Усложнение организации растений. Индивидуальное развитие растений. Дыхание организмов, его сущность и значение

1. 1. Обмен веществ - главный признак живого. Постоянный обмен каждого живого организма с окружающей средой веществами: поглощение одних веществ и выделение других. Поглощение растениями и некоторыми бактериями из окружающей среды неорганических веществ и использование энергии солнечного света на создание из них органических веществ. Получение из окружающей среды животными, грибами, значительной группой бактерий, а также человеком органических веществ и запасенной в них энергии Солнца.
   2. Сущность обмена. Главное в обмене веществ и превращении энергии - процессы, происходящие в клетке: поступление в клетку из окружающей среды веществ, с помощью энергии их преобразование и создание из них (синтез) определенных веществ клетки, затем окисление органических веществ до неорганических с освобождением энергии. Пластический обмен - процесс усвоения организмом получаемых из окружающей среды веществ и накопления энергии. Энергетический обмен - окисление у большинства организмов органических веществ и расщепление их до неорганических - углекислого газа и воды с высвобождением энергии. Значение энергетического обмена - обеспечение энергией всех процессов жизнедеятельности организма. Взаимосвязь пластического и энергетического обменов. Выделение конечных продуктов обмена (воды, углекислого газа и других соединений) в окружающую среду.

      Значение обмена веществ: обеспечение организма необходимыми ему для построения своего тела веществами и энергией, освобождение его от вредных продуктов жизнедеятельности. Сходство пластического и энергетического обменов у животных и человека.

2. 1. Причины эволюции растений: изменчивость и наследственность организма, борьба за существование в природе и естественный отбор - их открытие в середине XIX века английским ученым Чарлзом Дарвином. Возникновение у растений в течение жизни изменений, передача некоторых из них потомству по наследству. Сохранение естественным отбором полезных в определенных условиях изменений, передача их потомству в процессе размножения. Роль естественного отбора, который происходит постоянно миллионы лет, в возникновении новых видов растений.
   2. Этапы эволюции растений. Самые первые наиболее просто организованные организмы - одноклеточные водоросли. Появление в результате изменчивости и наследственности многоклеточных водорослей, сохранение этой полезной особенности естественным отбором. Происхождение от древних водорослей более сложных растений - псилофи-тов, а от них - мхов и папоротников. Появление у папоротников органов - стебля, листьев и корней, более развитой проводящей системы. Происхождение от древних папоротников благодаря наследственности и изменчивости, действию естественного отбора древних голосеменных, у которых появилось семя. В отличие от споры (одной специализированной клетки, из которой развивается новое растение) семя - многоклеточное образование, имеет сформировавшийся зародыш с запасом питательных веществ, покрытый плотной кожурой. Значительно большая вероятность появления нового растения из семени, чем из споры, имеющей небольшой запас питательных веществ. Происхождение от древних голосеменных более сложных растений - покрытосеменных, у которых появился цветок и плод. Роль плодов - защита семени от неблагоприятных условий. Распространение плодов. Усложнение строения растений от водорослей до покрытосеменных в течение многих миллионов лет благодаря способности растений изменяться, передавать изменения по наследству, действию естественного отбора.
3. Увеличение школьного микроскопа определяют путем умножения цифр на объективе и окуляре, указывающих на их увеличение. Для работы с микроскопом его надо поставить штативом к себе, навести зеркалом свет на отверстие предметного столика, положить на столик микропрепарат, закрепить его зажимами, опустить тубус вниз до предела, не повреждая микропрепарат, а затем, глядя в окуляр, медленно с помощью винтов поднять тубус до получения четкого изображения.

