Слайд 3
16. Живое клеточный уровень
Клетка – основная структурная и
функциональная единица живых организмов помимо вирусов, если их рассматривать
как неклеточную форму жизни. Клетка характеризуется самовоспроизведением, собственным обменом веществ и развитием. При этом в ряде случаев клетка способна к самостоятельному существованию – как отдельный (одноклеточный) организм, в других случаях она способна к специализации в составе многоклеточных организмов.
Слайд 5
Универсальность клетки
Клетка была открыта английским естествоиспытателем Робертом Гуком
при исследовании плавучести пробкового дерева в 1665 г. Впоследствии
исследования показали, что все растения и животные состоят из клетки или клеток, было выявлено сложное строение клетки. Клетка является основным объектом изучения цитологии, или клеточной биологии.
Слайд 7
разновидности клеток
Выделяются две разновидности клеток – безядерные (прокариоты)
и содержащие ядро (эукариоты). Небольшие, простые и потому считающиеся
более ранними (на земле возникли около 3,5 млрд. лет назад) прокариоты состоят из наружной клеточной мембраны, цитоплазмы, цепочки ДНК, жгутика и ряда других элементов.
Слайд 9
Мембрана
Важнейшим компонентом любой клетки является клеточная мембрана, двойной
молекулярный слой, отделяющий содержимое клетки от внешней среды, обеспечивая
ее целостность (защитная функция) и регулирующая обмен веществ со средой (транспортная функция). Избирательная проницаемость мембраны столь значительна, что ее нарушение приводит к гибели клетки.
Слайд 11
Цитоплазма – внутренняя среда клетки, представляющая собой водный
раствор солей с белками и другими включениями. Именно за
счет постоянного движения цитоплазмы осуществляются все процессы обмена веществ внутри клетки и связи между всеми ее компонентами. Основным носителем генетической информации прокариот является одна кольцевая или линейная цепочка ДНК.
Слайд 13
Как отдельные организмы прокариоты – одноклеточные, основными их
видами являются бактерии и археи. Размножаются прокариоты бесполым способом,
в том числе посредством однонаправленного переноса части генетической информации при контакте бактериальных клеток без увеличения числа клеток (конъюгация). Потомками прокариотов считаются как эукариоты в целом, так и отдельные их части (органеллы).
Слайд 15
Эукариоты отличаются более сложным строением, в частности, наличием
отделенных мембранами клеточного ядра и других органелл. Ядро клетки
содержит несколько ДНК, организованных в хромосомы, в нем удваивается молекулы ДНК (репликация), синтезируется и видоизменяется молекулы РНК (транскрипция и модификация), а также создаются рибосомы. Важные специальные функции (выработка и сохранение определенных веществ или энергии) в эукариотической клетке также выполняют другие органеллы – митохондрии, пластиды, вакуоли и пр.
Слайд 17
Организмы: прокариоты
археи,
большинство бактерий,
простейшие и некоторые другие
организмы.
Археи (ранее назывались археобактериями) – недавно (в конце
ХХ в.) выделенные в отдельное царство широко распространенные на Земле прокариоты, древнейшая форма живых организмов, близкая бактериям, но отличающаяся от них на молекулярном уровне. Археи часто занимают недоступные другим организмам экологические ниши с экстремальными температурой, кислотностью и солевой концентрацией, напр. горячие источники.
Слайд 19
Бактерии (эубактерии)
– обширное и широко распространенное царство прокариотов,
чаще одноклеточных (помимо цианобактерий – сине-зеленых водорослей). Бактерии размножаются
делением или почкованием, образуют популяции (культуры бактерий), а также в неблагоприятной среде – цисту (наращивая защитную оболочку, в которой сохраняются долгое время до прихода благоприятных условий).
Слайд 21
Роль бактерий
Часто подвижные и реагирующие на внешние раздражители
разнообразные по формам бактерии играют важную роль в биосфере
земли – лишь они ассимилируют азот из атмосферы, часто образуют симбиотические отношения с более сложными живыми организмами. Бактерии играют важную роль в обмене веществ животных и растений, в частности, в процессе пищеварения человека активно участвуют около килограмма бактерий, содержащихся в желудке.
