Положение клеточной теории биология егэ

Цитология (греч. cytos — клетка + logos — наука) — наука о строении и жизнедеятельности клетки. На данный момент нам
кажется очевидным, что растения, грибы и животные состоят из клеток, однако раньше об этом и не догадывались.

Цитология начала свой путь развития относительно недавно, в этой статье мы обсудим клеточную теорию и методы,
которые используются в цитологии для изучения клеток (методологию).

Клеточная теория

Создание и развитие клеточной теории стало возможным после изобретения микроскопа в 1590 году голландским мастером по
изготовлению очков — Захарием Янсеном. Первый микроскоп мог увеличивать изучаемый объект до 3-9 раз.

В 1665 году Роберт Гук, используя микроскоп собственного изобретения, смог различить ячеистые структуры пробки ветки
бузины. Эти ячеистые структуры напомнили Роберту Гуку монашеские кельи, он ввел термин клетка (от лат. сеllа — комната, келья).

На самом деле Роберт Гук увидел не живые клетки, как он предполагал, а оставшиеся от них плотные клеточные стенки, которые и представляли собой ячеистую структуру.

В 70-х годах XVII века нидерландский натуралист Антони ван Левенгук открыл целый мир, невидимый невооруженным глазом. Он
увидел в микроскопе простейшие организмы: инфузорий, сперматозоидов, а также дрожжи, бактерии, эпидермис кожи.

В течение 50 лет он отсылал результаты своих наблюдений в Лондонское королевское общество. Поначалу они были встречены со скептицизмом,
но когда комиссия ученых лично во всем убедилась и подтвердила подлинность его исследований, Антони ван Левенгук был избран
действительным членом Лондонского королевского общества.

В последующее время было много описаний самых разных клеток, однако обобщить накопленный материал оказалось не легкой
задачей. С ней в 1839-1840 годах справились немецкий ботаник Маттиас Шлейден и немецкий зоолог Теодор Шванн.

Изучая строение растений и животных, Шлейден и Шванн независимо друг от друга пришли к одному и тому же выводу: все
организмы, как растительные, так и животные, состоят из клеток, сходных по строению. Они постулировали, что все живое
состоит из клеток. В 1839-1840 годах возникла клеточная теория Шлейдена и Шванна, основные положения которой:

• Все организмы состоят из клеток
• Клетка — мельчайшая структурная единица жизни
• Образование новых клеток — основополагающий способ роста и развития растений и животных
• Организм представляет собой сумму образующих его клеток

Допустили ли Шлейден и Шванн ошибки? Да, они были. Ошибочно предположение о том, что клетка может образоваться из
неклеточного вещества.

Важное дополнение в 1855 в клеточную теорию внес Рудольф Вирхов, который утверждал, что любая клетка
может образоваться только путем деления материнской клетки.

Какие же положения включает в себя современная клеточная теория? Приступим к их изучению:

• Клетка является структурной, функциональной и генетической единицей живого
• Клетки растений и животных сходны между собой по строению и химическому составу
• Клетка образуется только путем деления материнской клетки
• Клетки у всех организмов окружены мембраной (имеют мембранное строение)
• Ядро клетки — ее главный регуляторный органоид
• Клеточное строение растений, животных и грибов свидетельствует о едином происхождении всего живого
• В многоклеточном организме клетки подразделяются (дифференцируются) по строению и функции. Они объединяются в
  ткани, органы и системы органов.
• Клетка — элементарная, открытая и живая система, способная к самообновлению, воспроизведению и саморегуляции

XX век несомненно стал веком биологических наук: цитологии, генетики. Это произошло во многом благодаря клеточной
теории.

Я хочу поделиться с вами моим искренним восхищением новой жизни. Вдумайтесь — мы ведь когда-то с вами были всего
одной единственной клеткой, зиготой! Как в одной клетке природе удалось уместить столько всего: кожу, мышцы, нервную
систему, пищеварительный тракт? Мы приоткроем завесу этой тайну в статьях по генетике и эмбриологии, и, тем не менее, мое
восхищение этим безгранично.

