1. Жизнь как особая форма существования материи, свойства живого.

Жизнь — активная форма существования материи, в некотором смысле высшая по сравнению с её физической и химической формами существования; совокупность физических и химических процессов, протекающих в клетке, позволяющих осуществлять обмен веществ и её деление. Основной атрибут живой материи — генетическая информация, используемая для репликации. Более или менее точно определить понятие «жизнь» можно только перечислением качеств, отличающих её от не жизни. Вне клетки жизнь не существует, вирусы проявляют свойства живой материи только после переноса генетического материала в клетку. Приспосабливаясь к окружающей среде, живая клетка формирует всё многообразие живых организмов.

Свойства живого:

1. Самовозобновление, которое связано с постоянным обменом вещества и энергии, и в основе которого лежит способность хранить и использовать биологическую информацию в виде уникальных информационных молекул: белков и нуклеиновых кислот.

2. Самовоспроизведение, которое обеспечивает преемственность между поколениями биологических систем

3. Саморегуляция, которая основана на потоке вещества, энергии и информации

4. Большинство химических процессов в организме находятся не в динамичном состоянии

5. Живые организмы способны к росту

Признаки живого:

1. Обмен веществом и энергией

2. Обмен веществ – особый способ взаимодействия живых организмов со средой

3. Обмен веществ требует постоянного притока некоторых веществ и энергии из вне и выделения некоторых продуктов диссимиляции во внешнюю среду. Организм является открытой системой

4. Раздражимость – заключается в передаче информации от внешней среды к организму; на основе раздражимости осуществляется Саморегуляция и гомеостаз

5. Репродукция – воспроизведение себе подобных

6. Наследственность – поток информации между поколениями в результате чего обеспечивается преемственность

7. Изменчивость – появление новых признаков в процессе репродукции; основа эволюции

8. Онтогенез – индивидуальное развитие, реализация индивидуальной программы

9. Филогенез – историческое развитие, эволюционное развитие осуществляется в результате наследственной изменчивости, естественного отбора и борьбы за существование

10. Организмы включены в процесс эволюции

2.Уровни организации живой материи: молекулярно-генетический, внутриклеточный и клеточный, органно-тканевой, организменный, популяционно-видовой, экосистемный, биосферный.

Молекулярный уровень организации - это уровень функционирования биологических макромолекул - биополимеров: нуклеиновых кислот, белков, полисахаридов, липидов, стероидов. С этого уровня начинаются важнейшие процессы жизнедеятельности: обмен веществ, превращение энергии, передача наследственной информации. Этот уровень изучают: биохимия, молекулярная генетика, молекулярная биология, генетика, биофизика.

Клеточный уровень - это уровень клеток (клеток бактерий, цианобактерий, одноклеточных животных и водорослей, одноклеточных грибов, клеток многоклеточных организмов). Клетка - это структурная единица живого, функциональная единица, единица развития. Этот уровень изучают цитология, цитохимия, цитогенетика, микробиология.

Тканевый уровень организации - это уровень, на котором изучается строение и функционирование тканей. Исследуется этот уровень гистологией и гистохимией.

Органный уровень организации - это уровень органов многоклеточных организмов. Изучают этот уровень анатомия, физиология, эмбриология.

Организменный уровень организации - это уровень одноклеточных, колониальных и многоклеточных организмов. Специфика организменного уровня в том, что на этом уровне происходит декодирование и реализация генетической информации, формирование признаков, присущих особям данного вида. Этот уровень изучается морфологией (анатомией и эмбриологией), физиологией, генетикой, палеонтологией.

Популяционно-видовой уровень - это уровень совокупностей особей - популяций и видов. Этот уровень изучается систематикой, таксономией, экологией, биогеографией, генетикой популяций. На этом уровне изучаются генетические и экологические особенности популяций, элементарные эволюционные факторы и их влияние на генофонд (микроэволюция), проблема сохранения видов.

Экосистемный уровень организации - это уровень микроэкосистем, мезоэкосистем, макроэкосистем. На этом уровне изучаются типы питания, типы взаимоотношений организмов и популяций в экосистеме, численность популяций, динамика численности популяций, плотность популяций, продуктивность экосистем, сукцессии. Этот уровень изучает экология.

Выделяют также биосферный уровень организации живой материи. Биосфера - это гигантская экосистема, занимающая часть географической оболочки Земли. Это мега-экосистема. В биосфере происходит круговорот веществ и химических элементов, а также превращение солнечной энергии.

3.Классификация биологических наук. Дифференциация биологических наук по уровню организации живой материи и по таксономической принадлежности групп живых организмов.

Классификация биологических наук по Б.Г.Йоганзену.Российский биолог Б.Г.Йоганзен (1911-1996) объединил все биологические науки в три основные группы наук: общие, частные и комплексные.В группу общих биологических наук входят:

- систематика - научная дисциплина, в задачи которой входит разработка принципов классификации живых организмов и практическое приложение этих принципов к построению системы. Под классификацией здесь понимается описание и размещение в системе всех существующих и вымерших организмов;

- морфология – наука, изучающая как внешнее строение (форму, структуру, цвет,образцы) организма, таксона или его составных частей, так и внутреннее строение живого организма;

- физиология - наука о закономерностях функционирования и регуляции биологических систем разного уровня организации, о пределах нормы жизненных процессов и болезненных отклонений от неё;

- экология - наука об отношениях живых организмов и их сообществ между собой и с окружающей средой;

- генетика - наука о законах и механизмах наследственности и изменчивости;

- биогеография - наука, изучающая закономерности географического распространения животных и растений, а также характер фауны и флоры отдельных территорий;

- эволюционное учение, или эволюционистика, - система идей и концепций в биологии, утверждающих историческое прогрессивное развитие биосферы Земли, составляющих её биогеоценозов, а также отдельных таксонов и видов, которое может быть вписано в глобальный процесс эволюции Вселенной.

В группу частных биологических наук Б.Г.Йоганзеном были объединены:

- микробиология - наука о живых организмах, невидимых невооруженным глазом (микроорганизмах): бактерии, архебактерии, микроскопические грибы и водоросли, простейшие и вирусы;

- ботаника – наука о растениях;

- зоология - наука, предметом изучения которой являются представители царства животных;

- антропология – комплекс дисциплин, занимающихся изучением человека.

Комплексные биологические науки – это:

- гидробиология – наука о жизни и биологических процессах в воде;

- аэробиология - наука, изучающая организмы-обитателей аэробиосферы водных капель нижних слоев атмосферы (аэробионтов); биология аэропланктона;

- почвоведение – наука, изучающая происхождение, развитие, строение, состав, свойства, географическое распространение и рациональное использование почв;

- паразитология – отрасль науки, изучающая паразитов у человека и животных, их биологические особенности, цикл размножения и развития, способы заражения и распространения.

4.Химический состав живых систем, биогенные элементы, неорганические и органические соединения.

Живые организмы состоят из огромного числа химических веществ, органических и неорганических, полимерных и низкомолекулярных.Среди неорганических веществ и компонентов основное место занимает – вода.

Для поддержания ионной силы и рН-среды, при которых протекают процессы жизнедеятельности, необходимы определённые концентрации неорганических ионов.Основные элементы в живых организмах:

- водород; -кислород; -сера; -азот; -фосфор; -углерод. Неорганические соединения: -соли аммония; -карбонаты; -сульфаты; -фосфаты. Неметаллы:

1. Хлор (основной). В виде анионов участвует в создании солевой среды, иногда входит в состав некоторых органических веществ.

2. Йод и его соединения принимают участие в некоторых процессах жизнедеятельности органических соединений (живых организмов). Йод входит в состав гормонов щитовидной железы (тироксина)

3. Производные селена. Селеноцестеин, входит в состав некоторых ферментов.

4. Кремний - входит в состав хрящей и связок, в виде эфиров ортокремневой кислоты, принимает участие в шивке полисахаридных цепей.

