Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Естествознание (Ботаника. Зоология). Учебное пособие для СПО
.pdf
СРЕДНЕЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАНИЕ
__________________________________________________________________
С.В. Машкова, Е.И. Руднянская
ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ
(БОТАНИКА. ЗООЛОГИЯ)
УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ ДЛЯ СПО
2-е издание, стереотипное
Рекомендовано Учебно-методическим отделом СПО в качестве учебного пособия
для использования в учебном процессе образовательными учреждениями
среднего профессионального образования по всем специальностям и профессиям
Саратов
Профобразование
2026
УДК 59
ББК 28.0
М38
Машкова, Светлана Васильевна.
М38
С.В. Машкова, Е.И. Руднянская. — 2-е изд., стер. — Саратов : Профобразо-
вание, 2026. — 147 с. — (Среднее профессиональное образование). — Текст :
электронный.
Авторы:
Машкова С.В. — канд. пед. наук, доц., доц. кафедры теории и методики
начального образования Волгоградского государственного
социально-педагогического университета;
Руднянская Е.И. — канд. биол. наук, доц. кафедры теории и методики
начального образования Волгоградского государственного
социально-педагогического университета
Рецензенты:
Белицкая М.Н. — д-р биол. наук, проф. кафедры зоологии, экологии
и общей биологии Волгоградского государственного
социально-педагогического университета;
Сагалаев В.А. — д-р биол. наук, проф., зав. кафедрой биологии
Волгоградского государственного университета
Естествознание (Ботаника. Зоология) : учебное пособие для СПО /
ISBN 978-5-4488-0745-9
В первой части учебного пособия для СПО рассматриваются уровни
организации живой материи, основные процессы жизнедеятельности расте-
ний, их классификация, эволюция и экология. Во второй части представлена
систематика животного мира, отдельно рассматриваются различные под-
царства, типы, классы и отряды животных, их эволюция. Особое внимание
уделено растениям и животным как части биосферы и проблемам охраны
животного мира.
Подготовлено с учетом требований Федерального государственного
образовательного стандарта среднего профессионального образования.
Предназначено для студентов, обучающихся по всем специальностям и
профессиям, учебными планами которых предусмотрено изучение дисци-
плины «Естествознание». Может быть рекомендовано к использованию
учителями в процессе подготовки к урокам и занятиям, а также в системе
повышения квалификации и переподготовки.
Учебное электронное издание
Обложка Я.А. Кирсанов, С.С. Сизиумова, фотобанк Freepik
ISBN 978-5-4488-0745-9 © Машкова С.В., Руднянская Е.И., 2026
© ООО «Профобразование», 2026
3
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ ............................................................................................................. 4
ЧАСТЬ I. БОТАНИКА ......................................................................................... 6
Глава 1. Ботаника как раздел биологии. Объекты изучения ............................ 6
Глава 2. Органный уровень организации живой материи .............................. 16
Глава 3. Основные процессы жизнедеятельности растений .......................... 30
Глава 4. Организменный уровень организации живой материи.
Классификация живых организмов .................................................................. 34
Глава 5. Популяционно-видовой уровень организации
живой материи. Классификация высших растений ........................................ 45
Глава 6. Эволюция растений ............................................................................. 69
Глава 7. Экология растений ............................................................................... 72
Глава 8. Биосферно-биогенетический уровень организации
живой материи. Растение — часть живого вещества биосферы ................... 76
ЧАСТЬ II. ЗООЛОГИЯ ...................................................................................... 83
Глава 1. Зоология — наука о животных. Систематика животного мира.
Одноклеточные и многоклеточные животные.
Подцарство Одноклеточные .............................................................................. 83
Глава 2. Подцарство Многоклеточные. Тип Кишечнополостные. Типы
червей. Тип Плоские черви. Тип Круглые черви. Тип Кольчатые черви ...... 87
Глава 3. Тип Моллюски ...................................................................................... 96
Глава 4. Тип Членистоногие (Arthropoda) ...................................................... 102
Глава 5. Тип Хордовые. Класс Хрящевые рыбы. Класс Костные рыбы.
Класс Земноводные .......................................................................................... 112
Глава 6. Тип Хордовые. Класс Пресмыкающиеся, или Рептилии.
Класс Птицы. Класс Млекопитающие, или Звери ........................................ 122
Глава 7. Эволюция животного мира ............................................................... 134
Глава 8. Животные как часть биосферы. Проблемы охраны
животного мира ................................................................................................ 136
КОНТРОЛЬНО-ОЦЕНОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ......................................... 139
ЛИТЕРАТУРА ..................................................................................................... 145
4
ВВЕДЕНИЕ
Учебное пособие содержит теоретический материал, содержание и рекомендации к выполнению лабораторных занятий, вопросы для самоконтроля, вопросы для обсуждения, примеры тестовых заданий по ботанике
и зоологии. Содержание учебного пособия разработано по авторской про-
грамме на основе современных достижений биологии и экологии в соответ-
ствии с требованиями к реализации естественнонаучного образования.