Наши клетки рождаются и умирают: эпителий кишечника обновляется каждые 5 дней полностью,
при удалении 70% печени оставшиеся клетки способны восстановить всю структуру этого органа, каждые 30 дней мы получаем новую кожу.
При этом наше сознание и память остаются с нами. Мы — чудо, настоящее чудо природы, созданное из одной единственной клетки.

Микроскопия

Микроскопия — важнейший метод цитологии, в ходе которого объекты рассматриваются при помощи микроскопа. Его оптическая система состоит
из двух основных элементов: объектива и окуляра, закрепленных в тубусе. Микропрепарат (срез тканей) располагается
на предметном столике, расстояние от которого до объектива регулируется с помощью винта (винтов).

Чтобы посчитать увеличительную способность микроскопа следует умножить увеличение окуляра на увеличение объектива. К примеру,
если окуляр увеличивает объект в 20 раз, а объектив — в 10, то суммарное увеличение будет в 200 раз.

Некоторое внимание уделим направлениям в биологии, которые необходимо знать на современном этапе технического прогресса.

Биоинженерия

Биоинженерия — направление науки и техники, развивающее применение инженерных принципов в биологии и медицине. В рамках
биоинженерии происходят попытки (и довольно успешные) выращивания тканей и создание искусственных органов, протезов.

То есть биоинженерия занимается преимущественно технической частью. Медицинское направление в биоинженерии ищет замену
органам и тканям человека, которые утратили свою функциональную активность и требуют «замены».

Биотехнология

Биотехнология — направление биологии, изучающее возможность применения живых организмов или продуктов их жизнедеятельности
для решения технологических задач. В биотехнологии путем генной инженерии создают организмы с заданным набором свойств.

В рамках биотехнологии происходит получение антибиотиков — продуктов жизнедеятельности бактерий, очищение водоемов с помощью моллюсков, увеличение плодородия почвы с помощью дождевых червей, клонирование организмов.

Это разительно отличается от задач биоинженерии, хотя безусловно, эти дисциплины смежные. Все-таки в биотехнологии происходит большее вторжение в живой мир, по сути человек выступает эксплуататором, достигая с помощью животных, растений и грибов своих целей.
Человек проводит искусственный отбор, отделяя особей, которые продолжат род, от других, «менее перспективных».

В рамках биотехнологии выделяются следующие направления:

• Генная инженерия

Представляет собой совокупность методов и технологий, которые приводят к получению рекомбинантных РНК и ДНК,
выделению генов из клеток и внедрения их в другие организмы.

Изменив молекулу ДНК или РНК, человек добивается своей цели: клетка начинает синтезировать с нее белок. Он то и нужен человеку,
такие продукты жизнедеятельности активно используются в медицине, к примеру, при изготовлении антибиотиков.

В ходе генной инженерии был получены:

• Сорт кукурузы, устойчивый к действию насекомых-вредителей
• Бактерии, продуктом жизнедеятельности которых является человеческий инсулин, используемый в дальнейшем как лекарство
• Культура клеток, вырабатывающих гормон человека — эритропоэтин, также используемый в лечебных целях



• Клеточная инженерия

Представляет собой совокупность методов и технологий, используемых для конструирования новых клеток. В основе лежит
идея культивирования клеток тканей вне организма.

С помощью клеточной инженерии возможно бесполое размножение ценных форм растений. Часто получаются, так называемые,
гибридные клетки, которые сочетают свойства, к примеру, раковых клеток и лимфоцитов, в результате становится возможно
быстрое получение антител.

Общие методические рекомендации

• Объедините в один блок все темы, в которых отражен клеточный уровень жизни.
• Проверяйте знания ученика разными типами заданий, модифицируйте задания.
• Используйте контроль знаний и умений как доминирующую форму работы при подготовке к экзаменам.
• Разъясните школьнику как он должен работать: как изучать текст, рисунки, как пользоваться справочными материалами, какие задавать вопросы, как контролировать свой учебный процесс. Приемы работы должны стать навыками ученика.
• Делегируйте учебную деятельность абитуриенту.
• Не забывайте о необходимости психологической подготовки выпускника к экзамену.
• Обсудите простые задания, которые все же требуют сосредоточенности, и в которых из-за невнимательности даже «сильные» ученики допускают ошибки (например, задания на работу с таблицами или на выбор неверных утверждений).
• Используйте только качественные, проверенные учебники и пособия.

