Главная проблема любых попыток популяризации науки - это постоянные сбои в теории разума, theory of mind: неспособность поставить себя на место читателя или слушателя, чтобы понять, какие вещи кажутся ему самоочевидными и скучными, а какие кажутся непонятными и нуждаются в подробных объяснениях.
Попытки прямого диалога между академическими учеными и широкой общественностью за редкими исключениями не пользуются популярностью, потому что в своих логических построениях ученые склонны перескакивать через два-три звена, абсолютно самоочевидных для профессионала, но непонятных без дополнительного объяснения нормальному человеку, который про ДНК последний раз слышал в школе и вообще у него голова совершенно другим занята.
ДНК, дезоксирибонуклеиновая кислота, - это та самая красивая двойная спираль, на которой закодирована вся информация о строении белков нашего тела. В каждой клетке хранится 46 длинных-длинных молекул ДНК - в свернутом виде они называются хромосомами. Если размотать хромосомы, то общая длина ДНК в каждой нашей клетке составит 2 метра - или 3,2 млрд нуклеотидных пар.
Молекула ДНК - это цепочка из нуклеотидов. Их обозначают четырьмя буквами - A, G, T, C (аденин, гуанин, тимин и цитозин). Именно последовательность этих букв (AAGGGTCAAGGAACCATC и так далее) определяет, могут ли ферменты прочитать данный участок ДНК и построить на его основе что-нибудь полезное: сначала молекулу-посредник, РНК, а потом, если повезет, и белок, - а если да, то какое именно. Если такое прочтение возможно, то данный участок ДНК называется ген. У человека примерно 25 тыс. генов, кодирующих белки, и каждый из них представлен в двух копиях, полученных от мамы и от папы, так что на каждую отдельную хромосому в среднем приходится чуть больше тысячи генов.
Самое ценное свойство нуклеотидов - это комплементарность, или распределение на парочки. Аденин с большим удовольствием формирует водородные связи с тимином, а гуанин - с цитозином. Двойная спираль образуется именно за счет того, что в двух цепочках ДНК напротив друг друга всегда находятся предсказуемые нуклеотиды: A-T, C-G, T-A, G-C. Именно благодаря этому свойству клетка способна удваивать ДНК: в этот момент двойная спираль расплетается, и ферменты приставляют напротив каждого аденина тимин, а напротив каждого цитозина - гуанин. В итоге получаются две новых двойных спирали, в каждой одна старая нить и одна свежедостроенная по принципу комплементарности. Их можно будет теперь свернуть в плотно упакованные хромосомы и разнести по двум новым дочерним клеткам. Это же замечательное свойство делает наш генетический материал относительно устойчивым к мутациям: если испортилась только одна нить ДНК, то ферменты всегда смогут починить ее, используя вторую в качестве справочного материала.
Комплементарность необходима и для считывания информации. В этом случае фермент ползет вдоль какого-нибудь гена и строит молекулу РНК, рибонуклеиновой кислоты. Она устроена примерно так же, как ДНК, но только она (как правило) одноцепочечная, а вместо тимина там другой нуклеотид, урацил. Но строится она именно благодаря комплементарности: напротив цитозина из ДНК ферменты ставят в новую РНК гуанин, напротив тимина - аденин, напротив гуанина - цитозин, ну а напротив аденина, что же делать, урацил. И тоже получается какая-нибудь осмысленная последовательность букв, например, из приведенного двумя абзацами выше участка ДНК ферменты построят UUCCCAGUUCCUUGGUAG. После того как РНК построена, она может выйти из ядра и сама начать делать что-нибудь полезное в клетке. Вообще сейчас считается, что именно РНК были самыми первыми сложными молекулами в живой природе и какое-то время они сами и хранили информацию, и выполняли функции белков, но потом придумали, как построить ДНК в качестве надежной библиотеки данных и как построить белки в качестве разнообразных эффективных помощников во всем клеточном домашнем хозяйстве. Но сегодня ключевой функцией РНК стал перенос информации, нужной для синтеза белков, от ДНК в цитоплазму клетки, где они будут построены.
Белки - это длинные цепочки аминокислот. От того, в какой последовательности аминокислоты соединены друг с другом, зависит, какую форму примет готовый белок, как будут распределены заряды по его поверхности и, соответственно, что он сможет делать: переносить кислород, заставлять мышцы сокращаться, уничтожать бактерии, пропускать ионы через мембрану клетки, воспринимать свет или превращать целлюлозу в сахар. В принципе любая задача, возникающая в клетке, может быть решена с помощью какого-нибудь белкового комплекса. Если бы это зачем-то понадобилось в эволюции, клетка могла бы производить белки в виде Эйфелевой башни, или белки, способные превращать газированную воду в вино, или, допустим, белки, которые превращались бы в страшный яд под воздействием гормонов стресса (если ты такой нервный, то зачем тебе жить).
Именно последовательность аминокислот и закодирована в генах. После того как из ДНК информация была переписана на РНК, начинается трансляция - строительство белка. При этом букв-нуклеотидов в РНК всего четыре, а базовых аминокислот - 20, и поэтому каждая аминокислота кодируется последовательностью из трех нуклеотидов. Этот язык расшифрован, словарик есть в каждом школьном учебнике, так что, зная последовательность нуклеотидов, можно предсказать, какой будет по следовательность аминокислот (обратная операция намного сложнее, потому что одна и та же аминокислота может кодироваться разными наборами нуклеотидов). Например, из кусочка РНК, который мы тут уже рассматривали, - UUC CCA GUU CCU UGG UAG - получится пептидная цепочка “фенилаланин - пролин - валин - пролин - триптофан”. На этом синтез оборвется, потому что последние три нуклеотида - UAG - не кодируют никакую аминокислоту, это знак препинания, он означает “конец белка”.
Каждый человек наследует эти генетические инструкции от родителей. Из тех 46 хромосом, которые есть в каждой клетке тела, ровно 23 принес сперматозоид и 23 были в яйцеклетке. За исключением генов Y-хромосомы (и, соответственно, Х-хромосомы, если вы мужчина и она у вас всего одна), вся остальная информация продублирована. Гены, необходимые для синтеза гемоглобина, коллагена, иммуноглобулинов, протеинкиназы М-зета и любого другого белка, мы получаем и от папы, и от мамы. Эти два варианта (аллели) одного и того же гена могут быть одинаковыми, а могут немного отличаться. Это очень хорошо: это означает, что если один ген сломан, то клетка будет пользоваться вторым и человек останется более или менее здоров.
Одна из важных функций белков - это способность обеспечивать обмен информацией между клеткой и внешней средой, в роли которой у многоклеточного организма выступает межклеточное пространство. В мембрану каждой клетки встроено огромное количество белков-рецепторов. На внеклеточной части рецептора есть участок, способный воспринимать поступающие сигналы. Если речь идет об органах чувств, то сигналом могут быть колебания воздуха, температура или свет, рецепторы на нейронах могут реагировать на изменения электрического потенциала, но в абсолютном большинстве случаев речь идет о взаимодействии с сигнальной молекулой (лигандом). Оно осуществляется просто за счет того, что сайт связывания - чувствительный участок данного рецептора - по своей форме и распределению зарядов совпадает именно с этой молекулой идеально, как ключ с замком (это настолько навязшая в зубах метафора, которой пользуются абсолютно все, что, когда я однажды попыталась расспросить одного из своих коллег, как же все-таки устроен дверной замок, он посмотрел на меня снисходительно и начал объяснять: “Ну, представь себе мембранный рецептор...”).
Так вот, когда происходит связывание сигнальной молекулы с рецептором, то в ответ он изменяет свою конформацию (то есть способ укладки аминокислотной цепи в трехмерную структуру), и после этого в клетке начинает происходить что-нибудь новое. Если белок одновременно и рецептор, и трансмембранный канал, то он откроется или закроется, и какие-нибудь молекулы начнут или перестанут проникать в клетку или выходить из нее. Если у рецептора есть каталитическая активность, то после активации его внутриклеточная часть начнет что-нибудь делать, например фосфорилировать проплывающие мимо белки (причем не какие попало, а те, которые нужно). Или рецептор может передать сигнал G-белку, а тот в ответ активирует свою альфа-субъединицу, и она отправится в свободное плавание, чтобы творить добро, - допустим, активирует аденилатциклазу, она превратит молекулу АТФ в сигнальную цАМФ, которая в свою очередь подействует на какую-нибудь протеинкиназу... В общем, произойдет каскад из десятка молекул, которые по принципу домино будут активировать и подавлять друг друга, и в конечном итоге это приведет к запуску какого-нибудь ответа на сигнал со стороны клетки как целого.
Например, информация дойдет до ядра, там начнут считываться какие-нибудь гены, которые до этого были неактивны, и клетка начнет строить белки, которых у нее раньше не было. Или информация дойдет до каких-нибудь мембранных каналов, и они изменят свою миграционную политику - начнут впускать или выпускать что-то, чего раньше не замечали. Если речь идет о нервной клетке, то такие изменения в миграционной политике могут привести к изменению концентрации ионов внутри и снаружи клетки и, как следствие, к генерации нового нервного импульса, который в свою очередь может повлиять на поведение человека.
Я тут совершенно не ставлю себе задачу описать все возможные сигналы и все способы ответов на них. Я только хочу подчеркнуть, что все эти штуки на самом деле очень подробно изучены и с каждым годом накапливается все больше деталей. Современная молекулярная биология довольно твердо и четко представляет, что творится в клетке на уровне молекул: кто с кем связывается, почему это возможно, как они изменяются, как отрываются друг от друга, куда и почему плывут дальше. Все детали описаны в научных статьях, а все базовые принципы - в университетских учебниках (например, по цитологии), и если вы зададитесь во просом, какой именно молекулярный каскад происходит, когда молекула инсулина взаимодействует с рецептором на поверхности мышечной клетки, то найти эту информацию не составит никакого труда. Я не стала вдаваться в такие детали в книжке, потому что это никто не стал бы читать.
Рецептор не обязательно расположен именно на мембране клетки. Некоторые сигнальные молекулы, например стероидные гормоны, умеют самостоятельно просачиваться сквозь мембрану, и тогда рецепторы к ним могут находиться внутри клетки - в цитоплазме или на оболочке ядра. Но дальше происходит все то же самое: рецептор меняет конформацию, воздействует таким образом на еще какой-нибудь белок, кто-нибудь отщепляет от кого-нибудь какую-нибудь молекулярную группу, появляются какие-нибудь новые сигнальные молекулы, они воздействуют, допустим, на рецепторы ядра, внутри него появляются другие сигнальные молекулы, связываются с ДНК, запускают или подавляют считывание какого-нибудь гена, и клетка опять же изменяет какую-нибудь свою активность.
Восприятие химических сигналов клеточными рецепторами - это основа работы нервной системы. Каждая наша нервная клетка - нейрон - состоит из тела и множества отростков: дендритов (их много, и они собирают информацию) и аксона (он, как правило, один, хотя обычно разветвляется в конце и отправляет информацию дальше, к следующим нейронам). Информация - это электрический ток, который движется по отростку благодаря работе мембранных каналов, которые в нужный момент запускают внутрь клетки ионы натрия, в нужный момент выпускают из клетки ионы калия, все это приводит к изменению электрического заряда снаружи и внутри мембраны и к дальнейшему распространению сигнала. Но самое интересное начинается в тот момент, когда электрический импульс доходит до конца аксона. Просто перескочить на дендрит следующего нейрона он не может. Контакт между нейронами, синапс, устроен более сложно.
Абсолютное большинство нейронов млекопитающих общаются друг с другом с помощью нейромедиаторов. Когда электрический сигнал доходит до конца аксона, под его действием в синаптическую щель высвобождаются молекулы, заранее запасенные в пресинаптическом пространстве. Это и есть нейромедиаторы - дофамин, норадреналин, серотонин, гамма-аминомасляная кислота или любой другой из героев книжки. Они героически проплывают десятки нанометров синаптической щели и связываются с рецепторами на постсинаптической мембране - а это приводит к тому, что второй нейрон тоже начинает впускать или выпускать ионы калия и натрия и генерирует свой собственный электрический ток (или, наоборот, блокирует всякую возможность возникновения потенциала, если речь идет о тормозном нейромедиаторе).
Прелесть такой системы передачи в том, что на нее возможно влиять множеством разных способов. Первый нейрон может выпускать множество разных нейромедиаторов в любых количествах. Он может захватывать их из синаптической щели обратно. В пространстве между нейронами могут присутствовать ферменты, расщепляющие нейромедиатор. Рецепторы могут быть более или менее чувствительны к нейромедиаторам. На все эти параметры можно влиять с помощью дополнительных молекул, как вырабатываемых в организме, так и купленных в аптеке, и таким образом в широких пределах модифицировать работу нейронов, а значит, и настроение, память, обучение. Еще один очевидный пример лигандов, связывающихся с рецепторами в многоклеточном организме, - это гормоны. В узком смысле гормонами называют вещества, которые вырабатываются специализированными эндокринными железами - эпифизом, надпочечниками, щитовидной железой и т д. Более современное определение включает любые вещества, которые вырабатываются в одних тканях и влияют на другие, например лептин, который производится жировыми клетками, или холецистокинин, вырабатывающийся в тонком кишечнике. Оба этих гормона-в- широком-смысле могут воздействовать на мозг, подавляя чувство голода.
Клетки могут принять решение о производстве гормона самостоятельно. Допустим, поджелудочная железа сама анализирует уровень сахара в крови и, если его становится много, вырабатывает больше инсулина, разрешающего клеткам забрать этот сахар и съесть его. Но присутствует и центральная регуляция: гипоталамус собирает всю информацию о составе крови, работе внутренних органов, состоянии мозга, времени суток и так далее, вырабатывает молекулярные сигналы для гипофиза, а тот в свою очередь выделяет гормоны, регулирующие работу организма как напрямую, так и за счет воздействия на все остальные эндокринные железы нашего тела.
