Биология

БИОЛОГИЯ

УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ

Т.А. АНДРЕЕВА 

Москва 
РИОР

ИНФРА-М

УДК 58(075.4) 
ББК 28.5я729 
А65

ISBN 978-5-369-00245-2 (РИОР)
ISBN 978-5-16-104836-8 (ИНФРА-М, online) 
© Андреева Т.А.

Андреева Т.А.
Биология : учебное пособие / Т.А. Андреева. — Москва : 
РИОР : ИНФРА-М, 2021. — 241 с.
ISBN 978-5-369-00245-2 (РИОР)
ISBN 978-5-16-104836-8 (ИНФРА-М, online)
В пособии в краткой и доступной форме рассмотрены все основные вопросы, предусмотренные государственным стандартом 
и учебной программой по дисциплине «Биология».
Материал подобран, скомпонован и излагается таким образом, 
чтобы максимально упростить задачу подготовки к сдаче контрольных работ, зачетов и экзаменов, единого государственного 
экзамена (ЕГЭ).
Рекомендуется всем изучающим и сдающим дисциплину «Биология» в школах, высших и средних учебных заведениях.

УДК 58(075.4) 
ББК 28.5я729  

Оригиналмакет подготовлен в Издательском Центре РИОР

Формат 84х108/32. Бумага типографская. Гарнитура «Newton».  
Печать офсетная. Усл. печ. л. 12,6. Уч.изд. л. 13,01.  
Тираж 3000 экз. Цена свободная.

ТК 86680 — 927487 — 230707

ООО «Издательский Центр РИОР»
127282, Москва, ул. Полярная, д. 31В.
Email: info@riorp.ru    www.riorpub.com

ООО «Научно-издательский центр ИНФРА-М»
127282, Москва, ул. Полярная, д. 31В, стр. 1.
Тел.: (495) 280-15-96. Факс: (495) 280-36-29.
E-mail: books@infra-m.ru
http://www.infra-m.ru

А65

ФЗ 
№ 436-ФЗ
Издание не подлежит маркировке 
в соответствии с п. 1 ч. 2 ст. 1

Раздел I. ХАРАКТЕРИСТИКА 
БИОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Глава 1. КЛЕТКА КАК 
БИОЛОГИЧЕСКАЯ СИСТЕМА

1. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ЖИВОГО. 
УРОВНИ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИВОГО
Основные свойства живых систем: постоянство химического состава, обмен веществ, открытость систем, самовоспроизведение, наследование и изменчивость, рост и 
развитие, саморегуляция, гомеостаз (постоянство параметров внутренней и внешней среды), раздражимость (способность реагировать на раздражение), способность к движению.
На нашей планете жизнь существует в виде систем разных уровней сложности. Принято выделять клеточный, организменный, популяционно-видовой, биогеоценотический и 
биосферный уровни. Иногда между клеточным и организменным уровнями выделяют еще тканевой и органный 
уровни. На каждом уровне живые системы способны к 
взаимодействию с окружающей средой, из которой они получают вещества и энергию, и затем тратят их на рост или 
поддержание своей структуры и самовоспроизведение.
Клетка — наименьшая структурная и функциональная 
единица живого. Все организмы построены из клеток (у 
бактерий, простейших, многих водорослей и грибов — это 
одна клетка, у большинства растений и животных — это 
комплексы клеток, где различные клетки выполняют разные функции и могут отличаться по своему строению).
Организменный уровень представлен взаимодействующими органоидами внутри одной клетки (одноклеточные) 
или системами органов (многоклеточные).
Популяционно-видовой уровень объединяет отдельные 
организмы в популяции (группы взаимосвязанных особей, 
обитающих на одной территории), из которых состоят 
виды. Они существуют при определенных условиях окружающей среды.

Биогеоценоз — система, образованная живыми организмами, приспособленными к совместной жизни на определенной территории с относительно однородными условиями существования. Биогеоценоз является элементарной 
структурной единицей биосферы, которая представляет собой глобальную экологическую систему. Она включает в 
себя также геологические оболочки планеты, связанные 
круговоротом веществ и энергии.