Как изучать клеточную теорию

Согласно общим требованиям и кодификатору ЕГЭ, выпускник должен знать основные положения клеточной теории, а также названия, особенности строения и функций органоидов клетки. Кроме того, экзамен проверяет предметные и метапредметные умения ученика:

• Доказывать, что клетка — это открытая система.
• Сравнивать клетки разных царств.
• Устанавливать взаимосвязь между строением и функциями клеток и тканей разных типов.
• Описывать и сравнивать этапы клеточного цикла в митозе и мейозе.
• Применять полученные знания при решении цитологических и генетических задач.

Примерный план изучения клеточной теории

• История открытия клетки и создания клеточной теории. Имена создателей и их роль в становлении теории;
• Методы цитологии (как повторение);
• Про и эукариотические клетки в сравнении. Строение клеток разных царств. Химический состав клеток;
• Функции клеточных структур, их взаимосвязь. Обмен веществ;
• Наследственный аппарат клетки;
• Жизненный цикл клетки;
• Сравнение митоза и мейоза;
• Спорогенез, гаметогенез;
• Эмбриогенез;
• Культура клеток и тканей.

Полезно обратить внимание ученика на интегрирующую роль клеточной теории, повторяя таким образом направления развития биологической науки. Потому что:

• Клеточная теория лежит в основе понимания биологических процессов в биосистемах.
• Клетка основа индивидуального развития многоклеточных структур.
• Клетка и ее жизненный цикл лежит в основе эволюционных процессов.
• С клеткой, ее наследственным материалом связана передача наследственной информации.
• Клеточный уровень жизни является исходным для формирования более высоких уровней жизни.
• Клеточная теория предсказывает различные направления ее развития: таксономическое (про и эукариоты), морфологическое (ткани, органы), физиологическое (процессы), генетическое (ген, геном, кариотип и т.д.), эволюционное (от одноклеточности к многоклеточности).

Принципы работы с текстом на примере изучения темы «Митоз и мейоз»

Существует ряд вопросов, призванных помочь ученику понять текст с новой сложной информацией: О чем говорится в тексте? Что говорится в тексте об этом? Что это значит? В чем это заключается? Что далее говорится об этом? Как это доказывается? О чем это говорит? Какая мысль этим раскрывается? Рассмотрим на примере темы «Митоз и мейоз» как, ставя правильные вопросы и находя на них ответы, ученик может усвоить факты.

Текст

Митоз — непрямое деление эукариотической клетки, в результате которого сохраняется генетическая информация материнской клетки. Митозом могут делиться как диплоидные, так и гаплоидные клетки. Митоз обеспечивает вегетативное размножение организмов, рост, регенерацию тканей, эмбриональное развитие многоклеточных организмов и т.д.

Мейоз — это редукционное деление, при котором хромосомный набор образующихся гамет уменьшается вдвое. Мейоз состоит из двух последовательных процессов — первого деления мейоза и второго деления мейоза. Стадии мейоза: Мейозу предшествует интерфаза. Каждая хромосома перед началом деления состоит из двух молекул ДНК, которые образуют две сестринские хроматиды, сцепленные центромерами. В это время клетка имеет диплоидный набор хромосом, а каждая хромосома состоит из двух молекул ДНК, поэтому в клетке находится 4с молекул ДНК. Таким образом, перед началом деления в клетке набор хромосом и ДНК 2n4c. Половые клетки животных и споры растений формируются в результате мейоза.

Вопросы к тексту

• Чем отличается деление эукариот от деления прокариот?
• Какой набор и каких хромосом имеют клетки, появившиеся в результате митоза?
• Что означает термин «редукционное деление»?
• Какой формулой выражается число хромосом перед началом первого деления мейоза?
• Если в соматической клетке содержится 42 хромосомы и 42 молекулы ДНК, то сколько хромосом и ДНК будет содержаться в клетке после первого деления? А после второго деления?
• Увеличивается ли число хромосом в интерфазе? А число хроматид?
• Чем интерфазная хромосома отличается от хроматиды?
• Сколько хромосом будет в гаметах волка, если в его соматических клетках содержится 78 хромосом?

Что достигается данными вопросами?

