Грибы - гетеротрофные организмы, запасным питательным
веществом у них служит гликоген.
Опорная структура клеточных стенок представлена хитином. Продуктом обмена
веществ грибов является мочевина.
Происхождение грибов
Грибы возникли в силурийском периоде палеозойской эры. Грибы, как полагают, произошли от бесцветных жгутиковых простейших.
Внешний вид и строение тела
Грибы по строению и физиологическим функциям
разнообразны и широко распространены в различных местах обитания. Их размеры -
от микроскопически малых (одноклеточные формы, например, дрожжи) до крупных
экземпляров, плодовое тело которых в диаметре достигает полуметра и более.
Основа плодового тела гриба - грибница, или мицелий. Грибница представляет собой
систему тонких ветвящихся нитей - гиф, характеризующихся верхушечным ростом и
выраженным боковым ветвлением. Часть грибницы, расположенная в почве, носит
название почвенной, или субстратной, грибницы, другая часть - наружной, или
воздушной. На воздушном мицелии формируются органы размножения.
У низших грибов мицелий представляет собой одну гигантскую клетку с множеством
ядер. Например, мукор, развивающийся на овощах, ягодах, плодах в виде белого
пушка, и фитофтора, вызывающая гниль клубней картофеля.
У высших грибов мицелий разделен перегородками на отдельные клетки, содержащие
одно или несколько ядер.
Размножение грибов
Грибы размножаются бесполым и половым путем. Бесполое размножение осуществляется либо вегетативно, т. е. частями мицелия, либо спорами. Споры развиваются в спорангиях, возникающих на специализированных гифах - спорангиеносцах, поднимающихся над субстратом (почвой).
Распространение и значение
Грибы. Фото: Jane Mitchinson
1) Общая характеристика:
группа низших гетеротрофных растений, лишенных хлорофилла
численность видов – около 65 тыс. среда обитания – влажные места, богатые органическими веществами
2) Классификации
б)
по строению
- одноклеточные (дрожжевые и др.)
- многоклеточные (шляпочные, плесневые и др.)
3)
Особенности организации и метаболизма:
отсутсвие пластид
клеточная стенка – чаще нецеллюлозного состава, (пектиновые вещества,
хитиноподобный материал)
запасные продукты – гликоген, жиры (но не крахмал); в метаболизме – мочевина
тело – грибница (мицелий), состоящая из ветвящихся нитей - гиф
отсутствие приспособлений для проведения воды и защиты от испарения
5)
Размножение:
вегетативное (с помощью специальныых частей мицелия)
бесполое (с помощью спор)
половое (слияние специальных клеток мицелия)
Самые большие
Гриб-дождевик Galvatia gigantea, обхватом 194,3 см найден в 1985 г. в Висконсине (США), в Вашингтоне (США) в 1946 г. обнаружили трутовик Oxyporus (Fomes) nobilissimus размером 142х94 см, массой около 136 кг.
Самые ядовитыеВиды рода мухомор (Amanita). Один из самых ядовитых - бледная поганка (A.phalloides). Самое высокое содержание грибных спор в воздухе 161037 штук в 1 куб. м зарегестрировано в 1971 г. около Кардиффа (Великобритания).
Самые старые
Возраст антарктических корковых лишайников диаметром свыше 100 мм составляет как минимум 10 000 лет.
Грибы – обособленное царство гетеротрофных (использующих для своего питания готовые органические вещества) организмов, сочетающих признаки растений и животных. Царство Грибы объединяет более 130 тыс. видов. Признаки растений: наличие хорошо выраженной клеточной стенки, неподвижность в вегетативном состоянии, размножение спорами, неограниченный рост, поглощение пищи путем осмоса; признаки животных: гетеротрофность, наличие в клеточной стенке хитина, отсутствие в клетке пластид и фотосинтезирующих пигментов, накапливание гликогена как запасного вещества, образование и выделение продукта жизнедеятельности – мочевины.
Особенности клеток грибов: наличие клеточной стенки, в состав которой входит хитин, отсутствие пластид, наличие ломасом (специфические пузырьки, находящиеся между клеточной стенкой и плазматической мембраной). Запасными питательными веществами служат жиры, волютин, гликоген; крахмал в клетках не образуется.
Грибы размножаются вегетативным, бесполым и половым путем. Вегетативное размножение происходит почкованием, частями мицелия (вегетативного тела грибов) или распадением его на отдельные клетки. Собственное бесполое размножение осуществляется посредством эндогенных и экзогенных спор. Эндогенные споры образуются внутри спорангиев, а экзогенные споры (кондии) возникают открыто на концах особых выростов мицелия, называемых кондиеносцами. Половое размножение грибов отличается исключительным многообразием.
Грибы наряду с бактериями играют важную роль в общем круговороте веществ в биосфере. Они разлагают с помощью ферментов органические вещества, делая их тем самым доступными для автотрофных организмов, участвуют в образовании гумуса, выполняют большую санитарную работу по очищению среды.
30. Лишайники: строение, размножение, разнообразие, роль в природе,
Лишайники – группа живых организмов, тело (слоевище) которых образовано двумя организмами- грибов (микобионтом) и цианобактерией, фототрофным протистом или водорослью (фикобионтом), находящимися в симбиозе. Известно около 26 тыс. лишайников.
Фикобионт снабжает гриб созданными им в процессе фотосинтеза органическими веществами, а получает от него воду с растворенными минеральными солями. Кроме того, гриб защищает фикобионт от высыхания. Комплексная природа лишайников позволяет им получать питание не только из почвы, но и из воздуха, атмосферных осадков, влаги росы и туманов, частиц пыли, оседающей на слоевище.
Наиболее распространены накипные лишайники (около 80% видов), имеющие таллом в виде тонкой корочки, прочно срастающейся с субстратом и неотделимой от него. Более высокоорганизованные листоватые лишайники имеют вид чешуек или пластинок, прикрепляющихся к субстрату пучками гиф, называемых ризинами. Кустистые лишайники представляют собой кустики, образованные тонкими ветвящимися нитями или стволиками, прикрепленными к субстрату лишь основаниями.
По анатомическому строению лишайники делят на гомео- (клетки фитобионта равномерно распределяются по слоевищу) и гетеромерные (слоевище состоит из нескольких слоев, каждый из которых выполняет определенную функцию. Гетеромерные лишайники встречаются значительно чаще гомеомерных.
Лишайники размножаются главным образом вегетативным путем – частями слоевища, а также особыми специализированными образованиями – соредиями и изидиями.
Будучи автотрофными организмами, лишайники аккумулируют солнечную энергию и создают органические вещества в местах, не доступных другим организмам, а также разлагают органические вещества, участвуя в общем круговороте веществ в биосфере. Лишайники играют существенную роль в почвообразовательном процессе.
31. Царство растений. Общая характеристика, особенности, разнообразие.
1. Свойства растений
Растения - царство эукариотических организмов, характеризующееся автотрофным питанием.
Растения, как правило, способны к фотосинтезу, то есть образованию органических веществ из неорганических за счет энергии солнечного света.
Клетки растений покрыты плотной целлюлозной оболочкой, или клеточной стенкой, не пропускающей твердые частицы.
У большинства растений наблюдается высокая расчлененность тела, гораздо более выраженная, чем у животных.
У растений существуют некоторые ограниченные движения (движение листьев к свету, лепестков цветка к солнцу, ростовые движения). Однако можно сказать, что растения, в противоположность животным, неподвижны.
Растения могут размножаться при помощи спор, семян и вегетативных органов (черенками, отводками, корневыми отпрысками и т. п.)
Запасным питательным веществом растений, как правило, служит крахмал.
В жизни любого растения происходит чередование поколений.
2. Многообразие и разнообразие царства растений
Царство Растения включает более 500 тысяч видов. Оно делится на полцарства: Багрянки, Настоящие водоросли, и Высшие растения. Багрянки и настоящие водоросли иногда называют низшими растениями. Они отличаются тем, что не имеют органов и тканей. Представители этой группы обитают чаще всего в воде. Бесполое размножение у так называемых низших растений осуществляется неподвижными спорами или подвижными зооспорами, образующимися обычно в одноклеточных спорангиях или зооспорангиях. К высшим растениям относятся ныне вымершие риниофиты и такие современные отделы, как Моховидные, Хвощевидные, Папоротникообразные, Голосеменные и Покрытосеменные. Это преимущественно наземные растения, тело которых расчленено на органы и ткани. Вегетативные органы - листостебельные побеги и корни, выполняют функции питания и обмена веществ с внешней средой, то есть обеспечивают индивидуальную жизнь растений, генеративные органы служат для полового размножения. У голосеменных и покрытосеменных появляется особый орган полового размножения - семя.
3. Роль растений в природе и жизни человека
1. Зеленые растения обогащают атмосферный воздух планеты кислородом, необходимым для дыхания подавляющему большинству организмов.
2. В процессе жизнедеятельности зеленых растений из неорганических веществ и воды образуются огромные массы органического вещества, которые затем используются как пища самими растениями, животными и человеком. Человек, как известно, питается не только растительной, но и животной пищей, однако последняя не может быть получена без первой. Если погибнут зеленые растения, то погибнут и животные, и люди.
3. В органическом веществе зеленых растений аккумулируется солнечная энергия, за счет которой развивается жизнь на Земле и которая в то же время представляет основу энергетических ресурсов, используемых человеком в промышленности.