Химическая природа гормонов разнообразна: в принципе почти любая молекула в ходе эволюции имеет шанс превратиться в посланника судьбы. В нашем случае две самые большие группы - это стероидные и пептидные гормоны. Первые производятся на базе холестерина (да, это вообще ужасно важная и нужная молекула, без нее еще и клеточные мембраны не смогут существовать; хорошая новость в том, что организм умеет синтезировать холестерин самостоятельно, так что можно не следить специально за его присутствием в пище). К стероидным гормонам относятся все главные половые гормоны (эстрадиол, тестостерон и т д.) и все кортикостероиды, в том числе “гормон стресса” кортизол. Стероидные гормоны легко проникают сквозь клеточные мембраны, так что рецепторы к ним расположены не на поверхности клеток, а внутри. Пептидные гормоны - это цепочки аминокислот. Их не называют белками, потому что не доросли и не заслужили: белки длинные, а пептиды короткие. Например, в окситоцине всего девять аминокислот. В инсулине две цепи, А и В, первая состоит из 21, а вторая из 30 аминокислот. Впрочем, пептидные гормоны синтезируются как классические белки, и первоначально они вполне длинные, просто потом разрезаются на несколько кусочков, один из которых становится гормоном, а другие тоже на что-нибудь пригождаются. Но абсолютное большинство пептидных гормонов вырабатываются в гипоталамусе и гипофизе, и поэтому судьба побочных продуктов их производства изучена еще не полностью - тут с главными бы продуктами окончательно разобраться.
Существует много гормонов, которые не являются ни стероидами, ни пептидами. Своя особенная структура, например, у гормонов щитовидной железы, или у адреналина, или у мелатонина. Этот последний - производное триптофана, то есть аминокислоты, но одной- единственной. Триптофан превращается в серотонин, а серотонин в свою очередь в мелатонин. В популярных статьях о диетах нередко встречается утверждение, что бананы богаты триптофаном, а значит, их надо есть ради синтеза серотонина и улучшения настроения. Это сомнительно: с тем же уровнем достоверности можно предположить, что из излишков серотонина будет синтезирован мелатонин и в лучшем случае вам захочется спать, а в худшем начнется сезонная депрессия. Есть научные исследования о том, что при остром недостатке триптофана в диете настроение действительно падает, но неполноценное питание вообще не способствует личному благополучию; а вот идея о том, что надо есть именно бананы, чтобы быть счастливыми, - это, видимо, все-таки городская легенда.
Живые организмы
Неклеточные Клеточные
Вирусы Прокариоты Эукариоты
(доядерные) (ядерные)
Бактерии Грибы Растения Животные
Признаки живой природы:
Обмен веществ и энергии (дыхание, питание, выделение)
Наследственность и изменчивость
Самовоспроизведение (размножение)
Индивидуальное развитие (онтогенез), историческое развитие (филогенез)
Движение
Состав – органические (белки, жиры, углеводы, НК) и неорганические вещества (вода и минеральные соли).
БОТАНИКА И ЗООЛОГИЯ
Характеристика царств живой природы
2. Не имеют клеточного строения, вне клетки – в виде кристалла .
3. Строение – ДНК или РНК – снаружи белковая оболочка – капсид, реже имеется углеводно-липидная оболочка (у вируса герпеса и гриппа).
4. Сходство с живыми организмами – размножаются (удвоение ДНК), характерна наследственность и изменчивость.
5
. Сходство вирусов с неживыми системами
- не делятся, не растут, не характерен обмен веществ, нет собственного механизма синтеза белка.
2. Бактерии (Левенгук в 1683 – бактерии зубного налета)
1. одноклеточные или колониальные организмы, не имеющие оформленного ядра
2. не имеют сложных органоидов – ЭПС, митохондрий, аппарата Гольджи, пластид.
3. по форме разнообразные – кокки (круглые), спириллы, бациллы (палочковидные), вирионы (в виде дуги).
4. имеют клеточную стенку из белка муреина и слизистую капсулу из полисахаридов, в цитоплазме расположен нуклеоид с кольцевой молекулой ДНК, имеются рибосомы.
5. размножаются делением пополам каждые 20-30 минут, при неблагоприятных условиях образуют споры (толстая оболочка)
6. питание – автотрофы (синтезируют органические вещества из неорганических): а)фототрофы (в процессе фотосинтеза) – цианеи, б)хемотрофы (в процессе химических реакций) – железобактерии;
гетеротрофы (используют готовые органические вещества): а)сапрофиты (питаются мертвыми органическими остатками) – бактерии гниения и брожения,
б)симбионты (органические вещества получают в результате симбиоза с другими организмами) – клубеньковые бактерии бобовых (они усваивают азот из воздуха и передают его бобовым растениям, те взамен обеспечивают их орг.веществами),
7. Значение бактерий – положительное – клубеньковые бактерии обогащают почву нитратами и нитритами, усваивая азот из воздуха; бактерии гниения утилизируют погибшие организмы; молочнокислые бактерии используют в промышленности для получения кефира, йогурта, силоса, кормовых белков, в обработке кожи.
Отрицательное
– вызывают порчу продуктов (гнилостные бактерии), возбудители опасных заболеваний - пневмония, чума, холера.
3. Грибы
1. Особенности строения – тело состоит из гиф, образующих мицелий (грибницу), размножаются почкованием (дрожжи), спорами, вегетативно (частями мицелия), половым путем.
2. Сходство с растениями – неподвижны, всасывают питательные вещества всей поверхностью тела, неограниченный рост, имеется клеточная стенка (состоит их хитина), размножаются спорами.
5. Виды грибов – см. пункт 6- «питание».
4. Растения
1.Неподвижны – имеют прочную клеточную стенку из целлюлозы, мало митохондрий.
2. Неограниченный рост – растут всю жизнь
3. Запасное питательное вещество – крахмал
4. Питание – автотрофы (питаются неорганическими веществами за счет фотосинтеза). Питание с помощью всасывания всей поверхностью тела.
5. Особенности растительной клетки – 1.наличие пластид (хлоропластов – функция фотосинтеза, лейкопластов – накопление веществ, хромопластов – обеспечивают окраску плодов, цветов); 2. крупных вакуолей (запасающая функция); 3. мало митохондрий; 4. имеется клеточная стенка из целлюлозы; 5. нет микротрубочек.
5. Животные
1. Подвижные в большей своей части – много митохондрий, тонкая оболочка.
2. Ограниченный рост – до половой зрелости
3. Запасное вещество – гликоген (в мышцах и печени)
5. Особенности животной клетки – нет пластид, вакуоли мелкие – выполняют выделительную функцию у водных животных, тонкая оболочка, микротрубочки – для построения веретена деления при митозе и мейозе.
6. характерна раздражимость, рефлекс.
Классификация растений и животных. Систематика.
Классификация – распределение организмов по группам.
Систематика
– наука, занимающаяся классификацией
|
Систем.категория |
животные |
растения |
|
надцарство |
Ядерные (доядерные) |
ядерные |
|
царство |
Животные (растения, грибы) |
растения |
|
подцарство |
Многоклеточные (одноклеточн) |
многоклеточные |
|
Тип (отдел) |
Хордовые (простейшие, плоские черви, круглые, кольчатые черви,членистоногие, моллюски) |
Цветковые (водоросли, мохообразые, папоротникообразые, голосеменные) |
|
класс |
Млекопитающие (рыбы, земноводные, рептилии, птицы) |
Однодольные (двудольные) |
|
отряд |
Хищные (грызуны, рукокрылые, приматы, (не)парнокопытные, ластоногие, китообразные) |
- |
|
семейство |
лисьи |
Лилейные (злаковые, розоцветные, пасленовые, бобовые) |
|
род |
лиса |
ландыш |
|
вид |
Лиса обыкновенная |
Ландыш майский |
5.Усложнение и высокая степень дифференциации вегетативных органов и тканей.
Семейства цветковых (покрытосеменных). Классы.
Класс двудольные
|
Признак |
Розоцветные |
пасленовые |
бобовые |
|
цветок |
Ч 5 Л 5 Т ∞ П 1 (чашелистиков-5, лепестков-5, тычинок – много, пестик -1 или мпного)
|
Ч(5) Л(5) Т(5) П 1 (5 сросшихся лепестков и 5сросшихся чашелистиков, 5 сросшихся тычинок, 1 пестик).
|
Ч 5 Л 1+2+(2) Т (9)+1 П 1 (5 сросшихся чашелистиков; 5 лепестков: два нижних срастаются, образуя «лодочку», верхний -самый большой - парус, боковые 2 – весла; тычинок -10, 9 из них срастаются, пестик-1) |
|
плод |
Костянки, орешек |
Ягода, коробочка |
боб |
|
Соцветие |
Кисть, простой зонтик, щиток |
Завиток, кисть, метелка |
Кисть, головка |
|
примеры |
Яблоня, шиповник, роза, земляника |
Картофель, табак, паслен черный, томат |
Горох, соя, клевер, чина, бобы, люпин, вика |
|
Признак |
Крестоцветные |
сложноцветные |
Злаковые - однодольные |
|
цветок |
Ч 2+2 Л 2+2 Т 4+2 П 1 (чашелистиков 2+2, лепестков 4 тычинок 6 , пестик -1)
|
Цветки 4 типов: трубчатые, язычковые, ложно-язычковые, воронковидные. Л(5) Т (5) П 1 Вместо чашечки – пленки или хохолки. |
О 2+(2) Т 3 П 1 Околоцветник – 2+2 |
|
плод |
Стручок, стручочек |
семянка |
зерновка |
|
соцветие |
кисть |
корзинка |
Сложный колос, метелка, початок |
|
примеры |
Капуста, редька, репа, горчица, сурепка, ярутка |
Подсолнух, ромашка, василек, пижма, георгин, астра, одуванчик, полынь |
Рожь, просо, ячмень, мятлик, костер, кукуруза, сорго |
Сравнение классов растений.
|
Признаки |
Класс двудольные |
Класс однодольные |
|
1. зародыш семени |
Имеет 2 семядоли |
1 семядоля |
|
2. корневая система |
Стержневая корневая систем |
Мочковатая корн. система |
|
3.стебель |
Утолщается за счет камбия |
Камбий отсутствует |
|
4. листья |
Жилкование сетчатое, листья простые и сложные |
Жил параллельное и дуговое, листья - простые |
|
5. цветок |
Двойной околоцветник (чашечка и венчик), кратно 5 |
Простой околоцветник (нет чашечки), кратно 3 |
|
6. жизненная форма |
Деревья, кустарники, травы |
травы |
Строение цветковых растений
Вегетативные органы (обеспечивают рост и развитие)
1. Листья. – органы воздушного питания – фотосинтез; испарение воды через устьица; газообмен, участие в вегетативном размножении.
1)Листья бывают простые (1 листовая пластинка - береза) и сложные (каштан, рябина)
2)Видоизменения листьев – усы (вьюнок), иглы (барбарис), колючки (кактус)
3)Жилкование листьев – сетчатое (двудольные растения), параллельное и дуговое(однодольные).
4)Листорасположение – очередное, супротивное, мутовчатое, розетка.
2. Корень - закрепление растения в почве, всасывание минеральных веществ и воды,
Запасание веществ – крахмала, сахара, синтез гормонов, вегетативное размножение.
1)Виды корневых систем – стержневая (двудольные) и мочковатая (однодольные).
2)Видоизменения корней – корнеплоды (морковь, свекла), корневые клубни (георгин), – запасающая функция – накапливают сахара, крахмал; воздушные корни (орхидеи).
3. Стебель – выносит листья к свету; является опорой, осуществляет фотосинтез, запасает вещества.
1)Кора – защитная, механическая функция; луб(флоэма) состоит из ситовидных трубок –проводят вниз органические вещества; камбий – обеспечивает утолщение стебля, клетки его активно делятся весной - летом; древесина(ксилема) состоит из сосудов(проводят вверх воду и минеральные вещества), трахеид и механических волокон; сердцевина – запасающая функция, заполнена паренхимой.
2)
Видоизменения стебля –
корневище (пырей), луковица (тюльпан, лук), клубень (картофель) – имеют пазушные почки, верхушечная почка, видоизмененные листья, придаточные корни
Генеративные органы – обеспечивают размножение растений.
4 . Цветок - для размножения – опыление, оплодотворения, формиров. плода и семени
Соцветия – мелкие цветки, собранные вместе.(привлечение насекомых, опыление)
Передвижение воды и минеральных веществ вверх по растению (по сосудам древесины)
осуществляется благодаря корневому давлению и сосущей силы, возникающей при испарении воды листьями
Передвижение органических веществ вниз по растению (по ситовидным трубкам луба)
осуществляется благодаря разности концентрации и давления в клетках.
Опыление –
процесс переноса пыльцы с тычинок на рыльце пестика.
Виды опыления – самоопыление (имеют нераскрывающиеся цветки – фиалки, ячмень)
Перекрестное - пыльца переносится с 1 цветка на другой: насекомыми - цветки яркие, крупные, с нектаром, пахучие (клевер, яблоня); ветром – имеют невзрачные цветки, лишенные запаха, пыльца сухая легкая, с воздушными полостями, цветение происходит до распускания листьев (береза, крапива),; водой – пыльца нитевидная, легкая (кувшинка, ряска)
Двойное оплодотворение цветковых – 1 спермий сливается с яйцеклеткой – образуется зародыш семени, 2 спермий с центральной диплоидной клеткой – обр. эндосперм (3n).
Из семязачатка развивается семя, из завязи пестика – плод.
Семя. – семенное размножение, расселение растения, накопление питательных веществ, существование при неблагоприятных условиях.