• Знание определения понятий «митоз» и «мейоз», понимание различий между ними и биологическими смыслами этих процессов.
• Понимание различий между интерфазой и делением.
• Понимание процесса изменений, происходящих в интерфазе и на протяжении деления клетки еще до изучения всех его стадий.
• Провоцируется постановка проблемы: А каким образом возникает гаплоидный набор хромосом в гаметах после мейоза?
• Понимание того, что гаметы и споры гаплоидны.
• Профилактическая подготовка к решению задач № 27 в экзаменационной работе.

Примеры заданий по клеточной теории

Задание 1

Проанализируйте таблицу «Строение и функции нуклеиновых кислот». Заполните пустые ячейки таблицы, используя термины и словосочетания, приведенные в списке. Для каждой ячейки, обозначенной буквой, выберите соответствующий термин из предложенного списка.

Нуклеиновая кислота	Особенности строения	Функция
ДНК	________________ (Б)	Хранение наследственной информации
________________(А)	Одноцепочная молекула	Передача информации
тРНК	«Клеверный лист»	________________ (В)

Список терминов и функций: 1. двойная спираль, 2. мономер, 3. состоит из аминокислот, 4. белок, 5. иРНК, 6. АТФ, 7. транспорт аминокислот.

Задание 2

Установите соответствие между признаком и структурой клетки, для которой характерен данный признак: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.

Признак А) состоит из двух субъединиц Б) расположены на гранулярной ЭПС В) состоит из белка и ДНК Г) хранит наследственную информацию Д) участвует в процессе трансляции Е) разделена на плечи центромерой

Структура 1)рибосома 2)хромосома

Задание 3

Все перечисленные ниже признаки, кроме двух, используются для описания изображенной на рисунке структуры клетки. Определите два признака, «выпадающие» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.

1. обладает избирательной проницаемостью,
2. состоит из гликогена и белков,
3. встроенные белки выполняют разнообразные функции,
4. имеет гидрофобные и гидрофильные участки,
5. отсутствует у всех прокариотических клеток.

Задание 4

Рассмотрите электронную микрофотографию органоида клетки и определите: название органоида, его функцию в клетке, одномембранную или двумембранную структуру имеет органоид. Заполните пустые ячейки таблицы, используя термины, приведенные в списке. Для каждой ячейки, обозначенной буквой, выберите соответствующий термин из предложенного списка.

Название органоида	Функция	Количество (или отсутствие) мембран
________________ ( А)	________________ (Б)	________________ (В)

Список терминов:

1. синтез белка,
2. эндоплазматический ретикулум,
3. аппарат Гольджи,
4. синтез АТФ,
5. упаковка и транспорт веществ,
6. двумембранный,
7. одномембранный,
8. немембранный.

Задание 5

Все перечисленные ниже признаки, кроме двух, можно использовать для описания хлоропластов. Определите два признака, «выпадающие» из общего списка.

1. двумембранные органоиды,
2. используют энергию света для создания органических веществ,
3. внутренние мембраны образуют кристы,
4. на мембранах крист происходит синтез глюкозы,
5. исходными веществами для синтеза углевода являются углекислый газ и вода.

Задание 6

Какой процесс изображен на рисунке и где он происходит? Что обозначено цифрами 1–3? Какой процесс предшествует процессу, изображенному на рисунке?

Задание 7

В аппарате Гольджи различают два полюса. Один полюс обращен к эндоплазматической сети, другой к цитоплазматической мембране. Как такое положение связано с функциями органоида? В каких клетках АГ наиболее развит?

Задание 8

Ответьте на вопросы:

1. Каково значение клеточной теории в развитии науки?
2. Почему, несмотря на очевидные различия в строении и функциях клеток разных тканей, говорят о единстве клеточного строения живого?
3. Что общего и различного в строении и функциях хлоропластов и митохондрий?
4. Как строение клеточной мембраны соответствует выполняемым ею функциям?

Задание 9

Назовите основные открытия в биологии, позволившие сформулировать клеточную теорию.

Задание 10

Докажите, что клетка является открытой саморегулирующейся системой.

Задание 11

Все перечисленные ниже признаки, кроме двух, используются для описания изображенной на рисунке стадии жизненного цикла клетки. Определите два признака, «выпадающие» из общего списка и запишите цифры, под которыми они указаны.

