ГДЗ: Параграф § 22 / Биология 11 класс

Ответ:

Основные отличия первых ядерных клеток (эукариот) от пробионтов (прокариот) заключались в следующем:

• Наличие ядра: Эукариоты имеют оформленное ядро с генетическим материалом (ДНК), тогда как у прокариот генетический материал находится в цитоплазме (нуклеоид).
• Мембранные органоиды: Эукариоты обладают развитой системой внутриклеточных мембранных органоидов (ЭПС, аппарат Гольджи, лизосомы и др.), а также митохондриями и хлоропластами, которых нет у прокариот.
• Генетический аппарат: У эукариот ДНК более стабильна, представлена в виде парных хромосом, и может копироваться с большей точностью.
• Метаболизм: У многих эукариот развилось аэробное дыхание, которое энергетически в 19 раз эффективнее брожения, характерного для первых пробионтов.

Ответ:

Ароморфозы сыграли ключевую роль в развитии метаболизма:

• Появление фотосинтеза: Крупнейший ароморфоз, связанный с появлением автотрофного питания. Сначала это был аноксигенный фотосинтез (использовался сероводород), а затем оксигенный (использовалась вода с выделением кислорода), что кардинально изменило состав атмосферы.
• Появление хемосинтеза: Развитие автотрофного питания с использованием химической энергии (например, у нитрифицирующих и железобактерий).
• Переход к аэробному дыханию: Появление организмов, способных использовать кислород, сделало метаболизм (дыхание) в 19 раз более эффективным по сравнению с анаэробным брожением. Это стало возможным благодаря накоплению кислорода в атмосфере.

Ответ:

Возникновение фотосинтеза само по себе является крупнейшим ароморфозом, однако предпосылками для него стали следующие изменения, которые можно рассматривать как подготовительные ароморфозы:

• Формирование оболочки (мембраны): Отделение пробионтов от окружающей среды и создание условий для избирательного накопления веществ.
• Развитие ферментативных систем: Появление внутриклеточных ферментативных реакций обмена веществ, позволяющих использовать энергию и строительный материал для более сложных синтетических процессов, таких как фотосинтез.
• Переход от РНК к ДНК: Улучшение наследственного аппарата, что позволило надежно хранить информацию о более сложном метаболизме, включая механизмы фотосинтеза.

Ответ:

Существует две основные гипотезы происхождения эукариот:

• Аутогенная гипотеза: Предполагает, что эукариотная клетка возникла из прокариотной путем впячивания ее плазмалеммы и образования внутриклеточных мембранных органоидов (ЭПС, аппарат Гольджи и др.).
• Гипотеза симбиогенеза (Эндосимбиотическая теория) Линн Маргулис: Предполагает, что эукариотная клетка возникла в результате симбиоза: анаэробные пробионты вступили в симбиоз с аэробными бактериями (стали митохондриями) и, в случае растительных клеток, с фотосинтезирующими цианобактериями (стали хлоропластами).

Более обоснованной считается гипотеза симбиогенеза. В ее пользу свидетельствует наличие у митохондрий и хлоропластов:

• Собственной кольцевой ДНК и РНК, сходных с прокариотными.
• Рибосом, сходных с бактериальными.
• Способности к полуавтономному существованию и размножению внутри клетки.
• Двойной мембраны.

Ответ:

Наиболее четкая грань проходит между прокариотами (безъядерными) и эукариотами (ядерными) потому, что эти группы отличаются фундаментальными уровнями клеточной организации, тогда как растения и животные являются лишь разными ветвями эукариотической организации:

• Клеточная структура: У прокариот нет ядра, митохондрий, хлоропластов и большинства других мембранных органоидов. Эукариоты (включая растения и животных) имеют их все (кроме хлоропластов у животных).
• Метаболизм: Эукариоты способны к высокоэффективному аэробному дыханию (благодаря митохондриям). Прокариоты, как первые организмы, были преимущественно анаэробами (брожение).
• Генетический аппарат: У прокариот простая кольцевая ДНК, у эукариот – сложный, более стабильный линейный генетический аппарат, заключенный в ядро.

Различия между растениями и животными (которые оба являются эукариотами) не столь кардинальны: они касаются лишь типов питания (фотосинтез или гетеротрофное питание), наличия или отсутствия клеточной стенки и специфического набора органоидов (хлоропласты, вакуоли).