Н.Д.Лисов, Н.А.Лемеза, В.В.Шевердов, Г.Г.Гончаренко

Биология

Учебное пособие для 10 класса

общеобразовательных учреждений

Минск – 2009

Содержание

Введение

Глава 1. Химические компоненты живых организмов

§ 1. Содержание химических элементов в организме. Макро- и

микроэлементы.

§ 2. Неорганические вещества

§ 3. Органические вещества. Аминокислоты. Белки

§ 4. Свойства и функции белков

§ 5. Углеводы

§ 6. Липиды, их строение и функции

§ 7. Нуклеиновые кислоты

§ 8. АТФ. Биологически активные вещества

Глава 2. Клетка – структурная и функциональная единица

живых организмов

§ 9. История открытия клетки. Создание клеточной теории

§ 10. Методы изучения клетки.

§ 11. Строение клетки

§ 12. Цитоплазматическая мембрана

§ 13. Гиалоплазма. Цитоскелет

§ 14. Клеточный центр. Рибосомы

§ 15. Эндоплазматическая сеть. Комплекс Гольджи. Лизомосы

§ 16. Вакуоли

§ 17. Митохондрии. Пластиды

§ 18. Ядро

§ 19. Особенности строения клеток прокариот

§ 20. Особенности строения клеток эукариот

Глава 3. Деление клетки

§ 21. Клеточный цикл

§ 22. Митоз. Амитоз. Прямое бинарное деление

§ 23. Мейоз и его биологическое значение

Глава 4. Обмен веществ и преобразование энергии в

организме

§ 24. Общая характеристика обмена веществ и превращения

энергии

§ 25. Энергетический обмен

§ 26. Брожение

§ 27. Фотосинтез

§ 28. Хранение наследственной информации

§ 29. Реализация наследственной информации — синтез белка

на рибосомах

§ 30. Регуляция транскрипции и трансляции в клетке и

организме

Глава 5. Структурная организация и регуляция функций

живых организмов

§ 31. Типы структурной организации живых организмов

§ 32. Ткани и органы растений

§ 33. Ткани, органы и системы органов животных

§ 34. Саморегуляция жизненных функций организма

§ 35. Иммунная регуляция

§ 36. Специфическая иммунная защита организмов

§ 37. Иммунологическая реакция организма (иммунный ответ)

Глава 6. Размножение и индивидуальное развитие

организмов

§ 38. Типы размножения организмов. Бесполое размножение

§ 39. Половое размножение. Образование половых клеток

§ 40. Оплодотворение

§ 41. Онтогенез. Эмбриональное развитие животных

§ 42. Постэмбриональное развитие

§ 43. Онтогенез человека

Глава 7. Наследственность и изменчивость организмов

§ 44. Закономерности наследования признаков, установленные

Г.Менделем. Моногибридное скрещивание. Первый и второй

законы Менделя

§ 45. Цитологические основы наследования признаков при

моногибридном скрещивании

§ 46. Дигибридное скрещивание. Третий закон Менделя

§ 47. Взаимодействие аллельных генов

§ 48. Хромосомная теория наследственности. Сцепленное

наследование

§ 49. Генетика пола

§ 50. Изменчивость организмов. Модификационная

изменчивость

§ 51. Генотипическая изменчивость

§ 52. Особенности наследственности и изменчивости человека

§ 53. Наследственные болезни человека

Глава 8. Селекция и биотехнология

§ 54. Селекция, ее задачи и основные направления

§ 55. Методы селекции и ее достижения

§ 56. Основные направления биотехнологии

§ 57. Инструменты генной инженерии

§ 58. Успехи и достижения генной инженерии

Введение

Живые существа впервые появились на Земле примерно три с половиной миллиарда лет назад. В настоящее время их потомки достигли такого большого разнообразия, что число видов, населяющих Землю, достигает несколько миллионов. Среди них есть мельчайшие, микроскопические бактерии, длина которых составляет 0,5 – 5 мкм, и огромные, достигающие в длину нескольких десятков метров эвкалипты и секвойи. Живые организмы отличаются по массе тела, сложности строения, распространению в природе, местам обитания. Есть организмы, которые всю жизнь проводят на одном месте; другие же активно передвигаются. Несмотря на такое разнообразие, все организмы имеют определенные общие черты, отличающие их от объектов неживой природы. Такими специфическими признаками являются следующие.

Единство химического состава. В состав живых организмов входят те же химические элементы, из которых построены объекты неживой природы. Однако соотношение элементов в живом и неживом неодинаково. В живых организмах около 98 % химического состава приходится на четыре элемента: кислород, углерод, водород и азот. Оставшиеся 2 % — это сера, фосфор, магний, натрий, кальций, калий, кремний, железо и некоторые другие элементы. Состав разных компонентов неживой природы, в отличие от живых организмов, разный. Например, в водной оболочке Земли (гидросфере) преобладают водород и кислород, в газообразной (атмосфере) – азот и кислород, в твердой (литосфере) — кремний и кислород.

Клеточное строение. Живые организмы отличаются высокоупорядоченным стро­ением. Химические вещества, из которых они построены, имеют гораздо более сложное строение, чем те которые входят в состав большинства неживых систем. Их структурной и функциональной единицей является клетка. Вне клетки нет жизни.