В результате освоения дисциплины обучающийся должен:
1) знать:
– смысл понятий: естественнонаучный метод познания, электромаг-
нитное поле и электромагнитные волны, квант, эволюция Вселенной, большой взрыв, Солнечная система, галактика, периодический закон, химическая
связь, химическая реакция, макромолекула, белок, катализатор, фермент,
клетка, дифференциация клеток, ДНК, вирус, биологическая эволюция, био-
разнообразие, организм, популяция, экосистема, биосфера;
– вклад великих ученых в формирование современной естественнонаучной картины мира;
– зависимость химических свойств органических соединений от строе-
ния углеродной цепи, вида химической связи и наличия функциональных
групп; сущность взаимного влияния атомов в молекулах органических ве-
ществ, механизм реакций замещения и присоединения;
– состав атмосферы, механизм образования кислотных дождей;
– роль белков, жиров и углеводородов в организме человека;
– особенности строения биологических объектов: клетки; генов и хромосом; вида и экосистем (структура);
– основные движущие силы эволюции;
– основные направления жизнедеятельности организма человека;
– сущность биологических процессов: размножение, оплодотворение,
действие искусственного и естественного отбора, формирование приспособленности, образование видов, круговорот веществ и превращение энергии в
экосистемах и биосфере;
– влияние окружающей среды на организм человека;
– вклад выдающихся ученых в развитие биологической науки;
2) уметь:
– приводить примеры экспериментов и/или наблюдений, обосновывающих: атомно-молекулярное строение вещества, существование электромаг-
5
нитного поля и взаимосвязь электрического и магнитного полей, волновые и
корпускулярные свойства света, необратимость тепловых процессов, разбегание галактик, зависимость свойств вещества от структуры молекул, зависимость скорости химической реакции от температуры и катализаторов, клеточное строение живых организмов, роль ДНК как носителя наследственной
информации, эволюцию живой природы, превращения энергии и вероятностный характер процессов в живой и неживой природе, взаимосвязь ком-
понентов экосистемы, влияние деятельности человека на экосистемы;
– объяснять прикладное значение важнейших достижений в области
естественных наук для: развития энергетики, транспорта и средств связи, получения синтетических материалов с заданными свойствами, создания био-
технологий, лечения инфекционных заболеваний, охраны окружающей среды;
– выдвигать гипотезы и предлагать пути их проверки; делать выводы
на основе экспериментальных данных, представленных в виде графика, таб-
лицы или диаграммы;
– работать с естественнонаучной информацией, содержащейся в сообщениях СМИ, ресурсах Интернета, научно-популярных статьях: владеть ме-
тодами поиска, выделять смысловую основу и оценивать достоверность информации; применять правила техники безопасности при обращении с хи-
мической посудой, лабораторными и химическими растворами;
– рассчитывать массовую долю растворенного вещества в растворе;
– определять кислотность растворов;
– объяснять: роль биологии в формировании научного мировоззрения;
вклад биологических теорий в формировании современной картины мира;
единство живой и неживой природы, родство живых организмов; отрицательное влияние алкоголя, никотина, наркотических веществ на развитие зародыша человека; влияние мутагенов на организм человека, экологических
факторов на организмы; взаимосвязи организмов и окружающей среды; причины эволюции, изменяемости видов, нарушений развития организмов,
наследственных заболеваний, мутаций, устойчивости и смены экосистем.
6
ЧАСТЬ I. БОТАНИКА
Глава 1. Ботаника как раздел биологии. Объекты изучения
Определение ботаники, разделы ботаники. Уровни организации живой материи. Особенности клеток растений. Свойства растений как живых организмов. Отличие растений от животных. Значение растений. Растения и
среда. Способы деления клеток. Растительные ткани.
Ботаника — раздел биологии, наука о растениях. Слово «ботаника»
произошло от греческого слова «ботанэ», что в переводе означает растение,
трава. Ботаника сложная система научных дисциплин, изучающая растительный мир во всем его богатстве форм и жизненных проявлений. Поэтому растительные организмы изучаются различными разделами биологии. В насто-
ящее время различают несколько структурно-функциональных уровней организации живой материи: молекулярно-генетический, клеточный, тканевой,
организменный, популяционно-видовой и биосферно-биогенетический. Рас-
тения относятся к миру живой природы, как и животные и человек, в основе
строения которых лежит клетка — элементарная живая система. Изучение
строения клетки, открытие которой принадлежит английскому ученому
Р. Гуку в 1665 г., продолжается и по сегодняшний день. Клетки сильно разли-
чаются по размерам и форме. Размер клеток колеблется от нескольких микрон до нескольких сантиметров. Но, все клетки имеют общность в строении.