1. 1. Строение сердца. Обеспечение кровообращения деятельностью сердца и кровеносных сосудов. Сердце - центральный орган кровеносной системы. Сердце млекопитающих и человека четырехка-мерное: два предсердия и два желудочка. Разделение сердца сплошной перегородкой на правую и левую половины, наличие между предсердиями и желудочками отверстий, которые закрываются и открываются створчатыми клапанами. Полулунные клапаны на границе между левым желудочком и аортой, правым желудочком и легочной артерией. Деятельность клапанов, обеспечивающая движение крови в одном направлении, например из предсердий в желудочки, из них - в артерии. Поперечно-полосатая мышечная ткань, образующая стенки сердца. Свойства поперечно-полосатой мышечной ткани сердца, обеспечивающие работу: возбудимость и проводимость, а также способность самопроизвольно ритмично сокращаться под влиянием возникающих в сердечной мышце импульсов. Большая толщина стенок желудочков по сравнению со стенками предсердий.
   2. Функция сердца - перекачивание крови. Ритмичность его работы в течение всей жизни человека и животных. При остановке сердца прекращение доставки кровью тканям кислорода и питательных веществ, а также удаления из тканей продуктов рас- пада. Зависимость работоспособности сердца от уровня интенсивности обмена веществ в нем, чередования работы и отдыха каждого отдела сердца, интенсивности снабжения сердечной мышцы кровью.
   3. Строение и функции сосудов. Нагнетание сердцем крови в сосуды: артерии, вены, капилляры. Наличие в стенках артерий, по которым кровь течет от сердца, множества эластичных волокон. Вены менее упруги (в их стенках мало мышечных волокон), но более растяжимы, чем артерии. Капилляры - тонкие кровеносные сосуды, стенки которых состоят из одного слоя клеток. Наличие многочисленных мелких отверстий в клеточных мембранах капилляров, их значение. Обмен жидкостями, питательными веществами, газами между кровью, тканями и межклеточным веществом в капиллярах.
   4. 1. Причины эволюции: наследственность, изменчивость, борьба за существование, естественный отбор. Открытие английского ученого Чарлза Дарвина.
      2. Первые хордовые. Хрящевые и костные рыбы. Предки хордовых - двусторонне-симметричные животные, похожие на кольчатых червей. Активный образ жизни первых хордовых.
      3. Происхождение от них двух групп животных: малоподвижных (в том числе предков современных ланцетников) и свободноплавающих, с хорошо развитым позвоночником, головным мозгом и органами чувств. Происхождение от древних свободноплавающих хордовых предков хрящевых и костных рыб.

         Более высокий уровень организации костных рыб по сравнению с хрящевыми: наличие плавательного пузыря, более легкого и прочного скелета, жаберных крышек, более совершенного способа дыхания. Это позволило костным рыбам широко распространиться в пресных водоемах, морях и океанах.