Строение семени Строение семени
Фасоли (двудольное растение) пшеницы (однодольное растение)
Снаружи семя покрыто толстой семенной кожурой. Внутри находится зародыш – маленькое будущее растение. Он состоит из зародышевого корешка, стебелька, почечки и семядолей. Семядоли – это первые листья зародыша. Эндосперм – это питательная ткань, окружающая зародыш семени.
Плод – видоизменение цветка: для защиты и распространения семян.
2)Виды плодов – сухие односемянные – зерновка (злаки), орехи (лещина, дуб), семянка (подсолнечник), крылатка (клен, береза); сухие многосемянные – боб (горох), стручочек (акация), коробочка (мак).
Сочные односемянные – костянка (вишня, слива); сочные многосемянные – ягода (смородина, картофель, томат), яблоко (яблоня, груша), тыквина (огурец, арбуз, кабачок). 3) распространение семян - ветром, животными, водой
Характеристика типов и классов животных
Основные типы животных и число их видов.
Эволюция животных:
Простейшие (одноклеточные – амеба, инфузория, эвглена) → многоклеточные: губки→кишечнополостные (гидра, медузы, кораллы)→плоские черви (планария, бычий цепень) →круглые черви (аскарида) →кольчатые черви (дождевой червь) →членистоногие (пауки, клещи, раки, насекомые) →моллюски→иглокожие (морские звезды, ежи) →хордовые (позвоночные)
Беспозвоночные животные
1. Общая характеристика простейших.
1. состоят из 1 клетки, осуществляющей все функции организма (одноклеточные)
2.обладают всеми особенностями эукариотической клетки – ядро, цитоплазма, имеются сократительные вакуоли – для удаления излишков воды
3.свободноживущие простейшие имеют дополнительные органы передвижения – псевдоподии-ложноножки (амеба), жгутик (эвглена зеленая), реснички (инфузории)
5.Размножение – бесполое (деление пополам) и половое – конъюгация (инфузории).
Н
еблагоприятные условия переживают в виде цисты.
6. Классификация: саркодовые – амеба (рис)
ф
ораминифера, солнечник (непостоянная форма тела);
жгутиковые – эвглена (рис),
лямблии, трипаносомы;
Инфузории – инфузория-туфелька (рис)
(пост. форма тела с ресничками, 2 ядра – микро- и макронуклеос, размножение – делением пополам, конъюгация); споровики – малярийный плазмодий.
2. Тип Губки
1. Примитивные многоклеточные животные, радиальная симметрия.
2
. форма тела – мешковидная, все тело пронизано порами (проникает вода с растворенными веществами и кислородом), выходит вода через устье – ротовое отверстие.
3. губки – природные биофильтры, ведут прикрепленный образ жизни.
3. Тип Кишечнополостные
1. Лучевая симметрия тела
2. Двухслойные животные: 1.эктодерма – кожно-мускульные клетки (образуют покров тела, передвижение), стрекательные клетки (защита и охота), нервные (раздражимость), половые; нервная система – диффузная; половые клетки (половое размножение)
2. энтодерма – пищеварительные (переваривание пищи), железистые (выделяют сок). Данные клетки по своему строению очень схожи с простейшими животными, способны образовывать ложноножки
3. наличие кишечной полости – полостное пищеварение.
4. Размножение – бесполое – почкование; половое – половые клетки (гаметы)
5
. Виды – гидра - полип, медузы (чередование поколений,
имеется личинка - планула), кораллы.
4. Тип плоские черви.
1. тело – двусторонняя симметрия, плоское, обычно листовидное или лентовидное
2.трехслойные животные – эктодерма, мезодерма, энтодерма – имеются ткани (мышечная, соединительная, эпителиальная, нервная) и органы
4. Нервная система – узлового типа в виде нервной лестницы, органы выделения – протонефридии – канальцы со звездчатыми клетками, половая системе – половые железы с протоками – гермафродиты, пищеварительная система – глотка и ветви кишечника, нет анального отверстия; нет кровеносной системы и полости тела.
5. Тип круглые черви
1. Тело веретеновидное, округлое в поперечном сечении; плотная кутикула (оболочка).
2. Мышечная система – продольные мышечные волокна.
3. имеется первичная полость тела. Пищеварительная система в виде трубки с ротовым и анальным отверстием, кровеносной системы нет.
5. Нервная система – окологлоточное нервное кольцо + спинной и брюшной нервные стволы, раздельнополые (самки и самцы), внутреннее оплодотворение
6
. Виды –
человеческая аскарида (в кишечнике человека, заражение – через немытые овощи и фрукты, мух; личинка циркулирует в крови →дыхательные пути→в кишечник), острицы (энтеробиоз, болезнь грязных рук), ришта (закупоривает лимфатические протоки – слоновая болезнь).
6. Тип кольчатые черви
1. Наружная и внутренняя сегментация – тело состоит из одинаковых члеников: тело состоит их головной лопасти с органами чувств, сегментированного туловища и задней лопасти
2. Кожно-мускульный мешок хорошо развит – кольцевые и продольные мышцы
3. вторичная полость тела – целом, кровеносная система – замкнутая
4. пищеварительная система – ротовая полость, глотка, средняя и задняя кишка, анальное отверстие.
5.нервная система – окологлоточное нервное кольцо и брюшная нервная цепочка
6. размножение – деление, гермафродиты (дождевой червь) или раздельнополые
7. Виды – дождевой червь, пиявки, трубочник, пескожил.
Тип членистоногие
сегментированное тело – разделено на отделы и членистые конечности.
наружный покров из хитина, поперечно-полосатая мускулатура,
незамкнутая кровеносная система, сердце – над кишечником
развитие обычно с превращением - с личинкой, размножение – половое.
|
Признаки |
ОСНОВНЫЕ КЛАССЫ |
||
|
РАКООБРАЗНЫЕ |
ПАУКООБРАЗНЫЕ |
НАСЕКОМЫЕ |
|
|
Отделы тела Усики Ноги
Органы дыхания
|
Головогрудь и брюшко Брюшко членистое Число ног разное (у десятиногих раков 5 пар) 1 пара сложных глаз Жабры (у многих мелких ракообразных отсутствуют) 2 пары извитых канальцев с железистыми стенками
|
Головогрудь и брюшко Брюшко нечленистое Отсутствуют 4 пары
Легкие и (или) трахеи
Пауки, клещи, скорпионы |
Голова, грудь и брюшко Брюшко членистое З пары
Трахеи
Вши, клопы, бабочки |
6.Отряды насекомых: прямокрылые (саранча, тараканы), полужесткокрылые (клопы), жесткокрылые (жуки), чешуекрылые (бабочки), двукрылые (мухи, комары), перепончатокрылые (пчелы, муравьи, термиты)
7. Насекомые – разнообразие ротовых аппаратов: грызущий (прямокрылые, жесткокрылые), сосущий (чешуекрылые), колюще-сосущий (клопы, комары), лижущий (мухи), грызуще-сосущий (пчелы)
Тип моллюски.
2. появление мантии (кожная складка, выстилающая раковину изнутри), между туловищем и мантией образуется мантийная полость, заполнена паренхимой.
3. Нервная система – узлового типа – окологлоточные ганглии
4. Незамкнутая кровеносная система – имеется сердце (3-х камерное)
5. Пищеварительная система – передняя (имеется терка, измельчающая пищу), средняя и задняя кишка. Имеется печень
6.дыхательная система – легкие или жабры
7. Представители: Класс Брюхоногие – прудовик, виноградная улитка, слизень; класс Двустворчатые – мидии, устрицы; класс Головоногие – кальмары, осьминоги, каракатицы
9.Тип Хордовые
Появление внутреннего осевого скелета – хорды, замена его позвоночником
Появление нервной трубки с разросшимся передним отделом – головной мозг.
появление жаберных щелей в полости глотки.
Появление сердца, на брюшной стороне тела, что обеспечило усиление кровотока
В течение жизни остается хорда, нет головного мозга, защищенного черепной коробкой
Подтип Черепные - Позвоночные
Усложнение позвоночных в ходе эволюции на Земле:
Рыбы→земноводные→рептилии→птицы→млекопитающие
|
Признаки |
Класс рыбы |
земноводные |
рептилии |
птицы |
млекопитающие |
|
Кожа |
Большое колич-во желез,выделяющих слизь, покрыта костной чешуей. |
Тонкая, голая с большим ко- личеством многоклеточ- ных желез, вы- деляющ. слизь |
Сухая, тонкая, без желез, по- крыта роговы- ми чешуями и (или) костными пластинами |
Сухая, тонкая, покрыта
перьями |
Толстая, с множ. потовых, сальных и др желез, покрыта шерстью. |
|
Дыхание
|
Жаберное
|
Кожное и
легочное |
Легочное (реберный тип дыхания) |
Легочное
(реберный тип дыхания)+ воздуш. меш. |
Легочное+диафраг ма (реберный тип дыхания)
|
|
Сердце
|
Двухкамерное (предсердие и желудочек) кровь в сердце венозная. 1 круг кровообращения |
Трехкамерное (два предсер- дия и 1 желудочек); кровь в сердце сме- шанная; 2 круга кровооб
|
Трехкамерное (два предсер- дия и желудо- чек с неполной перегородкой); кровь в сердце смешанная 2 круга кровооб |
Четырехкам сердия и 2 желудочка). Кровь в сердце не смешив. 2 круга кровообращен
|
Как и у птиц |
|
Оплодот-
ворение |
Наружное, в воде |
Наружное, |
Внутреннее. |
Внутреннее |
Внутреннее |
|
Развитие |
Со стадией личинки
|
Со стадией личинки
(у хвостатых называется головастиком) |
Прямое. (развитие за- родыша за- вершается в яйце, имею- щем большое кол.питательных веществ)
|
Прямое: яйцо содержит
большой запас питательный |
Прямое: развитие зародыша происх. в матке, имеющей особое детское место - плаценту |
|
Представи |
Хрящевые : акулы, скаты – плакоидная чешуя, нет плавательного пузыря, скелет хрящевой, нет жаберных крышек, рот ввиде щели на брюшной стороне тела) костистые:
окунь – костная чешуя, есть плавательный пузырь, скелет костный, рот – на переднем конце
|
отряды: бесхвостые (лягушки, жабы);хвоста-тые (тритоны, саламандры), безногие (червяги) |
отряды: черепахи, крокодилы, чешуйчатые (змеи, ящерицы) |
отряды: дятлы, хищные, совы, гусеобразные и др. |
отряды: насекомоядные (еж, землеройка), рукокрылые (летучие мыши),грызуны (мыши, бобр), хищные (волк); ластоногие (тюлень, котик), китообразные, парнокопытные (олени, бегемоты, свиньи, жирафы, лоси, верблюды); непарнокопытные (лошадь, носороги), приматы (обезьяны) |
Приспособленность рыб во внешнем и внутреннем строении к водному образу жизни
1) обтекаемая форма тела, слитность его отделов; наличие плавников
2) черепицеобразное расположение чешуи; слизь, обильно покрывающая кожу.
3) боковая линия – орган ориентации в воде
4) плавательный пузырь – гидростатический орган
Особенности во внешнем и внутреннем строении у птиц в связи с полетом
1) скелет легкий и прочный, кости полые; 2) отсутствие зубов на челюстях;
3) широкая грудина с килем; 4) срастание и видоизменение костей;
5) видоизменение передней конечности в крыло. 6) перьевой покров
7)наличие цевки – амортизатор при приземлении
Строение организма человека. Анатомия.
Ткани организма человека и млекопитающих животных.
Эпителиальная – клетки плотно прилегают друг к другу, межклеточного вещества почти нет (образует кожу, слизистые оболочки внутренних органов)
Соединительная – клетки лежат рыхло, между ними много межклеточного вещества
Мышечная - волокна различной формы: скелетные (поперечно-полосатые) – многоядерные, с поперечной исчерченностью (прикрепляются к скелету – быстро утомляются, зависят от воли человека); гладкие мышцы – веретеновидные (стенки внутренних органов – сокращение их не зависит от воли человека); сердечная мышца – работает, не утомляясь всю жизнь, не зависит от воли человека).
Нервная – состоит из нейронов звездчатой формы (имеют длинные отростки – аксоны, короткие отростки – дендриты) и нейроглии (опорная и питательная функция).
1. Эпидермис – образован плоскими эпителиальными клетками, содержит пигментные клетки (функция – защита от ультро-фиол. излучения, защита от проникновения частиц)
2. Дерма – плотная ткань, содержит сальные, потовые железы, волосяные сумки, рецепторы, лимфатические и кровеносные сосуды, нервы (функция – терморегуляция – потоотделение, сужение и расширение кровеносных сосудов, выделительная)
3. жировая клетчатка – содержит жировые клетки (функция – запасающая «жировое депо», защита органов от механических повреждений, терморегуляция – защита от переохлаждения).
Опорно-двигательная система (скелет и мышцы)
Состав кости: неорганические вещества придают кости твердость, органические вещества – упругость = прочность костей.
Виды костей:
трубчатые – локтевая, бедренная; плоские – лопатки, грудина, таз; короткие – запястья, позвонки
|
Отдел скелета |
кости |
|
1.Позвоночник (33-34 позвонка) |
Шейный отдел (7позв), грудной (12 п), поясничный (5 п), крестцовый (5 сросшихся позв), копчиковый (4-5 сросш. поз) |
|
2.Грудная клетка |
12 груд.позвонков, 12 пар ребер (7 истинных и 5 ложных), грудина |
|
3. Череп |
Сросшиеся кости, плоские, соединенные швами (мозговой и лицевой) |
|
4. Пояс верхних конечнос |
2 лопатки, 2 ключицы |
|
5. Свободная верх. конеч. |
Плечевая кость, локтевая, лучевая, запястье, пясть, фаланги пальцев |
|
6. Пояс нижней конечнос |
Тазовые кости |
|
7. Скелет нижней конечн. |
Бедренная кость, большеберцовая и малоберцовая кости, кости стопы – плюсна, предплюсна, фаланги пальцев |
Органы кровообращения – сердце и кровеносные сосуды
Кровь – эритроциты (переносят кислород – гемоглобин,
лейкоциты (иммунитет-защита), тромбоциты (свертывание крови).