4. Растения являются строительным материалом. Из них изготавливают: мебель, бумагу, предметы быта (корзинки, коврики, посуду и т. п.), украшения.
5. Из растений делают лекарства.
6. Из некоторых растений (лен, хлопчатник) делают натуральные ткани - гигроскопические, комфортные, приятные для тела. Искусственный шелк также изготавливают из растений путем переработки древесины.
7. Зеленые насаждения очищают воздух от пыли и вредных газов, увлажняют его. Лесные посадки благоприятно влияют на микроклимат местности: задерживают ветер, ослабляют зимнюю стужу. Лесопарки защищают сельскохозяйственные растения от засухи и суховеев, задерживают снег, закрепляют почву в оврагах и на горных склонах, поддерживают полноводие рек и озер.
8. Плотные зеленые насаждения приглушают вредные индустриальные шумы, аромат и яркие краски цветов снимают нервное напряжение, приносят радость. Поэтому люди занимаются декоративным и комнатным цветоводством, озеленяют улицы, стремясь создать в городах многоярусные насаждения из деревьев, кустарников и трав.
9. Растения выделяют фитонциды, убивающие болезнетворные бактерии. Особенно много фитонцидов в хвое сосны, а также богаты ими лук, чеснок, черемуха и некоторые другие виды растений.
10. В зарослях растений находят корм и убежище животные.
Наука, изучающая растения, называется ботаникой (от греческого слова «ботанэ» - трава, зелень). Ботаника исследует жизнь растений, их внутреннее и внешнее строение, распространение растений на поверхности земного шара, взаимосвязь растений с окружающей природой и друг с другом.
32. Низшие растения. Водоросли: характеристика, жизненный цикл, разнообразие.
В современной системе растительный мир разделен на три подцарства: Багрянки (или Красные водоросли), Настоящие водоросли и Высшие растения. Водоросли возникли около 2 млрд. лет назад. Характерной особенностью водорослей по сравнению с высшими растениями является то, что их тело не расчленено на вегетативные органы, а представлено талломом (слоевищем). У водорослей также отсутствуют характерные для высших растений истинные ткани, а органы полового и бесполого размножения, как правило, одноклеточные. Таким образом, водоросли являются наиболее простыми по своему строению представителями растительного мира. Известно около 20 тыс. видов водорослей, которые объединяются в несколько обособленных отделов (Зеленые, Красные, Бурые и др.).
Для всех видов водорослей характерна способность к автотрофному питанию благодаря наличию фотосинтезирующего аппарата. Водоросли отличаются значительным морфологическим многообразием (нитчатые, разнонитчатые, пластинчатые, харофитные). Размеры водорослей также отличаются огромным диапазонам.
В организации клеток у большинства водорослей нет существенных отличий от типичных клеток высших растений, однако есть и свои особенности. Клетки водорослей окружены постоянной клеточной оболочкой, состоящей из целлюлозы и пектиновых веществ. В цитоплазме содержаться разнообразные по форме, числу, строению хроматофоры (аналог хлоропластов у высших растений). В хроматофорах содержится определенный набор пигментов, характеризующий данный отдел водорослей. Кроме того хроматофоры содержат рибосомы, ДНК, липидные гранулы и особые структуры – пиреноиды. В пиреноидах накапливаются и синтезируются питательные вещества. Веществами запаса служат крахмал, масло, волютин, ламинарин, маннит и др.
Размножение водорослей происходит бесполым и половым путем. У одних водорослей каждая особь способна формировать и споры, и гаметы в зависимости от времени года и внешних условий; у других функции полового и бесполого размножения выполняют разные особи – спорофиты и гаметофиты. У Красных, Бурых и некоторых Зеленых водорослей наблюдается четкое чередование поколений – спорофита и гаметофита.
Бесполое размножение осуществляется фрагментами таллома или делением протопласта (внутренней части) обычных или особых клеток, называемых спорангиями, с образованием неподвижных спор (апланоспор) или зооспор (передвигаются с помощью жгутиков).
Половой процесс заключается в слиянии двух половых клеток, в результате чего образуется диплоидная зигота, вырастающая в новую особь или дающая зооспоры.
Благодаря способности к фотосинтезу, водоросли являются основными продуцентами громадного количества органических веществ в водоемах. Поглощая CO2, водоросли насыщают водную толщу кислородом, необходимым для всех живых организмов водоема. Велика роль водорослей в биологическом круговороте вещества, в образовании горных пород.
Зеленые водоросли (около 6000 видов), обитают в различных водоемах. Клетка содержит обособленное ядро, окруженное оболочкой: пигменты (хлорофилл a и b, каротин, ксантофилл) сосредоточены в хлоропластах; питательные вещества запасаются в виде крахмала, имеется целлюлозная клеточная стенка. От зеленых водорослей, вероятно, произошли высшие растения.
Бурые водоросли (около 1000 видов) обитают на скалах в полосе прибоя, прибрежных районах океана. Бурые водоросли содержат значительно количество золотисто-бурого пигмента фукоксантина. Некоторые бурые водоросли представляют собой достаточно крупные растения со сложным и немного расчлененным телом, отдельные части которого напоминают вегетативные органы высших растений. Наблюдается чередование поколений.
Красные водоросли, как и бурые, встречаются почти исключительно в океанах. Помимо хлорофилла они содержат пигмент фикоэритин, придающий им красный цвет. Красные водоросли способны расти на больших глубинах, т.к. фикоэритин поглощает проникающие глубже всего синие лучи.
33. Вегетативные органы высших растений. Строение и функции стебля.
Стебель – осевая часть побега, состоящая из узлов и междоузолий. Главные функции стебля:
опорная (механическая) функция; обеспечивается наиболее благоприятное для фотосинтеза расположение листьев
проводящая функция: двустороннее передвижение веществ (от корней к листьям, от листьев к другим органам)
накопление питательных веществ
фотосинтез (молодые стебли, имеющие под эпидермой хлоренхиму)
образование придаточных корней (важно при вегетативном размножении растений побегами)
Анатомическое строение стебля соответствует его главным функциям. В нем развита система проводящих тканей, которая связывает воедино все органы растений. С помощью механических тканей стебель поддерживает все наземные органы и выносит листья в благоприятные условия освещения. В стебле имеется система меристем, поддерживающая нарастание тканей. Нарастание стебля в толщину в толщину обеспечивается вторичной образовательной тканью – камбием.
В центре стебля (древесные растения) обычно располагается небольшой участок тонкостенных клеток – сердцевины, в которых накапливаются запасные питательные вещества. Сердцевина окружена толстым слоем древесины (вторичной ксилемы). В состав древесины входят водопроводящие элементы (сосуды), механическая ткань (склеренхима), паренхима. По сосудам быстро передвигается вода с растворенными в ней питательными веществами от корней к листьям (восходящий ток). Древесина также выполняет опорную функцию (поддерживает тяжесть кроны) благодаря наличию механической ткани (склеренхимы).
Живые элементы древесины – лучевая и вертикальная паренхима, образуют систему, по которой передвигаются пластические вещества, синтезированные в листьях. Эти вещества по лубодревесинным лучам попадают в живые клетки древесины, где откладываются в виде запасных веществ (крахмала, жиров). Кроме сердцевинных лучей в древесине видны различной ширины годичные кольца, или кольца прироста. Такое кольцо образуется за счет развития камбия в течение одного вегетационного периода.
Снаружи от камбия расположена вторичная кора. В ее состав входят вторичная флоэма (луб), остатки первичной флоэмы и первичной коры, а также вторичная покровная ткань – перидерма. Луб состоит из ситовидных трубок с клетками-спутницами, вертикальных тяжей лубяной паренхимы и любяных волокон. С возрастом живые элементы луба и древесины отмирают, в результате чего луб обычно через год теряет способность к массовому транспорту веществ, в древесине этот процесс идет медленнее.
34. Вегетативные органы высших растений. Строение и функции листа.
Лист - один из основных органов высших растений, занимающий боковое положение на стебле и выполняющий функции фотосинтеза, транспирации (испарение воды растением) и газообмена (доставка к тканям и выведение из них диоксида углерода и кислорода).
Листья весьма разнообразны по форме и внутреннему строению. У двудольных они обычно состоят из пластинки и стеблевидного черешка. Листья, лишенные черешков, называются сидячими. У большинства однодольных основание листа расширено в охватывающее стебель влагалище. Расположение листьев на стебле может быть спиральным (очередным), супротивным (попарным) или мутовчатым (по три или более листьев в узле).
Типичное анатомическое строение листовой пластинки отражает ее приспособленность к выполняемым функциям. С обеих сторон она покрыта кожицей (эпидермисом). Наружные клетки кожицы покрыты слоем воскоподобного вещества – кутина, предохраняющего лист от перегрева и излишнего испарения воды. В клетках кожицы нет хлоропластов, поэтому они беспрепятственно пропускают свет в основным тканям листа, прежде всего к хлорофиллоносной паренхиме (хлоренхиме). Эта ткань образует мякоть листа, или мезофилл, в клетках которого сосредоточены хлоропласты и происходит фотосинтез. Мезофилл чаще всего дифференцируется на палисадную (столбчатую) и губчатую паренхиму. Остальные ткани обеспечивают нормальную работу мезофилла. Покровная ткань – эпидермис – регулирует газообмен и транспирацию.