Слайд 23
Полезные свойства бактерий с древности используются человеком в
пищевой промышленности (молочнокислые бактерии – для производства сыра, кефира,
йогурта и пр., уксуснокислые бактерии – для уксуса и пр.), в сельском хозяйстве, в очистке загрязнений и пр. Бактерии имеют и негативное значение – затрудняют хранение продуктов, выступают паразитами и обуславливают некоторые болезни. Эффективные методы борьбы с бактериями, вызывающими порчу продуктов: высушивание, маринование, охлаждение и пастеризация (выдерживание продукта определенное время при повышенной температуре).
Бактерии и человек
Слайд 25
Патогенные бактерии
Вызывают заболевания: отравление, инфекционные заболевания. Организм животных
обладает несколькими системами защиты против патогенов, в частности, иммунитет
и поглощающие бактерий белые кровяные тельца. Иммунная система реагирует на проникновение патогенов выработкой инактивирующих их веществ (антител). Для борьбы с патогенами люди создали большое количество лекарственных веществ, как стимулирующих иммунную систему, так и подавляющих или разрушающих бактерии (антибиотики).
Слайд 26
Простейшие (протисты)
Промежуточный статус: включают в себя прокариотов
и колониальных эукариотов. Отдельное царство, близкое животным (подвижностью и
гетеротрофией, вследствие ранее они вообще определялись как простейшие животные) и растениям (способностью к фотосинтезу). Свойства: простота структуры, обитают во влажной среде, образуют цисту, но размножаются в зависимости от условий существования как бесполым, так и половым путем.
Слайд 27
Разновидности и роль протистов
Саркомастигофоры (передвигаются посредством жгутиков или
ложноножек), инфузории (для движения используют реснички) и споровики (неподвижные
или производящие особое «скользящее» движение паразиты). Простейшие способствуют очистке вод, играют значительную роль в почвообразовании, формировании пород земной коры, но ряд из них выступают паразитами, вызывая заболевания растений и животных
Слайд 28
Клетки в многоклеточных организмах
Половые (гаметы) клетки обеспечивают размножение.
Партеногенез – развитие нового организма из одной гаметы, свойственен
относительно простым организмам, преимущества – быстрота и некоторая безусловность размножения. Половой процесс (оплодотворение) свойственен более сложным организмам – слияние двух гамет в зиготу, из которой – новый организм, сочетающий признаки обоих родительских (к которым принадлежали гаметы). Преимущества: изменчивость и приспособляемость вида.
Слайд 29
Стволовые клетки
При развитии организма неспециализированные клетки (СК) дифференцируются
(превращаются в специализированные), формируя разные ткани организма. СК способны
ассиметрично делиться на подобные себе (самовоспроизведение) и специализирующуюся клетки. СК обеспечивают восстановление поврежденных тканей органов и соответственных функций организма (актуально для медицины). Важные аспекты исследований СК – управление ими, перепрограммирование обычных клеток в СК (для снятия этической проблемы использования клеток эмбриона для лечения взрослых организмов).
Слайд 30
Соматические клетки
Дифференцированные по тканям тела
Слайд 31
Многоклеточные организмы
Как отдельные организмы эукариоты могут быть одноклеточными
и многоклеточными. Эукариотами являются все организмы помимо бактерий и
архей, а именно – простейшие, грибы, растения и животные.
Слайд 33
17. Живое организменный уровень ботаника
Растения – царство эукариотов
с плотной (непроницаемой для твердых частиц, чаще всего целлюлозной)
клеточной оболочкой, включением особых белковых образований в цитоплазме клетки (пластид) и фотосинтезом – продуцированием органических веществ из воды и углекислого газа под влиянием света (прежде всего солнечного). Растения по преимуществу – продуценты и автотрофы, первый ярус пищевой пирамиды (но среди них встречаются и гетеротрофы – паразиты и хищные растения).