1)Сердце человека – 4 камерное: 2 предсердия и 2 желудочка, между предсердиями и желудочками имеются створчатые клапаны, препятствующие обратному току крови.
2)Кровеносные сосуды : артерии – сосуды, по которым кровь течет от сердца (в сонной артерии течет артериальная кровь, в легочных артериях - венозная кровь).
Вены - сосуды, несущие кровь к сердцу (в полых венах большого круга течет венозная кровь, в легочных венах малого круга – артериальная кровь), имеют клапаны.
Капилляры – мелкие однослойные кровеносные сосуды, где происходит газообмен.
3) Круги кровообращения: Большой круг – путь крови от левого желудочка (кровь артериальная) через аорту, артерии, капилляры, вены всех органов тела (полые вены) до правого предсердия (кровь венозная). (23 секунды)
Малый круг – путь крови от правого желудочка (кровь венозная) через легочные артерии, капилляры, вены легких до левого предсердия (кровь артериальная). (4 секунды)
5. Дыхательная система
1.Носовая полость – реснитчатый эпителий, большое кол-во капилляров – воздух согревается, увлажняется, очищается.
2. Носоглотка – проводит воздух
4
. Трахея – образована хрящевыми полукольцами.
5. Бронхи (2)
6. Легкие – имеют губчатое строение,
образованы бронхиолами и альвеолами
(легочными пузырьками) – рисунок ;
оплетены кровеносными капиллярами – обеспечивают газообмен – кислород поступает в кровь, из крови – в альвеолы СО 2 этот процесс протекает путем диффузии газов благодаря парциальному давлению, т.е. газы перемещаются из области высокого давления в область более низкого давления.
6. Пищеварительная система.
Функция – секреторная (выработка пищеварительных соков), двигательная
(перемещение пищевого комка), всасывательная (переход питательных веществ в кровь и лимфу), механическая переработка пищи (с помощью зубов, языка)
Отделы:
Ротовая полость – расщепление крахмала до глюкозы, механическая обработка пищи
Глотка 3. Пищевод 4. Желудок – выделяет желудочный сок (содержит ферменты, расщепляющие белки и углеводы, слизь и соляную кислоту – обеззараживает пищу и активизирует ферменты).
6. Поджелудочная железа – выделяет поджелудочный сок в кишечник
7. Тонкая кишка – начальный отдел – это 12-перстная кишка, в неё впадают протоки поджелудочной железы и печени; снабжены множеством ворсинок– всасывание пит. в.
8. Толстая кишка – всасывание воды, всасывание оставшихся питательных веществ, формирование каловых масс, синтез витаминов К и группы витаминов В; разложение клетчатки (обеспечивают бактерии).
7.Мочевыделительная система.
В выделении участвуют: кожа (потовые, сальные железы), легкие (газы), кишечник и почки. Основная часть продуктов удаляется через мочевыделительную систему.
1. Почки 2. Мочеточники 3. Мочевой пузырь 4. Мочеиспускательный канал.
Структурная и функциональная единица почки – нефрон (состоит из капсулы, клубочка капилляров, извитого канальца)
8. Нервная система.
1. обеспечивает связь организма с внешней средой.
2. регулирует и координирует работу отдельных органов.
3. обеспечивает рефлексы (безусловные – врожденные, жизнь без них невозможна: чихание, глотание. Их центры находятся в спинном и продолговатом мозге. Условные – приобретенные в течение жизни, индивидуальны – речь, письмо. Их центры лежат в переднем мозге).
1. Отделы нервной системы
– Центральный отдел (головной и спинной мозг); Периферический отдел (нервы и нервные узлы)
Периферическая нервная система
– 1.соматическая нервная система (регулирует работу скелетной мускулатуры. Контролируется сознанием) 2. автономная(вегетативная) –регулирует работу внутренних органов, неподвластно нашему сознанию.
Автономная нервная система – 1.
Симпатическая (учащает ритм сердца, расширяет сосуды, снижает деятельность пищеварительной системы, увеличивает кол-во сахара в крови). 2. Парасимпатическая (уряжает ритм сердца, сужает сосуды, уменьшает сахар)
Отделы мозга.
Спинной мозг – серое вещество в центре – в виде бабочки(1),
снаружи белое вещество (2) (осуществляет двигательные рефлексы,
проводниковая функция)
Головной мозг
1)Продолговатый мозг (функции – рефлекторная – жизненно важные функции – глотание, дыхание, чихание, рвота; проводниковая)
2)Средний мозг (ориентировочный рефлекс, регуляция тонуса скелетных мышц)
3)Мозжечок (состоит из коры со складками, функция – координация и регуляция движений)
4)Промежуточный мозг (состоит из таламуса, гипоталамуса, эпиталамуса; центр терморегуляции, обмена веществ, регуляция сна и бодрствования)
5)Передний мозг - большие полушария (состоит из извилин и борозд и долей; обеспечивает сложное поведение – речь, память, сознание, мышление и т. д. (затылочная доля – зрительный центр, височная доля – слуховой центр, контроль речи; теменная – память; лобная – произвольные движения, центр логического мышления)
Высшая нервная деятельность – характерна только для человека, связана с прогрессивным развитием коры головного мозга: память, мышление, речь, сознание, эмоции, рассудочная деятельность.
Условное (внутреннее торможение) - медленное; безусловное (внешнее торможение) – быстрое.
Анализаторы. Органы чувств.
Зрительный анализатор (белковая оболочка (роговица)→сосудистая оболочка(зрачок) →сетчатка (колбочки и палочки – рецепторы зрения). Мозговой центр – в затылочной доле коры больших полушарий.
2. Слуховой анализатор –1)наружное ухо (слуховая раковина, наружный слуховой проход, барабанная перепонка) – улавливание и направление звука
2) среднее ухо (3 слуховые косточки, слуховая труба, соединенная с носоглоткой, овальное окно)- усиление и проведение звука
3) внутреннее ухо (улитка – система лабиринтов с жидкостью, круглое окно, волоски с рецепторами) – восприятие звуковых колебаний
4) слуховой нерв → височная доля коры больших полушарий – проведение нервного импульса
Самолет
При взлете и посадке боли в ушах вызваны сильным звуком , связанные с сильными колебаниями барабанной перепонки. Необходимо закрыть слуховой проход ватой, приоткрыть рот, сосать леденцы – уравнять давление в среднем ухе
Витамины - органические в-ва, входящие в состав ферментов.
Витамин А – каротин- морковь, помидоры (авитаминоз – куриная слепота–не видят ночью)
В – в зернах, печени, мясе, молоке (авитаминоз – заболевание Бери-Бери – судороги, паралич)
Д – в рыбьем жире, печени, желтке (авитаминоз - рахит – размягчение костей)
А. Железы внутренней секреции – выделяют в кровь гормоны :
Щитовидная железа (гормон – тироксин; болезни - зоб, базедова болезнь, микседема)
Надпочечники (гормоны – кортикоиды, адреналин; заболевание – бронзовая болезнь)
Б. Железы смешанной секреции – выделяют и гормоны, и секрет в полости тела.
Поджелудочная железа (гормоны – инсулин, глюкагон; болезнь – сахарный диабет; выделяет желудочный сок в тонкий кишечник)
Половые железы (гормоны женские – эстрогены, мужские – андрогены; вырабатывают семенники - сперматозоиды, яичники – яйцеклетки)
Влияние алкоголя, курения и гиподинамии на организм человека.
Курение
вызывает сужение кровеносных сосудов, повышение кровяного давления, развитие сердечно-сосудистых заболеваний, хронического бронхита, рака легких, нарушение пищеварения и обмена веществ. Никотин пагубно влияет на головной мозг: ухудшается память и внимание, преждевременное старение.
Алкоголь
повреждает слизистую оболочку пищевода и желудка, вызывает перерождение клеток печени, ожирение сердца, снижает гемоглобин в крови, разрушает эритроциты, вызывает отравление клеток головного мозга – ухудшается память, речь, внимание.
Гиподинамия
– приводит снижению обмена веществ, что приводит к увеличению жировой массы; застой венозной крови в нижних конечностях приводят к ослаблению клапанов вен→варикозное расширение вен; ослабление мышц приводит к увеличению нагрузки на сердце, снижению выносливости.
ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ
Прямокрылые-грызущий-неполное превращение(кузнечик, саранча,медведка,сверчки)
Равнокрылые-колюще-сосущий-неполное превращение(тли, цикады,горбатки)
Полужесткокрылые-колющесосущий-неполное(клопы)
Жесткокрылые-грызущий-полное(майский жук,жужелицы,долгоносик,божья коровка)
Чешуекрылые-сосущий-полное(бабочки)
Двукрылые-колющесосущий-лижущий-полное(мухи,комары,слепни)
Перепончатокрылые-грызущий,лижущий- полное (яйцееды,наездники, пчелы,осы, шмели,муравьи)
Простейшие:
Класс корненожки- нет постоянной формы тела, цитоплазма имеет все органоиды, имеются псевдоподии (ложноножки). Способ питания- фагоцитоз,пиноцитоз, выделение –через сократительную вакуоль. Дыхание через мембрану, размножение- деление (амеба, плазмодий).
Класс жгутиковые- постоянная форма тела, передвигаются- жгутиками, на переднем конце тела- светочувствительный глазок. Имеется хроматофор. Способ питания- фотосинтез(свет), пиноцитоз (темнота). Нет пищеварительной вакуоли. Размножение- бесполое, половое. (эвглена зеленая, лямблии, трипаносомы, вольвокс).
Беспозвоночные. Кишечнополостные. Гидра.
Двуслойные, радиальная симметрия. Эктодерма, энтодерма, между слоями- мезоглея. На переднем конце тела- рот с щупальцами со стрекательными клетками. Задний конец тела- подошва для прикрепления к субстрату. Пищеварение- полостное и внутриклеточное. Дыхание- всей полостью тела. Кровеносная с-ма- отсутствует. Выделение- через поверхность тела. Нервная система диффузного типа. Органы чувств не развиты. Размножение- бесполое и половое. В результате оплодотворения появляется плавающая личика- планула. Подвижные- медузы, неподвижные- полипы, актиния, гидра.
Тип плоские черви. Белая планария.
Трехслойные животные. Двусторонняя симметрия тела. Передвигается с помощью кожно-мускульного мешка. Нет полости тела. Анального отверстия нет. Кровеносная и дыхательная с.отсутствует. органы выделения- протонефридии. Нервная система сост из парного мозгового узла и двух нервных стволов. Гермафродиты. Часто имеются личиночные стадии. Размножение со сменой хозяев. Ресничные (белая планария); сосальщики(двуустка, шистосома);ленточные(цепни).
Тип кольчатые черви. Дождевой червь. Пиявка, нереида, серпула.
Тело вытянутое, круглое, сегментированное. Симметрия двусторонняя. Имеется вторичная полость. Пищеварительная система: ротовое отверстие- глотка- пищевод- зоб- желудок- средняя кишка- задняя кишка- анальное отверстие. Кровеносная система- замкнутая, сост из сосудов. Кровь содержит гемоглобин. Дыхание- всей поверхностью тела. Выделительная система- в каждом сегменте пара нефридий. Имеются органы чувств: глаза, обонятельные ямки, органы осязания. Раздельнополые или вторичные гермафродиты. Развитие прямое. У некоторых морских кольчатых червей- с метаморфозом. Многощетинковые (пескожил, нереида); малощетинк.(дождевой червь); пиявки.
Тип моллюски. Прудовик, беззубка.
Двусторонняя симметрия. Тело из трех отделов: голова, туловище, нога. С внутренней стороны раковины все тело охватывает мантия- кожная складка. Пищеварительная с-ма: рот-глотка-желудок-средняя кишка- анальное отверстие. Кровеносная система незамкнута. Сердце двухкамерное (прудовик) или трехкамерное (беззубка). Дыхательная система- жабры(беззубка) и легочные мешки(прудовик). Органы выделения- почки. Брюхоногие -гермафродиты. Двустворчатые и головоногие- раздельнополые. Брюхоногие(горошинка, шаровка, прудовик, слизень, виноградная улитка). Двустворчатые(мидии, устрицы, гребешки, жемчужница, корабельный червь, беззубка). Головоногие(кальмар, каракатица, осьминог).
Тип членистоногие.
Тело сегментировано, конечности членистые. Движение обеспечено мышцами. Тело покрыто хитиновым покровом. Рост членистоногих сопровождается линькой. Отделы тела: голова, грудь, брюшко. Пищеварительная с-ма: ротовой аппарат-глотка- пищевод-желудок- передняя, средняя, задняя кишка- анальное отверстие- железы. Кровеносная система незамкнута. Имеется пульсирующий сосуд- «сердце», по которым циркулирует гемолимфа. Дыхательная с-ма: у водных форм- жабры, у наземных- легкие, трахеи. Выделительная с-ма: мальпигиевы сосуды у насекомых и паукообразных, зеленые железы в основании усиков у ракообразных. Нервная система состоит из надглоточного и подглоточного нервных узлов. Многие имеют хорошо развитые органы чувств: фасеточные глаза, органы осязания- механорецепторы, органы слуха. Раздельнополые. Половой диморфизм (отличие самца от самки). Развитие прямое и непрямое. Ракообразные(рак, креветки, краб, омар); паукообразные(пауки, тарантулы, клещ, скорпион); насекомые(жуки, мухи, комары, вошь).