1. хромосомы образуют экваториальную пластинку,
2. клетка находится в анафазе I мейоза,
3. у каждого полюса клетки удвоенный набор ДНК,
4. нити веретена прикреплены к центромерам,
5. набор хромосом в клетке идентичен материнскому.

Задание 12

Установите соответствие между типами деления клетки и их биологическим значением для организма: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.

Биологическое значение А) обеспечивает регенерацию тканей Б) образует споры растений В) обеспечивает генетическую стабильность вида Г) лежит в основе роста организма Д) обеспечивает комбинативную изменчивость Е) образует гаметы животных

Типы деления 1) мейоз 2) митоз

Задание 13

Установите соответствие между процессами и стадиями жизненного цикла клетки: к каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.

Процессы А) спирализация хромосом Б) интенсивный обмен веществ В) удвоение центриолей Г) Образование веретена деления Д) редупликация ДНК Е) исчезновение ядерной оболочки

Стадии жизненного цикла клетки 1) интерфаза 2) профаза

Задание 14

Найдите и исправьте ошибки в тексте.

(1) Мейоз — это особая форма деления клеточного ядра. (2) Перед началом мейоза количество хромосом и молекул ДНК удваивается. (3) Таким образом, в каждом ядре, в котором начинается мейоз, содержится диплоидный набор хромосом и удвоенный набор молекул ДНК. (4) В метафазе первого деления мейоза хромосомы расходятся к полюсам клетки. (5) У полюсов образуются гаплоидные наборы двухроматидных хромосом. (6) Каждая из этих удвоенных хромосом в телофазе второго деления мейоза попадает в гамету. (7) Распределение гомологичных хромосом по гаметам происходит независимо друг от друга

Задание 15

Все перечисленные ниже признаки, кроме двух, можно использовать для описания мейоза. Определите два признака, «выпадающих» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.

1. мейоз состоит из двух последовательных делений ядра клетки,
2. в интерфазе удваивается число хромосом и ДНК,
3. в профазе I происходит кроссинговер,
4. в анафазе I к полюсам расходятся однохроматидные хромосомы,
5. в телофазе II образуются гаплоидные гаметы.

Задание 16

Какие клетки и каким способом деления образуются в тычинках покрытосеменных растений из материнских клеток спор? Каким клеткам и в результате какого деления дают начало образовавшиеся клетки?

Задание 17

Определите число хромосом и число молекул ДНК при формировании пыльцевого зерна сосны перед началом деления материнской клетки микроспоры и каждой клетки тетрады микроспор. Ответ обоснуйте.

Задание 18

Найдите три ошибки в тексте, дайте правильную формулировку.

(1) Процесс формирования половых клеток у цветковых растений подразделяется на два этапа — спорогенез и гаметогенез. (2) Споры образуются у растений путем митотического деления материнских клеток спор. (3) Процесс образования микроспор или пыльцевых зерен у растений называют микроспорогенезом, а процесс образования мегаспор макроспорогенезом. (4) Из микроспоры в результате мейоза образуются вегетативное и генеративное ядра. (5) Генеративное ядро делится митозом и образует два спермия. (6) Макроспора в результате двойного митотического деления образует восьмиядерный зародышевый мешок. (7) Зародышевый мешок — это женский гаметофит цветкового растения.

#ADVERTISING_INSERT#

«Современная клеточная теория»

Раздел ЕГЭ: 2.1. Современная клеточная теория, её основные положения, роль в формировании современной естественнонаучной картины мира. Развитие знаний о клетке. …

---

---

Клетка — основная структурно-функциональная единица всех живых организмов, наименьшая живая система. Именно на уровне клетки проявляются все свойства жизни. Она может существовать как отдельный организм (бактерии, одноклеточные растения, животные и грибы) или же входить в состав тканей многоклеточных организмов.

Научная теория представляет собой обобщение научных данных об объекте исследования. Это в полной мере касается клеточной теории, созданной двумя немецкими исследователями М. Шлейденом и Т. Шванном в 1839 г.

Развитие знаний о клетке.

В начале XIX в. ботаник М. Шлейден, обобщив наблюдения своих предшественников, пришёл к выводу, что все растения состоят из клеток. Зоолог Т. Шванн обнаружил сходство растительных и животных клеток и в 1839 г. сформулировал клеточную теорию.