Большое число органических веществ входит в состав живых организмов:

-уксусная кислота; -уксусный альдегид;

-этанол (является продуктами и субстратами биохимических превращений).

БИОГЕННЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ — химические элементы, постоянно входящие в состав организмов и выполняющие определенные биологические функции.

Важнейшие биогенные элементы: кислород (О) (составляет около 70% массы организмов), углерод (C) (18%), водород (H) (10%), азот (N), бор (B), сера (S), кальций (Ca), калий (K), натрий (Na), хлор (Cl).

Биогенные элементы, необходимые организмам в ничтожных количествах, называются микроэлементами.

5.Нуклеиновые кислоты: структура, особенности синтеза, функции.

Нуклеи́новые кисло́ты (от лат. nucleus — ядро) — высокомолекулярные органические соединения, биополимеры (полинуклеотиды), образованные остатками нуклеотидов. Нуклеиновые кислоты ДНК и РНК присутствуют в клетках всех живых организмов и выполняют важнейшие функции по хранению, передаче и реализации наследственной информации.Строение: Полимерные формы нуклеиновых кислот называют полинуклеотидами.Цепочки из нуклеотидов соединяются через остаток фосфорной кислоты (фосфодиэфирная связь). Поскольку в нуклеотидах существует только два типа гетероциклических молекул, рибоза и дезоксирибоза, то и имеется лишь два вида нуклеиновых кислот — дезоксирибонуклеиновая (ДНК) и рибонуклеиновая (РНК).

Мономерные формы также встречаются в клетках и играют важную роль в процессах передачи сигналов или запасании энергии. Наиболее известный мономер РНК — АТФ, аденозинтрифосфорная кислота, важнейший аккумулятор энергии в клетке.ДНК — Дезоксирибонуклеиновая кислота. Сахар — дезоксирибоза, азотистые основания: пуриновые — гуанин (G), аденин (A), пиримидиновые — тимин (T) и цитозин (C). ДНК часто состоит из двух полинуклеотидных цепей, направленных антипараллельно.РНК — Рибонуклеиновая кислота. Сахар — рибоза, азотистые основания: пуриновые — гуанин (G), аденин (A), пиримидиновые урацил (U) и цитозин (C). Структура полинуклеотидной цепочки аналогична таковой в ДНК. Из-за особенностей рибозы молекулы РНК часто имеют различные вторичные и третичные структуры, образуя комплементарные участки между разными цепями.

6.Генетический код, мутации

Генети́ческий код — свойственный всем живым организмам способ кодирования аминокислотной последовательности белков при помощи последовательности нуклеотидов.

В ДНК используется четыре азотистых основания — аденин (А), гуанин (G), цитозин (С), тимин (T), которые в русскоязычной литературе обозначаются буквами А, Г, Ц и Т. Эти буквы составляют алфавит генетического кода. В РНК используются те же нуклеотиды, за исключением тимина, который заменён похожим нуклеотидом — урацилом, который обозначается буквой U (У в русскоязычной литературе). В молекулах ДНК и РНК нуклеотиды выстраиваются в цепочки и, таким образом, получаются последовательности генетических букв.Белки практически всех живых организмов построены из аминокислот всего 20 видов. Эти аминокислоты называют каноническими. Каждый белок представляет собой цепочку или несколько цепочек аминокислот, соединённых в строго определённой последовательности. Эта последовательность определяет строение белка, а следовательно все его биологические свойства.

Реализация генетической информации в живых клетках (то есть синтез белка, кодируемого геном) осуществляется при помощи двух матричных процессов: транскрипции (то есть синтеза мРНК на матрице ДНК) и трансляции генетического кода в аминокислотную последовательность (синтез полипептидной цепи на мРНК). Для кодирования 20 аминокислот, а также сигнала «стоп», означающего конец белковой последовательности, достаточно трёх последовательных нуклеотидов. Набор из трёх нуклеотидов называется триплетом. Принятые сокращения, соответствующие аминокислотам и кодонам, изображены на рисунке. Мута́ция (лат. mutatio — изменение) — стойкое (то есть такое, которое может быть унаследовано потомками данной клетки или организма) изменение генотипа, происходящее под влиянием внешней или внутренней среды. Процесс возникновения мутаций получил название мутагенеза.

7.Белки: состав, синтез, структуры, функции.

Белки́ — высокомолекулярные органические вещества, состоящие из соединённых в цепочку пептидной связью альфа-аминокислот. В живых организмах аминокислотный состав белков определяется генетическим кодом, при синтезе в большинстве случаев используется 20 стандартных аминокислот. Множество их комбинаций дают большое разнообразие свойств молекул белков. Кроме того, аминокислоты в составе белка часто подвергаются посттрансляционным модификациям, которые могут возникать и до того, как белок начинает выполнять свою функцию, и во время его «работы» в клетке. Часто в живых организмах несколько молекул белков образуют сложные комплексы, например, фотосинтетический комплекс.

Молекулы белков представляют собой линейные полимеры, состоящие из α-L-аминокислот (которые являются мономерами) и, в некоторых случаях, из модифицированных основных аминокислот (правда, модификации происходят уже после синтеза белка на рибосоме). Для обозначения аминокислот в научной литературе используются одно- или трёхбуквенные сокращения. Хотя на первый взгляд может показаться, что использование в большинстве белков «всего» 20 видов аминокислот ограничивает разнообразие белковых структур, на самом деле количество вариантов трудно переоценить: для цепочки всего из 5 аминокислот оно составляет уже более 3 миллионов, а цепочка из 100 аминокислот (небольшой белок) может быть представлена более чем в 10130 вариантах. Белки длиной от 2 до нескольких десятков аминокислотных остатков часто называют пептидами, при большей степени полимеризации — белками, хотя это деление весьма условно.

Биосинтез белка — сложный многостадийный процесс синтеза полипептидной цепи из аминокислот, происходящий на рибосомах с участием молекул мРНК и тРНК. Процесс биосинтеза белка требует значительных затрат энергии.

Белки - незаменимый строительный материал. Одной из важнейших функций белковых молекул является пластическая. Все клеточные мембраны содержат белок, роль которого здесь разнообразна. Количество белка в мембранах составляет более половины массы.

Многие белки обладают сократительной функцией. Это прежде всего белки актин и миозин, входящие в мышечные волокна высших организмов. Мышечные волокна - миофибриллы - представляют собой длинные тонкие нити, состоящие из параллельных более тонких мышечных нитей, окруженных внутриклеточной жидкостью. В ней растворены аденозинтрифосфорная кислота (АТФ), необходимая для осуществления сокращения, гликоген - питательное вещество, неорганические соли и многие другие вещества, в частности кальций.

Велика роль белков в транспорте веществ в организме. Имея различные функциональные группы и сложное строение макромолекулы, белки связывают и переносят с током крови многие соединения. Это прежде всего гемоглобин, переносящий кислород из легких к клеткам. В мышцах эту функцию берет на себя еще один транспортный белок - миоглобин.

Еще одна функция белка - запасная. К запасным белкам относят ферритин - железо, овальбумин - белок яйца, казеин - белок молока, зеин - белок семян кукурузы.

Регуляторную функцию выполняют белки-гормоны.

Гормоны - биологически активные вещества, которые оказывают влияние на обмен веществ. Многие гормоны являются белками, полипептидами или отдельными аминокислотами. Одним из наиболее известных белков-гормонов является инсулин. Этот простой белок состоит только из аминокислот. Функциональная роль инсулина многопланова. Он снижает содержание сахара в крови, способствует синтезу гликогена в печени и мышцах, увеличивает образование жиров из углеводов, влияет на обмен фосфора, обогащает клетки калием. Регуляторной функцией обладают белковые гормоны гипофиза - железы внутренней секреции, связанной с одним из отделов головного мозга. Он выделяет гормон роста, при отсутствии которого развивается карликовость. Этот гормон представляет собой белок с молекулярной массой от 27000 до 46000.