Тип иглокожие
Морские звезды Морские ежи Голотурии
Змеехвостки
Состоят из двух слоев.
Скелет образован известковыми пластинками, несущими шипики. Найдя добычу накрывает своим телом, выворачивает желудок, соки желудка переваривают пищу. Анальное отверстие лежит на верхней поверхности. Тело в известковом панцире. Рот окружен особым челюстным аппаратом с пятью зубами. Скелет состоит из мелких известковых телец.
Кровеносная с-ма сост из двух сосудов: один снабжает рот другой анальное отверстие.
Водно-сосудистая система: образована кольцевым каналом, окружающим пищевод, и 5 радиальными каналами.
Большинство раздельнополые, но есть гермафродиты. Развитие с метаморфозом. Животные способны к регенерации(восстановление частей тела)
Тип хордовые. Подтип бесчерепные. Ланцетники.
Тело состоит из туловища, хвоста, плавника, покрыто кожей. Скелет- хорда. Пищеварительный канал: рот, глотка, кишечная трубка, анус. Один круг кровообращения, сердца нет, холоднокровные животные. Органы дыхания: жаберные щели в глотке. Органы выделения: нефридин. нервная система в виде нервной трубки. Органы чувств: щупальца, обонятельная ямка. Раздельнополые. Оплодотворение наружное. Икринки развиваются в воде.
Подтип позвоночные (черепные). Надкласс рыбы.
Обтекаемая форма тела. Отделы тела: голова, туловище, хвост, плавники. Туловищный и хвостовой отделы позвоночника. Костный череп, конечности- плавники образованы множеством мелких костей. Шейный отдел отсутствует. Внутри позвонков- хрящевые остатки хорды. Пищеварительная с-ма: рот- ротовая полость- глотка- пищевод- желудок- кишечник- анальное отверстие. Плавательный пузырь- вырост кишечника. Один круг кровообращения, сердце двухкамерное, холоднокровные. Органы дыхания: жабры, защищены жаберными крышками. Органы выделения: почки, 2 мочеточника, мочевой пузырь. Раздельнополые животные. Оплодотворение наружное в воде- нерест.
Класс земноводные или амфибии.
Отделы тела: голова, туловище, передние и задние конечности. Кожа голая и покрыта слизью. В позвоночнике выделяют шейный, туловищный, крестцовый и хвостовой отделы. Череп состоит из черепной коробки и челюсти. Подвижное сочленение черепа, один шейный позвонок. Мышцы развиты хорошо. Появляются ягодичные, бедренные и икроножные мышцы. Как у рыб- пищеварит.сист. клоака. Два круга кровообращения. Кровь смешанная сердце трехкамерное. Оба круга начинаются от желудочка. Кровь- венозная, артериальная, смешанная. Холоднокровные животные. Органы дыхания- парные легкие. Дыхат.пути: ноздри, ротовая полость, гортань, легкие. Имеется кожное дыхание. Выделительная с-ма- парные почки, мочеточники, клоака, мочевой пузырь. Головной и спинной мозг с нервами. Глаза с верхними и нижними веками. У бесхвостых оплодотворение- наружное, у хвостатых- внутреннее. Развитие с метаморфозом.
Класс пресмыкающиеся (рептилии).
Кожа сухая. Наружные слои эпидермиса- ороговевшие. Хорошо развит- шейный отдел. Пояснично-грудной отдел позвоночника соединен с ребрами с грудиной. Появляются межреберные мышцы. Как у земноводных- пищеварительная с-ма. Дышат кислородом с помощью легких. Кожное дыхание отсутствует. Два круга кровообращения. Кровеносная система замкнута. Сердце трехкамерное. Холоднокровные. Выделит.сист-см.земноводн. увеличиваются размеры мозжечка. Возникает первичная кора. Язык. Раздельнополые. Оплодотворение внутреннее. Яйца откладывают на суше. Развитие прямое.
Класс птицы.
Обтекаемая форма тела. Голова, туловище, шея, передние конечности- крылья, задние- ноги. Кожа сухая. Пищеварит.сист. как у пресмыкающихся. Зубы отсутствуют. Кровеносная система замкнута. Два круга. Кровь не смешивается. Сердце 4-камерное. Теплокровные. Дыхание двойное. Выделит.сист. как у пресмыкающихся, но мочевой пузырь отсутствует. Увеличение больших полушарий. Хорошо развиты орган слуха и зрения. Свойственно цветное зрение. Раздельнополы животные. Развитие прямое. Половой диморфизм.
Классификация птиц.
Оседлые- воробьи, галки, голуби, сороки
Кочующие- совы, снегири, синицы, грачи.
Перелетные- иволги, соловьи, утки, скворцы, журавли.
Класс млекопитающие.
Наличие волосяного покрова на теле. В коже много желез: сальные, потовые, млечные. Пищ.сист. как у пресмыкающихся. Зубы и слюнные железы. Два круга кровообращения. Сердце 4-камерное. Эритроциты не имеют ядра. Дышат атмосферным воздухом. Органы дыхания- легкие. Имеется диафрагма. Появляется ушная раковина. Раздельнополые. Развитие прямое. Матка. Живорождение.
Клетки бактерий:
Шаровидные- кокки, палочковидные- бациллы; дугообразно изогнуты- вибрионы. Спиралеобразные- спиреллы. Колонии бактерий: диплококки, стрептококки.
Строение бактерий.
Оболочка- 2 слоя. Цитоплазма. Ядерное вещество представлено в виде замкнутой в кольцо молекулы ДНК. Рибосомы- синтезируют белок. Клеточные включения- крахмал, гликоген жиры.
Грибы.
Плесневые, дрожжи, шляпочные: трубчатые, пластинчатые. Имеют клеточные стенку. Мало подвижны. Неограниченный рост, размножение спорами и вегетативно, частями грибницы. Содержится хитин. Запасное пит.вещество- гликоген. нет хлоропластов. Тело состоит из отдельных нитей. Представлены одноклеточными и многоклеточными формами.
Лишайники.
Накипные- слоевище имеет вид налетов или корочек, плотно прилегающих к субстратам.- леканора. Листоватые- слоевище в виде пластинок, прикреплены к субстрату гифами- ксантория. Кустистые- слоевище в виде стволиков, срастается субстратом только основанием- ягель. Являются индикатором чистого воздуха. Служат кормом для животных. «пионеры» растительности. Накипные: кора деревьев и камни. Производят: сахар, спирт, красители, лакмус.
Мох.
Торфяной- сфагнум, зеленый- кукушкин лен. Наука бриология. Двудомное растение.
Хвощевидные.
Весенние органы- генеративные, летние- вегетативные.
Внутреннее строение стебля.
Кора-защитная функция. Кожица- однослойная покровная ткань. Защита от пыли, перегрева, микроорганизмов. Водо- и газообмен. Пробка- многослойная покровная ткань. Имеются чечевички. Образуется на поверхности зимующих стеблей, защищает от колебаний температур, вредителей). Луб- образован механической (волокна) и проводящей (ситовидные трубки) тканями. Придает прочность, проведение растворов от листьев к корню. Камбий- однослойная образовательная ткань. Рост стебля в толщину и дифференциация клеток. Древесина- образована тремя тканями: проводящая- сосуды; основная-рыхло расположенные клетки; механическая- древесные волокна; сосуды-проведение воды и мин.веществ; опорная функция; основная- запасная. Сердцевина- основная ткань- из живых, рыхло расположенных клеток. Запасает питательные вещества.
Класс двудольные.
Крестоцветные: соцветие-кисть, плод- стручок, капуста, репка, сурепка, пастушья сумка.
Розоцветные: соцветие- кисть, простой зонтик, щиток, плод- костянка, яблоко, многоорешек, шиповник, яблоня, рябина, лапчатка, гравилат, земляника, слива, груша.
Бобовые: кость, головка, плод- боб, соя, люпин, горох, акация, фасоль, клевер, кашка, донник.
Пасленовые- кисть, завиток, метелка, плод- ягода, коробочка. Томаты, паслен, табак, петуния, баклажан, белена, дурман.
Класс однодольные.
Лилейные: соцветие- кисть; плод- ягода, коробочка. Лук, чеснок, лилии, нарциссы, тюльпаны.
Злаковые: сложный колос, султан, метелка, початок, плод- зерновка. Пшеница, овес, рис, овсюг, пырей мятлик. Вороний глаз.
Двудольные
2 семядоли, стержневая, сетчатое или перистое, с двойным околоцветником, крестоцветные, пасленовые, розоцветные. Однодольные
1 семядоля, мочковатая корн.с-ма; жилкование: параллельное или дуговое; злаковые, лилейные, орхидейные.
Корень.
Главный- развивается из зародышевого корешка. Придаточный- развивается от стебля или листа. Боковые- развиваются от главного, придаточного и боковых. корнеплоды: репа, морковь; корневые клубни: георгин, батат; придаточные корни присоски: плющ; воздушные корни- орхидеи.
Нервная система
Центральная: головной и спинной мозг. Периферическая: нервы и нервные узлы.
Соматическая
Регулирует работу скелетных мышц. Вегетативная
Регулирует работу всех внутренних органов.
Симпатический
Усиливает обмен вещ-в. Повышает возбудимость. Парасимпатический
Способствует восстановлению энергии. Снижает обмен веществ. Регулирует организмом во время сна. Метасимпатический
Находится в стенках самого органа и участвует в процессах его саморегуляции
Глаз.
Оболочки глаза: сетчатка- световоспринимающая система. Фиброзная оболочка: склера, сосудистая. Палочки- рецепторы сумеречного света, колбочки- рецепторы цветного зрения. Оптическая система: роговица, радужная оболочка, зрачок, хрусталик, стекловидное тело. Цвет радужки определяет цвет глаз. Стекловидное тело поддерживает форму глазного яблока.
Ухо.
Наружное: ушная раковина- хрящевая неподвижная, барабанная перепонка. Среднее: узкая полость заполненная воздухом, в которой расположены слуховые косточки, молоточек(воспринимает колебания и передает их на наковальню и стремечко), наковальня, стремечко, слуховая- евстахиева труба. Внутреннее ухо: представляет полость заполненную жидкостью. Улитка- система лабиринтов, извилистых каналов. 24000 туго натянутых волокон различной длины.
Вкусовой анализатор.
Кончик языка- сладкий, на задней части языка- горький, на боковой и передней- соленое, кислое- боковая поверхность.
Железы внутренней секреции.
Гипоталамус- отдел промежуточного мозга. Выделяет нейрогормоны (вазопрессин, окситоцин). Регулирует секрецию гипофизарных гормонов. Гипофиз- расположен ниже моста промежуточного мозга. Выделяют две функции: ростовые (тропные): соматотропный гормон регулирует рост. Гиперфункция- в молодом возрасте вызывает болезнь гигантизм. Во взрослом состоянии- акромегалию. Гипофункция- карликовость; регуляторные: гонадотропные гормоны регулируют деят. Половых желез, пролактин- усиливает выработку молока, тиреотропный- регулирует работу щитовидной железы, адренокортикотропный- усиливает синтез гормонов коры надпочечников.
Эпифиз: вырост промежуточного мозга. Выделяет гормон мелатонин, тормозящий действие гонадотропных гормонов.
Щитовидная железа: иодосодержащие гормоны: тироксин и трииодтиронин, влияющие на окислительные процессы, регулирующие обмен в-в, рост, влияют на ЦНС.
Надпочечники- парные железы, расположены над почками. Сост. Из двух слоев: корковый и мозговой(внутренний). Корковый вырабатывает 3 группы гормонов: кортизон и кортикостерон, влияющие на обмен веществ и стимулирующие образование гликогена, альдостерон- обмен калия и натрия; андрогены, эстрогены, прогестерон- развитие вторичных половых признаков. Мозговой слой: адреналин и норадреналин- повышают кровяное давление, расширяют коронарные сосуды сердца. Поджелудочная железа: расположена ниже желудка. Железа смешанной секреции, эндокринной частью железы являются островки Лагерганса. Вырабатывает инсулин (снижает уровень глюкозы, стимулирует печень на превращение глюкозы в гликоген), глюкагон (повышает уровень глюкозы, стимулирует быстрое расщепление гликогена до глюкозы). Половые железы: вырабатывают эстрогены и андрогены. Прогестерон- гормон беременности.
Кости. Скелет.
Органические вещ-ва- 30%. Минер. Соли-60%, вода- 10%.
Мозговой отдел- большая непарная лобная кость; -плоская кость; шов неподвижный! Лицевой отдел- верхняя и нижняя челюсть, небные, скуловые, носовые, слезные кости- плоские- неподвижный шов. Скелет туловища: Позвоночник: 33-34 позвонка; 7 шейных, 12 грудных, 5 поясничных, 4-5 копчиковых. Кости короткие, смешанные- соединение полуподвижное. Грудная клетка: 12 пар ребер и грудина- короткие- смешанные- плоские- полуподвижное. Пояс верхних конечностей (пара лопаток, пара ключиц)- плоские- подвижное. Скелет верхних конечностей (плечевая кость, предплечье, кисть)- трубчатые, короткие- подвижное. Пояс нижних конечностей (две тазовые кости) – плоские- неподвижное. Скелет нижних конечностей (бедренная кость, голень; стопа образована двумя рядами предплюсны(7), плюснами (5), и косточками пальцев(14)- трубчатые -длинные- подвижное.
Кровеносная система.
Артерии- кровь течет от сердца к органам. Переходят в капилляры. По артериям течет артериальная кровь (насыщенная кислородом). Вены- кровь движется к сердцу от органов- кровь венозная. Большой круг: левый желудочек-аорта-артериальные капилляры-венозные капилляры-воротная вена-верхняя и нижняя полая вена-правое предсердие. (23 минуты). Малый круг: правое предсердие- правый желудочек-легочные артерии-легочные вены-левое предсердие(4 секунды). Расслабление-0,4; сокращение-расслабление-0,1; расслабление-сокращение-0,3.