Клетка включает протопласт. Это живая часть, активно участвующая в обмене веществ. Форменные элементы обладают специфическими функциями
и называются органоидами. Структуры, видимые в световой микроскоп: ци-
топлазма, ядро, митохондрии, пластиды. К ультраструктурам относятся:
плазмалемма, тонопласт, микротрубочки, комплекс Гольджи, эндоплазматическая сеть с рибосомами. В процессе жизнедеятельности клетки образуются
производные протопласта, названные парапластом. Он включает: клеточную
стенку, вакуоль с клеточным соком, запасные питательные вещества (белки,
жиры, углеводы), экскреторные вещества (эфирные масла, включения, смо-
лы, слизи и др.).
В 1830 г. немецкий зоолог Т. Шванн обобщил результаты немецкого
ботаника М. Шлейдена и сформулировал клеточную теорию, основные положения которой следующие: как растительные, так и животные организмы
состоят из клеток; клетки развиваются аналогично и близки друг к другу по
строению и функциональному значению; каждая клетка способна к самосто-
7
ятельной жизнедеятельности. Однако растения обладают определенными
специфическими свойствами, которые отличают их от животных.
Первое свойство, заключается в строении самой растительной клетки.
Имеется прочная, не пропускающая твердых частиц, клеточная стенка. Растительные клетки, покрытые твердой оболочкой, могут воспринимать из
окружающей среды необходимые вещества лишь в растворенном состоянии
путем «всасывания». После того как в клетку поступит определенное количество воды, достигается равновесие, при котором давление, оказываемое
растянутой клеточной стенкой, соответствует давлению, оказываемому кле-
точным соком.
Второе свойство связано с внешним строением большинства растений,
которое характеризуется более сложным, чем у животных, внешним расчленением.
Третье свойство показывает, что восприятие питания «всасыванием»
влечет за собой малую подвижность растений.
Четвертое свойство вытекает из неподвижности растений, которая яв-
ляется главной причиной особого их способа расселения — разнообразными
зачатками, которые называются диаспоры. Это могут быть специализирован-
ные одиночные клетки — споры, или сложно устроенные многоклеточные
образования — семена, содержащие в себе зародыш. У многих видов диаспорами могут служить части вегетативного тела — выводковые почки, части
листьев (бегония), метаморфизированные побеги (клубни, луковицы, корне-
вища) и другие элементы.
Пятое свойство показывает особенность расположения органов тела
растения. Они находятся снаружи и тесным образом связаны с факторами
окружающей среды.
Шестое свойство выражается в особенности способа питания растений. Организмы, синтезирующие необходимые питательные вещества, назы-
ваются автотрофными. Известно два основных типа автотрофов:
1) фотосинтезирующие организмы — зеленые растения, в клетках ко-
торых содержится хлорофилл;
2) хемосинтезирующие организмы — некоторые бактерии.
Энергия, получаемая при химических процессах, используется для
синтеза органических веществ, необходимых в поддержании жизни и роста.
Организмы, не способные синтезировать питательные вещества из неорганических соединений и вынужденные поэтому либо жить за счет автотрофов,
либо питаться разлагающимися остатками, называются гетеротрофами, а их
8
способ питания — гетеротрофным. Существуют различные типы гетеротрофного питания:
1) голозойный, при котором происходит питание твердыми частицами
пищи, в дальнейшем она переваривается и всасывается;
2) сапрофитный связан с поглощением органических веществ непо-
средственно через клеточные стенки при наличии разлагающихся тел или
скоплений продуктов жизнедеятельности. Место их произрастания называет-
ся субстратом (бактерии, грибы);
3) тип питания, характерный для некоторых растений и животных —
паразитизм.
Для паразитов главное условие — наличие живого организма — хозяина. Паразит может существовать или внутри тела — эндопаразит, или на поверхности тела — эктопаразит (повилика, заразиха).
Седьмое свойство показывает, что все организмы, способные к фотосинтезу, содержат в клетках хлоропласты, в которых имеется особое веще-
ство — хлорофилл. Кроме того, в клетках растений имеются и другие пла-
стиды, которые хорошо различимы в световой микроскоп. По окраске разли-
чают пластиды зеленые — хлоропласты, которые встречаются в зеленых частях растений от водорослей до цветковых растений включительно. Желтооранжевые и красные — хромопласты содержатся в клетках зрелых плодов,
например, перца, томата, боярышника, шиповника. Яркие плоды хорошо поедаются птицами и животными, что способствует распространению семян, а
яркая окраска цветков, привлекает насекомых к опылению растений. В этом
их биологическая роль. И бесцветные — лейкопласты, которые встречаются
в клубнях картофеля, семенах подсолнечника, способны к накоплению в сво-
ей строме запасного белка и крахмала. В последнем случае лейкопласты превращаются в крахмальные зерна.