35. Вегетативные органы высших растений. Строение и функции корня.
Корень – один из основных вегетативных органов высших растений, служащий для прикрепления растения к субстрату, поглощения из него воды и минеральных веществ. Кроме того, в корнях синтезируются различные органические вещества (аминокислоты, гормоны роста, алкалоиды и др.), которые затем перемещаются в другие органы растений или остаются в самом корне в качестве запасных питательных веществ. У некоторых растений (корнеотпрысковые растения) корень выполняет функцию вегетативного размножения.
Корень, развивающийся из зародышевого корешка семени, называется главным. От него отходят боковые корни, способные к ветвлению. Корни могут также формироваться из надземных частей растения – стебля или листьев; такие корни называются придаточными. Совокупность всех корней растения составляет корневую систему. Различают стержневую (хорошо развитый главный корень, он длиннее и толще других) и мочковатую (главный корень отсутствует или не выделяется среди придаточных). Стержневая корневая система характерна главным образом для двудольных растений, мочковатая – для однодольных.
Корень растет в длину благодаря делению клеток верхушечной (апикальной) меристемы (ткань, клетки которой постоянно делятся). Кончик корня покрыт в виде наперстка корневым чехликом, защищающим клетки апикальной меристемы от механических повреждений. На продольном разрезе кончика корня можно выделить несколько зон: зону деления, зону роста (растяжения), зону всасывания и зону проведения.
Зона всасывания состоит из эпиблемы (эпидермы), первичной коры и осевого цилиндра. Часть клеток эпиблемы вытянута в корневые волоски, с помощью которых корень поглощает частички почвы. Клетки первичной коры после отмирания выполняют защитную функцию. Осевой цилиндр состоит из проводящей системы, окруженной снаружи кольцом живых клеток перицикла, способного к меристематической деятельности. За счет деления клеток перицикла образуются боковые корни. Внутрь перицикла идет основная паренхимная ткань центрального цилиндра, в которой размещается проводящий пучок радиального строения: радиально расположенные участки ксилемы чередуются с участками флоэмы.
Функции корня:
Прикрепление к субстрату.
Поглощение из субстрата воды и минеральных веществ.
Синтез органических веществ.
Вегетативное размножение (у некоторых видов).
Накопление питательных веществ (в результате образуются корнеплоды и корневые клубни или шишки).
36. Высшие растения: классификация, разнообразие.
Высшие растения - тип зелёных растений, которым свойственна дифференциация тканей, в отличие от низших растений - водорослей. К высшим растениям относятся мхи и сосудистые растения (папоротникообразные, псилотовые,хвощевидные, плауновидные, голосеменные и покрытосеменные).
Автотрофность
Запасное вещество: крахмал
Клеточная стенка: целлюлоза
ЖЦ с промежуточной редукцией: чередование бесполого поколения (спорофита – 2n) и полового поколения (гаметофита – n)
37. Высшие споровые растения: мхи, характеристика, жизненный цикл, разнообразие.
Мхи – отдел высших растений, преимущественно многолетние растения, характеризующиеся групповыми формами роста (дерновники, куртинки, подушки). Известно около 20 тыс. видов мхов.
Для мхов, как и для всех высших растений характерно чередование поколений. Но только у мхов преобладающим поколением, на долю которого приходится большая часть жизненного цикла, является гаметофит – небольшое, преимущественно листостебельное растение, которое осуществляет функции фотосинтеза, водоснабжения и минерального питания. Спорофит у мхов развивается из оплодотворенной яйцеклетки внутри архегония (женский орган полового размножения) и постоянно связан с гаметофитом не только морфологически, но и физиологически (в смысле питания), т.е. низведен до степени органа растения, выполняющего только функцию спорообразования. Для размножения мхов необходима вода, иначе сперматозоиды не смогут подплыть к архегониям. Кроме того, только в достаточно влажной среде у мхов лопаются антеридии (мужской орган полового размножения) и высвобождаются сперматозоиды. Поэтому большинство моховидных приурочены к сырым и затененным местам.
Развитие жизненного цикла мхов по пути возрастания самостоятельности гаметофита и морфологического упрощения (с потерей самостоятельности) спорофита привело к эволюционному тупику.
38. Высшие споровые растения: общая характеристика, разнообразие, жизненный цикл хвощей, плаунов, папоротников (чередование поколений).
К высшим споровым растениям относится значительная часть типа сосудистые растения: хвощевидные, плауновидные, папоротниковидные. Как и для всех сосудистых растений, для споровых характерно наличие у спорофита двух сосудистых тканей – ксилемы и флоэмы.
В эволюции высших сосудистых растений происходит постепенная редукция (уменьшение и упрощение гаметофита) и преобладание в жизненном цикле спорофита. У высших споровых растений гаметофит представлен маленьким заростком, не расчлененным на органы, живущим несколько недель (у плауновых – несколько лет) независимо от спорофита. На заростках в антеридиях развиваются сперматозоиды, которые, плавая в каплях воды, достигают архегония и сливаются с яйцеклеткой. Благодаря крошечным размерам гаметофита, оплодотворение у высших споровых растений может происходить при ничтожно малых количествах воды в виде капелек росы, тумана.
Голосеменные растения появились в девоне и произошли от папоротников. В настоящее время насчитывается около 700 видов голосеменных. Голосеменные растения не имеют цветков, семена образуются на внутренней стороне чешуевидных листьев, обычно расположенных спиралью в форме шишки.
Как и для всех высших растений, для голосеменных характерно чередование поколений. У голо- и покрытосеменных растений гаметофит полностью утратил способность к самостоятельному образу жизни и все его развитие протекает на спорофите внутри макроспорангия (или нуцеллуса семяпочки). У голосеменных женский гаметофит представляет собой многоклеточный гаплоидный эндосперм с несколькими архегониями (у сосны – две).
В каждой семяпочке женской особи имеется диплоидная макроспоровая материнская клетка. Она делится мейотически, с образованием четырех гаплоидных макроспор, из которых лишь одна функционирует и развивается в многоклеточный макрогаметофит. На каждом макрогаметофите находится несколько архегоний, содержащих по одной крупной яйцеклетке. Микроспорангии мужских особей имеют большое число микроспоровых материнских клеток, каждая из которых делится мейотически с образованием четырех микроспор. При делении микроспоры образуется четырехклеточный микрогаметофит, или пыльцевое зерно. Свободная пыльца разносится ветром. Достигнув женской особи, пыльцевое зерно проникает в семяпочку через особое отверстие – микропиле – и соприкасается с макроспорангием.
Через некоторое время одна из клеток пыльцевого зерна прорастает через макроспорангий и достигает макрогаметофита. Другая клетка пыльцевого зерна делится, образуя не подвижный сперматозоид, как у низших растений, а два мужских генеративных ядра. Когда конец пыльцевой трубки достигает шейки архегония и вскрывается, из него выходят два мужских ядра, которые оказываются рядом с яйцеклеткой. Одно из них сливается с ядром яйцеклетки, образуя диплоидную зиготу, а другое исчезает. После оплодотворения зигота делится и дифференцируется, образуя зародыш спорофита, окруженный тканями женского гаметофита, а также тканями материнского спорофита. Весь этот комплекс представляет собой семя. После кратковременного периода роста, в течение которого формируются несколько листовидных семядолей, эпикотиль (дающий начало стеблю) и гипокотиль (дающий начало первичным корням), зародыш переходит в состояние покоя и остается в этом состоянии, пока не упадет на землю. Попав в благоприятные условия, семя прорастает и развивается в зрелый спорофит.
Голосеменные во многих отношения лучше приспособлены к наземному образу жизни и более высокоразвиты, чем папоротники. Их размножение не зависит от наличия воды, т.к. пыльца переносится с мужского гаметофита на женский ветром, оплодотворение совершается при помощи пыльцевой трубки, заменяющей подвижные сперматозоиды, у голосеменных образуются семена. Благодаря развитию камбия, формирующего вторичную древесину, многие голосеменные растения могут достигать больших размеров.
40. Покрытосеменные растения, образование семени, чередование поколений.
41. Покрытосеменные растения, систематика, характеристика однодольных и двудольных растений.
42. Покрытосеменные растения, строение цветка, типы цветков, способы опыления, соцветия.
См. презентации
43. Покрытосеменные растения, образование семян и плодов, распространение семян и плодов.
После двойного оплодотворения из всего семязачатка развивается семя, состоящее из зародыша, эндосперма и семенной кожуры. Семенная кожура образуется из покрова семязачатка. После оплодотворения завязь разрастается и постепенно превращается в спелый плод. Околоплодник, образующийся из стенок завязи, защищает семена от неблагоприятных воздействий. Плоды образуются только у цветковых растений. Функции плода – формирование, защита и распространение семян.
По количеству семян и характеру околоплодника плоды могут быть: сухие односемянные(орех, желудь, семянка, зерновка, крылатка), сухие многосемянные (боб, стручок, листовка, коробочка), сочные односемянные (костянка) и сочные многосемянные (ягода, яблоко, тыквина).
