2.Современная система органического мира

    1. Многообразие видов на Земле: 1,5—2 млн видов животных, 350—500 тыс. видов растений, примерно 100 тыс. видов грибов. Систематика — наука о многообразии и классификации организмов. Карл Линней — основоположник систематики. Принцип бинарной номенклатуры: двойные латинские названия каждого вида (клевер ползучий, береза бородавчатая, воробей полевой, капустная белянка и др.).

     2. Деление органического мира на два надцарства: ядерные (эукариоты) и безъядерные (доядерные, или прокариоты) и четыре царства: Растения, Грибы, Животные, Бактерии и цианобактерии.

     3. Бактерии и синезеленые, или цианобактерии — одноклеточные простоорганизованные безъядерные организмы, автотрофы или гетеротрофы, посредники между неорганической природой и надцарством ядерных. Бактерии — разрушители органических веществ, их роль в разложении органических веществ до минеральных. Роль цианобактерии в биосфере — заселение бесплодных субстратов (камни, скалы и др.) и подготовка их для заселения разнообразными организмами.

     4. Грибы — одноклеточные и многоклеточные организмы, обитающие как на суше, так и в воде. Гетеротрофы. Роль грибов в круговороте веществ в природе, в превращении органических веществ в минеральные, в почвообразовательных процессах.

     5. Растения — одноклеточные и многоклеточные организмы, большинство которых в клетках содержит пигмент хлорофилл, придающий растению зеленую окраску. Растения — автотрофы, синтезируют органические вещества из неорганических с использованием энергии солнечного света. Растения — основа для существования всех других групп организмов, кроме синезеленых и ряда бактерий, так как растения снабжают их пищей, энергией, кислородом.

     6. Животные — царство организмов, активно передвигающихся в пространстве (исключение составляют некоторые полипы и др.). Гетеротрофы. Роль в круговороте веществ в природе — потребители органического вещества. Транспортная функция животных в биосфере — переносят вещество и энергию.

     7. Родство, общность происхождения организмов — основа их классификации.

     Основные систематические категории.

Систематическая категория - группа организмов, объединенная определенной степенью родства, общими чертами строения и функциональных особенностей.

Основными систематическими категориями являются: вид, род, семейство, отряд и порядок, класс, тип и царство.

МАТЕРИАЛ С ИСТОРИЕЙ (углубленно)

   Мир живых существ насчитывает около 2 млн. видов. Всё это многообразие организмов изучает Систематика, основной задачей которой является построение С. о. м.

         После торжества эволюционного учения (См. Эволюционное учение) в биологии систематика стремится к созданию такой С. о. м., которая с возможной полнотой отражала бы эволюционные взаимоотношения между организмами, т. е. была бы филогенетической. Филогенетическая систематика разрабатывается на всех таксономических уровнях, от видового и подвидового до уровня высших таксонов — классов, отделов (типов) и царств. Ниже рассмотрена лишь макросистема органического мира, т. е. самые высшие её таксономические единицы — царства и полцарства.

         Со времён Аристотеля (См. Аристотель) биологи делят органический мир на растения и животных, получивших в системе К. Линнея латинские названия Vegetabilia и Animalia. Это традиционное деление сохранилось до наших дней и вошло почти во все учебные пособия по биологии. Между тем уже давно чувствовались недостатки такого деления, полностью обнаружившиеся лишь с середины 20 в. Фундаментальное значение имело установление того факта, что две филогенетически родственные группы — бактерии и синезелёные водоросли (цианеи) — резко отличаются от остальных живых существ (в т. ч. от грибов) отсутствием истинного ядра. Генетический материал — Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) лежит в их клетках свободно, погруженный в т. н. нуклеоплазму, которая не отделена от цитоплазмы ядерной мембраной. У них отсутствуют митотическое веретено (деление клетки амитотическое), Центриоли и Микротрубочки, а также Митохондрии и Пластиды; жгутики (если они есть) устроены проще и имеют принципиально иное строение, чем у растений и животных. Эти организмы называют прокариотами (См. Прокариоты) (Procaryota — доядерные). У всех остальных организмов, как одно-, так и многоклеточных, имеется настоящее ядро, окруженное ядерной мембраной и тем самым резко отграниченное от цитоплазмы, а генетический материал ядра заключён в хромосомах (См. Хромосомы). Имеется митотическое веретено или его аналог, образованный микротрубочками. Кроме ясно дифференцированного ядра и цитоплазмы, у них есть и митохондрии, а у многих — также пластиды и сложные жгутики. Такие организмы называют эукариотами (См. Эукариоты) (Eucaryota — ядерные). Постепенно стало выясняться, что различия между прокариотами и эукариотами гораздо более глубокие и фундаментальные, чем, например, между высшими животными и высшими растениями (те и другие — эукариоты).