Исходя из того, что огромное количество растительных организмы —
это автотрофы, можно полагать, что жизнь на Земле в целом обеспечивается
воздействием солнечных лучей и атмосферы на зеленый растительный по-
кров суши и океанов. Автотрофный способ создания органических веществ
дает возможность питаться не только самим растениям, но и животным и человеку. Несмотря на обилие солнечного света и большую густоту зеленого
покрова, растения используют лишь 1–2 % падающей на них световой энергии. Но даже при этом в результате фотосинтеза образуется колоссальная
масса органической материи — ежегодно создается сотни миллиардов тонн
органического вещества, а также выделяется свободный кислород.
9
Роль зеленых растений может быть кратко охарактеризовано следую-
щим образом:
– обеспечение атмосферного воздуха кислородом, необходимого для
дыхания большинства организмов планеты;
– создание из неорганических веществ органических соединений, ко-
торые используются как самими растениями для поддержания своей жизни,
так и для животных и человека;
– аккумуляция солнечной энергии в органическом веществе, за счет ко-
торого развивается жизнь на Земле и представляющая основу энергетиче-
ских ресурсов, используемых человеком в промышленности;
– создание огромного количества продуктов как сырья, необходимого
человеку для различных видов промышленности;
– разложение (диссимиляция) отмерших организмов низшими растениями;
– формирование и изменение климата;
– преобразование окружающей природной среды и эстетики поселений
человека.
Среда обитания — это та часть природы, которая окружает живой ор-
ганизм и с которой он непосредственно взаимодействует. Составные части
среды, которые называются факторами, а также их свойства многообразны и
изменчивы. Среда — это совокупность всех факторов, включающая неживую
(неорганическая) часть природы и живую (органическая) часть природы. По-
нятия «неживая природа» и «живая природа» формируется с первых уроков
естествознания еще в начальной школе, поэтому впоследствии учащиеся
должны различать признаки отличия между ними. Факторы среды объединены в группы.
1. Климатические факторы: осадки, солнечный свет, температура воз-
духа, ветер и др.
2. Почвенные, или эдафические: физические свойства почвы, ее хими-
ческий состав, механическая структура, влажность и др.
3. Орографические: факторы рельефа.
4. Геологические, или исторические: землетрясения, извержение вул-
кана, наводнения, выветривание горных пород.
5. Биотические: взаимоотношения представителей растительного и жи-
вотного миров.
6. Антропогенные: влияние деятельности человека.
10
Первые четыре группы факторов имеют общее название — абиотические факторы, а последние две — биотические факторы (от гр. био —
жизнь). Некоторые свойства среды остаются относительно постоянными на
протяжении длительных периодов времени в эволюции видов. Таковы силы
тяготения, солнечная постоянная, солевой состав океана, свойства атмосфе-
ры. Большинство экологических факторов — температура, влажность,
направление ветра, осадки, конкуренты и т.д. — очень изменчивы в про-
странстве и во времени. Экологические факторы оказывают на растительные
организмы различные воздействия: они могут влиять как раздражители, вызывающие приспособительные изменения; как ограничители, обуславливающие невозможность существования в данных условиях; как модификаторы,
вызывающие морфологические и анатомические изменения организмов; как
сигналы, свидетельствующие об изменениях других факторов среды.
Тело растений складывается из большого числа клеток, которые назы-
ваются соматическими (сома — тело). В их ядрах содержится постоянное
число хромосом, специфичных для вида и передается из поколения в поколение. Этот набор хромосом, или кариотип, двойной и называется диплоидным.
Например, пшеница твердая содержит 28 хромосом, а пшеница мягкая — 42.
В клетках, которые участвуют в половом процессе, содержится одинарный
набор хромосом, и он называется гаплоидным. Образование новых клеток
происходит различными способами.
1. Слияние. Яйцеклетка и сперматозоид (спермий) в процессе оплодо-
творения, сливаясь, образуют зиготу — новую клетку с диплоидным набором
хромосом.
2. Почкование. На поверхности материнской клетки появляется буго-
рок, постепенно увеличивающийся до размеров материнской клетки
(дрожжи).
3. Свободное образование. Происходит многократное деление ядра с
частичным участием цитоплазмы в формировании дочерних клеток (сумчатые грибы, зародышевый мешок).
4. Деление клеток — процесс, который наступает тогда, когда поверх-
ность клеток вследствие непропорционального роста становится недоста-
точной по сравнению с ее объемом.
Известны следующие способы деления.
Амитоз, или прямое деление (а — без и хрома — краска). При этом
способе вначале происходит деление ядра на два перетяжкой, в след за которым наступает полное деление протопласта и всей клетки на две. При этом
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]