Слайд 34
Другие свойства растений
неподвижность, постоянный рост и чередование полового
(гаметофит) и (спорофит) поколений в жизненном цикле. Размножаются как
половым, так и бесполым путем (чаще всего вегетативно – новая особь – из многоклеточной части родительского организма). Для развитых растений свойственно объединение относительно больших клеток в ткани, в которых практически полностью отсутствует межклеточное вещество и содержится большое число мертвых клеток, при этом некоторые ткани растения могут складываться из разных типов клеток.
Слайд 35
Формы организации тела растений:
без выделения органов,
с
выделением листа и стебля (побега),
с выделением корня и
побегов.
Лист – чаще всего пластинчатый наружный орган растения, осуществляющий фотосинтез, а также испарение, дыхание и пр.
Почка – особый орган растения, зачаток побега. Для высших растений свойственно формирование особых органов размножения (в том числе семени и цветка).
Слайд 36
Жизненная форма растений
- изменяющаяся в течении жизни
вид вегетативного тела растения, в котором оно на основе
наследственности гармонически приспосабливается к окружающей среде. Типы:
трава,
кустарник
дерево.
Слайд 37
Травы (травянистые растения)
жизненная форма 1-, 2- и многолетних
растений размером от нескольких миллиметров до нескольких метров (банан
и бамбуки – до нескольких десятков метров). Свойства: отсутствие постоянного ствола над землей, и в большинстве случаев – отмирание листьев и стеблей после вегетативного периода, часто также сочность, отсутствие одревеснивающих частей, неспособность ко вторичному утолщению и т.д. Неприхотливость и быстрота роста трав – причина широты ареала обитания трав (приземный слой лесов, луга, пустыни и пр.), а также того, что они часто первыми заселяют новые места обитания и определяют свойства новых экосистем.
Слайд 38
Кустарники
- жизненная форма многолетних (10 – 20
лет) часто растущих на границе лесов растений размером от
1 до 6 метров. Свойства: наличие во взрослом состоянии нескольких стволов без выделения главного.
Слайд 39
Дерево
– жизненная форма многолетних (от нескольких десятков до
нескольких сотен или даже тысяч лет) растений чаще всего
размером до нескольких десятков метров. Свойства: наличием единственного ствола, поддерживающего его корня и формируемой ветками и листьями в верхней части ствола кроной. Интенсивно растущий, обычно относительно вертикальный покрытый корой ствол дерева осуществляет обмен веществ между корнями и кроной, для кроны выполняет опорную функцию, а также в зимний период сохраняет влагу и питательные вещества.
Слайд 40
Виды растений: низшие
низшие (растения-водоросли) и высшие.
Растения-водоросли –
разнородная группа наиболее простых (возникли в протерозое, возможно, от
сине-зеленых водорослей) растений, обитающих, как правило, в водной или влажной среде (при быстром распространении они вызывают ее «цветение»), чаще всего не обладающих четкой дифференциацией тела на органы. РВ – основные продуценты органических веществ в воде, основы пищевых цепочек. Жизнедеятельность РВ способствует формированию ряда горных пород (диатомиты, ряд сланцев и известняков). Некоторые из РВ вступают в симбиоз с грибами (формируя лишайники) и животными или становятся паразитами высших растений и животных.
Слайд 41
Высшие растения
дифференциация тканей: наиболее простая (выделение зародыша, определяющего
размножение спорами) - у споровых растений (мохообразных и высших
споровых). Мохообразные (бриофиты) – относительно мелкие (несколько сантиметров, в особых случаях – до нескольких метров) и примитивные (возникли в палеозое в результате выхода на сушу) широко распространенные растения без корня, зачастую без выделения листа и стебля, размножающиеся разносимыми ветром спорами, характеризующиеся преобладанием полового поколения (гаметофита, тут – многолетнего зеленого растения часто с листо- и корнеподобными выростами) над неполовым поколением (спорофитом, тут – состоящим из коробочки со спорами, ножки и стопы).
