ГДЗ до підручника «Біологія і екологія» В.І. Соболь. 10 клас

§ 11. Еукаріоти

Пригадайте!

Хто такі еукаріоти?

Еукаріоти – це домен одноклітинних, колоніальних і багатоклітинних організмів, що характеризуються наявністю ядра та мембранних органел.

ДІЯЛЬНІСТЬ

За допомогою таблиці порівняйте прокаріотів з еукаріотами. Зробіть висновок про причини подібності й відмінностей.

Ознака	Прокаріоти	Еукаріоти
Організми	Прокаріоти — це одноклітинні організми без ядра або мембранних органел.	Еукаріоти — багатоклітинні організми, які містять ядро та мембранні органели.
Генетичний матеріал	Прокаріоти мають генетичний матеріал у формі однієї кільцевої молекули ДНК.	Еукаріоти мають генетичний матеріал у формі кількох лінійних молекул ДНК, що містяться в ядрі.
Органели	Прокаріоти не мають пов’язаних з мембраною органел.	Еукаріоти містять різноманітні пов’язані з мембраною органели, такі як ядро, мітохондрії та ендоплазматичний ретикулум.
Цитоскелет	Прокаріоти мають примітивну форму цитоскелета, що складається з білків і ниток.	Еукаріоти мають набагато складніший цитоскелет, що складається з мікротрубочок, мікрофіламентів і проміжних ниток.
Ендоцитоз	Прокаріоти не мають здатності до ендоцитозу.	Еукаріоти можуть здійснювати ендоцитоз, який є процесом прийому речовин із навколишнього середовища через клітинну мембрану.
Структура джгутиків	Прокаріоти мають просту гвинтоподібну структуру своїх джгутиків.	Еукаріоти мають більш складну структуру з оболонкою та радіальними спицями.
Поділ клітин	Прокаріоти зазнають подвійного поділу для поділу клітини.	Еукаріоти зазнають мітозу, а іноді і мейозу для поділу клітини.

СТАВЛЕННЯ

Об’єм і поверхня еукаріотичних клітин у десятки й сотні разів перевищують об’єми й площу клітин прокаріотів. А більший об’єм еукаріотичних клітин, згідно із законами геометрії, вимагає значного збільшення поверхні їхніх мембран. У чому суть закону квадрата-куба, що був уперше сформульований Г. Галілеєм ще 1638 р.? Застосуйте знання закону і поясніть, чому еукаріотичні клітини мають добре розвинуті мембранні структури.

Закон квадратного куба стверджує, що зі збільшенням розміру об’єкта його об’єм збільшується швидше, ніж площа поверхні. Це означає, що зі збільшенням розміру об’єкта його площа поверхні не збільшується так швидко, як його об’єм. Це важливо для еукаріотичних клітин, оскільки їхній більший об’єм вимагає більшої площі поверхні для мембрани, яка необхідна для транспортування матеріалів та інших процесів. Більша площа поверхні дозволяє збільшити співвідношення площі поверхні до об’єму, що важливо для ефективної дифузії молекул. Крім того, збільшена площа поверхні забезпечує підвищену гнучкість, дозволяючи клітині змінювати форму або рухатися легше. Отже, більший розмір і об’єм еукаріотичних клітин вимагає більшої площі поверхні мембрани, і закон квадратного куба пояснює, чому еукаріотичні клітини мають добре розвинені мембранні структури.

РЕЗУЛЬТАТ

1. Хто такі еукаріоти?

Еукаріоти – це домен одноклітинних, колоніальних і багатоклітинних організмів, що характеризуються наявністю ядра та мембранних органел.

2. Назвіть найзагальніші ознаки еукаріотів.

Найзагальніші ознаки еукаріотів: наявність ядра, наявність хромосом, двошаровість клітинних мембран, наявність органел із власним генетичним апаратом, складна структура джгутиків тощо.

3. Назвіть гіпотези, що пояснюють походження еукаріотів.

Є такі гіпотези, що пояснюють походження еукаріотів: синтетична теорія походження еукаріотів, автогенетична гіпотеза, ендосимбіотична гіпотеза.

4. Від кого походять еукаріоти?

Еукаріоти мають монофілетичне походження від якоїсь групи організмів.

5. Що таке система еукаріотів?

Система еукаріотів – це ієрархічна впорядкована сукупність груп, що поєднує еукаріотичні організми на основі комплексу критеріїв.

6. Назвіть основні групи еукаріотів.

Є такі основні групи еукаріотів: екскавати, діафоретики, аморфеї.

7. Які ознаки еукаріотичних організмів відрізняють їх від архей та бактерій?

Еукаріотичні організми відрізняються від архей та бактерій тим, що вони мають мембрани переважно з естер-ліпідів гліцерину, а археї мають мембрани з етер-ліпідів гліцерину.

8. Які основні етапи походження еукаріотів?

Є такі основні етапи походження еукаріотів:

1) Утворення в прокаріотичної клітини внутрішніх впинань клітинної мембрани, що привели до утворення ядра, ЕПС, комплексу Гольджі, травних вакуолей, лізосом.

2) Завдяки горизонтальному перенесенню генів у примітивних еукаріотів формуються мікротрубочки та виникають цитоскелет, джгутики, веретено поділу.

3) Шляхом ендосимбіозу еукаріотичної клітини з аеробними бактеріями формуються мітохондрії з дископодібними кристами.

4) Поява еукаріотів, у яких формуються мітохондрії з трубчастими кристами та мітохондрії з пластинчастими кристами.

5) Симбіоз гетеротрофної еукаріотичної клітини із ціанобактерією та утворення еукаріотів з двомембранними пластидами, які отримали назву первинносимбіотичних. Від цих організмів походять зелені рослини.

6) Дивергенція гетеротрофних клітин за типами живлення зумовила появу еукаріотів з осмотрофним (гриби) та еукаріотів з фаготрофним (тварини) живленням.

9. Чому сучасна система еукаріотичних організмів є філогенетичною?

Визначальними критеріями сучасної системи еукаріотів є молекулярно-філогенетичний (подібність послідовностей нуклеотидів у генах, що їх обрано як маркери філогенезу) та оновлений цитологічний (найбільш інформативними вважаються кількість та розташування джгутиків, форма мітохондріальних крист, структура цитоскелета, види хлоропластів за особливостями виникнення). Найбільший внесок у створення сучасної системи еукаріотів зробила група науковців під керівництвом С. Едла (іл. 23).

10. Якими є сучасні погляди на систему еукаріотичних організмів?

За сучасними уявленнями, в межах домену Еукаріоти виокремлють групи Екскавати, Діафоретики та Аморфеї. Запропонована система ще не завершена, але в ній відображена спорідненість основних груп еукаріотів, що доведена дослідженнями їхніх геномів і клітинної будови. Отже, сучасна система еукаріотичних організмів є молекулярно-філогенетичною, що класифікує організми за єдністю походження, а не за типом живлення або рівнів організації.