Оним из важных и интересных в химическом отношении гормонов являетс вазопрессин. Он подавляет мочеобразование и повышает кровеное давление. Вазопрессин - это октапептид циклического строения с боковой цепью.

Регуляторную функцию выполняют и белки, содержащиеся в щитовидной железе - тиреоглобулины, молекулярная масса которых около 600000. Эти белки содержат в своем составе йод. При недоразвитии железы нарушается обмен веществ.

Другая функция белков - защитная. На ее основе создана отрасль науки, названная иммунологией.

В последнее время в отдельную группу выделены белки с рецепторной функцией. Есть рецепторы звуковые, вкусовые, световые и др. рецепторы.

Следует упомянуть и о существовании белковых веществ, тормозящих действие ферментов. Такие белки обладают ингибиторными функциями. При взаимодействии с этими белками фермент образует комплекс и теряет свою активность полностью или частично. Многие белки - ингибиторы ферментов - выделены в чистом виде и хорошо изучены. Их молекулярные массы колеблются в широких пределах; часто они относятся к сложным белкам - гликопротеидам, вторым компонентом которых является углевод.

Если белки классифицировать только по их функциям, то такую систематизацию нельзя было бы считать завершенной, так как новые исследования дают много фактов, позволяющих выделять новые группы белков с новыми функциями. Среди них уникальные вещества - нейропептиды (ответственные за важнейшие жизненные процессы: сна, памяти, боли, чувства страха, тревоги).

8. Углеводы и липиды: структура, функции

Углево́ды (сахариды) — органические вещества, содержащие карбонильную группу и несколько гидроксильных групп[1]. Название класса соединений происходит от слов «гидраты углерода», оно было впервые предложено К. Шмидтом 1844 году. Появление такого названия связано с тем, что первые из известных науке углеводов описывались брутто-формулой Cx(H2O)y, формально являясь соединениями углерода и воды.

Липи́ды — широкая группа органических соединений, включающая жирные кислоты, а также их производные, как по радикалу, так и по карбоксильной группе.

Используемое ранее определение липидов, как группы органических соединений, хорошо растворимых в неполярных органических растворителях (бензол, ацетон, хлороформ) и практически нерастворимых в воде, является слишком расплывчатым. Во-первых, такое определение вместо четкой характеристики класса химических соединений говорит лишь о физических свойствах. Во-вторых, в настоящее время известно достаточное количество соединений, нерастворимых в неполярных растворителях или же, наоборот, хорошо растворимых в воде, которые, тем не менее, относят к липидам. В современной органической химии определение термина «липиды» основано на биосинтетическом родстве данных соединений — к липидам относят жирные кислоты и их производные

Функции растворимых в воде углеводов:

транспортная, защитная, сигнальная, энергетическая.

Моносахариды: глюкоза — основной источник энергии для клеточного дыхания; фруктоза — составная часть нектара цветов и фруктовых соков; рибоза и дезоксирибоза — структурные элементы нуклеотидов, являющихся мономерами РНК и ДНК.

Дисахариды: сахароза (глюкоза + фруктоза) — основной продукт фотосинтеза, транспортируемый в растениях; лактоза (глюкоза + галактоза) — входит в состав молока млекопитающих; мальтоза (глюкоза + глюкоза) — источник энергии в прорастающих семенах.

Полимерные углеводы: крахмал, гликоген, целлюлоза, хитин. Они не растворимы в воде.

Функции липидов:

• структурная — фосфолипиды входят в состав клеточных мембран;

• запасающая — жиры накапливаются в клетках позвоночных животных;

• энергетическая — треть энергии, потребляемой клетками позвоночных животных в состоянии покоя, образуется в результате окисления жиров, которые используются и как источник воды;

• защитная — подкожный жировой слой защищает организм от механических повреждений;

• теплоизоляционная — подкожный жир помогает сохранить тепло;

• электроизоляционная — миелин, выделяемый клетками Шванна, изолирует некоторые нейроны, что во много раз ускоряет передачу нервных импульсов;

• питательная — желчные кислоты и витамин D образуются из стероидов;

• смазывающая — воски покрывают кожу, шерсть, перья животных и предохраняют их от воды; восковым налетом покрыты листья многих растений; воск используется пчелами в строительстве сот;• гормональная — гормон надпочечников — кортизон и половые гормоны имеют липидную природу, их молекулы не содержат жирных кислот.

9. Структурно-функциональная организация прокариотических клеток.

Для прокариотических клеток характерна довольно простая структурно-функциональная организация. Вероятно, среди прокариотов наиболее примитивно устроены микоплазмы, которые известны тем, что являются паразитами растений или возбудителями некоторых респираторных заболеваний человека и домашних животных. Считают также, что часть лабораторных культур соматических клеток заражены этими организмами.

Микоплазменные клетки имеют овальную форму, а их размеры составляют около 0,1-0,25 нм в диаметре. Для них характерно наличие тонкой наружной плазматической мембраны (толщина — около 8 нм), которая окружает цитоплазму, содержащую молекулу ДНК, достаточную для кодирования около 800 разных белков, РНК разных типов, рибосом диаметром порядка 20 нм. В их цитоплазме содержатся различные включения в виде белков, гранул липидов и других соединений. Из-за недостаточной жесткости клеточной мембраны микоплазмы проходят через бактериальные фильтры.

Более сложными прокариотическими клетками являются бактерии, цианобактерии и одноклеточные водоросли.

Бактерии имеют разную форму, начиная от палочек и заканчивая округлыми формами микроскопических размеров

В бактериальной клетке синтезируется около 2000 разных белков, большинство которых содержится в цитоплазме

Основное вещество бактерий представлено цитоплазмой, являющейся раствором белка, концентрация которого составляет 200 мг/мл. В цитоплазме бактерий имеется ядерная область, которую из-за отсутствия мембраны называют нуклеотидом. В этой области обнаруживают волокна диаметром 3—5 нм, представляющие собой скрученные двойные цепи одиночной кольцевой молекулы ДНК. Эти цепи ДНК рассматривают в качестве одиночной хромосомы. В большинстве случаев у бактерий действительно обнаруживают по одной кольцевой хромосоме, однако у бактерий ряда видов найдено по две кольцевых хромосомы, различающихся по размерам (одна из них является большой, другая малой).

В цитоплазме бактерий содержатся также рибосомы, которых очень много (по одним подсчетам около 10 000 на клетку, по другим — 15 000-30 000). Белковая часть представлена примерно 50 различными белками. В цитоплазме содержатся различные включения в виде гранул (капель) жира, гликогена, липидов, серы. В бактериальных клетках обнаруживают также гранулы высокополимерной фосфорной кислоты (метахроматические гранулы).

10. Структурно-функциональная организация эукариотических клеток

Наиболее сложная организация присуща эукариотическим клеткам животных и растений. Строение клеток животных и растений характеризуется принципиальным сходством, но форма, размеры и масса их чрезвычайно разнообразны и зависят от того, является ли организм одноклеточным или многоклеточным. Например, диа-томовые водоросли, эвгленовые, дрожжи, миксомицеты и простейшие являются одноклеточными эукариотами, тогда как организмы подавляющего большинства других типов являются многоклеточными эукариотами, количество клеток у которых составляет от нескольких (например, у некоторых гельминтов) до миллиардов (у млекопитающих) на организм. Организм человека состоит из около 10 различных клеток, которые различаются между собой по осуществляемым ими функциям.

