биотехнологических методов и инноваций, которые находят свое применение в пищевой промышленности, медицине, энергетике и т.д.

Безусловно, знание строения и свойств клетки играет важнейшую роль в понимании общих законов и закономерности жизни. Изучение ее строения и функций позволяет раскрывать основные принципы организации и функционирования жизни. Например, это помогает понять, как эволюция привела к разнообразию жизни на планете, разобраться в генетической изменчивости, механизмах мутации, в передаче генетической информации из поколения в поколение.