В основу клеточной теории легли работы многих исследователей, искавших элементарную структурную единицу живого. Созданию и развитию клеточной теории способствовало возникновение в XVI в. и дальнейшее развитие микроскопии.

Вот основные события, которые стали предшественниками создания клеточной теории:
— 1590 г. — самые ранние сведения о приборе, по описанию похожем на микроскоп (Иоанн Липперсгей и Захарий Янсен, Голландия);
— 1624 г. — Галилео Галилей (Италия) представляет свой составной микроскоп, который он первоначально назвал «оккиолино». Годом спустя Джованни Фабер предложил для нового изобретения термин микроскоп.
— 1665 г. — Роберт Гук (Англия) — первое описание микроскопической структуры пробки ветки бузины (на самом деле это были клеточные стенки, но Гук ввел название «клетка»);
— 1695 г. — публикация Антони ван Левенгука (Нидерланды) о микробах и других микроскопических организмах, увиденных им в микроскоп;
— 1833 г. — Роберт Броун (Шотландия) описал ядро растительной клетки;
— 1839 г. — М. Шлейден и Т. Шванн открыли ядрышко, доказали, что клетка является основной единицей любого организма, выдвинули основные положения клеточной теории.

Клеточная теория развивалась благодаря новым открытиям. В 1880 г. Уолтер Флемминг описал хромосомы и процессы, происходящие в митозе. С 1903 г. стала развиваться генетика. Начиная с 1930 г. стала бурно развиваться электронная микроскопия, что позволило ученым изучать тончайшее строение клеточных структур. XX век стал веком расцвета биологии и таких наук, как цитология, генетика, эмбриология, биохимия, биофизика. Без создания клеточной теории это развитие было бы невозможным.

Основные положения современной клеточной теории:

1. Все простые и сложные организмы состоят из клеток, способных к обмену с окружающей средой веществами, энергией, биологической информацией.
2. Клетка — элементарная структурная, функциональная и генетическая единица живого.
3. Клетка — элементарная единица размножения и развития живого.
4. В многоклеточных организмах клетки дифференцированы по строению и функциям. Они объединены в ткани, органы и системы органов.
5. Клетка представляет собой элементарную, открытую живую систему, способную к саморегуляции, самообновлению и воспроизведению.

Будучи во многом несовершенной, тем не менее клеточная теория доказала единство живой природы и дала мощный толчок к дальнейшим исследованиям и развитию цитологии как самостоятельной биологической науки. На нынешнем этапе наши знания о клетке обширны, но не всегда достаточны для понимания механизмов её функционирования.

---

Это конспект по теме «Современная клеточная теория». Выберите дальнейшие действия:

• Перейти к следующему конспекту: Гены и хромосомы
• Посмотреть конспект: Растительная клетка и ее строение (6 класс)
• Посмотреть конспект: Клетка животных (7 класс)
• Вернуться к списку конспектов по Биологии.
• Проверить знания по Биологии за 9 класс.

Клеточная теория

Клетка — структурно-функциональная единица живого организма. Это элементарную, открытую живую систему, способную к саморегуляции, самообновлению и воспроизведению

История изучения клетки

1665	Р. Гук	Обнаружена клеточная структура пробковой ткани, введено понятие «клетка»
1683	Антуан ван Левенгук	открыл одноклеточные организмы
1831	Р. Броун	Открыто клеточное ядро. Описано ядро растительной клетки
1838-1839	Т. Шванн, М. Шлейден	Сформулированы основы клеточной теории: все растительные и животные организмы состоят из клеток, сходных по строению
1858	Р. Вирхов	Сформулировано положение «каждая клетка — из клетки»

Значение клеточной теории

Значение клеточной теории: сходство строения, химического состава, жизнедеятельности, клеточного строения организмов — доказательства родства организмов всех царств живой природы, общности их происхождения, единства органического мира.

Клеточная теория позволила понять, как зарождается, развивается и функционирует живой организм, то есть создала основу эволюционной теории развития жизни, а в медицине – понимания процессов жизнедеятельности и развития болезней на клеточном уровне – что открыло немыслимые ранее новые возможности диагностики, лечение заболеваний.

Просмотров: 11925