В случае человека насчитывают более 200 типов разных клеток. Наиболее многочисленными клетками в организме человека являются эпителиальные клетки, среди которых различают орого-вевающие клетки (волос и ногтей), клетки, обладающие всасывательной и барьерной функциями (в желуд очно-кишечном тракте, мочеполовых путях, роговице, влагалище и других системах органов), клетки, выстилающие внутренние органы и полости (пневмо-циты, серозные клетки и многие другие). Различают клетки, обеспечивающие метаболизм и накопление резервных веществ (гепатоциты, жировые клетки). Большую группу составляют эпителиальные и соединительнотканные клетки, секретизирующие внеклеточный матрикс (амилобласты, фибробласты, остеобласты и другие) и гормоны, а также сократительные клетки (скелетных и сердечных мышц, радужной оболочки и других структур), клетки крови и иммунной системы (эритроциты, нейтрофилы, эозинофилы, базофилы, Т-лимфоциты и другие). Существуют также клетки, выполняющие роль сенсорных преобразователей (фоторецепторы, осязательные, слуховые, обонятельные, вкусовые и другие рецепторы). Значительное число клеток представлено нейронами и гли-альными клетками центральной нервной системы. Существуют также специализированные клетки хрусталика глаза, пигментные клетки и питающие клетки, далее следует назвать подовые клетки. Известны и многие другие типы клеток человека.В природе не существует некой типичной клетки, ибо все они характеризуются чрезвычайным разнообразием. Тем не менее все эукариотические клетки существенно отличаются от прокариотических клеток по ряду свойств и прежде всего по объему, форме и размерам. Объем большинства эукариотических клеток превышает объем прокариотов в 1000-10 000 раз. Такой объем прокариотических клеток связан с содержанием в них различных органелл, осуществляющих всевозможные клеточные функции. Для эукариотических клеток характерно также наличие большого количества генетического материала, сосредоточенного в основном в относительно большом количестве хромосом, что обеспечивает им большие возможности в дифференцировке и специализации. Не менее важной особенностью эукариотических клеток является то, что им присуща компартментализация, обеспеченная наличием внутренних мембранных систем. В результате этого многие ферменты локализуются в определенных компартментах. Например, почти все ферменты, катализирующие синтез белков в животных клетках, локализованы в рибосомах, тогда как ферменты, катализирующие синтез фосфолипидов, в основном сосредоточены на клеточной ци-топлазматической мембране. В отличие от прокариотических клеток в эукариотических клетках имеется ядрышко. Эукариотические клетки по сравнению с прокариотическими обладают более сложной системой восприятия веществ из окружающей среды, без чего невозможна их жизнь. Существуют и другие различия между эукариотическими и прокариотическими клетками.

11.Обмен веществ и энергии на клеточном уровне: фотосинтез, хемосинтез, аэробное и анаэробное дыхание.

Фотосинтез (от греч. φωτο- — свет и σύνθεσις — синтез, совмещение, помещение вместе) — процесс образования органических веществ из углекислого газа и воды на свету при участии фотосинтетических пигментов (хлорофилл у растений, бактериохлорофилл и бактериородопсин у бактерий). В современной физиологии растений под фотосинтезом чаще понимается фотоавтотрофная функция — совокупность процессов поглощения, превращения и использования энергии квантов света в различных эндэргонических реакциях, в том числе превращения углекислого газа в органические вещества.

Хемосинтез — способ автотрофного питания, при котором источником энергии для синтеза органических веществ из CO2 служат реакции окисления неорганических соединений. Подобный вариант получения энергии используется только бактериями или археями. Явление хемосинтеза было открыто в 1887 году русским учёным С. Н. Виноградским. Необходимо отметить, что выделяющаяся в реакциях окисления неорганических соединений энергия не может быть непосредственно использована в процессах ассимиляции. Сначала эта энергия переводится в энергию макроэнергетических связей АТФ и только затем тратится на синтез органических соединений.

14.Бесполое и половое размножение.

Существуют два основных типа размножения - бесполое и половое. Бесполое размножение происходит без образования гамет, и в нем участвует лишь один организм. При бесполом размножении обычно образуются идентичные потомки, а единственным источником генетической изменчивости служат случайные мутации. Генетическая изменчивость выгодна виду, так как она поставляет "сырье" для естественного отбора, а значит, и для эволюции. Потомки, оказавшиеся наиболее приспособленными к среде, будут обладать преимуществом в конкуренции с другими представителями того же вида и будут иметь больше шансов выжить и передать свои гены следующему поколению. Благодаря этому виды способны изменяться, т.е. возможен процесс видообразования. Повышение изменчивости может быть достигнуто путем смешения генов двух разных особей - процесса, называемого генетической рекомбинацией и составляющего важную особенность полового размножения; в примитивной форме генетическая рекомбинация встречается уже у некоторых бактерий.

17. Принципы и методы классификации живых организмов.

Согласно линнеевской системе классификации, все живые организмы делятся на два царства — царство растений Phyta, и царство животных Animalia. Существуют некоторые простейшие формы жизни, о которых трудно сказать, относятся ли они к растениям или к животным, однако для подавляющего большинства организмов такое разделение не представляет затруднений. Каждое царство делится на типы. Каждый тип представляет собой группу организмов, сходных по главнейшим признакам. Тип в свою очередь делится на классы, классы — на отряды (или порядки), отряды на семейства, семейства — на роды, роды — на виды. Каждое подразделение охватывает все меньшее и меньшее число организмов, так, что в конце концов в последнем подразделении остается один вид, например собака, лошадь, петунья или орешник. Поскольку даже организмы одного вида отличаются друг от друга, то внутри вида существуют подвиды, или иначе разновидности.Возможно, все это станет яснее на примере классификации какого-нибудь общеизвестного живого организма. Допустим, перед нами маленький кокер-спаниель; прежде всего его следует отнести к царству животных: в самом деле, он наверняка не растение. Следует сказать, что принципы классификации неоднократно дополнялись и совершенствовались, но их сущность при этом не изменялась. Мы живем в современном мире, который каждый день сотрясают все новые и новые научные открытия. Тем не менее, практически никогда в классификации не изменяется порядок растения, ни его род и тип. Ученые – биологи не исключают только введение дополнительных, только что открытых таксономических групп, но никак не изменение уже существующих.

12. Группы тканей и системы органов у растений.

Тканью называется группа клеток, структурно и функционально взаимосвязанных друг с другом, сходных по происхождению, строению и выполняющих определенные функции в организме. Ткани возникли у высших растений в связи с выходом на сушу и наибольшей специализации достигли у покрытосеменных, у которых их выделяют до 80 видов. Важнейшими тканями растений являются образовательные, покровные, проводящие, механические и основные. Они могут быть простыми и сложными. Простые ткани состоят из одного вида клеток (например, колленхима, меристема), а сложные — из различных по строению клеток, выполняющих кроме основных и дополнительные функции (эпидерма, ксилема, флоэма и др.).

Образовательные ткани, или меристемы, являются эмбриональными тканями. Благодаря долго сохраняющейся способности к делению (некоторые клетки делятся в течение всей жизни) меристемы участвуют в образовании всех постоянных тканей и тем самым формируют растение, а также определяют его длительный рост. Клетки образовательной ткани тонкостенные, многогранные, плотно сомкнутые, с густой цитоплазмой, с крупным ядром и очень мелкими вакуолями. Они способны делиться в разных направлениях. По происхождению меристемы бывают первичные и вторичные. Первичная меристема составляет зародыш семени, а у взрослого растения сохраняется на кончике корней и верхушках побегов, что делает возможным их нарастание в длину. Дальнейшее разрастание корня и стебля по диаметру (вторичный рост) обеспечивается вторичными меристемами — камбием и феллоге-ном. По расположению в теле растения различают верхушечные (апикальные), боковые (латеральные), вставочные (интеркаляр-ные) и раневые (травматические) меристемы. Покровные ткани располагаются на поверхности всех органов растения. Они выполняют главным образом защитную функцию — защищают растения от механических повреждений, проникновения микроорганизмов, резких колебаний температуры, излишнего испарения и т. п. В зависимости от происхождения различают три группы покровных тканей —эпидермис, перидерму и корку. Эпидермис (эпидерма, кожица) — первичная покровная ткань, расположенная на поверхности листьев и молодых зеленых побегов (рис. 8.1). Она состоит из одного слоя живых, плотно сомкнутых клеток, не имеющих хлоропластов. Оболочки клеток обычно извилистые, что обусловливает их прочное смыкание. Наружная поверхность клеток этой ткани часто одета кутикулой или восковым налетом, что является дополнительным защитным приспособлением. В эпидерме листьев и зеленых стеблей имеются устьица, которые регулируют транспирацию и газообмен растения. Перидерма — вторичная покровная ткань стеблей и корней, сменяющая эпидермис у многолетних (реже однолетних) растений (рис. 8.2.). Ее образование связано с деятельностью вторичной меристемы —феллогена (пробкового камбия), клетки которого делятся и дифференцируются в центробежном направлении (наружу) в пробку (феллему), а в центростремительном, (внутрь) — в слой живых паренхимных клеток (феллодерму). Пробка, феллоген и феллодерма составляют перидерму. Корень