         Т. о., прокариоты образуют глубоко своеобразную и резко обособленную группу, которой в С. о. м. часто придают ранг царства или даже надцарства. Поэтому деление органического мира на прокариотов и эукариотов достаточно обосновано и не вызывает возражений. Гораздо сложнее обстоит дело с таксономическим подразделением эукариотов, которых обычно делят на 2 царства — животных и растений. Если таксономические границы животного мира относительно ясны (не считая вопроса о положении отдельных групп жгутиконосцев, в том числе эвгленовых, которых ряд зоологов продолжает по традиции относить к простейшим), границы растительного мира подвергаются коренному пересмотру. Так, из царства растений должны быть исключены все прокариоты, в том числе цианеи (синезелёные водоросли). Более спорно положение грибов, относимых по традиции к растениям, хотя ещё в 1-й половине 19 в. шведский миколог Э. Фрис предложил выделить их в самостоятельное царство грибов, что впоследствии было принято большинством микологов.

         Однако вопрос о таксономическом объёме, происхождении и систематическом положении грибов вызывает разногласия. Грибы представляют собой наиболее загадочную группу современных организмов, и их классификация связана с наибольшими трудностями. Уже давно высказывалось предположение, что грибы, в широком их понимании, не представляют собой естественной (монофилетической) систематической группы и, возможно, имеют разное происхождение. Так, ряд учёных исключает из грибов миксомицеты (слизистые грибы, или слизевики). Многие авторы, начиная с Х. Я. Гоби (1884) и А. Де Бари (1887), выводят происхождение миксомицетов от жгутиконосных простейших, некоторые относят их к простейшим. Более того, ряд микологов высказывается за сборный характер миксомицетов, разные группы которых происходят от разных жгутиконосных предков. Окончательно не решен также вопрос, к какому из 2 основных царств эукариотных организмов стоят ближе всего грибы — к животным или растениям. Ещё в 1874 немецким учёным Ю. Саксом было выдвинуто предположение, что миксомицеты и базидиомицеты произошли от паразитических красных водорослей, а в 1881 Де Бари выступил с гипотезой об их происхождении от фикомицетов. Обе эти гипотезы до сих пор имеют сторонников. Некоторые современные микологи, основываясь главным образом на морфологических данных, высказываются за происхождение аскомицетов и базидиомицетов (а также зигомицетов) от красных водорослей, но большинство микологов считают сходство с красными водорослями результатом конвергенции (См. Конвергенция) и склоняются к происхождению истинных грибов от миксомицетов, а через них — от простейших. Близость грибов к животным подтверждается и данными биохимии: они обнаруживают сходство по многим путям азотного обмена, первичной структуре цитохромов (См. Цитохромы) и транспортных рибонуклеиновых кислот (См. Рибонуклеиновые кислоты).

         Т. о., мир живых существ, согласно новейшей С. о. м., признаваемой уже многими учёными, состоит из 4 царств. Некоторые современные авторы выделяют ещё пятое царство, которое они вслед за Э. Геккелем (См. Геккель) называются протистами (Protista). Сюда они включают часть водорослей (пиррофитовые, золотистые и эвгленовые) и всех простейших (по другой системе, все водоросли, все простейшие и примитивные низшие грибы). Выделение чрезвычайно разнородного царства протистов вызывает справедливые возражения многих биологов, поскольку это лишь затрудняет классификацию и создаёт новые проблемы. (Указывается, в частности, на то, что многие представители этого искусственного царства стоят гораздо ближе к представителям трёх других эукариотных царств, чем к остальным протистам.)

         Различия между надцарствами прокариотных и эукариотных организмов и их подразделениями (царствами и подцарствами) показаны в следующем обзоре.

3.Рассмотрит под микроскопом готовые микропрепараты тканей растений.

Найдите среди них покровную. Поясните свой выбор.

Поперечный срез корневища ландыша Поперечный срез листа

Покровная ткань расположена на листе в один слой (на другом органе может быть и многослойной), стенки утолщены, вследствие выполнения защитной функции, межклетники практически не видны, клектки расположены плотно друг к другу.

БИЛЕТ №8

1.Деление клетки – основа размножения и роста организмов

Д еление клеток — процесс их размножения, в результате которого из одной материнской образуются две сходные с ней дочерние клетки. Рост органов и организмов растений, животных, человека, грибов за счет деления и увеличения числа клеток. Хранение наследственной информации о признаках организма в хромосомах, расположенных в ядре. Формирование в процессе эволюции сложного механизма деления клетки, точного распределения хромосом между дочерними клетками: удвоение числа хромосом перед делением клетки; их расположение в процессе деления материнской клетки в ее центре; возникновение гомологичных хроматид в результате удвоения; расхождение их к противоположным полюсам клетки. Следующий этап: формирование вокруг хромосом ядерной оболочки, двух ядер; равномерное распределение цитоплазмы и органоидов между новыми клетками. Формирование перегородки в центре клетки, возникновение двух дочерних клеток из одной материнской с таким же набором хромосом, как и в материнской клетке.