Слайд 42
Высшие споровые растения
– тип растений, сформировавшийся в
девонский период палеозоя. Свойства: всегда выделены корень, ствол и
листовидные образования; присутствует развитая проводящая (сосудистая) система, обеспечивающая быстрое передвижение воды вверх по растению; споровое размножение и преобладание в жизненном цикле значительно увеличивающегося спорофита над гаметофитом (подземным в симбиозе с грибами или быстро созревающей надземной зеленой пластинкой). Листовидные образования формируются ветвями (папоротниковые), выростами внешних тканей стебля (плавуновидные) или редуцированными листьями (хвощевидные). Тенденция образования мужских и женских спор – начало перехода к семенным растениям.
Слайд 43
Семенные растения (сперматофиты)
образуют сложно структурированные семена, внутри
которых содержится многоклеточный зародыш.
Виды: голо- и покрытосемянные (цветковые)
Голосемянные
(саговниковидные, гинговидные, хвойные, гнетовидные) возникли, вероятно, от семенных папоротников, доминировали в начале мезозоя. Свойства: усиливающий генетический потенциал двойной набор хромосом (диплоидность) и наличие семян, защищающих и питающих зародыш, а также часто имеющие приспособления для распространения животными. В силу этого – устойчивость для неблагоприятных условий среды.
Слайд 44
Покрытосемянные (цветковые)
Возникли в юрском и доминирующие с
мелового периода мезозоя. Чрезвычайно распространенный и многочисленный класс растений.
Свойства: развитая проводящая система, наличие цветка как генеративного (полового) органа и плода как замкнутого вместилища семязачатков. Наличие цветка обуславливает длительную коэволюцию покрытосемянных с животными (прежде всего с насекомыми). Высокая эволюционная изменчивость и в результате широкое разнообразие цветковых растений.
Слайд 45
Виды цветковых
Однодольные и двудольные.
Однодольные – относительно монолитная
группа. Свойства: мочковый корнь (причем первичный корешок часто заменяется
придаточными корнями), редко ветвящийся стебель с объемлющими его узкими листьями и специфически устроенными цветками (число частей цветка кратно трем), зародыши большинства имеют одну семядолю. Преобладающая жизненная форма – трава. Важнейшие для человека однодольные – злаки, кормовые травы, пальмы и декоративные цветы.
Слайд 46
Двудольные
– обширная группа цветковых с двумя (иногда
более) семядолями зародыша, развитым главным корнем и четырех- или
пятичастным цветком. Преобладающие жизненные формы – куст и дерево. Для человека наиболее значительны плодово-ягодные, пищевые, кормовые, масленичные и волокнистые культуры.
Слайд 47
Роль растений
создают кислородную атмосферу
участвуют в формировании и сохранении
почв
задают многие экологические системы.
коэволюционируют с животными вплоть до разных
форм симбиоза.
Слайд 48
Использование растений человеком
– основа экономической жизни и цивилизации
в целом (источник пищи, лекарств, материала для строительства и
энергетики. Искусственный отбор растений вылился в формирование целого класса одомашненных растений, - используемых в пищу (хлебные, зернобобовые, сахароносные, плодовые, овощные и др. культуры), для выращивания скота (кормовые растения), легкой промышленности (волокнистые растения) и пр.
Слайд 49
Грибы
Ранее причислялись к растениям, сегодня – отдельное царство.
Вероятно возникли в протерозое. По ряду признаков (строение клетки,
всасывающий тип питания) близки растениям, но предстающих при этом гетеротрофами (как животные), а именно – редуцентами (разлагающие органические вещества, что обеспечивает плодородность почв). Особые свойства: клеточная многоядерность и внешнее пищеварение. Часто – симбиоз с растениями (лишайники) и животными (в качестве компонента системы пищеварения).
Слайд 50
Живое организменный уровень: зоология
Животные – царство многоклеточных эукариотов,
возникших от протистов в конце протерозоя. Свойства: способность к
активному движению и развитию, гетеротрофия (питание готовым органическим веществом – травоядные, хищники, всеядные и паразиты), многотканевое строение и специфическое размножение (оогамия, особое строение и развитие зародыша), на клеточном уровне – эластичная оболочка и запас углеводов в виде гликогена.