Дыхательная система.
Носовая полость-носоглотка-гортань-трахеи-бронхи-легкие. Дыхательный центр- продолговатый мозг.
Пищеварительная система.
Зубы 32: 4 резца, 2 клыка, 4 малых и 6 больших коренных зубов на каждой челюсти. Слюнные железы-3.-глотка, пищевод-желудок-кишечник. Пепсин- фермент желудка- расщепляет белки до пептидов, липаза- жиры молока. В желудке всасывается: вода, глюкоза, мин.соли. среда кислая фермент сока поджелудочной железы трипсин расщепляет белки до аминокислот, липаза- жиры до глицерина и жирных кислот, амилаза- углеводы до глюкозы. Среда щелочная.
Пластический обмен- ассимиляция- синтез- затрата энергии. Энергетический обмен- диссимиляция- распад- выделение энергии.
Витамины: водорастворимые(С, В1-тиамин, В2-рибофлавин, В6-пиродоксин, В12-цианокобаламид, РР- никотиновая кислота); жирорастворимые (А-ретинол, D- кальциферол, Е- токоферол, К-филлохинон).
БЖУ
Белки: 20 аминокислот, биополимеры. Первичная структура- цепочка аминокислот, связь пептидная; вторичная- спираль, водородная связь; третичная- глобула, связи водородные, ионные, ковалентные, гидрофобные; четвертичная- объединение глобул в нескольких структур. При распаде 1г=17,6 кДж.
Углеводы. Моносахариды- рибоза, глюкоза; дисахариды- мальтоза, сахароза; полисахариды- крахмал, целлюлоза. 17,6 кДж.
Жиры. Сложные эфиры глицерина. 38,9 кДж.
ДНК: А=Т, Ц=Г. биополимер, состоящий из нуклеотидов.
РНК: А=У, Ц=Г. одинарная полинуклеотидная цепочка. +рибоза + остаток Н2РО4.
Органоиды клетки.
Ядро. Окружено двухслойной пористой мембраной. Содержит хроматин. Ядрышко- состоит из белка и РНК. Ядерный сок- кариолимфа. Ф-и: хранение наследственной информации; регуляция синтеза белка; транспорт веществ; синтез РНК, сборка рибосом.
ЭПС. Шероховатая- система мембран, образующих канальцы, цистерны, трубочки- синтез белка на рибосомах, транспорт веществ по цистернам и трубочкам, деление клетки на секции- компартменты. Гладкая- имеет такое же строение, но не несет рибосом- синтез липидов, белок не синтезируется, остальные функции сходные ШЭР.
Рибосомы. Мельчайшие органоиды, диаметром около 20 нм. Состоят из двух субъединиц. В их состав входит рРНК и белки. Синтезируются в ядрышке. Образуют полисому. Ф-и: биосинтез первичной структуры белка по принципу матричного синтеза.
Лизосомы. Одинарный мембранный пузырек диаметром 0,2-0,8мкм, овальной формы. Образуется в комплексе Гольджи. Ф-и: пищеварительная, участвует в растворении органоидов, клеток и частей организма.
Митохондрии. Двухмембранный органоид. Наружная мембрана гладкая, внутренняя имеет выросты- кристы. Внутри заполнена бесструктурным матриксом. Имеет форму круглую, овальную, цилиндр., палочковидную. Ф-и: энергетический и дыхательный центр клеток, освобождение энергии в процессе дыхания. Запасание энергии в виде молекул АТФ. Окисление под действием ферментов до СО2 и Н2О.
Клеточный центр. Органоид немембранного строения, состоящий из двух центриолей. Ф-и: участвуют в делении клеток животных и низших растений, образуя веретено деления.
Аппарат Гольджи. Система уплощенных цистерн, ограниченных двойными мембранами, образующих по краям пузырьки. Ф-и: транспорт продуктов биосинтеза. Вещества упаковываются в пузырьки. Формируют лизосомы.
Органоиды движения: микротрубочки- длинные тонкие полые цилиндры, сост из белков- опора и движение. Микронити- тонкие структуры- способствует току цитоплазмы, опора. Реснички, жгутики.
Пластиды. Хлоропласты: содержимое пластид назыв стромой; образуют граны, в мембранах гран находится хлорофилл, придающий зеленую окраску. Лейкопласты: округлые, бесцветные, на свету преобразуются в хлоропласты, служат местом отложения питательных веществ. Хромопласты: Двухмембранный шарообразный органоид, придает различную окраску листьям, плодам.
Вакуоль. Характерна только для растений. Мембранная полость заполнена клеточным соком. Вакуоль- производная ЭПС. Ф-и: регуляция водно-солевого раствора; поддержание тургорного давления; накопление продуктов обмена веществ и запасных веществ, выведение из обмена токсичных веществ.
Энергетический обмен.
Подготовительный: в пищеварительном тракте в организме, в лизосомах в клетке; происходит расщепление высокомолекулярных органических веществ до низкомолекулярных. Белки- аминокислоты + Q1, жиры-глицерин + высшие жирные кислоты, полисахариды-глюкоза +Q. Гликолиз (бескислородный) протекает в цитоплазме, не связан с мембранами; происходит ферментативное расщепление глюкозы – брожение. Молочнокислое брожение: С6Н12О6+2Н3РО4+2АДФ=2С3Н6О3+ 2АТФ+2Н2О. Гидролиз: осуществляется в митохондриях: происходит образование СО2 в результате окисления молочной кислоты под действием ферментов; В матриксе: атом водорода с помощью ферментов- переносчиков поступает во внутреннюю мембрану митохондрии, образующую кристы. Окисление атомов водорода до катионов в мембране крист, катионы переносятся белками переносчиками. Образуется 36 молекул АТФ.
Митоз.
Профаза: спирализация хромосом, в результате чего они становятся видимыми; каждая хромосома состоит из двух хроматид; растворение ядерной мембраны; образование веретена деления.
Метафаза: расположение хромосом по экватору; нити веретена деления прикрепляются к центромерам.
Анафаза: деление центромер; отдельные хроматиды расходятся к полюсам клетки.
Телофаза: хроматиды деспирализуются, вокруг них образуется новая ядерная мембрана, формируются два новых ядра; на экваторе закладывается клеточная мембрана; растворяются нити веретена деления; образуются две дочерние диплоидные клетки.
Мейоз
Первое деление.
Профаза: удвоение гомологичных хромосом; спирализация хромосом; коньюгация гомологичных хромосом; хромосомы сливаются попарно, и происходит кроссинговер; утолщение хромосом, растворение ядерной оболочки; образование веретена деления.
Метафаза: гомологичные хромосомы выстраиваются попарно по обе стороны экватора.
Анафаза: разделение пар гомологичных хромосом; расхождение двухроматидных хромосом к полюсам клетки.
Телофаза: образование двух дочерних клеток. Хромосомы состоят из двух хроматид. Второе деление.
Профаза: интерфаза отсутствует, к делению одновременно приступают две клетки; образуется веретено деления; сходна с профазой митоза.
Метафаза: двухроматидные хромосомы располагаются по экватору клетки.
Анафаза: деление центромер; хроматиды расходятся к полюсам.
Телофаза: образование четырех гаплоидных клеток.
Развитие зародыша:
Зигота- оплодотворенная яйцеклетка с диплоидным набором хромосом.
Бластула- многоклеточный зародыш с полостью внутри. По форме напоминает шар. Образован в результате многократного деления зиготы.
Гаструла- двухслойный зародыш, образовался в результате впячивания бластулы. Образование двух зародышевых листков эктодермы и энтодермы.
Нейрула- стадия закладывания внутренних органов.
Эктодерма: нервная система, органы чувств, покровная и нервная ткань.
Энтодерма: кишечник, пищеварительные железы, жабры, легкие, щитовидная железа.
Мезодерма: хорда, скелет, мышцы, почки, кровеносная система, соединительная и мышечная ткань.
Генетика.
Первый з-н Менделя: правило единообразия гибридов первого поколения: при моногибридном скрещивании гибриды первого поколения единообразны по фенотипу и генотипу. Проявляются только доминантные признаки.
Второй з-н Менделя: закон расщепления: при моногибридном скрещивании гибридов первого поколения в потомстве происходит расщепление признаков в отношении 1:2:1- по генотипу, 3:1- по фенотипу.
Третий з-н Менделя: закон независимого наследования- 9:3:3:1.
Анализирующее скрещивание- скрещивание испытуемого организма с гомозиготными по исследуемому признаку в целях выяснения его генотипа.
Закон сцепленного наследования (Морган). Сцепленное наследование- совместное наследование генов, сосредоточенных в одной хромосоме, гены образуют группы сцепления.
Изменчивость.
Модификационная- изменения признаков организма под воздействием среды и не связанные с изменением генотипа. Модификации не наследуются, проявляются в границах определенных нормой реакции (загар человека, различия в размерах растений)
Мутационная- наследственная изменчивость, вызывающая изменения в генотипе, передается по наследству (цвет волос, форма листьев) –генотипическая- изменчивость генотипа; цитоплазматическая- изменчивость пластид и митохондрий.
Генотипическая: комбинативная и мутационная (генные, хромосомные, геномные).
Движущие силы эволюции.
Наследственная изменчивость- способность приобретать новые признаки, различия между особями и передавать их по наследству.
Борьба за существование- совокупность отношений между особями и различными факторами внешней среды.
Естественный отбор- выживание наиболее приспособленных.
Дрейф генов- изменение частоты встречаемости генов в популяции в ряду поколений под действием случайных факторов.
Изоляция- возникновение любых барьеров, препятствующих скрещиванию особей внутри популяции.
Критерии вида.
Морфологический- сходство внешнего и внутреннего строения особей одного вида.
Физиологический- сходство процессов жизнедеятельности особей одного вида.
Биохимический- сходство по составу, строению белков, нуклеиновых кислот, углеводов.
Генетический- сходство количества, формы, окраски хромосом.
Географический- определенный ареал, занимаемый видом в природе.
Экологический- совокупность факторов внешней среды, в которой существует вид.
Арогенез- ароморфоз- основной путь прогрессивной эволюции, не носит приспособительный характер, поднимает организмы на более высокую ступень. (двусторонняя симметрия тела, теплокровность, легочное дыхание.
Аллогенез- дегенерация- упрощение организации, редукция некоторых органов.
Аллогенез- идиоадаптация- возникновение частных приспособлений к условиям среды, без изменения уровня организации.
Экологические факторы.
Абиотические: свет, температура, влажность.
Биотические: влияние растений друг на друга, взаимодействие животных и растений, взаимодействие животных друг с другом.
Антропогенные- воздействие человека на растения, животных.
Структура биоценоза.
Продуценты- производители. Способны синтезировать органические вещества из неорганических с использованием солнечной энергии (автотрофы- высшие растения, водоросли)
Консументы- потребители. Гетеротрофы- организмы, использующие для питания готовые органические вещества. Первичные гетеротрофы- травоядные животные, вторичные- плотоядные.
Редуценты- разлагают органические остатки продуцентов и консументов. Детритофаги- бактерии, грибы, животные питающиеся падалью.
Главная проблема любых попыток популяризации науки - это постоянные сбои в теории разума, theory of mind : неспособность поставить себя на место читателя или слушателя, чтобы понять, какие вещи кажутся ему самоочевидными и скучными, а какие кажутся непонятными и нуждаются в подробных объяснениях. Попытки прямого диалога между академическими учеными и широкой общественностью за редкими исключениями не пользуются популярностью, потому что в своих логических построениях ученые склонны перескакивать через два-три звена, абсолютно самоочевидных для профессионала, но непонятных без дополнительного объяснения нормальному человеку, который про ДНК последний раз слышал в школе и вообще у него голова совершенно другим занята.
ДНК, дезоксирибонуклеиновая кислота, - это та самая красивая двойная спираль, на которой закодирована вся информация о строении белков нашего тела. В каждой клетке хранится 46 длинных-длинных молекул ДНК - в свернутом виде они называются хромосомами. Если размотать хромосомы, то общая длина ДНК в каждой нашей клетке составит 2 метра - или 3,2 млрд нуклеотидных пар.
Молекула ДНК - это цепочка из нуклеотидов. Их обозначают четырьмя буквами - A, G, T, C (аденин, гуанин, тимин и цитозин). Именно последовательность этих букв (AAGGGTCAAGGAACCATC и так далее) определяет, могут ли ферменты прочитать данный участок ДНК и построить на его основе что-нибудь полезное: сначала молекулу-посредник, РНК, а потом, если повезет, и белок, - а если да, то какое именно. Если такое прочтение возможно, то данный участок ДНК называется ген. У человека примерно 25 тыс. генов, кодирующих белки, и каждый из них представлен в двух копиях, полученных от мамы и от папы, так что на каждую отдельную хромосому в среднем приходится чуть больше тысячи генов.
Самое ценное свойство нуклеотидов - это комплементарность, или распределение на парочки. Аденин с большим удовольствием формирует водородные связи с тимином, а гуанин - с цитозином. Двойная спираль образуется именно за счет того, что в двух цепочках ДНК напротив друг друга всегда находятся предсказуемые нуклеотиды: A-T, C-G, T-A, G-C. Именно благодаря этому свойству клетка способна удваивать ДНК: в этот момент двойная спираль расплетается, и ферменты приставляют напротив каждого аденина тимин, а напротив каждого цитозина - гуанин. В итоге получаются две новых двойных спирали, в каждой одна старая нить и одна свежедостроенная по принципу комплементарности. Их можно будет теперь свернуть в плотно упакованные хромосомы и разнести по двум новым дочерним клеткам. Это же замечательное свойство делает наш генетический материал относительно устойчивым к мутациям: если испортилась только одна нить ДНК, то ферменты всегда смогут починить ее, используя вторую в качестве справочного материала.