Обмен веществ и энергии. Все организмы представляют собой открытые системы, яв­ляющиеся устойчивыми лишь при условии непрерывного до­ступа к ним извне веществ и энергии. Живые организмы из­влекают, преобразуют и используют вещества и энергию из окружающей среды и возвращают в нее продукты распада и преобразованную энергию, например, в виде тепла. Организмы потребляют вещества из окружающей среды в ходе питания. Пища нужна всем живым существам. Они использу­ют ее как источник энергии и веществ, необходимых для роста и других процессов жизнедеятельности. Растения и животные различаются главным обра­зом тем, как они получают пищу. Почти все растения способны к фотосинтезу, т.е. они сами создают органические вещества, используя энергию света. Фотосинтез — одна из форм автотрофного пи­тания. Животные и грибы питаются иначе: они используют органическое вещество других организ­мов, расщепляя его с помощью ферментов и усваивая продукты расщепления. Такое питание называют гетеротрофным. Гетеротрофами являются многие бактерии и протисты, хотя среди них есть и автотрофы.

Для всех процессов жизнедеятельности нужна энер­гия. Поэтому основная масса питательных веществ, получаемых в результате автотрофного или гетеро­трофного питания, используется в качестве источни­ка энергии. Энергия высвобождается в процессе дыхания при расщеплении некоторых высокоэнерге­тических соединений. Высвобождаемая энергия за­пасается в молекулах аденозинтрифосфосфорной кислоты (АТФ), которая обнаружена во всех живых клетках.

Живые организмы выводят из орга­низма конечные продукты обмена веществ (выделение, или экскреция). Ядовитые вещества — «шлаки» — образуются, например, в процессе дыхания и требуют обязательного удаления. Животные потребляют много белков, и, поскольку белки не запасаются, их необходимо расщепить, а затем вывести из организма конечные продукты белкового обмена. Поэтому у животных вы­деление сводится в основном к экскреции азотистых веществ (аммиак, мочевая кислота, мочевина). Таким образом, для организмов характерен обмен веществ с окружа­ющей средой и энергозависимость.

Саморегуляция. Живые организмы обладают способностью поддерживать постоянство своего химического состава и интенсивность об­менных процессов. Недостаток поступления каких-либо ве­ществ мобилизует внутренние ресурсы организмов, а избы­ток — вызывает прекращение синтеза этих веществ. Это свой­ство называется саморегуляцией.

Подвижность. Животные отличаются от растений способностью перемещаться из одного места в другое, т.е. спо­собностью к движению. Животным необходимо двигаться, чтобы добывать пищу. Для растений подвижность необязательна: они способны са­ми создавать питательные вещества путем фотосинтеза. Но и у растений можно наблюдать движения органоидов внутри клеток и даже движения целых органов, хотя они менее заметны, чем у животных. Могут дви­гаться и некоторые бактерии и протисты.

Раздражимость. Все живые существа способны тем или иным образом реагировать на из­менения внешней и внутренней среды, что помогает им выжить. Способность живых клеток, тканей или целых организмов отвечать приспособительными реакциями на внешние или внутренние воздействия, называется раздражимостью. Например, у млекопитающих при повышении температуры тела кровеносные сосуды кожи расширяются, рассеивая избыточное тепло и тем самым восстанавливая оптимальную темпе­ратуру тела. Любое изменение в окружающей среде является раздражителем, а реакция организма — про­явлением раздражимости. Сочетания «раздражитель — реак­ция» могут накапливаться в виде опыта и использоваться организмом в даль­нейшем.

Размножение. Продолжительность жизни каждого организма ограничена. Виды же могут существовать неопределенно долго. Вы­живание вида обеспечивается сохранением у потомства главных признаков родителей, благодаря бесполому или половому размножению. При размножении организмы воспроизводят себе подобных, тем самым увеличивая численность вида.

Наследственность и изменчивость. Воспроизведение себе подобных тесно связано с наслед­ственностью — способностью организмов передавать потом­кам свои признаки и свойства в неизменном виде. В основе наследственности лежит стабильность носителей генетической информации — нуклеиновых кислот. Генетический материал определяет возможные пределы развития организма, его структур, функций и реакций на окружающую среду. В то же время потомки обычно бывают похожи на своих родителей, но не идентичны им. Способность организмов приобретать но­вые свойства и признаки называется изменчивостью.

Рост и развитие. В течение жизни организмы претерпевают ряд количе­ственных (возрастает число клеток, масса) и качественных (дифференцировка клеток, образование тканей и органов, ста­рение и др.) изменений, т. е. они обладают способностью к росту и индивидуальному развитию.

Наконец, только живые существа способны изменяться и совершенствоваться, приспосабливаясь к изменяющимся условиям среды, порождая новые разнообразные формы. Этот процесс – эволюция – также одно из неотъемлемых свойств живого.

Перечисленные признаки живых организмов будут подробно рассмотрены в учебном пособии 10-го класса. Здесь вы найдете много различных сведений, которые необходимо знать современному человеку, независимо от его профессии и рода занятий.