Сухие односемянные плоды не вскрываются. Семя освобождается только после разрушения околоплодника в почве. Плод орех (у лещины, граба) отличается жестким деревянистым околоплодником. Желудь (у дуба, бука) имеет менее жесткий, чем у ореха, кожистый околоплодник. У основания желудь заключен в чашевидное защитное образование – плюску. Семянка имеет кожистый околоплодник, не срастающийся с семенем и легко отделяющийся от него. Плод семянка характерен для растений семейства Сложноцветные (подсолнечник, ромашка, одуванчик и др.). У всех злаков (рожь, пшеница, рис и др.) плод –зерновка, у которой тонкий кожистый околоплодник плотно прижат к семени и у основания срастается с ним. Крылатка имеет тонкий кожистый или плёнчатый околоплодник, снабженный крыловидными симметричными (вяз, береза, клен) или асимметричными (ясень) выростами, которые служат для распространения их ветром.
Сухие многосемянные плоды вскрываются с помощью различных приспособлений. Плод боб вскрывается от верхушки к основанию двумя створками, на каждой из которых расположены семена. Характерен для растений семейства Бобовые (фасоль, горох, бобы, акация, соя и др.). Листовка вскрывается одной щелью по шву (живокость полевая). Плод стручок вскрывается двумя створками от основания к верхушке. Семена находятся на пленчатой перегородке, которая разделяет плод продольно на две части. Стручок, как и укороченный стручок – стручочек, характерен для растений семейства Крестоцветные (капуста, репа, редька, пастушья сумка). Плод коробочка у одних растений вскрывается дырочками (мак), у других – крышечкой (белена), или створками (тюльпан), или зубчиками (гвоздика).
К сочным односемянным плодам относится костянка (вишня, слива, абрикос, персик, черемуха). У костянки наружный слой околоплодника представлен тонкой кожицей, средний слой – сочный и мясистый, а внутренний слой околоплодника – твердый и одревесневший, образует косточку. Внутри косточки находится семя.
У сочного многосемянного плода ягоды семена располагаются в сочной мякоти (картофель, томат, черника, виноград, крыжовник). У арбуза, в отличие от дыни и тыквы, семена располагаются в сочной мякоти, поэтому плод у него – ягода. У полностью созревшего плода тыквины семена располагаются не в сочной мякоти, как у ягоды, а в центре плода, в так называемой плаценте. Наружный слой околоплодника образует довольно твердую корку, а средний слой – достаточно толстый, плотный и сочный. Плод тыквину имеют большинство растений семейства Тыквенные (тыква, дыня, огурец). В образовании плода яблоко, кроме завязи, принимают участие разрастающиеся нижние части околоцветника и тычиночных нитей. Плод яблоко имеет яблоня, груша, маленькое яблоко (яблочко) – рябина.
Если в цветке имеется несколько пестиков, то образуются сборные плоды, состоящие из отдельных плодиков. Так, у малины, ежевики плод имеет название сборная костянка (многокостянка), у лютика – сборный орешек, у калужницы – сборная листовка. Если в образовании плода, кроме завязи, участвуют и другие части цветка, то плод называется ложным. Так, у земляники большое количество желтоватых орешков располагается на сильно разросшемся мясистом красном цветоложе. Следовательно, у нее ложный плод многоорешек, или фрага.
Плоды и семена имеют различные приспособления для распространения ветром, животными и другими способами. Плоды и семена, распространяемые ветром, легкие, небольшие, часто имеют крыловидные выросты (у клена, березы), парашютики (у одуванчика), пушистые волоски (у тополя). Семена и плоды многих растений животные переносят на шерсти, человек – на одежде. К шерсти и одежде они цепляются прицепками и крючочками (череда, лопух). Семена многих плодов, которыми питаются животные, не повреждаются в пищеварительном тракте и, выйдя с калом из организма, прорастают далеко от материнского растения. Плоды некоторых растений (ольха, кокосовая пальма) распространяются водой.
Зрелые плоды бобовых растений подсыхают, лопаются и разбрасывают семена. В Крыму и на Кавказе растет сорное растение бешеный огурец. После созревания семян в его плодах скапливается слизь, находящаяся под давлением. Если животное или человек прикоснется к созревшему плоду, то из него силой выбрасывается слизь с семенами, которые прилипают к телу.
Человек завозит плоды и семена в новые районы случайно с транспортом и грузами или специально как новую сельскохозяйственную культуру.
44. Бактерии, вирусы. Характеристика и практическое значение.
Бактерии – мельчайшие доядерные (прокариотические) организмы, имеющие клеточное строение. Бактерии содержатся в почве, воздухе, воде, снегах полярных областей, горячих источниках с температурой около 90С.
Форма бактерий разнообразна. Среди них есть шаровидные – кокки, прямые палочковидные – бациллы, изогутые – вибрионы, спирально изогнутые – спириллы. Существуют различные комбинации сцепленных кокков – диплококки, стрептококки, стафилококки.
Цианобактерии представляют собой древнейшую, уникальную в морфологическом и физиологическом отношении группу организмов. Их чрезвычайная роль в биосфере определяется следующими свойствами: фиксация азота, прижизненные выделения органических веществ, особый тип фотосинтеза).
Бактериальная клетка покрыта оболочкой, которая состоит из плазматической мембраны, клеточной стенки и слизистой капсулы. Полупроницаемая цитоплазматическая мембрана обеспечивает избирательное поступление веществ в клетку и выделение в окружающую среду продуктов обмена веществ. Она образует впячивания внутрь цитоплазмы – мезосомы. Мезосомы способны выполнять функции митохондрий, хлоропластов (у фотосинтезирующих бактерий) или аппарата Гольджи. Некоторые бактерии имеют органы движения – жгутики.
В центральной части клетки находится нуклеотид, содержащий одну замкнутую в виде кольца цепочку ДНК, которая контролирует нормальный ход всех внутриклеточных процессов и является носителем генетической информации. В клетках бактерий отсутствуют ядрышки, митохондрии, хлоропласты, комплекс Гольджи. Однако в цитоплазме имеется огромное количество рибосом. Некоторые бактериальные клетки имеют газовые вакуоли, с помощью которых они могут передвигаться в воде или почве. Запасные вещества клеток – полисахариды (крахмал, гликоген), жиры, полифосфаты, сера. Большинство бактерий бесцветны, но некоторые содержат пигменты.
Размножение бактерий происходит путем простого бинарного деления клетки надвое, редко встречается почкование. У некоторых бактерий обнаружены упрощенные формы полового процесса (новые особи не появляются, но происходит рекомбинация генов). Бациллам и некоторым другим видам бактерий свойственно спорообразование. В отличие от самих видов бактерий, споры способны переносить различные неблагоприятные условия. Устойчивость спор и быстрое размножение способствовали сохранению бактерий с древнейших времен до наших дней, несмотря на то, что большая их часть расходуется на питание гетеротрофных протистов и др.
По типу питания бактерии делятся на две группы – автотрофные и гетеротрофные. Автотрофные синтезируют органические вещества из неорганических. В зависимости от того, какую энергию используют автотрофы для синтеза органических веществ различают фото - и хемосинтезирующие бактерии. Бактериальный фотосинтез происходит без выделения кислорода. Гетеротрофные бактерии питаются готовыми органическими веществами остатков (сапротрофы) или живых растений. К сапротрофам относятся бактерии гниения (расщепляют азотосодержащие вещества) и брожения (расщепляют углесодержащие вещества).
Роль бактерий в биосфере достаточно велика. Благодаря жизнедеятельности бактерий происходит разложение и минерализация органических веществ отмерших растений и животных. Образовавшиеся при этом неорганические вещества вовлекаются в общий круговорот веществ, без которого была бы невозможна жизнь на Земле. Бактерии активно участвуют в почвообразовательных процессах, разрушая вместе с протистами, грибами, водорослями и лишайниками горные породы. Бактерии обогащают почву азотом, необходимым для их собственной жизнедеятельности и для жизнедеятельности растений. Бактерии используются для приготовления некоторых пищевых продуктов, консервирования, химической промышленности. В процессе жизнедеятельности бактерий образуются биологически активные вещества – антибиотики, витамины, аминокислоты.
Отрицательная роль принадлежит болезнетворным бактериям. Они способы проникать в ткани растений, животных и человек и выделять при этом вещества, угнетающие защитные силы организма и усиливающее действие возбудителей болезни. Многие микробы (дифтерийная и столбнячная палочки, стафилококки, холерный вибрион) выделяют токсины – ядовитые продукты жизнедеятельности.
Такие болезнетворные бактерии, как возбудители чумы, сибирской язвы, пневмокки, способны образовывать в организме животных и человека капсулу, которая обеспечивает им устойчивость против фагоцитоза и антител (виды защитной реакции организма). Ряд болезней человека бактериального происхождения передается воздушно-капиллярным путем (бактериальная пневмония, коклюш), некоторые болезни - через пищу и воду (брюшной тиф, паратиф, дизентерия, холера) либо при половом сношении (гонорея, сифилис). Бактерии поражают и растения, вызывая у них так называемые бактериозы.
Для уничтожения вегетативных форм бактерий, наносящих ущерб культурным растениям и продуктам питания, используют методы пастеризации и стерилизации.
Вирусы – неклеточные формы жизни. Они представляют собой переходную форму между живой и неживой материей. Каждая вирусная частица состоит из РНК или ДНК, заключенной в белковую оболочку, называемую капсидом. Полностью сформированная инфекционная частица называется вирион. У некоторых вирусов (например, гриппа) есть еще и дополнительная оболочка, которая возникает из плазматической мембраны клетки-хозяина. Вирусы способны жить и размножаться только в клетках других организмов.