Митоз. Процесс деления у эукариот можно разделить на две стадии: митоз и цитокинез. Митоз (от греч. "митос" – нить) – это образование из одного ядра двух дочерних ядер, морфологически и генетически эквивалентных друг другу. Цитокинез включает деление цитоплазматической части клетки с образованием дочерних клеток. Биологическая роль митоза состоит в одинаковом распределении редуплицированных хромосом между дочерними клетками, что обеспечивает образование генетически равнозначных клеток. Интерфазу, период между двумя последовательными митотическими делениями, можно разделить в свою очередь на три периода. Первый начинается после митоза. В это время увеличивается количество цитоплазмы, включающей разные органеллы; синтезируются вещества, стимулирующие или ингибирующие остальную часть цикла. Во второй период происходит удвоение генетического материала (ДНК). В третий период формируются структуры, непосредственно принимающие участие в митозе, например, компоненты нитей веретена. В процессе митоза выделяют несколько стадий: профазу, метафазу, анафазу и телофазу (рис. 2). В профазе хромосомы укорачиваются и утолщаются и распределяются более упорядоченно. В конце профазы покровы ядра и ядрышко исчезают. В метафазе хромосомы окончательно обособляются и собираются в экваториальной плоскости посредине между полюсами бывшего ядра. Хроматиды начинают отделяться друг от друга, но остаются связанными в области центромеры. В это время микротрубочки образуют ряд нитей, расположенных между полюсами ядра – митотическое веретено.

Мейоз. Мейоз ( от греч. "мейезис" – уменьшение ) – способ деления клеток, при котором в отличие от митоза происходит редукция (уменьшение) количества хромосом и переход клеток из диплоидного состояния в гаплоидное. У растений мейоз – основа образования гамет и гаплоидных спор. Мейоз состоит из двух последовательных делений ядра, в процессе которых удвоение ДНК происходит один раз. Отличительной особенностью первого деления мейоза является сложная и растянутая во времени профаза. Хромосомы принимают вид длинных тонких нитей. Гомологичные хромосомы спариваются (конъюгируют) друг с другом. Каждый гомолог происходит от одного из родителей и состоит из двух идентичных хроматид. Таким образом, гомологичные пары состоят из четырех хроматид. Конъюгация гомологичных хромосом является обязательной частью мейоза. В гаплоидных клетках конъюгация не встречается, так как в них отсутствуют гомологи. Объединенные пары гомологичных хромосом называются бивалентами. В это время четыре прижатые друг к другу хроматиды могут обмениваться отдельными участками (кроссинговер). В любой данной точке кроссинговер может быть у двух хроматид. В результате кроссинговера хроматиды имеют другой состав генов. В конце профазы I фрагментируются покровы ядра и образуется веретено деления. В метафазе I биваленты размещаются по экватору веретена, образуя экваториальную пластинку. Центромеры гомологичных хромосом расположены по противоположным сторонам от экваториальной плоскости. В метафазе митоза наоборот: центромеры отдельных хромосом находятся в экваториальной плоскости. В анафазе I начинается движение гомологичных хромосом к противоположным полюсам клетки. В анафазе митоза центромеры делятся и расходятся идентичные хроматиды. В анафазе I мейоза центромеры не делятся, хроматиды остаются вместе, а разъединяются гомологичные хромосомы. Однако из-за обмена фрагментами в результате кроссинговера хроматиды не идентичны, как в начале мейоза. Завершается первое деление телофазой I, когда спирализация хромосом ослабляется, они удлиняются и вновь становятся невидимыми. Телофаза переходит в интерфазу. Но у многих организмов интерфаза отсутствует. Затем в каждой из дочерних клеток происходит второе деление митоза. Во втором делении митоза также выделяют стадии: профаза II, метафаза II, анафаза II, телофаза II. По сущности, это митоз в клетке с гаплоидным набором хромосом. При этом к противоположным полюсам расходятся сестринские хроматиды. Несмотря на то, что в процессе мейоза генетический материал удваивается только один раз, происходит два деления, в результате чего образуется четыре клетки, каждая с уменьшенным вдвое (гаплоидным) количеством хромосом, а благодаря кроссинговеру, и с новыми, отличными от родительских, типами хромосом. При митозе наборы хромосом дочерних ядер и материнского были идентичными. Эндомитоз – внутреннее деление ядра, которое отличается от обычного кариокинеза тем, что ядрышко и покровы ядра сохраняются, а хромосомы разделяются в продольном направлении, и все остаются в составе одного ядра. Встречается у видов родов Lycopersicum, Taraxacum. Распространенность и механизм эндомитоза пока не известны.