Комплементарность необходима и для считывания информации. В этом случае фермент ползет вдоль какого-нибудь гена и строит молекулу РНК, рибонуклеиновой кислоты. Она устроена примерно так же, как ДНК, но только она (как правило) одноцепочечная, а вместо тимина там другой нуклеотид, урацил. Но строится она именно благодаря комплементарности: напротив цитозина из ДНК ферменты ставят в новую РНК гуанин, напротив тимина - аденин, напротив гуанина - цитозин, ну а напротив аденина, что же делать, урацил. И тоже получается какая-нибудь осмысленная последовательность букв, например, из приведенного двумя абзацами выше участка ДНК ферменты построят UUCCCAGUUCCUUGGUAG. После того как РНК построена, она может выйти из ядра и сама начать делать что-нибудь полезное в клетке. Вообще сейчас считается, что именно РНК были самыми первыми сложными молекулами в живой природе и какое-то время они сами и хранили информацию, и выполняли функции белков, но потом придумали, как построить ДНК в качестве надежной библиотеки данных и как построить белки в качестве разнообразных эффективных помощников во всем клеточном домашнем хозяйстве. Но сегодня ключевой функцией РНК стал перенос информации, нужной для синтеза белков, от ДНК в цитоплазму клетки, где они будут построены.
Белки - это длинные цепочки аминокислот. От того, в какой последовательности аминокислоты соединены друг с другом, зависит, какую форму примет готовый белок, как будут распределены заряды по его поверхности и, соответственно, что он сможет делать: переносить кислород, заставлять мышцы сокращаться, уничтожать бактерии, пропускать ионы через мембрану клетки, воспринимать свет или превращать целлюлозу в сахар. В принципе любая задача, возникающая в клетке, может быть решена с помощью какого-нибудь белкового комплекса. Если бы это зачем-то понадобилось в эволюции, клетка могла бы производить белки в виде Эйфелевой башни, или белки, способные превращать газированную воду в вино, или, допустим, белки, которые превращались бы в страшный яд под воздействием гормонов стресса (если ты такой нервный, то зачем тебе жить).
Именно последовательность аминокислот и закодирована в генах. После того как из ДНК информация была переписана на РНК, начинается трансляция - строительство белка. При этом букв-нуклеотидов в РНК всего четыре, а базовых аминокислот - 20, и поэтому каждая аминокислота кодируется последовательностью из трех нуклеотидов. Этот язык расшифрован, словарик есть в каждом школьном учебнике, так что, зная последовательность нуклеотидов, можно предсказать, какой будет по следовательность аминокислот (обратная операция намного сложнее, потому что одна и та же аминокислота может кодироваться разными наборами нуклеотидов). Например, из кусочка РНК, который мы тут уже рассматривали, - UUC CCA GUU CCU UGG UAG - получится пептидная цепочка «фенилаланин - пролин - валин - пролин - триптофан». На этом синтез оборвется, потому что последние три нуклеотида - UAG - не кодируют никакую аминокислоту, это знак препинания, он означает «конец белка».
Каждый человек наследует эти генетические инструкции от родителей. Из тех 46 хромосом, которые есть в каждой клетке тела, ровно 23 принес сперматозоид и 23 были в яйцеклетке. За исключением генов Y-хромосомы (и, соответственно, Х-хромосомы, если вы мужчина и она у вас всего одна), вся остальная информация продублирована. Гены, необходимые для синтеза гемоглобина, коллагена, иммуноглобулинов, протеинкиназы М-зета и любого другого белка, мы получаем и от папы, и от мамы. Эти два варианта (аллели) одного и того же гена могут быть одинаковыми, а могут немного отличаться. Это очень хорошо: это означает, что если один ген сломан, то клетка будет пользоваться вторым и человек останется более или менее здоров.
Одна из важных функций белков - это способность обеспечивать обмен информацией между клеткой и внешней средой, в роли которой у многоклеточного организма выступает межклеточное пространство. В мембрану каждой клетки встроено огромное количество белков-рецепторов. На внеклеточной части рецептора есть участок, способный воспринимать поступающие сигналы. Если речь идет об органах чувств, то сигналом могут быть колебания воздуха, температура или свет, рецепторы на нейронах могут реагировать на изменения электрического потенциала, но в абсолютном большинстве случаев речь идет о взаимодействии с сигнальной молекулой (лигандом). Оно осуществляется просто за счет того, что сайт связывания - чувствительный участок данного рецептора - по своей форме и распределению зарядов совпадает именно с этой молекулой идеально, как ключ с замком (это настолько навязшая в зубах метафора, которой пользуются абсолютно все, что, когда я однажды попыталась расспросить одного из своих коллег, как же все-таки устроен дверной замок, он посмотрел на меня снисходительно и начал объяснять: «Ну, представь себе мембранный рецептор…»).
Так вот, когда происходит связывание сигнальной молекулы с рецептором, то в ответ он изменяет свою конформацию (то есть способ укладки аминокислотной цепи в трехмерную структуру), и после этого в клетке начинает происходить что-нибудь новое. Если белок одновременно и рецептор, и трансмембранный канал, то он откроется или закроется, и какие-нибудь молекулы начнут или перестанут проникать в клетку или выходить из нее. Если у рецептора есть каталитическая активность, то после активации его внутриклеточная часть начнет что-нибудь делать, например фосфорилировать проплывающие мимо белки (причем не какие попало, а те, которые нужно). Или рецептор может передать сигнал G-белку, а тот в ответ активирует свою альфа-субъединицу, и она отправится в свободное плавание, чтобы творить добро, - допустим, активирует аденилатциклазу, она превратит молекулу АТФ в сигнальную цАМФ, которая в свою очередь подействует на какую-нибудь протеинкиназу… В общем, произойдет каскад из десятка молекул, которые по принципу домино будут активировать и подавлять друг друга, и в конечном итоге это приведет к запуску какого-нибудь ответа на сигнал со стороны клетки как целого. Например, информация дойдет до ядра, там начнут считываться какие-нибудь гены, которые до этого были неактивны, и клетка начнет строить белки, которых у нее раньше не было. Или информация дойдет до каких-нибудь мембранных каналов, и они изменят свою миграционную политику - начнут впускать или выпускать что-то, чего раньше не замечали. Если речь идет о нервной клетке, то такие изменения в миграционной политике могут привести к изменению концентрации ионов внутри и снаружи клетки и, как следствие, к генерации нового нервного импульса, который в свою очередь может повлиять на поведение человека.
Я тут совершенно не ставлю себе задачу описать все возможные сигналы и все способы ответов на них. Я только хочу подчеркнуть, что все эти штуки на самом деле очень подробно изучены и с каждым годом накапливается все больше деталей. Современная молекулярная биология довольно твердо и четко представляет, что творится в клетке на уровне молекул: кто с кем связывается, почему это возможно, как они изменяются, как отрываются друг от друга, куда и почему плывут дальше. Все детали описаны в научных статьях, а все базовые принципы - в университетских учебниках (например, по цитологии), и если вы зададитесь во просом, какой именно молекулярный каскад происходит, когда молекула инсулина взаимодействует с рецептором на поверхности мышечной клетки, то найти эту информацию не составит никакого труда. Я не стала вдаваться в такие детали в книжке, потому что это никто не стал бы читать.
Рецептор не обязательно расположен именно на мембране клетки. Некоторые сигнальные молекулы, например стероидные гормоны, умеют самостоятельно просачиваться сквозь мембрану, и тогда рецепторы к ним могут находиться внутри клетки - в цитоплазме или на оболочке ядра. Но дальше происходит все то же самое: рецептор меняет конформацию, воздействует таким образом на еще какой-нибудь белок, кто-нибудь отщепляет от кого-нибудь какую-нибудь молекулярную группу, появляются какие-нибудь новые сигнальные молекулы, они воздействуют, допустим, на рецепторы ядра, внутри него появляются другие сигнальные молекулы, связываются с ДНК, запускают или подавляют считывание какого-нибудь гена, и клетка опять же изменяет какую-нибудь свою активность.
Восприятие химических сигналов клеточными рецепторами - это основа работы нервной системы. Каждая наша нервная клетка - нейрон - состоит из тела и множества отростков: дендритов (их много, и они собирают информацию) и аксона (он, как правило, один, хотя обычно разветвляется в конце и отправляет информацию дальше, к следующим нейронам). Информация - это электрический ток, который движется по отростку благодаря работе мембранных каналов, которые в нужный момент запускают внутрь клетки ионы натрия, в нужный момент выпускают из клетки ионы калия, все это приводит к изменению электрического заряда снаружи и внутри мембраны и к дальнейшему распространению сигнала. Но самое интересное начинается в тот момент, когда электрический импульс доходит до конца аксона. Просто перескочить на дендрит следующего нейрона он не может. Контакт между нейронами, синапс, устроен более сложно.
Абсолютное большинство нейронов млекопитающих общаются друг с другом с помощью нейромедиаторов. Когда электрический сигнал доходит до конца аксона, под его действием в синаптическую щель высвобождаются молекулы, заранее запасенные в пресинаптическом пространстве. Это и есть нейромедиаторы - дофамин, норадреналин, серотонин, гамма-аминомасляная кислота или любой другой из героев книжки. Они героически проплывают десятки нанометров синаптической щели и связываются с рецепторами на постсинаптической мембране - а это приводит к тому, что второй нейрон тоже начинает впускать или выпускать ионы калия и натрия и генерирует свой собственный электрический ток (или, наоборот, блокирует всякую возможность возникновения потенциала, если речь идет о тормозном нейромедиаторе).
Прелесть такой системы передачи в том, что на нее возможно влиять множеством разных способов. Первый нейрон может выпускать множество разных нейромедиаторов в любых количествах. Он может захватывать их из синаптической щели обратно. В пространстве между нейронами могут присутствовать ферменты, расщепляющие нейромедиатор. Рецепторы могут быть более или менее чувствительны к нейромедиаторам. На все эти параметры можно влиять с помощью дополнительных молекул, как вырабатываемых в организме, так и купленных в аптеке, и таким образом в широких пределах модифицировать работу нейронов, а значит, и настроение, память, обучение. Еще один очевидный пример лигандов, связывающихся с рецепторами в многоклеточном организме, - это гормоны. В узком смысле гормонами называют вещества, которые вырабатываются специализированными эндокринными железами - эпифизом, надпочечниками, щитовидной железой и т. д. Более современное определение включает любые вещества, которые вырабатываются в одних тканях и влияют на другие, например лептин, который производится жировыми клетками, или холецистокинин, вырабатывающийся в тонком кишечнике. Оба этих гормона-в-широком-смысле могут воздействовать на мозг, подавляя чувство голода.
Клетки могут принять решение о производстве гормона самостоятельно. Допустим, поджелудочная железа сама анализирует уровень сахара в крови и, если его становится много, вырабатывает больше инсулина, разрешающего клеткам забрать этот сахар и съесть его. Но присутствует и центральная регуляция: гипоталамус собирает всю информацию о составе крови, работе внутренних органов, состоянии мозга, времени суток и так далее, вырабатывает молекулярные сигналы для гипофиза, а тот в свою очередь выделяет гормоны, регулирующие работу организма как напрямую, так и за счет воздействия на все остальные эндокринные железы нашего тела.
Химическая природа гормонов разнообразна: в принципе почти любая молекула в ходе эволюции имеет шанс превратиться в посланника судьбы. В нашем случае две самые большие группы - это стероидные и пептидные гормоны. Первые производятся на базе холестерина (да, это вообще ужасно важная и нужная молекула, без нее еще и клеточные мембраны не смогут существовать; хорошая новость в том, что организм умеет синтезировать холестерин самостоятельно, так что можно не следить специально за его присутствием в пище). К стероидным гормонам относятся все главные половые гормоны (эстрадиол, тестостерон и т. д.) и все кортикостероиды, в том числе «гормон стресса» кортизол. Стероидные гормоны легко проникают сквозь клеточные мембраны, так что рецепторы к ним расположены не на поверхности клеток, а внутри. Пептидные гормоны - это цепочки аминокислот. Их не называют белками, потому что не доросли и не заслужили: белки длинные, а пептиды короткие. Например, в окситоцине всего девять аминокислот. В инсулине две цепи, А и В , первая состоит из 21, а вторая из 30 аминокислот. Впрочем, пептидные гормоны синтезируются как классические белки, и первоначально они вполне длинные, просто потом разрезаются на несколько кусочков, один из которых становится гормоном, а другие тоже на что-нибудь пригождаются. Но абсолютное большинство пептидных гормонов вырабатываются в гипоталамусе и гипофизе, и поэтому судьба побочных продуктов их производства изучена еще не полностью - тут с главными бы продуктами окончательно разобраться.
Существует много гормонов, которые не являются ни стероидами, ни пептидами. Своя особенная структура, например, у гормонов щитовидной железы, или у адреналина, или у мелатонина. Этот последний - производное триптофана, то есть аминокислоты, но одной-единственной. Триптофан превращается в серотонин, а серотонин в свою очередь в мелатонин. В популярных статьях о диетах нередко встречается утверждение, что бананы богаты триптофаном, а значит, их надо есть ради синтеза серотонина и улучшения настроения. Это сомнительно: с тем же уровнем достоверности можно предположить, что из излишков серотонина будет синтезирован мелатонин и в лучшем случае вам захочется спать, а в худшем начнется сезонная депрессия. Есть научные исследования о том, что при остром недостатке триптофана в диете настроение действительно падает, но неполноценное питание вообще не способствует личному благополучию; а вот идея о том, что надо есть именно бананы, чтобы быть счастливыми, - это, видимо, все-таки городская легенда.