Молекулы вирусной РНК могут самовоспроизводится, хотя это характерно только для ДНК. Это означает, что вирусная РНК является источником генетической информации и одновременно иРНК. Поэтому в пораженной клетке по программе нуклеиновой кислоты вируса рибосомами хозяина синтезируются специфические вирусные белки и осуществляется процесс самосборки этих белков с нуклеиновой кислотой в новые вирусные частицы. Клетка при этом истощается и погибает.
Особую группу представляют собой вирусы бактерий – бактериофаги, или фаги, которые способны проникать в бактериальную клетку и разрушать ее. ДНК фага перестраивает весь метаболизм (обмен веществ) бактериальной клетки и она начинает синтезировать ДНК вируса. При этом синтезируется и фаговый белок. Этот процесс завершается появлением 200-1000 новых фаговых частиц, в результате чего клетка бактерии погибает. ДНК так называемых умеренных фагов включается в ДНК хозяина, образуя с ней единую молекулу.
Поселяясь в клетках живых организмов, вирусы вызывают многие опасные заболевания сельскохозяйственных растений и домашних животных (ящур, чума свиней и птиц, инфекционная анемия лошадей и др.). Вирусы вызывают также многие опасные заболевания человека – грипп, корь, оспу, полиомелит, свинку, бешенство, СПИД и др.
45. Царство Животных. Общая характеристика, особенности, разнообразие. Принципы зоологической систематики.
Животные – одно из царств органического мира. Царство выделяется в соответствии со следующими особенностями его представителей:
гетеротрофное питание – животные питаются только готовыми органическими соединениями, т.к. не способны синтезировать питательные вещества из органических веществ
животные, как правило, активно подвижны
в качестве запасательного вещества используется гликоген
обладают чувствительностью – нервной системой
клетки не имеют плотной оболочки из клетчатки
По различным оценкам в настоящее время на земле существует от 1,5 до 2 млн. видов животных, большинство из которых относится к типу членистоногие. Животные опыляют растения и играют большую роль в распространении семян некотрых из них; наряду с бактериями участвуют в образовании почвы; способствуют созданию перегноя; велико санитарное значение животных. Животные играют очень важную роль в обеспечении населения Земли продуктами питания.
Царство животных включает два подцарства – одноклеточные и многоклеточные. К подцарству одноклеточные относится один тип Простейшие. У многоклеточных животных различные функции распределены между клетками, тканями, органами и системами органов.
46. Простейшие животные, особенности их строения и характеристики.
К одноклеточным относятся животные, тело которых морфологически соответствует одной клетке,
будучи вместе с тем самостоятельным организмом со всеми присущими организму функциями.
Простейшие - это организмы на клеточном уровне организации. В морфологическом отношении тело их равноценно клетке, но в физиологическом представляет целый самостоятельный организм. Подавляющее большинство их микроскопически малых размеров. Общее число известных видов превышает 30 000.
Строение простейших в общих чертах соответствует организации ядерной клетки с ограниченным оболочкой ядром. Основные компоненты клетки – ядро и цитоплазма.
Цитоплазма простейших обычно распадается на два слоя - наружный, более светлый и плотный, - эктоплазму и внутренний, снабженный многочисленными включениями, - эндоплазму. В цитоплазме локализуются общеклеточные органоиды: митохондрии, эндоплазматическая сеть, рибосомы, элементы аппарата Гольджи. Кроме того, в цитоплазме многих простейших могут присутствовать разнообразные специальные органеллы. Особенно широко распространены различные фибриллярные образования - опорные и сократимые волоконца, сократительные вакуоли, пищеварительные вакуоли и др. Простейшие обладают типичным клеточным ядром, одним или несколькими. Ядро простейших обладает типичный двухслойной ядерной оболочкой, пронизанной многочисленными порами. Содержимое ядра состоит из ядерного сока (кариоплазмы), в котором распределен хроматиновый материал и ядрышки.
Простейшие животные способны передвигаться. Органами передвижения могут быть ложноножки (псевдоподии), жгутики и реснички.
Простейшие гетеротрофы. Только в классе жгутиковых, кроме многочисленных гетеротрофных видов, имеется значительное количество автотрофов. Они всасывают из окружающей их воды простые неорганические соединения (углекислый газ и соли, растворенные в воде), которые в пластидах, содержащих хлорофилл, превращаются в сложные органические вещество.
Во всех классах простейших наблюдается половое размножение. В большинстве случаев оно осуществляется путем слияния (копуляции) микрогаметы с макрогаметой. У инфузорий половой процесс осуществляется в виде конъюгации.
У простейших, возникших в результате разных способов размножения, строение в какой-то степени отличается от родительских форм и не все органоиды имеются в должном количестве (например, из двух сократительных вакуолей может остаться одна). Восстановление обычного строения и недостающих органоидов совершается в процессе быстрого онтогенетического развития.
Для удаления излишков воды и продуктов обмена у них имеются сократительные вакуоли.
Важная биологическая особенность многих простейших - способность к инцистированию. При этом животные округляются, сбрасывают или втягивают органеллы движения, выделяют на своей поверхности плотную оболочку и переходят от активной жизни в состояние покоя (циста). В инцистированном состоянии простейшие могут переносить резкие изменения окружающей среды (подсушивание, охлаждение и т.п.), сохраняя жизнеспособность. При возвращении благоприятных для жизни условий цисты раскрываются, и простейшие выходят из них в виде активных, подвижных особей.
Простейшие воспринимают разнообразные изменения внешней среды: температурные, химические, световые, механические и др. Одни внешние воздействия вызывают у них положительную реакцию, т.е. движение к источнику раздражения, другие - отрицательную, т.е. движение от источника раздражения. Эти направленные движения свободноживущих организмов, не имеющих нервных аппаратов, называются таксисами.
47. Основные органы и системы органов многоклеточных животных, их функции.
Разные ткани, слагаясь в определенных взаимоотношениях, образуют органы многоклеточных животных. Органами называются отдельные части тела животных, выполняющие одну или несколько определенных функций (например, сердце, печень и т. п.). Взаимосвязанные в своей деятельности органы объединяются в системы. В теле большинства животных можно выделить следующие системы органов: покровы, органы движения, нервная система, органы чувств, органы пищеварения, выделения, дыхания, кроветворения и кровообращения, органы размножения, органы внутренней секреции.
Покровы животных защищают организм от неблагоприятных воздействий окружающей среды и воспринимают различные внешние раздражения. Обычно они участвуют в дыхании животного и в выделении продуктов жизнедеятельности организма, препятствуют испарению влаги тела наземных животных и проникновению излишнего количества воды в водные организмы.
У большинства животных покровы образованы однослойным или многослойным эпителием, но у некоторых (например, позвоночных) в покровах под эпителием лежит слой волокнистой соединительной ткани. У многих животных эпителий покрова выделяет поверхностную пленку - кутикулу. В покровах находятся некоторые органы чувств и нервные окончания, воспринимающие различные раздражения, поступающие из внешней среды.
Органы движения. У многоклеточных животных передвижение в пространстве и движение отдельных частей тела осуществляются вследствие сокращения мышц, образованных волокнами мышечной ткани. У червей под покровами расположены слои мышечных волокон, а у более высокоорганизованных животных мышцы имеют вид отдельных пучков мышечных волокон, прикрепляющихся к твердым частям наружного или внутреннего скелета. Наружный хитиновый скелет хорошо развит у насекомых и других членистоногих. Внутренний скелет особенно характерен для позвоночных животных, у которых он состоит из костей и хрящей, образующих прочный остов тела.
Нервная система воспринимает различные раздражения от органов чувств и обеспечивает реакцию организма на эти воздействия внешней среды. Она обусловливает целостность многоклеточного организма, согласованную работу всех его органов. Органы нервной системы образованы в основном нервной тканью. У большинства животных различают центральную и периферическую нервную систему.
Органы чувств воспринимают различные раздражения внешней среды. К ним относятся органы зрения, слуха, обоняния, вкуса и др.
Органы пищеварения осуществляют захват пищи, ее переваривание (т. е. химическое превращение до усвояемого состояния), всасывание продуктов пищеварения и выведение наружу непереваренных остатков пиши. Переваривание пищи осуществляется путем воздействия на нее секретов пищеварительных желез, залегающих в стенках пищеварительного тракта или образующих отдельные органы. Эти секреты содержат различные ферменты, кислоты и другие вещества, вызывающие превращение питательных веществ в усвояемую форму.
Органы дыхания - жабры, легкие или трахеи - поглощают из окружающей среды свободный кислород и выделяют в нее углекислоту и другие газообразные продукты диссимиляции. У некоторых животных наблюдается анаэробное дыхание, при котором ткани тела получают кислород, образующийся путем расщепления органических веществ. У многих низших животных специальных органов дыхания нет - они дышат всей поверхностью тела через его покровы.
Органы кровообращения обычно представляют собой сеть сосудов, по которым движется кровь. Основная функция крови - разносить по телу усвоенные кишечником питательные вещества, и поступивший в организм в процессе дыхания кислород, а также способствовать выделению из тела продуктов диссимиляции. Движение крови по сосудам обусловливается их пульсацией или сокращениями особого органа - сердца.
Органы внутренней секреции - железы без выводных протоков. Их секрет, поступающий в кровь, содержит своеобразные вещества - гормоны, обладающие способностью возбуждать или, напротив, угнетать определенные функции организма. Железы внутренней секреции играют большую роль в регулировании обмена веществ, росте и развитии животных.