Понятие об органах растений. Органом называют часть тела организма, имеющую определенное строение и выполняющую определенные функции. Тело высших растений дифференцировано на вегетативные и генеративные (репродуктивные) органы. Вегетативные органы образуют тело высшего растения и длительное время поддерживают его жизнь. За счет тесного структурного и функционального взаимодействия вегетативных органов — корня, стебля и листа — осуществляются все проявления жизни растения как целостного организма: поглощение воды и минеральных веществ из почвы, фототрофное питание, дыхание, рост и развитие, вегетативное размножение.

Побег состоит из стебля (оси) и расположенных на нем листьев и почек. Место прикрепления листа к стеблю называется узлом, а участок между двумя соседними узлами — междоузлием. Угол между стеблем и листом именуется пазухой листа. Побег развивается из почки. Почка — это зачаточный побег с очень укороченными междоузлиями (рис. 8.8). Центральную часть в почке занимает зачаточный стебель, на верхушке которого находится конус нарастания, представляющий собой образовательную ткань.

Стебель —ось побега. Стебель — это осевая часть побега растений, состоящая из узлов и междоузлий. Стебель выполняет главным образом опорную (механическую) и проводящую функции, обеспечивая наиболее благоприятное для фотосинтеза расположение листьев и двустороннее передвижение растворенных веществ (от корней к листьям, от листьев к другим органам). Кроме того, в стеблях могут откладываться запасные питательные вещества, вода (кактусы); часто стебель является ассимиляционным органом, служит для защиты растения от поедания животными (колючки боярышника, дикой груши), для вегетативного размножения.

Лист — боковой орган побега.Морфология листа. Лист — это один из основных органов растения, занимающий боковое положение на стебле и выполняющий функции фотосинтеза, транспирации (испарения воды растением) и газообмена с окружающей средой. Листья растений весьма разнообразны по форме и внутреннему строению, однако почти всегда в них можно различить листовую пластинку, черешок и основание, которым лист прикрепляется к cтеблю.

Видоизменения побегов, стеблей и листьев

Наряду с типичными побегами, у которых листья осуществляют фотосинтез, а стебли обеспечивают наиболее целесообразное размещение листьев в пространстве, у растений часто развиваются видоизмененные побеги. Видоизмененные органы бывают как подземные, так и надземные.Примерами типичных видоизменений подземных частей юбега являются корневище, клубень, луковица и клубнелуковицa (рис. 8.14). Все они имеют сходные черты строения; узлы, междоузлия, верхушечные и боковые почки, видоизмененные листья.

12. Группы тканей и системы органов у животных.

У животных различают 4 типа тканей:

эпителиальную;

соединительную;

мышечную;

нервную.

Эпителиальная ткань, или эпителий (рис. 50), обычно имеет вид пласта клеток, покрывающего тело животного или выстилающего его внутренние полости. Через слой эпителия покровов многих животных происходит газообмен между организмом и окружающей средой. В то же время он защищает животное от проникновения извне вредных веществ и микроорганизмов и предохраняет его от потери веществ, необходимых для его жизнедеятельности (например, влаги). В некоторых органах клетки эпителия вырабатывают тот или иной секрет; эпителий, содержащий такие секреторные клетки, именуется железистым. Пласты эпителия слагаются из клеток различной формы, обычно лишенных ясно выраженных отростков. Иногда клетки, плотно прилегают друг к другу, в других случаях между ними имеются тонкие ходы, по которым циркулирует тканевая жидкость. Межклеточное вещество, как правило, неразвито. Клетки эпителия почти всегда имеют одно ядро.В зависимости от числа слоев клеток в пласте эпителий бывает однослойным и многослойным. По форме клеток однослойный эпителий подразделяют на плоский, кубический и цилиндрический. В многослойном эпителии клетки основного слоя имеют обычно кубическую или цилиндрическую форму, выше-’ лежащие клетки несколько уплощены, а поверхностные становятся плоскими. Нередко наружные клетки ороговевают и отмирают. У большинства беспозвоночных животных эпителий покровов выделяет на своей поверхности плотную, а иногда твердую оболочку — кутикулу.

Соединительная ткань участвует в образовании связок и прослоек между органами, а также скелета многих животных. Некоторые виды этой ткани (кровь, лимфа) осуществляют перенос веществ по всему телу.Строение соединительной ткани разнообразно. Но все ее виды сходны в том, что имеют большое количество межклеточного вещества. Различают следующие основные виды соединительной ткани: Рыхлая волокнистая соединительная ткань слагается из редко расположенных звездчатых клеток, переплетающихся волокон и тканевой жидкости, заполняющей промежутки между клетками и волокнами; обнаруживается обычно в прослойках между органами. Плотная волокнистая соединительная ткань в основном состоит из пучков волокон, обычно образованных особым белком — коллагеном. Аморфного межклеточного вещества мало, немногочисленные клетки расположены между пучка волокон. Такая ткань образует связки, сухожилия, глубокие слои кожи позвоночных животных. Хрящевая ткань состоит из округлых или овальных клеток, лежащих в капсулах среди мощно развитого плотного и твердого межклеточного вещества, которое обычно слагается из переплетения тонких волокон и основной бесструктурной субстанции. Хрящи входят в состав скелета многих животных.Костная ткань отличается тем, что ее промежуточное вещество содержит большое количество солей кальция, придающих ей твердость и прочность. Клетки костной ткани лежат в небольших капсулах, соединенных тончайшими канальцами. Эта ткань образует кости позвоночных животных. Кровь — своеобразный вид соединительной ткани, у которой промежуточное вещество (плазма крови) имеет жидкую консистенцию. В плазме взвешены клеточные элементы. У беспозвоночных они чаще представлены бесцветными клетками неправильной формы, а у позвоночных — красными и белыми кровяными тельцами.

Мышечная ткань — основной элемент мышц животных. Ее клетки способны сокращаться под действием разных раздражителей, что обусловливает движение животных. Слагается из отдельных мышечных волокон, в которых расположены тончайшие сократительные волоконца — миофибриллы. Различают гладкую и поперечнополосатую мышечные ткани. Гладкая мышечная ткань слагается из веретеновидных клеток, содержащих одно ядро и много продольных миофибрилл. У низших многоклеточных животных эта ткань образует всю массу их мышц, а у более высокоорганизованных форм — преимущественно мышцы внутренних органов.

Поперечнополосатая мышечная ткань образована длинными относительно толстыми мышечными волокнами, одетыми оболочкой и содержащими много вытянутых ядер. Миофибриллы состоят из чередующихся светлых и темных участков (отсюда и название ткани). У высших многоклеточных животных поперечнополосатая мышечная ткань образует основную часть мышц, обеспечивающих движение тела.

Нервная ткань выполняет функции восприятия, переработки и передачи раздражений, как поступающих из окружающей среды, так и возникающих внутри организма. Деятельность нервной системы обеспечивает реакцию организма на различные раздражения и координацию работы разных органов животных.