2. КЛЕТКА — СТРУКТУРНАЯ И ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ 
ЕДИНИЦА ЖИВОГО. МНОГООБРАЗИЕ КЛЕТОК
Все живые организмы состоят из клеток — из одной 
клетки (одноклеточные водоросли) или многих (многоклеточные). Клетка — один из основных структурных, функциональных и воспроизводящих элементов живой материи; 
это элементарная живая система. Существуют эволюционно 
неклеточные организмы (вирусы), они могут размножаться 
только в клетках. Различные клетки отличаются друг от друга и по строению, и по размерам (размеры клеток колеблются от 1 мкм до нескольких сантиметров — яйцеклетки 
рыб и птиц), и по форме (круглые эритроциты, древовидные нейроны), и по биохимическим характеристикам (в 
клетках, содержащих хлорофилл или бактериохлорофилл, 
идут процессы фотосинтеза, которые невозможны при 
отсутствии этих пигментов), и по функциям (различают половые клетки — гаметы и соматические — клетки тела, которые подразделяются на множество разных типов). Собственно клетка состоит из трех основных частей. Под клеточной стенкой, если она имеется, находится клеточная 
мембрана. Мембрана окружает цитоплазму. В цитоплазму 
погружено круглое или овальное ядро. Клеточную стенку 
имеют растения, грибы, а также бактерии. Основной компонент ее у растений и грибов целлюлоза (каркас), у бактерий — мурены. Значение клеточной стенки: форма клетки, 
прочность, защита (в т.ч. за счет расположенного сверху 
воска и кутина) — от пересыхания, вредителей. Цитоплазма — обязательная часть клетки, представляющая собой коллоидный раствор (гиалоплазма, жидкость, в гелеобразном 
состоянии), где располагаются органоиды и включения.

Существуют две ступени организации клетки: прокариотическая клетка (у прокариот — бактерий и цианей) и эукариотическая клетка (у эукариот, т.е. всех остальных одно- и многоклеточных организмов — растений, грибов и животных).
Основные отличия эукариот от прокариот. 
Прокариоты — доядерные организмы, не имеющие типичного ядра, заключенного в ядерную мембрану (бактерии). Генетический материал находится у них в нуклеоиде 
и представлен единственной нитью ДНК, образующей замкнутое кольцо и прикрепленной к плазматической мембране. В клетке прокариот отсутствуют митохондрии, центриоли и пластиды; 70S рибосомы одиночно лежат в цитоплазме. Биохимические реакции, происходящие у прокариот, 
не разобщены в пространстве. Лишь у некоторых видов 
прокариот имеются впячивания плазматической мембраны, которые можно рассматривать как примитивные органоиды — мезосомы. Вместо хлорофилла — бактериохлорофилл, фитоциан (пигмент). Размножение путем амитоза, 
поперечным делением надвое. Клетки прокариот гаплоидны. Размеры прокариотических клеток составляют в среднем 0,5–5 мкм. 
Эукариоты — ядерные организмы, имеющие ядро, окруженное ядерной мембраной. Генетический материал сосредоточен преимущественно в хромосомах, имеющих 
сложное строение и состоящих из нитей ДНК и белковых 
молекул (растения, животные, грибы). Имеются центриоли, митохондрии, пластиды. Деление клеток митотические. Стадии репликации, роста и их деления разделены во 
времени. Среди эукариот существуют как одноклеточные, 
так и многоклеточные организмы. Практически у всех видов эукариот обнаружены как диплоидные, так и гаплоидные клетки, т.е. наблюдается чередование гаплоидной и 
диплоидной стадий развития. Размеры эукариотических 
клеток в среднем от 10 до 50 мкм. Хотя встречаются клетки 
длиной несколько сантиметров.

3. КЛЕТОЧНАЯ ТЕОРИЯ. МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ КЛЕТКИ 
Клеточная теория — обобщенное представление о строении клеток как единиц живого, об их размножении и 