Органы выделения служат для удаления из организма различных конечных продуктов распада веществ и излишков воды.
Органы размножения раздельнополых животных у самцов и самок различаются. Основные половые органы самца - семенники, в которых образуются мужские половые клетки - сперматозоиды. Они выводятся наружу по семяпроводам. Основные половые органы самки - яичники (или яичник), продуцирующие женские половые клетки - яйца. По яйцеводам они выводятся наружу. У гермафродитных животных яичники и семенники находятся в одном организме.
48. Многоклеточные животные. Губки, кишечнополостные и их краткая характеристика.
Многоклеточные животные образуют самую многочисленную группу живых организмов планеты, насчитывающую более 1,5 млн. ныне живущих видов. Многоклеточные животные произошли от одноклеточных организмов – протист, однако претерпели существенные преобразования, связанные с усложнением организации.
Одной из важнейших характерных черт многоклеточных животных является морфологическое и функциональное различие клеток тела. Клетки специализируются на выполнении определенных функций, образовывая ткани. Разные ткани объединяются в органы, органы – в системы органов. Для осуществления взаимосвязи между ними и координации их работы служат регуляторные системы – нервная, эндокринная и иммунная. В организмах многоклеточных животных существует внутритранспортная циркуляторная система, доставляющая отдаленным от поверхности тела тканям и органам необходимые вещества – жидкая ткань кровь. Многоклеточные животные получают информацию об изменениях в окружающей среде и реагируют на них посредством нервной системы и органов чувств. Многоклеточные животные размножаются половым размножением. Развитие организма многоклеточного животного из одной клетки – зиготы – привело к возникновению в ходе эволюции сложного процесса индивидуального развития – онтогенеза. Сходство начальных стадий онтогенеза у всех типов животных свидетельствует об общности их происхождения из протист.
По признаку отсутствия или наличия внутреннего скелета животные подразделяются на две группы – беспозвоночные и позвоночные. Выделяют также первичноротые (первичный рот организма на стадии гаструлы – бластопор – остается ртом у взрослого организма) и вторичноротые (первичный род зародыша превращается в анальное отверстие, а истинный рот закладывается вторично в виде эктодермального кармана). К вторичноротым относятся типы Иглокожие и Хордовые. Выделяют также две группы животных по симметрии тела: лучистые, или радиальносимметричные (Губки и Кишечнополостные) и двусторонне-симметричные.
Все многоклеточные животные также подразделяются на двухслойные и трехслойные. Двухслойные не имеют мезодермы, а только эндо- и эктодерму. К ним относятся два типа – Губки и Кишечнополостные.
Губки – наиболее примитивные многоклеточные животные. У губок имеется дифференциация клеток, но нет или почти нет координации между клетками, необходимой для организации их в ткани. Губки не обладают нервной системой. Ток воды, необходимый для снабжения организма питательными веществами и кислородом, осуществляется с помощью хоаноцитов, или воротничковых клеток.
Кишечнополостные – преимущественно морские, радиально-симметричные, свободноплавающие, сидячие или прикрепленные животные, насчитывающие около 10 тыс. видов. Кишечнополостые имеют очень примитивные черты строения:
двухслойный тип строения: наиболее примитивно устроенные гидроидные полипы по своей организации сходны с гаструлой – зародышевой стадией многоклеточных животных
радиальная симметрия тела: сформирована в связи с прикрепленным или малоподвижным образом жизни в водной среде
отсутствие настоящих тканей (у всех кишечнополостных, кроме коралловых полипов), многие процессы протекают еще на клеточном уровне
диффузный (рассеянный) тип строения нервной системы, обеспечивающий относительно медленное осуществление только простых рефлексов
диффузный тип дыхания и выделения
смешанный тип пищеварения: оно начинается в кишечной полости (как у большинства многоклеточных животных), а заканчивается внутриклеточно (как у протист)
наличие (наряду с половым) бесполого размножения (почкования), не свойственного подавляющему большинству многоклеточных животных.
Некоторые кишечнополостные существуют в двух жизненных формах: прикрепленного к субстрату полипа и свободно плавающей планктонной медузы. Эти формы чередуются друг с другом. Чередование форм сопровождается сменой способов размножения (медузы – половое, полипы – бесполое). Благодаря наличию медузоидного поколения и их личинок происходит расселение. Обитание полипов у дна, а медуз в толще воды снижает внутриводную конкуренцию за пищу, место обитания.
49. Первичноротые животные, их характеристика, положение в системе. Плоские, круглые и кольчатые черви. Моллюски.
Первичноротые – группа беспозвоночных животных, у которых ротовое отверстие образуется на месте первичного рта зародыша (бластопора), а мезодерма развивается из 2-х клеток – первичных мезобластов. К первичноротым относятся большинство червей, моллюски и членистоногие.
развитие специализированных покровных образований (кутикула и др.)
способность к анаэробному дыханию, обеспеченному ферментативным расщеплением питательных веществ в отсутствии кислорода
регрессивное развитие
интенсивное развитие половой системы (способность размножаться уже на стадии личинки), приводит к очень высокой половой продуктивности
возникновение гермафродитизма (плоские черви)
эффективная защита оплодотворенных яиц многослойными оболочками и обеспечение питанием развивающегося в яйце зародыша
развитие приспособлений для выхода личинок из яйца
Кольчатые черви – крупный тип (около 9 тыс. видов) высших свободноживущих водных и почвенных животных, обладающих более сложной организацией, чем плоские и круглые черви. Главнейшие прогрессивные черты организации кольчатых червей: наличие сегментации тела, наличие вторичной сегментации тела, или целома, наличие органов передвижения, замкнутая кровеносная система, наличие специализированных органов дыхания, наличие органов выделения, развитая нервная система.
Членистоногие – самый многочисленный и разнообразный тип царства Животные, объединяющий более 1 млн. видов. Членистоногие произошли от организмов, которые вели только водный образ жизни, но сами заселили не только пресные и морские водоемы, но и наземную поверхность, почву и воздушную среду. Тип членистоногие делится на четыре подтипа: трилобиты (вымерли в перми), хелицеровые (классы паукообразные, мечехвосты), ракообразные и многоножки (классы насекомые, губоногие, двупарноногие). Тело членистоногих покрыто наружным скелетом кутиколой (белки, хитин и др.). Ограничение количества испаряемой воды осуществляется с помощью дыхалец, которые приоткрываются только во время дыхательных движений. Органы дыхания приспособлены к извлечению кислорода из атмосферного воздуха и представлены легочными мешками и трахеями. Конечности подвижно соединяются с телом и состоят из нескольких члеников. Для всех наземных членистоногих характерно внутреннее оплодотворение, благодаря которому они получили независимость от водной среды. Большинство видов откладывают оплодотворенные яйца в наземной среде. Для некоторых вторичноводных членистоногих характерно существование в двух средах: водной и наземной.
Моллюски – второй по числу видов тип царства Животные (140 тыс. видов). К ним относятся устрицы, мидии, осьминоги, улитки, слизни и самое крупное беспозвоночное животное – гигантский кальмар. План строения тела моллюсков резко отличается от строения других первичноротых, но личинка более примитивных моллюсков, называемая трохофорой, сходна с личинками некоторых кольчатых червей (спиральный тип дробления яйца и др.). Моллюски обладают особой кожной складкой – мантией и мантийной полостью. Ноги у них представлены выростами брюшной стенки тела. Часто имеются раковина и терка. Кровеносная система незамкнутая, есть сердце.
50. Членистоногие. Насекомые. Общая характеристика, разнообразие. Общественнве насекомые.
ракообразные
паукообразные
насекомые
Членистоногие – самый многочисленный тип животных (1,5 млн. видов). Обладают парными конечностями (от 3 до 5 пар), состоящими из нескольких члеников, тело покрыто твердым хитиновым покровом. Выражены 3 (голова, грудь, брюшко) или 2 (головогрудь, брюшко) отдела тела. Освоили все жизненные среды Земли. Характерно сложное внутренне строение, хорошо развито зрение и другие органы чувств. Личинки часто существенно отличаются от взрослых особей (развитие с превращением).
Класс ракообразные:
креветка
Класс паукообразные:
паук – птицеед
тарантул
скорпион
Насекомые 6 конечностей, паук – 8, рак – 10.
51. Вторичноротые животные, их положение в системе, характеристика. Иглокожие.
Вторичноротые – группа животных (подраздел царства Животных), у которых ротовое отверстие у взрослого животного образуется не изо рта зародыша, а возникает заново. К вторичноротым животным относятся типы иглокожих, полухордовых и хордовых.
Иглокожие – тип беспозвоночных животных, имеющих много сходств с позвоночными. У личинок иглокожих и некоторых примитивных хордовых много общего. Иглокожие возникли в докембрии, ископаемые представители этого типа достигали длины 20 м). К иглокожим относится 6 тыс. видов (морские звезды, морские ежи, голотурии и др.), все это морские животные, имеющие радиальную симметрию.
Иглокожие обладают отсутствующей у всех других животных амбулакральной (водно-сосудистой) системой, служащей для движения, выделения и осязания. Известны свободноподвижные и прикрепленные формы иглокожих. Преобладает половое размножение со свободноплавающей личинкой и метаморфозом. Некоторые иглокожие (морские ежи, голотурии) являются объектами промысла.