Нервные клетки — нейроны обычно имеют звездчатую или веретеновидную форму с одним или несколькими ветвистыми отростками. В большинстве случаев нейроны располагаются в нервных центрах — мозге, ганглиях и нервных узлах. Их отростки, служащие для восприятия и передачи нервных импульсов, образуют основную часть нервов, нервных тяжей и комиссур.

Системы органов различных типов животного царства

Число систем органов (аппаратов) может различаться в разных группах животных. Так, у губок можно выделить, вероятно, всего три аппарата — мерцательно-вододвижущий, покровный и скелетный. При этом большинство источников указывают на отсутствие у губок органов. У кишечнополостных имеются нервная, покровная и пищеварительная системы (аппараты), мышечная система, а также половой аппарат. Нервные клетки кишечнополостных выполняют и эндокринную функцию, но обособленные органы эндокринной системы у них не встречаются. У плоских червей имеются те же аппараты, к которым добавляется выделительная система. Типичной системой в узком смысле является целомическая система большинства животных, которая традиционно не рассматривается в качестве отдельной системы органов. Системы органов позвоночных

У позвоночных традиционно принято выделять следующие системы органов:

Покровная (кожа и ее производные), Нервная система и органы чувств (иногда последние выделяют в отдельную сенсорную систему), Опорно-двигательная (мышцы и скелет), Кровеносная (сердечно-сосудистая) и лимфатическая (транспортный, или распределительный, аппарат),Дыхательная, Выделительная (мочеполовая),Половая (репродуктивная),Эндокринная,Иммунная (к ней обычно относят также органы кроветворения)

Системы органов человека

Организм человека образован теми же системами органов, что и у других позвоночных. В целом строение организма человека не имеет существенных отличий от строения других высших позвоночных. Однако в ряде аспектов физическая организация человека имеет важные особенности, являющиеся предметом изучения сравнительной анатомии и физической антропологии. Строение организма человека по системам органов изучает нормальная (систематическая) анатомия человека.

16. Наследственность, генотип и фенотип, современная концепция гена

Насле́дственность — способность организмов передавать свои признаки и особенности развития потомству. Благодаря этой способности все живые существа (растения, грибы, или бактерии) сохраняют в своих потомках характерные черты вида. Такая преемственность наследственных свойств обеспечивается передачей их генетической информации. Носителями наследственной информации у организмов являются гены.

Геноти́п — совокупность генов данного организма, которая, в отличие от понятий генома и генофонда, характеризует особь, а не вид (ещё отличием генотипа от генома является включение в понятие «геном» некодирующих последовательностей, не входящих в понятие «генотип»). Вместе с факторами внешней среды определяет фенотип организма.

Обычно о генотипе говорят в контексте определенного гена, у полиплоидных особей он обозначает комбинацию аллелей данного гена (см. гомозигота, гетерозигота). Большинство генов проявляются в фенотипе организма, но фенотип и генотип различны по следующим показателям:

1. По источнику информации (генотип определяется при изучении ДНК особи, фенотип регистрируется при наблюдении внешнего вида организма).

2. Генотип не всегда соответствует одному и тому же фенотипу. Некоторые гены проявляются в фенотипе только в определённых условиях. С другой стороны, некоторые фенотипы, например, окраска шерсти животных, являются результатом взаимодействия нескольких генов по типу комплементарности.

Феноти́п — совокупность характеристик, присущих индивиду на определённой стадии развития. Фенотип формируется на основе генотипа, опосредованного рядом внешне средовых факторов. У диплоидных организмов в фенотипе проявляются доминантные гены .Фенотип — совокупность внешних и внутренних признаков организма, приобретённых в результате онтогенеза (индивидуального развития).

Форма и функции биологических объектов воспроизводятся из поколения в поколение генами, которые являются элементарными единицами наследственности. Физиологическая адаптация к окружающей среде не может быть закодирована в генах и быть унаследованной в потомстве. Примечательно, что все существующие формы земной жизни, в том числе, бактерии, растения, животные и грибы, имеют одни и те же основные механизмы, предназначенные для копирования ДНК и синтеза белка. Например, бактерии, в которые вводят ДНК человека, способны синтезировать человеческие белки.Совокупность генов организма или клетки называется генотипом. Гены хранятся в одной или нескольких хромосомах. Хромосома — длинная цепочка ДНК, на которой может быть множество генов. Если ген активен, то последовательность его ДНК копируется в последовательности РНК посредством транскрипции. Затем рибосома может использовать РНК, чтобы синтезировать последовательность белка, соответствующую коду РНК, в процессе, именуемом трансляция. Белки могут выполнять каталитическую (ферментативную) функцию, транспортную, рецепторную, защитную, структурную, двигательную функции.

17. Генная инженерия, направления и приложения.

Генетическая инжене́рия (генная инженерия) — совокупность приёмов, методов и технологий получения рекомбинантных РНК и ДНК, выделения генов из организма (клеток), осуществления манипуляций с генами и введения их в другие организмы.

Генетическая инженерия не является наукой в широком смысле, но является инструментом биотехнологии, используя методы таких биологических наук, как молекулярная и клеточная биология, цитология, генетика, микробиология, вирусология.

Применение в научных исследованиях

Нокаут гена. Для изучения функции того или иного гена может быть применен нокаут гена (gene knockout). Так называется техника удаления одного или большего количества генов, что позволяет исследовать последствия подобной мутации. Для нокаута синтезируют такой же ген или его фрагмент, изменённый так, чтобы продукт гена потерял свою функцию. Для получения нокаутных мышей полученную генно-инженерную конструкцию вводят в эмбриональные стволовые клетки, где конструкция подвергается соматической рекомбинации и замещает нормальный ген, а измененные клетки имплантируют в бластоцисту суррогатной матери. У плодовой мушки дрозофилы мутации инициируют в большой популяции, в которой затем ищут потомство с нужной мутацией. Сходным способом получают нокаут у растений и микроорганизмов.

Искусственная экспрессия. Логичным дополнением нокаута является искусственная экспрессия, то есть добавление в организм гена, которого у него ранее не было. Этот способ генной инженерии также можно использовать для исследования функции генов. В сущности процесс введения дополнительных генов таков же, как и при нокауте, но существующие гены не замещаются и не повреждаются.

Схема строения зелёного флуоресцентного белка

Визуализация продуктов генов. Используется, когда задачей является изучение локализации продукта гена. Одним из способов мечения является замещение нормального гена на слитый с репортёрным элементом, например, с геном зелёного флуоресцентного белка (GFP). Этот белок, флуоресцирующий в голубом свете, используется для визуализации продукта генной модификации. Хотя такая техника удобна и полезна, ее побочными следствиями может быть частичная или полная потеря функции исследуемого белка. Более изощрённым, хотя и не столь удобным методом является добавление к изучаемому белку не столь больших олигопептидов, которые могут быть обнаружены с помощью специфических антител.Исследование механизма экспрессии. В таких экспериментах задачей является изучение условий экспрессии гена. Особенности экспрессии зависят прежде всего от небольшого участка ДНК, расположенного перед кодирующей областью, который называется промотор и служит для связывания факторов транскрипции. Этот участок вводят в организм, поставив после него вместо собственного гена репортерный, например, GFP или фермента, катализирующего легко обнаруживаемую реакцию. Кроме того, что функционирование промотора в тех или иных тканях в тот или иной момент становится хорошо заметным, такие эксперименты позволяют исследовать структуру промотора, убирая или добавляя к нему фрагменты ДНК, а также искусственно усиливать его функции.

19.Царство Прокариоты, специфика, крупные подчиненные таксоны, примеры биологических видов.