роли в формировании организмов. Была сформулирована 
М. Шлейденом, Т. Шванном в 1838–1839 гг. 
Современная клеточная теория включает следующие 
положения: 
Все живые организмы состоят из клеток. 
Клетки всех одноклеточных и многоклеточных организмов сходны (гомологичны) по своему строению, химическому составу, основным проявлениям жизнедеятельности и обмену веществ. 
Размножение клеток происходит путем их деления, и 
каждая новая клетка образуется в результате деления 
исходной (материнской) клетки. 
В многоклеточных организмах клетки специализированы 
по выполняемым ими функциям и образуют ткани; из тканей состоят органы, которые тесно взаимосвязаны и подчинены нервным и гуморальным системам регуляции.
Значение клеточной теории: Клеточная теория позволила 
прийти к выводу о сходстве химического состава всех клеток 
и еще раз подтвердила единство всего органического мира, 
стало понятно, что клетка — это важнейшая составляющая 
часть всех живых организмов. Она их главный «строительный» компонент, клетка является эмбриональной основой 
многоклеточного организма, т.к. развитие организма начинается с одной клетки — зиготы. Клетка — основа физиологических и биохимических процессов в организме, т.к. на 
клеточном уровне происходят все физиологические и биохимические процессы. 
Методы изучения клетки: 
1. Микроскопирование (световой, электронный микроскопы). 
2. Дифференциальное центрифугирование (органеллы 
различной плотности осаждаются в центрифуге слоями). 
3. Метод меченых атомов (при изучении биохимических процессов в вещество вводят радиоактивную метку, 
которая сигнализирует радиоактивным излучением). 

4. ОСОБЕННОСТИ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА КЛЕТОК 
В клетке находится около 100 химических элементов 
(16-наиболее часто встречающихся в клетке). Они разделяются на три группы:

•
•

•

•

биогенные элементы (О, С, Н, N, S, P,) — они входят в 
состав белков, липидов, углеводов, нуклеиновых кислот, АТФ (20%);
макроэлементы (Ca, K, Na, Mg, Cl) — они входят в состав белков(хитин) и нуклеиновых кислот, биополимеров всех живых систем (2%);
микроэлементы (Fe, Cu, Zn, I, Si, Se) — находятся в отдельных экосистемах (0,02%).
Макроэлементы:
1. Ca, P — входят в состав костной ткани в которую они 
поступают вместе с витамином D3. Ca влияет на проницаемость мембран (функция активный транспорт), мышечную активность, свертываемость крови.
2. K, Na — участвуют в создании K—Na насоса.
3. Mg — находится в рибосомах (где он ускоряет процесс синтеза соединяя две субъединицы) и в хлоропластах 
(участие в фотосинтезе). 
4. Cl — влияет на буферность клетки. В организм поступает с NaCl, важнейший анион.
5. S — входит в состав серосодержащих аминокислот 
(цистеин), где она образует дисульфидные связи (—S—S—) 
(например: α-кератин). Сера ингибирует свертываемость 
крови (гепарин).
Микроэлементы:
1. Fe — входит в состав гемоглобина, где происходят его 
окислительные реакции. Норма для человека — 18 мг.
2. Cu — отвечает за прорастание семени и образование 
корня (изучал Ч. Дарвин), входит в состав гемоцианина 
(транспорт O2 у животных, пример: иглокожие), является 
коферментом в метаболических процессах).
3. Si — входит в состав гликокаликса (надмембранного 
слоя), т.е. выполняет защитную функцию.
4. Zn — выполняет регуляцию углеводного обмена (инсулин).
5. F2 — у животных связан с кальцием: в виде фторида 
кальция входит в состав зубной эмали и костей.
6. I2 — входит в состав тироксина, который регулирует 
уровень основного обмена.

•

•

•

5. ВОДА И ЕЕ РОЛЬ В ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ КЛЕТКИ
Вода — самое распространенное в живых клетках неорганическое соединение. Свойства воды: малые размеры молекулы, полярность, способность соединяться друг с другом 
водородными связями, высокая теплопроводность и теплоемкость, большая теплота плавления и парообразования, 
плотность в жидком состоянии больше, чем в твердом.
Вода определяет физические свойства клетки — ее объем, форму, упругость. В живых организмах вода образуется 
в результате реакций обмена веществ. Вода является непосредственным участником многих химических реакций 
(расщепление белков, углеводов, жиров и др.) и универсальным растворителем в цитоплазме клетки, что объясняется особенностью ее молекулярной структуры. Она отвечает за постоянство внутренней среды клетки, образует 
гидроскелет у кишечнополостных, поддерживает осмотическое давление у растений благодаря силам когезии* и адгезии** и свойству капиллярности воды возможно движение 
растворов в сосудах растений. Вода необходима для размножения животных, является средой обитания для животных и растений. Она участвует в образовании структурных молекул органических веществ, в частности структуры 
белков (гемоглобин — 2 молекулы H2O). Большинство реакций, протекающих в клетке, могут идти только при участии воды (гидролиз — источник протонов (H+) и гидроксид-ионов (OH–); фотолиз воды, где вода является поставщиком фотонов). 
Вещества, хорошо растворимые в воде, называются гидрофильными. Гидрофильные вещества — это соли, углеводы (моно- и дисахара), белки, низкомолекулярные органические соединения. 
Жиры, клетчатка и другие вещества плохо или вовсе не 
растворяются в воде, их называют гидрофобными. Гидрофобные вещества входят в состав клеточных мембран, 
обусловливая их полупроницаемость.