52. Земноводные. Общая характеристика, разнообразие, значение амфибий в природе.
Амфибии (земноводные) – самый малочисленный класс современных позвоночных, насчитывает 3 отряда и 2500 видов. Они распространены преимущественно во влажных теплых регионах всех континентов. Земноводные – первая группа позвоночных животных, вышедшая в наземную среду, но сохранившая тесную связь с водной.
Преодоление силы тяжести (гравитации) в воздушной среде достигнуто морфологическими преобразованиями опорно-двигательной системы. Мышечная система, в отличие от таковой рыб, в большей своей части утратила метамерное (сегментированное) строение. Появились мышцы-антагонисты, сгибающие и разгибающие суставы, усложнилась мускулатура ротовой полости. Таким образом, развившиеся в опорно-двигательном аппарате преобразования позволили земноводным перемещаться в наземной среде.
В связи с выходом на сушу развились органы воздушного дыхания – легкие (весьма примитивного строения). Другим важным органом дыхания является влажная кожа. Земноводные имеют трехкамерное сердце. Полного перемешивания крови не происходит. Кровь из желудочка выходит через три самостоятельные артерии: кожно-легочная (венозная кровь), аорта (смешанная кровь) и сонные артерии (артериальная кровь). У земноводных появляется новый орган кровотворения – красный костный мозг трубчатых костей. Органы чувств обеспечивают ориентировку в воде и на суше. Особенно развилось дальностное зрение, необходимое для ориентирования в прозрачной атмосфере. В сетчатке есть палочки и колбочки. Орган слуха существенно усложнен – имеется среднее ухо, усиляющее звуковые колебания и передающее их перепончатому лабиринту внутреннего уха. Органы обоняния хорошо развиты, но действуют только в наземной среде.
Таким образом, ряд перечисленных выше приспособлений позволил амфибиям освоить наземные местообитания, однако ценой значительного снижения активности. Они не преодолели большой зависимости от температуры и влажности наземной среды, что послужило ограничивающим фактором при их расселении.
53. Пресмыкающиеся. Общая характеристика, разнообразие рептилий.
К классу рептилий относится гораздо больше вымерших видов, чем ныне живущих. Рептилии – настоящие наземные животные, которым не нужно возвращаться для размножения в воду. Для пресмыкающихся характерно внутренне оплодотворение. Зародыш развивается в водной среде, заключенной в яйце, защищенном скорлупой.
Тело рептилий покрыто сухой роговой чешуей, защищающей от потери воды и от хищников. Рептилии дышат только воздухом, так как сухая чешуйчатая кожа не может служить органом дыхания. Подобно рыбам и земноводным, рептилии не обладают механизмом регулирования температуры тела и поэтому имеют такую же температуру тела, как и окружающая среда. К современным рептилиям относятся черепахи, крокодилы, змеи,
Грибы - гетеротрофные организмы, имеющие сходство как с растениями, так и с животными, а также особенности, отличающие их и от тех и от других. В настоящее время грибы рассматриваются как самостоятельное царство эукариотических организмов, при традиционном делении всех живых организмов на царства животных и растений грибы относили к растениям, находя сходство с ними в таких признаках, как хорошо выраженная клеточная стенка, поглощение питательных веществ из растворов, отсутствие подвижности в вегетативном состоянии, неограниченный рост. При этом грибы оказывались низшими растениями как не имеющие настоящих тканей и вегетативных органов. Однако гетеротрофный способ питания определяет характер обмена веществ у грибов. По таким признакам, как образование в ходе обмена веществ мочевины, накопление гликогена, а не крахмала в качестве запасного углевода, а также присутствие хитина в клеточной стенке, грибы сходны с животными (хитин входит в состав наружного скелета членистоногих). В настоящее время к группе организмов, называемых грибами, относят до 100 000 видов.
Грибы (в разных состояниях и фазах своего развития) присутствуют повсеместно: в почве, воздухе, воде, внутри других живых организмов и на их поверхности. Как гетеротрофные организмы грибы для своего существования нуждаются в готовых органических веществах. Ферменты, выделяемые грибами, воздействуют на субстрат и способствуют его частичному перевариванию вне грибной клетки. Такой полупереваренный материал легко абсорбируется всей поверхностью клетки. Грибы - необходимые участники круговорота веществ в природе: в качестве редуцентов, т. е. разрушителей органики, они минерализуют органическое вещество, возвращая в круговорот и делая вновь доступными для использования другими организмами двуокись углерода, соединения азота, фосфора, калия и другие минеральные вещества.
Вегетативное тело большинства грибов представляет собой мицелий (грибницу), состоящий из тонких, в несколько микрон толщиной, ветвящихся нитей - гиф, с верхушечным ростом и боковым ветвлением.
Мицелий пронизывает субстрат и всей поверхностью поглощает из него питательные вещества (субстратный мицелий), а также располагается на его поверхности и может подниматься над субстратом (поверхностный и воздушный мицелий); тогда его можно видеть невооруженным глазом или при помощи лупы как белую или окрашенную рыхлую сеточку, пушистый налет или пленочку. На воздушном мицелии обычно образуются органы размножения. Различают несептированный («неклеточный») мицелий, лишенный перегородок и представляющий собой как бы одну гигантскую клетку с большим количеством ядер, и клеточный мицелий, разделенный перегородками на отдельные клетки, содержащие одно, два или много ядер.
У некоторых грибов, например дрожжей, вегетативное тело представлено одиночными почкующимися клетками. Если клетки при этом не расходятся, образуются их цепочки - псевдомицелий . Некоторые примитивные грибы имеют одноклеточный таллом, иногда лишенный клеточной стенки. У многих грибов гифы соединяются параллельно в хорошо развитые и дифференцированные мицелиальные тяжи - ризоморфы, выполняющие проводящие функции. Они известны, например, у опенка осеннего, у домового гриба. Ризоморфы нередко достигают нескольких метров длины. Другой тип видоизменений мицелия представляют склероции - плотные переплетения гиф, служащие для перенесения неблагоприятных условий. Грибы размножаются вегетативным, бесполым и половым путем.
При вегетативном размножении от мицелия отделяются неспециализированные его части, давая начало новому мицелию. Формой вегетативного размножения считают также и образование хламидоспор - толстостенных клеток, предназначенных для перенесения неблагоприятных условий. У дрожжей вегетативное размножение происходит путем почкования клеток.
Бесполое размножение осуществляется спорами. Споры могут развиваться внутри специальных вместилищ - спорангиев или на концах особых выростов мицелия - конидиеносцах. У некоторых грибов бесполое размножение происходит при помощи подвижных зооспор, снабженных жгутиками и способных к самостоятельному движению в воде.
Формы полового размножения у грибов разнообразны; их можно разделить на три большие группы: гаметогамия, гаметангиогамия и соматогамия
.
Гаметогамия - слияние гамет, образующихся в гаметангиях. Она может встречаться в форме изогамии - слияния морфологически не различающихся гамет; гетерогамии - слияния гамет, различающихся по размерам и подвижности, и оогамии, когда крупные неподвижные яйцеклетки, формирующиеся в оогониях, оплодотворяются мелкими подвижными сперматозоидами, развивающимися в антеридиях. У некоторых грибов с оогамным половым процессом сперматозоиды не образуются и яйцеклетки оплодотворяются выростами антеридиев.
Гаметангиогамия состоит в слиянии содержимого органов полового размножения; гаметы не образуются. При этом мужской гаметангий - антеридий - отдает свое содержимое в женский гаметангий - архикарп. Разновидность этого процесса, при которой гаметангии внешне не различаются между собой, получила название зигогамия.
При соматогамии не образуются ни гаметы, ни органы полового размножения как таковые: объединяется содержимое обычных соматических клеток мицелия. Хологамию - слияние одноклеточных талломов у грибов, не имеющих развитого мицелия, - относят к тому же типу полового процесса.
Царство «Грибы» подразделяют на шесть классов.
Классы Хитридиомицеты, Оомицеты и Зигомицеты
относят к низшим грибам. Представители этих классов имеют неклеточный мицелий, в их жизненном цикле доминирует гаплоидная ядерная фаза (n), диплоидна лишь зигота (2n). Зигота всегда имеет период покоя, прорастание начинается с мейоза, при этом образуются зооспоры или короткая гифа с зооспорангием или спорангием.
Классы Аскомицеты, Базидиомицеты и Дейтеромицеты
относят к высшим грибам. Представители этих классов имеют клеточный мицелий.
Бесполое размножение происходит конидиями.
Половой процесс у аскомицетов - гаметангиогамия, большая часть жизни проходит в гаплоидной ядерной фазе (n); дикарионная фаза кратковременна, диплоидна лишь зигота (2n), она не имеет периода покоя, при ее делении происходит мейоз; у базидиомицетов - соматогамия, большая часть жизни проходит в дикарионной ядерной фазе, гаплоидная фаза (n) кратковременна, диплоидна лишь зигота (2n), она не имеет периода покоя, при ее делении происходит мейоз.
Представители: мукор («головчатая плесень», развивающаяся, например, на хлебе - относится к классу зигомицетов); пеницилл (зеленая плесень, развивающаяся на цитрусовых и других продуктах); дрожжи; сморчок конический, строчок обыкновенный, спорынья - относятся к классу аскомицетов; подосиновик красный; белый гриб, шампиньон, сыроежка и другие шляпочные грибы, а также трутовики - относятся к классу базидиомицетов.