Прокариоты (лат. pro — перед, раньше и греч. karyon — ядро) — организмы, клетки которых не имеют оформленного, то есть ограниченного мембраной, ядра. одно из надцарств мира живых существ клетки; клеточная мембрана за небольшим исключением не содержит стеринов; жгутики имеют простое строение; в состав клеточной стенки входит пептидогликан муреин, нет целлюлозы, хитина. В физиол. отношении чрезвычайно разнообразные организмы; в отличие от эукариот ряд П. способны к азотфиксации. Названные признаки в значительной степени характеризуют представителей одного из царств П. – бактерий(эубактерий). Другое царство П. включает археи (архебактерии), имеющие сходный общий план строения клетки, но существенно различающиеся организацией ряда ее структур, биохим. составом последних, а также физиол. признаками. Согласно современным взглядам, П. являются наиболее древними организмами.Прокариоты одно из 2 надцарств органического мира. П. свойственны следующие отличительные признаки: 1) генетический аппарат типа нуклеоида, состоит из двойной замкнутой нити ДНК. Хромосома одна, непарная. Нуклеоплазма не отделена мембраной от цитоплазмы. Гистоны и митотический аппарат отсутствуют; 2) мембранная система представлена только цитоплазматической мембраной с инвагинациями (мезосомами), выполняющими функции генерации энергии, фотосинтеза, фиксации азота и др.; 3) у рибосом иная, чем у эукариот, м.м. (70 S), они распределены по цитоплазме и не имеют связи с мембраной; 4) в клеточной мембране нет, за исключением микоплазм, стеринов; 5) в состав клеточной стенки входят пептидогликаны (см.), но в них нет целлюлозы, хитина и хитинозана; 6) отстутствуют митохондрии, эндоплазматическая сеть, лизосомы; 7) толщина тела, как правило, не превышает 2 мкм; 8) жгутики отличаются простым строением. В надцарстве П. выделяют царство прокариот с 2 типами (разделами): фотобактерии с классами сине-зеленых водорослей, зеленых и красных фотобактерий и скотобактерий с классами бактерий, риккетсий и молликут, а также царство архебактерий. Выдвинуто обоснованное предложение включить в надцарство прокариот царство вирусов.

15.Онтогенез у растений и животных, продолжительность жизни, старение и смерть.

Онтогене́з — индивидуальное развитие организма от оплодотворения (при половом размножении) или от момента отделения от материнской особи (при бесполом размножении) до смерти.У многоклеточных животных в составе онтогенеза принято различать фазы эмбрионального (под покровом яйцевых оболочек) и постэмбрионального (за пределами яйца) развития, а у живородящих животных пренатальный (до рождения) и постнатальный (после рождения) онтогенез. У семенных растений к эмбриональному развитию относят процессы развития зародыша, происходящие в семени.

Онтогенез животных

Сравнение зародышей позвоночных на разных стадиях эмбрионального развития. Печально знаменитая иллюстрация из работы Эрнста Геккеля, на которой различия между эмбрионами искусственно занижены, ради большего соответствия теории рекапитуляции (повторения филогенеза в онтогенезе). Следует отметить, что фальсификация данной иллюстрации не отменяет того, что зародыши обычно действительно представляются более сходными между собой, чем взрослые организмы, что было отмечено эмбриологами еще до возникновения теории эволюции.

Онтогенез делится на два периода:

эмбриональный — от образования зиготы до рождения или выхода из яйцевых оболочек; постэмбриональный — от выхода из яйцевых оболочек или рождения до смерти организма.

20.Царство Грибы, специфика, крупные подчиненные таксоны, примеры биологических видов

Общая характеристика. Грибы — царство живых организмов, которые сочетают в себе признаки растений и животных.

С растениями их сближает-. 1) наличие хорошо выраженной клеточной стенки; 2) неподвижность в вегетативном состоянии; 3) размножение спорами; 4) способность к синтезу витаминов; 5) поглощение пищи путем всасывания (адсорбции). Общим с животными является: 1) гетеротрофность; 2) наличие в составе клеточной стенки хитина, характерного для наружного скелета членистоногих; 3) отсутствие в клетках хлоропластов и фотосинтезирующих пигментов; 4) накопление гликогена как запасного вещества; 5) образование и выделение продукта метаболизма — мочевины. Эти особенности строения и жизнедеятельности грибов позволяют считать их одной их самых древних групп эукариотных организмов, не имеющих прямой эволюционной связи с растениями, как считалось ранее. Грибы и растения возникли независимо от разных форм микроорганизмов, обитавших в воде.

Известно более 100 тыс. видов грибов, причем предполагается, что реальное число их значительно больше — 250—300 тыс. и более. В мире ежегодно описывают более тысячи новых видов. Подавляющее большинство их обитает на суше, причем встречаются они практически повсеместно, где может существовать жизнь. Подсчитано, что в лесной подстилке 78—90% биомассы всех микроорганизмов приходится на долю грибной массы (примерно 5 т/га).

В зависимости от образа жизни и способов питания грибы делятся на следующие пять групп:

Ксилофилы. Состоят из двух подгрупп: грибы-паразиты (трутовики, опёнок настоящий и др.) и грибы-сапрофиты, поселяющие на мёртвой разлагающейся древесине (ложные опята, чейшучатки и др.).

Почвенные сапрофиты. Обитают в лесу (представители родов маразмиус, мицена, коллибия, говорушки, сморчковые грибы и др.), а также на открытых пространствах (шампиньоны, луговой опёнок, порховка и др.).

Микоризные грибы. Симбиотируют с корнями живых растений (белый гриб, берёзовик, осиновик, моховик, сыроежки и др.).

Грибы - копрофилы. Обитают на богатых унавоженных почвах (виды копринус, прежде всего навозники).

Грибы - карбофилы. Растут на костровищах и пожарищах (чешуйчатка угольная и др.).

Происхождение: Основная часть грибов, вероятно, произошла от бесцветных жгутиковых простейших. Возраст самых древних находок спор грибов 170-190 млн. лет. Размеры грибов: От мик­роскопически малых (одно­клеточные формы, напри­мер дрожжи) до крупных экземпляров, плодовое те­ло которых в диаметре дос­тигает полуметра и более. В этих организмах сочетаются признаки, как растений, так и животных.  Грибы по строению разнообразны и широко распространены в различных местах обитания. Грибница, или мицелий, обладает огромной площадью поверхности, через которую поглощает питательные вещества. Часть грибницы, расположенная в почве, носит название почвенной грибницы. Грибная клетка, как правило, имеет хорошо выраженную клеточную стенку, на 80-90% состоящая из полисахаридов, у большинства грибов основной полисахарид - хитин, у некоторых целлюлоза. В цитоплазме расположено значительное число рибосом и митохондрий, аппарат Гольджи развит слабо. Царство Грибы насчитывает около 100000 видов. Классификация грибов:  -низшие, - грибы, не имеющие мицелия, гифы гриба одноклеточные, с большим количеством ядер (например, мукор)  -высшие, - грибы, имеющие хорошо развитый многоклеточный мицелий, клетки имеют одно или несколько ядер, исключение - дрожжевые грибы (например - шляпочные грибы, головневые грибы, ржавчинные грибы и т.д.)

Классификация царства грибов основана прежде всего на способе размножения (см. выше).

• Хитридиомицеты (Chytridiomycota) — гаплоидный многоядерный синцитий (плазмодий), клеточная стенка отсутствует, вегетативное размножение не обнаружено, одножгутиковые зооспоры, полового спороношения нет, гаметы подвижны, изо- или гетерогамия, все представители паразиты.

• Зигомицеты (Zygomycota) — гаплоидный синцитий (иногда с небольшим количеством перегородок), у наиболее примитивных в виде голого комочка протоплазмы —амёбоида или в виде одной клетки с ризоидами, помимо хитина в клеточной стенке много пектина, способность к почкованию, бесполое размножение спорангиоспорами,зигогамия.

• Аскомицеты (Ascomycota) или Сумчатые грибы — хорошо развитый многоклеточный гаплоидный мицелий, способность к почкованию и образованию склероций, конидии,гаметангиогамия с образованием сумок с аскоспорами. Аскомицеты представляют собой одну из самых многочисленных групп грибов — более 32000 видов (~30 % всех известных науке видов грибов). Их отличает огромное разнообразие — от микроскопических почкующихся форм до обладающих очень крупными плодовыми телами грибов.