* 
Когезия — сцепление молекул тела друг с другом под действием сил 
притяжения.
** Адгезия — сцепление молекул разных тел друг с другом под действием сил притяжения.

6. ОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА: ЛИПИДЫ, УГЛЕВОДЫ, 
ИХ РОЛЬ В КЛЕТКЕ
Углеводы — органические соединения с общей формулой Cn(H2O)m, m > n. Химические свойства углеводов определяются входящими в их состав гидроксильными группами (—ОН). Различают простые (моносахариды) и сложные 
(олигосахариды, 
полисахариды) 
углеводы. 
Моносахариды состоят из одной молекулы углевода (глюкоза, фруктоза, рибоза, дезоксирибоза). В зависимости от 
количества атомов углерода различают: триозы — три атома, тетрозы — 4 атома, пентозы — 5 атомов, гексозы — 
шесть атомов и т.д. Свойства моносахаридов: низкая молекулярная масса, сладкий вкус, растворимы в воде, способны кристаллизоваться.
Олигосахариды — сахароподобные сложные углеводы, 
содержащие от 2 до 10 моносахаридных остатков. В зависимости от их количества различают ди-, три-, тетрасахариды и т.д. Дисахариды образуются при соединении двух 
моносахаридов гликозидной связью (глюкоза + глюкоза = 
мальтоза, глюкоза + галактоза = лактоза, глюкоза + фруктоза = сахароза). Обычно гликозидная связь образуется 
между 1-м и 4-м углеродными атомами соседних моносахаридных единиц. 
Полисахариды (крахмал и целлюлоза (у растений), гликоген (у животных)). Мономером этих полисахаридов является глюкоза. Могут быть линейными неразветвленными и разветвленными.
Значение углеводов: 
источник энергии в клетке (1 г углевода — 17,6 кДж 
(4,2 ккал) энергии); 
резерв клетки (крахмал, гликоген);
строительная функция (муреин у прокариот; клетчатка 
у растений и грибов; рибоза и дезоксирибоза в составе 
нуклеиновых кислот); 
рецепторная функция (гликолипиды); 
защитная функция (гепарин замедляет свертывание 
крови).
Липиды — жироподобные, нерастворимые в воде вещества. По химическому составу липиды являются слож
•

•
•

•
•

ными эфирами высших жирных кислот и трехатомного 
спирта глицерина. Жирные кислоты могут быть как насыщенными (не содержат двойных связей — стеариновая и 
пальмитиновая), так и ненасыщенными (имеют двойные 
связи между атомами углерода — олеиновая). В зависимости от особенностей строения молекул различают простые (триглицериды, воски) и сложные (фосфолипиды, 
гликолипиды, липоиды) липиды.
Значение липидов:
входят в состав мембран (фосфолипиды, гликолипиды, 
липопротеины);
транспорт (липопротеины); 
рецепторы, медиаторы (гликолипиды в составе гликокаликса);
источник энергии (при расщеплении 1 г жиров освобождается 38,9 кДж энергии);
запасающая функция; 
защита (водоотталкивающее покрытие — воск растений);
терморегулятор и теплоизолятор, амортизатор (бурый 
жир);
регуляция деятельности клетки и организма (гормоны — 
эстроген, прогестерон, тестостерон, кортикостерон, 
кортизон, холестерол), в составе гибберелинов (ростовые вещества у растений);
источник метаболической воды.

7. БЕЛКИ. СТРУКТУРА И ФУНКЦИИ 
Белки — полимеры (сложные органические соединения), мономерами которых являются б-аминокислоты, 
связанные пептидными связями. Известно около 150 аминокислот, но в животных клетках присутствует 26 аминокислот. У человека 9 аминокислот 
являются незаменимыми, т.е. не 
синтезируются организмом — аланин, аргинин, валин, изолейцин, 
треонин, лейцин, лизин, триптофан, фенилаланин. В животной 
клетке белки могут превращаться 
и в жиры, и в углеводы.

•

•
•

•

•
•
•

•

•

Рис. 1. Общая формула 
аминокислоты