ГРИБЫ
группа выделяемых в особое царство живого споровых организмов, иногда внешне напоминающих растения, но лишенных зеленого пигмента хлорофилла, настоящих корней, стеблей и листьев. Споры, как и семена, рассеиваются и прорастают в новые организмы, но не содержат зародыша и обычно состоят из единственной клетки. В настоящее время считается, что на земном шаре обитает как минимум 1,5 млн. видов грибов, но описано из них всего 70 000, т.е. менее 5%. К этой группе обычно относят т.н. слизевиков, плесени, обычно наблюдаемые на разлагающихся растениях и почве, дрожжи, хорошо известные по их роли в производстве алкогольных напитков и других пищевых продуктов, шляпочные грибы, а также возбудителей многих болезней сельскохозяйственных культур, например головни, ржавчины и мильдью. Значение грибов в природе и в жизни человека трудно переоценить. Прежде всего это т.н. редуценты, необходимые для разложения органических веществ, включая целлюлозу и лигнин, т.е. для глобального круговорота элементов. Грибы, в первую очередь многие шляпочные их виды, употребляются в пищу, причем некоторые из них относятся к самым дорогим деликатесам (трюфели). Они также дают "еду будущего" - съедобный белок (микопротеин). Грибы все шире применяются для биологической борьбы с вредными насекомыми и нематодами, заменяя ядохимикаты. Они образуют симбиотическую ассоциацию - микоризу - с корнями растений, которая улучшает рост последних и позволяет деревьям селиться на почти бесплодном грунте. Успехи генной инженерии сделали дрожжи настоящими живыми фабриками по широкомасштабному производству сложных соединений, в частности необходимых медицине антибиотиков и гормонов и применяемых в промышленности ферментов. С другой стороны, грибы, поселяясь в тканях растений и животных, бывают причиной опасных болезней (фитомикозов, микозов); кроме того, они образуют ядовитые микотоксины, вызывающие пищевые отравления, и часто приводят к порче самых разных полезных материалов.
ГРИБНЫЕ БОЛЕЗНИ РАСТЕНИЙ опасны для многих продовольственных культур, часто приводят к значительным потерям урожая и огромным убыткам для сельского хозяйства. Ржавчинный гриб образует плотные наросты на нижней стороне листьев ежевики, проникает в листья растений через устьица в эпидермисе и растет внутри листа, выпуская наружу ветвящиеся спорангиеносцы. На их концах развиваются спорангии, которые затем опадают и переносятся ветром или дождевыми каплями на другие растения. Там они прорастают или образуют жгутиковые споры, которые дают начало новым грибам.
ШЛЯПОЧНЫЙ ГРИБ - представляет собой т.н. плодовое тело, вырастающее из грибницы (мицелия) - разветвленных нитевидных структур беловатого цвета (гиф), растущих в верхнем слое почвы или в толще подстилки. В плодовом теле образуются споры. Рост его начинается с формирования на мицелии компактной массы гиф, внешне напоминающей почку. У некоторых видов (например, у ядовитых мухоморов) в этой "почке" дифференцируется наружное пленчатое покрывало. Со временем оно разрывается, выпуская наружу вертикальную ножку со шляпкой, а само остается у основания ножки в виде т.н. влагалища. Нижняя сторона шляпки бывает на первых порах затянута покрывалом, которое в конечном итоге тоже рвется, образуя на ножке кольцо, и открывает несущие споры пластинки или трубки. Первыми созревают споры по периферии шляпки. По мере их осыпания ее край размягчается и сгнивает. Процесс идет центробежно, и, когда все споры рассеяны, от шляпки вскоре тоже ничего не остается.
Среди белоспоровых грибов легко узнаются вешенка обыкновенная (Pleurotus ostreatus) и близкий вид P. sapidus: ножка у них сдвинута к краю шляпки, а плодовые тела растут плотными, как бы ступенчатыми скоплениями на мертвых древесных пнях. Вполне съедобна также белоспоровая лисичка настоящая (Cantharellus cibarius) со светло-желтой шляпкой, но ее можно спутать с близким видом C. aurantiacus, который бывает слегка ядовитым.
К трубчатым базидиальным грибам относятся представители семейств полипоровых (Polyporaceae) и болетовых (Boletaceae). У них нижняя сторона шляпки покрыта как бы слоем пористой губки из плотно упакованных узких вертикальных трубочек, на внутренних стенках которых образуются споры. Однако у первых, т.н. трутовиков, ножка часто отсутствует или незаметна, а плодовые тела вторых - "обычные", как у шампиньона. Некоторые болетовые относятся к деликатесам, другие более или менее ядовиты, так что любителю следует быть осторожным. Трутовики растут на стволах и пнях. Обычно они слишком жесткие и деревянистые для готовки, однако и тут известны исключения. Например, съедобную печеночницу обыкновенную (Fistulina hepatica), называемую так из-за внешнего сходства с куском печенки, легко определить. Растет она почти всегда на старых пнях каштана, реже - дуба, часто достигая в диаметре 15-20 см. Трутовик серно-желтый (Polyporus sulphureus) - также крупный гриб, который нетрудно опознать по цвету. У представителей другого семейства базидиальных грибов - дождевиковых (Lycoperdaceae) - плодовые тела шаровидные, самых разных размеров: иногда крошечные, с горошину, а иногда огромные - диаметром до 45 см. Ядовитых среди них нет, а вкусными считаются многие. Дождевик бокальчатый (Lycoperdon cyathiforme) часто в изобилии растет на газонах, головач гигантский (Calvatia gigantea) встречается гораздо реже. Эти грибы следует собирать, пока их плодовые тела молодые, белые, на срезе напоминающие сыр. Созревая, они превращаются в сухой мешок, набитый желтыми, пурпурными или оливковыми спорами. Представителей базидиальных грибов из семейства рогатиковых (Clavariaceae) нетрудно узнать, потому что их плодовые тела внешне похожи на кораллы. Ядовитых среди них нет, но некоторые виды для еды слишком жесткие.
Сморчки (род Morchella) появляются обычно в мае, и с виду так своеобразны, что ни с какими ядовитыми грибами их не спутаешь. Эти представители сумчатых грибов напоминают своими плодовыми телами маленькую губку на белой ножке. К сумчатым грибам относятся и высоко ценимые гурманами трюфели (род Tuber). Они черные, клубневидные, растут под землей, и их приходится выкапывать. Трюфели отличаются характерным запахом, поэтому для их поисков специально дрессируют собак и свиней. Эти грибы встречаются по всей Северной Америке, но завозят их в США на продажу из Европы, главным образом из Франции, где их сбор и консервирование поставлены на промышленную основу.
Обычные ядовитые грибы. Самые опасные грибы относятся к роду Amanita, для которого характерны белые споры и вздутое или чашевидное основание ножки. Наиболее известен среди них мухомор красный (A. muscaria) с желтой или оранжевой шляпкой, покрытой сверху белыми пятнами. Бледная поганка (A. phalloides) отличается зеленовато-белым цветом и обычно встречается в редколесьях. Молодое плодовое тело представителей этого рода почти шаровидное, а позднее развивает практически плоскую пластинчатую шляпку диаметром до 13 см на ножке высотой до 15 см, погруженной снизу в пленчатое влагалище. Некоторые виды Amanita съедобны, но рисковать не стоит, потому что ошибка в определении может привести к трагическим последствиям. Как это ни странно, чаще всего отравляются не мухоморами и бледными поганками, а слабоядовитыми грибами. Особого внимания заслуживает говорушка светящаяся (Clitocybe illudens), названная так за свою способность к люминесценции. Это оранжево-желтый пластинчатый гриб с почти плоской шляпкой диаметром до 15 см. Опасность представляют и белоспоровые грибы-зонтики (род Lepiota). Большинство видов этого рода, в частности зонтик пестрый, или большой (L. procera), съедобны, но есть и исключение - L. morgani. Это очень крупный гриб со шляпкой диаметром до 25 см. Он довольно похож на близкородственный зонтик большой, однако отличается от него чуть зеленеющими с возрастом спорами. Природа находящихся в ядовитых грибах токсинов различна, и время, через которое появляются симптомы отравления ими, также неодинаково. Мухомор красный содержит алкалоид мускарин, сильно действующий на нервную систему. Для развития симптомов отравления требуется от нескольких минут до двух-трех часов. Возможны желудочные спазмы, рвота, понос, головокружение, потеря сознания и кома, иногда конвульсии. При отравлении бледной поганкой аналогичные симптомы возникают через несколько часов. Позднее наблюдаются печеночная недостаточность, повышенное давление и падение температуры тела. Через несколько дней в 50% случаев наступает смерть.
Грибоводство. Хотя широко разводимый шампиньон полевой в природе встречается на открытых местах, зеленого хлорофилла, в отличие от растений, он не содержит, поэтому нормально развивается и в отсутствие света. Его часто разводят в заброшенных шахтах и пещерах, где нетрудно поддерживать постоянную температуру - одно из важнейших для роста плодового тела условий. Необходимы к тому же правильное питание и влага. Шампиньоны разводят также в погребах или специально построенных сараях. Любители часто считают, что выращивать грибы проще простого, однако занятие это требует специальных знаний и конкурировать с профессионалами здесь очень трудно.
Краткая энциклопедия домашнего хозяйства