• Базидиомицеты (Basidiomycota) — многоклеточный, как правило дикариотический мицелий, могут образовывать хламидоспоры, соматогамия или автогамия с образованием базидий с базидиоспорами. Группа включает подавляющее большинство грибов, употребляемых человеком в пищу, а также ядовитых грибов и многих паразитов культурных и диких растений. Всего насчитывается свыше 30000 видов.

• Дейтеромицеты (Deuteromycota) или несовершенные грибы (Anamorphic fungi) — в эту гетерогенную группу объединены все грибы с развитым мицелием, размножающиеся частями мицелия и конидиями и с неизвестным до настоящего времени половым процессом. Насчитывается около 30000 видов.

21. Царство Растения, специфика строения и функций в природе, крупные подчиненные таксоны, примеры биологических видов.

    Мир растений традиционно разделяют на две основные группы: "низшие", или не цветковые растения (водоросли, папоротники и мхи) и "высшие", или цветковые (орхидеи, кустарники и деревья). Впрочем, внутренние разграничения в царстве растений имеют произвольный характер. По мнению некоторых ученых, отдельные виды живых существ нельзя с уверенностью отнести ни к флоре, ни к фауне, а потому их следует выделить в отдельную категорию. К ней, в частности, относятся бактерии и сине-зеленые водоросли, клетки которых лишены оформленных ядер.Мир водорослей гораздо разнообразнее, чем кажется на первый взгляд - от простейших одноклеточных до сложных многоклеточных организмов типа морской капусты. Большинство водорослей живет в воде, но их нетрудно найти и в каком-нибудь сыром местечке на суше в виде зеленоватого налета на отсыревших стенах или цветочных горшках. Простейшая одноклеточная водоросль - хламидомонада. Она получает все питательные вещества из воды и "плавает" с помощью жгутиков. Размножается путем деления клеток. Роль растений в биосфере. Использование солнечной энергии для создания органических веществ в процессе фотосинтеза и выделение при этом кислорода, необходимого для дыхания всех живых организмов. Растения — производители органического вещества, обеспечивающие самих себя, а также животных, грибы, большинство бактерий и человека пищей и заключенной в ней энергией. Роль растений в круговороте углекислого газа и кислорода в атмосфере.

Описано более 350 тысяч видов растений. Одно из главных отличий растений от животных и грибов — способность создавать органиче­ские вещества из неорганических с помощью солнечного света (процесс фотосинтеза). Растения (наряду с цианеями и некоторыми бактериями) служат пищей для всех других живых организмов. Клетки растений имеют жёсткую стенку из целлюлозы, внутри кле­ток содержится хлорофилл, необходимый для фотосинтеза. Углеводы, как правило, запасаются растениями в виде крахмала. Боль­шинство растений не способны к активному движению.

Общие признаки

1. Клетки растений имеют плотные целлюлозные оболочки. 2. В клетках находятся зелёные пластиды — хлоропласты, в них зелёный пигмент хлорофилл, поэтому возможен фотосинтез(получение энергии из неорганических веществ на свету при участии фотосинтетических пигметов). 3. В основном ведут прикреплённый образ жизни. 4. Запасные вещества в клетках накапливаются в виде крахмала.

Для клеток растений характерен большой относительный размер (иногда до нескольких сантиметров), наличие жёсткой клеточной оболочки из целлюлозы, присутствиехлоропластов и крупной центральной вакуоли, позволяющей регулировать тургор. Во время деления перегородка образуется за счёт слияния многочисленных пузырьков (фрагмопласт).

Подцарство: Низшие растения (слоевцовые, или талломные) ( Thallophyta ). Тело низших растений (слоевище, или таллом) не разделено на истинные листья, стебель и корень, хотя может иметь их внешние подобия.

Подцарство: Высшие растения ( Cormophyta ). У высших растений тело разделяется на настоящие листья, стебель и корень. Описано более 300 тысяч видов высших растений.

Класс: Папоротники, Плауновидные, плауны, Хвощи, членистые ,хвойные и др.

21. Царство Животные, специфика строения и функций в природе, крупные подчиненные таксоны, примеры биологических видов.

Живо́тные (лат. Animalia или Metazoa) — традиционно (со времён Аристотеля) выделяемая категория организмов, в настоящее время рассматривается в качестве биологического царства. Животные являются основным объектом изучения зоологии.

Животные относятся к эукариотам (в клетках имеются ядра). Классическими признаками животных считаются: гетеротрофность (питание готовыми органическими соединениями) и способность активно передвигаться. Впрочем, существует немало животных, ведущих неподвижный образ жизни, а гетеротрофность свойственна также грибам и некоторым растениям-паразитам.

В быту часто под словом животные понимаются лишь четвероногие наземные позвоночные (млекопитающие, пресмыкающиеся и земноводные). Русское слово «животные» восходит к временам балто-славянского единства (ср. лит. Gyvūnai: «живуны»). В науке за термином животные закреплено более широкое значение, соответствующее латинскому Animalia (см. выше). Поэтому говорят, что к животным, помимо млекопитающих, относится огромное множество других организмов: рыбы, птицы, насекомые, паукообразные, моллюски, морские звёзды, всевозможные черви и т. д. Человек относится к царству животных, но традиционно рассматривается отдельно — в биологии используются обороты «животные и человек» или «животные, включая человека». При этом, ранее к этому царству относили многих гетеротрофных протистов и делили животных на подцарства: одноклеточные Protozoa и многоклеточные Metazoa. Сейчас название «животные» в таксономическом смысле закрепилось за многоклеточными. В таком понимании животные как таксон имеют более определённые признаки — для них характерны оогамия, многотканевое строение, наличие как минимум двух зародышевых листков, стадий бластулы и гаструлы в зародышевом развитии. У подавляющего большинства животных есть мышцы и нервы, а не имеющие их группы — губки, пластинчатые, мезозои, книдоспоридии — возможно, лишились их вторично.

Животные, в отличие от растений, питаются готовыми органиче­скими веществами, т. е. гетеротрофно. Животные, как правило, активно двигаются. В их клетках отсутствует твёрдая клеточная стенка. Углеводы животные запасают в виде гликогена. Известно от 1,5 до 2 млн видов животных.

Подцарство: Одноклеточные ( Protozoa ). Животные, тело которых состоит из одной клетки, некоторые образуют колонии. Известно более 50 тысяч видов.

Тип: Простейшие ( Protozoa ). Одноклеточные или колониальные организмы. В колонии клеток все особи одинаковы, каждая из них способна дать потомство. Величина одиночных простейших не более одного сантиметра. Размножаются половым и бесполым спосо­бом (делением). Часть простейших — свободноживущие организ­мы, другие — паразиты.

Тип: Мезозой ( Mesozoa ). Внутренние паразиты морских живот­ных, одна из групп, занимающих промежуточное положение между простейшими и многоклеточными. Известно около 30 видов. Длина тела до 1 см, покрыто ресничками.

Тип: Губки ( Spongia , Porifera ). Морские и пресноводные организ­мы. Сохранили многие признаки колонии простейших. Сквозь тело губок процеживается вода, из которой губки получают пищу.

Тип: Кишечнополостные, стрекающие ( Coelenterata ). Животные с лучевой симметрией и центральной пищеварительной полостью. Стенка тела состоит из двух слоев клеток, в наружном слое (экто­дерме) имеются стрекательные (крапивные) клетки. Известно око­ло 10 тысяч видов. Обитают в морских водах, отдельные виды — в пресных. Нервная система диффузного типа. Есть рот, анальное отверстие отсутствует.

Есть еще много других типов.

С подвижностью связана и другая важная особенность животных - отсутствие у клетки животных наружной оболочки. Наличие в клетках животных нерастворимых в воде твердых запасающих веществ (например, крахмала) препятствовало бы подвижности. Вот почему основным запасающим веществом у животных является легко растворимый полисахарид - гликоген.