Три регуляторные системы организма: нервная, эндокринная и иммунная
Химическая близость серотонина (мы считаем его нейромедиатором) и мелатонина (он тоже вырабатывается в мозге и действует в том числе на мозг, но мы считаем его гормоном) лишний раз показывает, насколько условны все эти классификации. На самом деле у наших клеток множество путей обмена информацией. Для быстрых целенаправленных реакций есть нервная система, но и в ней для передачи сигналов от нейрона к нейрону используются химические вещества; для медленных реакций широкого спектра действия есть гормоны, но если рассматривать их широко, то среди них есть всякие малоизвестные молекулы, которые вырабатываются где-нибудь в кишечнике и действуют на его же соседние клетки настолько прицельно и быстро, что почти могут конкурировать с нервными сигналами. А ведь еще есть иммунная система, клетки которой тоже активнейшим образом выделяют химические сигналы для общения и друг с другом, и с другими тканями организма, и мы не называем эти сигналы гормонами только потому, что привыкли считать ими вещества, выделяющиеся в конкретных железах. Абсолютно все системы организма влияют друг на друга, слышат друг друга, контролируют друг друга, понимают друг друга - и именно благодаря этому у нас такое прекрасное тело, в котором все хорошо работает в течение многих лет. Сейчас, в начале XXI века, ученые знают о его работе фантастически много, несопоставимо больше, чем в начале XX, когда присуждались самые первые Нобелевские премии за исследования нервных и химических взаимодействий между разными клетками. Я уверена, что в течение ближайших 100 лет все молекулярные взаимодействия наконец будут описаны, и ими можно будет эффективно управлять, предотвращая само появление дисбаланса, то есть болезней. Но наука на этом не остановится, потому что она никогда не останавливается. Она начнет думать, как сделать нас еще лучше - и не только здоровее, но и счастливее и умнее, потому что это ведь тоже вопрос молекул. И я уверена, что эта задача тоже будет решена.
Живые организмы
Неклеточные Клеточные
Вирусы Прокариоты Эукариоты
(доядерные) (ядерные)
Бактерии Грибы Растения Животные
Признаки живой природы:
Обмен веществ и энергии (дыхание, питание, выделение)
Наследственность и изменчивость
Самовоспроизведение (размножение)
Индивидуальное развитие (онтогенез), историческое развитие (филогенез)
Движение
Состав – органические (белки, жиры, углеводы, НК) и неорганические вещества (вода и минеральные соли).
БОТАНИКА И ЗООЛОГИЯ
Характеристика царств живой природы
1. Вирусы (открыл ученый Ивановский в 1892 году на вирусе табачной мозаики)
2. Не имеют клеточного строения, вне клетки – в виде кристалла.
3. Строение – ДНК или РНК – снаружи белковая оболочка – капсид, реже имеется углеводно-липидная оболочка (у вируса герпеса и гриппа).
4. Сходство с живыми организмами – размножаются (удвоение ДНК), характерна наследственность и изменчивость.
5
. Сходство вирусов с неживыми системами
- не делятся, не растут, не характерен обмен веществ, нет собственного механизма синтеза белка.
2. Бактерии (Левенгук в 1683 – бактерии зубного налета)
1. одноклеточные или колониальные организмы, не имеющие оформленного ядра
2. не имеют сложных органоидов – ЭПС, митохондрий, аппарата Гольджи, пластид.
3. по форме разнообразные – кокки (круглые), спириллы, бациллы (палочковидные), вирионы (в виде дуги).
4. имеют клеточную стенку из белка муреина и слизистую капсулу из полисахаридов, в цитоплазме расположен нуклеоид с кольцевой молекулой ДНК, имеются рибосомы.
5. размножаются делением пополам каждые 20-30 минут, при неблагоприятных условиях образуют споры (толстая оболочка)
6. питание – автотрофы (синтезируют органические вещества из неорганических): а)фототрофы (в процессе фотосинтеза) – цианеи, б)хемотрофы (в процессе химических реакций) – железобактерии;
гетеротрофы (используют готовые органические вещества): а)сапрофиты (питаются мертвыми органическими остатками) – бактерии гниения и брожения,
б)симбионты (органические вещества получают в результате симбиоза с другими организмами) – клубеньковые бактерии бобовых (они усваивают азот из воздуха и передают его бобовым растениям, те взамен обеспечивают их орг.веществами),
7. Значение бактерий – положительное – клубеньковые бактерии обогащают почву нитратами и нитритами, усваивая азот из воздуха; бактерии гниения утилизируют погибшие организмы; молочнокислые бактерии используют в промышленности для получения кефира, йогурта, силоса, кормовых белков, в обработке кожи.
Отрицательное
– вызывают порчу продуктов (гнилостные бактерии), возбудители опасных заболеваний - пневмония, чума, холера.
3. Грибы
1. Особенности строения – тело состоит из гиф, образующих мицелий (грибницу), размножаются почкованием (дрожжи), спорами, вегетативно (частями мицелия), половым путем.
2. Сходство с растениями – неподвижны, всасывают питательные вещества всей поверхностью тела, неограниченный рост, имеется клеточная стенка (состоит их хитина), размножаются спорами.
3. Сходство с животными – нет хлорофилла, гетеротрофы (питаются органическими веществами), запасное питательное вещество – гликоген.
5. Виды грибов – см. пункт 6- «питание».
4. Растения
1.Неподвижны – имеют прочную клеточную стенку из целлюлозы, мало митохондрий.
2. Неограниченный рост – растут всю жизнь
3. Запасное питательное вещество – крахмал
4. Питание – автотрофы (питаются неорганическими веществами за счет фотосинтеза). Питание с помощью всасывания всей поверхностью тела.
5. Особенности растительной клетки – 1.наличие пластид (хлоропластов – функция фотосинтеза, лейкопластов – накопление веществ, хромопластов – обеспечивают окраску плодов, цветов); 2. крупных вакуолей (запасающая функция); 3. мало митохондрий; 4. имеется клеточная стенка из целлюлозы; 5. нет микротрубочек.
5. Животные
1. Подвижные в большей своей части – много митохондрий, тонкая оболочка.
2. Ограниченный рост – до половой зрелости
3. Запасное вещество – гликоген (в мышцах и печени)
5. Особенности животной клетки – нет пластид, вакуоли мелкие – выполняют выделительную функцию у водных животных, тонкая оболочка, микротрубочки – для построения веретена деления при митозе и мейозе.
6. характерна раздражимость, рефлекс.
Классификация растений и животных. Систематика.
Классификация – распределение организмов по группам.
Систематика
– наука, занимающаяся классификацией
| Систем.категория | животные | растения |
| надцарство | Ядерные (доядерные) | ядерные |
| царство | Животные (растения, грибы) | растения |
| подцарство | Многоклеточные (одноклеточн) | многоклеточные |
| Тип (отдел) | Хордовые (простейшие, плоские черви, круглые, кольчатые черви,членистоногие, моллюски) | Цветковые (водоросли, мохообразые, папоротникообразые, голосеменные) |
| класс | Млекопитающие (рыбы, земноводные, рептилии, птицы) | Однодольные (двудольные) |
| отряд | Хищные (грызуны, рукокрылые, приматы, (не)парнокопытные, ластоногие, китообразные) | - |
| семейство | лисьи | Лилейные (злаковые, розоцветные, пасленовые, бобовые) |
| род | лиса | ландыш |
| вид | Лиса обыкновенная | Ландыш майский |
Усложнение растений в ходе эволюции на Земле:
Водоросли→ мхи→ плауны→ хвощи→ папоротники→ голосеменные → покрытосеменные
Направления эволюции растений - ароморфозы
Появление многоклеточности (водоросли→цветковые)
Выход на сушу (мхи→цветковые)
Появление тканей (покровной, проводящей, механической, фотосинтезирующей) и органов (корней, стеблей, листьев): мхи→цветковые.
Сокращение зависимости оплодотворения от наличия воды (голосеменные, цветковые)
Появление цветка и плода (цветковые)
Характеристика отделов растений (500 000 видов)
1.Водоросли. Низшие споровые растения.
1. Одноклеточные (хлорелла, хламидомонада) и многоклеточные организмы (спирогира, ламинария, улотрикс), некоторые образуют колонии (вольвокс).
2. Тело – слоевище (нет деления на органы и ткани)
3. Имеется хроматофоры с хлорофиллом – обеспечивают фотосинтез.
4. Бурые и красные водоросли имеют вместо корней ризоиды – функция закрепления в почве.
5. Размножаются бесполым путем – спорами и половым путем – гаметами.
6. Значение: из красных водорослей получают вещество агар-агар; бурые водоросли – ламинария-морская капуста – в пищевой промышленности, корм скоту, хламидомонада вызывает цветение водоемов.
2. Лишайники.
1. низшие растения, состоят из симбиоза гриба и водоросли. Тело – слоевище.
2. питание – автогетеротрофы: водоросль – автотрофна, дает грибу в процессе фотосинтеза органические вещества, гриб – гетеротрофен, дает водоросли воду и минеральные вещества, защищает ее от высыхания.
3. Размножение – бесполым путем – вегетативно – участками слоевища, половым путем.
4. Лишайники – индикаторы чистоты (растут только в экологически чистых районах).
5. Лишайники – «пионеры жизни» - заселяют самые трудно доступные места, обогащают почву минеральными солями и органикой – удобряют, после лишайников могут произрастать и другие растения.
6. Виды – олений мох, ксантория, цетрария. (кустистые, накипные, листоватые).
Высшие споровые растения.
3.Моховидные.
1. Листостебельные споровые растения, не имеющие корней (или имеют ризоиды)
2. Ткани и органы мало дифференцированы – нет проводящей системы и плохо развита механическая ткань.
3. Характерна смена поколений: полового – гаметофита (гаплоидное) и бесполого – спорофита (диплоидное). Гаметофит преобладает – это само листостебельное растение, спорофит живет за счет гаметофита и представлен коробочкой на ножке (на женском растении).
4. Размножаются спорами и половым путем. Для оплодотворения необходима вода, как и у всех споровых растений.
5. Виды – кукушкин лен, сфагнум
4. Папоротникообразные (Хвощи, плауны, папоротники)
1. Тело дифференцировано на стебель, листья и корень или корневище.
2. Хорошо развита механическая и проводящая ткани – папоротники выше и кустистее, чем мхи.
3. Характерна смена поколений с преобладанием спорофита (само растение), гаметофит маленький - представлен заростком (самостоятельное растение сердцевидной формы, на нем созревают гаметы). Для оплодотворения необходима вода.
4. Размножение – половое и бесполое – спорами, корневищем – вегетативное.
Высшие семенные растения
1. Вечнозеленые (реже листопадные) деревья или кустарники с прямостоячими многолетними стеблями и стержневыми корневыми системами.
2. В древесине вместо сосудов расположены трахеиды, много смоляных ходов
3. Листья игольчатой формы
4. Редукция гаметофита, преобладает спорофит (диплоидный). Вода для оплодотворения не нужна.
5. Размножение – семенами (половое). Семена лежат голо на чешуйках шишек. Семя имеет кожуру, зародыш и питательную ткань – эндосперм (гаплоидный). На 1 ветке созревают шишки 2 видов: женские и мужские.
6. Виды – можжевельник, сосна, туя, ель, пихта, лиственница.
6. Цветковые. (Покрытосеменные)
Покрытосеменные растения – эволюционно самая молодая и самая многочисленная группа растений – 250 тыс видов, которые произрастают во всех климатических зонах. Широкое распространение и разнообразие строения цветковых связано с приобретением ими ряда прогрессивных черт:
1.Формирование цветка, совмещающего функции полового и бесполого размножения.
2.Образование в составе цветка завязи, заключающий в себя семяпочки и предохраняющий их от действия неблагоприятных условий.
3.Двойное оплодотворение, в результате которого образуется питательный триплоидный эндосперм.
4.Запасающая питательная ткань в составе плода.
5.Усложнение и высокая степень дифференциации вегетативных органов и тканей.
Семейства цветковых (покрытосеменных). Классы.
Класс двудольные
| Признак | Розоцветные | пасленовые | бобовые |
| цветок | Ч 5 Л 5 Т ∞ П 1 (чашелистиков-5, лепестков-5, тычинок – много, пестик -1 или мпного) | Ч(5) Л(5) Т(5) П 1 (5 сросшихся лепестков и 5сросшихся чашелистиков, 5 сросшихся тычинок, 1 пестик). | Ч 5 Л 1+2+(2) Т (9)+1 П 1 (5 сросшихся чашелистиков; 5 лепестков: два нижних срастаются, образуя «лодочку», верхний -самый большой - парус, боковые 2 – весла; тычинок -10, 9 из них срастаются, пестик-1) |
| плод | Костянки, орешек | Ягода, коробочка | боб |
| Соцветие | Кисть, простой зонтик, щиток | Завиток, кисть, метелка | Кисть, головка |
| примеры | Яблоня, шиповник, роза, земляника | Картофель, табак, паслен черный, томат | Горох, соя, клевер, чина, бобы, люпин, вика |
| Признак | Крестоцветные | сложноцветные | Злаковые - однодольные |
| цветок | Ч 2+2 Л 2+2 Т 4+2 П 1 (чашелистиков 2+2, лепестков 4 тычинок 6 , пестик -1) | Цветки 4 типов: трубчатые, язычковые, ложно-язычковые, воронковидные. Л(5) Т (5) П 1 Вместо чашечки – пленки или хохолки. | О 2+(2) Т 3 П 1 Околоцветник – 2+2 |
| плод | Стручок, стручочек | семянка | зерновка |
| соцветие | кисть | корзинка | Сложный колос, метелка, початок |
| примеры | Капуста, редька, репа, горчица, сурепка, ярутка | Подсолнух, ромашка, василек, пижма, георгин, астра, одуванчик, полынь | Рожь, просо, ячмень, мятлик, костер, кукуруза, сорго |