      4. Происхождение древних земноводных. Одна из групп древних костных рыб - кистеперые - предки древних земноводных. В результате наследственной изменчивости и действия естественного отбора формирование у кистеперых рыб расчлененных конечностей, приспособлений к воздушному дыханию, развитие трехкамерного сердца.
      5. Происхождение древних пресмыкающихся от древних земноводных. Среда обитания древних земноводных - влажные места, берега водоемов. Проникновение в глубь суши их потомков - древних пресмыкающихся, у которых появились приспособления к размножению на суше, вместо слизистой железистой кожи земноводных сформировался роговой покров, предохраняющий тело от высыхания.
      6. Происхождение птиц и млекопитающих. Древние пресмыкающиеся - предки древних высших позвоночных - птиц и млекопитающих. Признаки более высокой их организации: высокоразвитая нервная система и органы чувств; четырехкамерное сердце и два круга кровообращения, исключающие смешивание артериальной и венозной крови; более интенсивный обмен веществ; высокоразвитая система органов дыхания; постоянная температура тела, теплорегуляция и др. Более сложные и прогрессивные среди млекопитающих - приматы, от которых произошел человек.
   5. На предметное стекло наносят 2-3 капли подкрашенной йодом воды. С белой мясистой чешуи лука снимают небольшую часть прозрачной кожицы и помещают на предметном стекле в подкрашенной воде. Расправляют кожицу иглой и накрывают покровным стеклом. Микропрепарат помещают на предметный столик микроскопа, освещают с помощью зеркала и опускают тубус с помощью винтов. Затем поднимают тубус до получения четкого изображения. Просматривают весь препарат, находят наиболее удачное место, выбирают одну клетку, различают ее части. Затем клетку зарисовывают и подписывают оболочку, цитоплазму и ядро.
   1. 1. Состав и значение крови. Кровь - один из видов соединительной ткани, ярко-красная жидкость, которая приносит клеткам питательные и минеральные вещества, воду, кислород, витамины, гормоны, а к почкам, коже и легким приносит отработанные продукты жизнедеятельности. Кровь регулирует температуру тела, вырабатывает вещества, уничтожающие микроорганизмы.
      2. Плазма крови и ее функции. Плазма - основная часть крови, в которой находятся клетки крови - лейкоциты и эритроциты, а также кровяные пластинки - тромбоциты. Плазма - бесцветная жидкость, содержащая 90% воды, 10% органических веществ (белки, витамины, гормоны) и минеральных солей (хлориды натрия, калия, кальция и др.). Относительное постоянство химического состава плазмы, его значение. Губительное действие на организм изменения химического состава плазмы.
      3. Строение и функции эритроцитов. Содержание в крови до 5 млн эритроцитов - красных клеток, имеющих форму двояковогнутого диска, чем достигается увеличение их поверхности, а значит, и увеличение количества поступающего в них кислорода. Отсутствие ядра в зрелых эритроцитах способствует переносу ими большого количества кислорода от легких к тканям и углекислого газа от тканей к легким. Содержание в эритроцитах белка гемоглобина, определяющего их окраску. Присоединение кислорода в капиллярах легких к гемоглобину и превращение его в оксигемоглобин, а в клетках, где кислорода мало, разрушение оксигемогло-бина и превращение его в гемоглобин с выделением кислорода.
      4. Лейкоциты и тромбоциты. Лейкоциты - бесцветные клетки с ядром, имеющие непостоянную форму, способные передвигаться, проникать через мелкие отверстия в стенках капилляров в жидкое межклеточное вещество, захватывать и переваривать бактерии и чужеродные тела, попавшие в организм. Способность некоторых видов лейкоцитов вырабатывать антитела, вызывающие гибель микроорганизмов. Тромбоциты - мелкие безъядерные тельца, способствующие свертыванию крови.
      5. Переливание крови. При большой потере крови больным человеком переливание ему от здорового донора крови, совместимой с кровью больного и не вызывающей разрушения в ней эритроцитов. Четыре группы крови, различающиеся по содержанию белков в плазме и эритроцитах. Наследование групп крови человеком, их неизменность в течение всей жизни.
   2. 1. Размножение и его значение. Размножение - воспроизведение себе подобных новых организмов, что обеспечивает существование видов в течение многих тысячелетий, способствует увеличению численности особей вида, преемственности жизни. Бесполое, половое и вегетативное размножение организмов.
      2. Бесполое размножение - наиболее древний способ. В этом способе размножения участвует один организм, в то время как в половом чаще всего участвуют две особи. У растений, грибов бесполое размножение с помощью споры - одной специализированной клетки. Размножение спорами водорос-лей, мхов, хвощей, плаунов, папоротников. Высыпание спор из растений, прорастание их и развитие из них новых дочерних организмов при их попадании в благоприятные условия. Гибель огромного числа спор, попадающих в неблагоприятные условия. Невысокая вероятность появления новых организмов из спор, поскольку они содержат мало питательных веществ и проросток поглощает их в основном из окружающей среды.
      3. Вегетативное размножение - способность растения восстанавливать целостный организм из его вегетативных органов: надземного или подземного побега, части корня, листа, клубня, луковицы. Участие в вегетативном размножении одного организма или его части. Сходство дочернего растения с материнским, так как оно продолжает развитие материнского организма. Большая эффективность и распространение вегетативного размножения в природе, поскольку дочерний организм формируется быстрее из части материнского, чем из споры. Примеры вегетативного размножения: с помощью корневищ - ландыш, мята, пырей и др.; укоренением нижних, касающихся почвы ветвей (отводками) - смородина, дикий виноград и др.; усами - земляника и др.; луковицами - тюльпаны, нарциссы, крокусы и др. Использование вегетативного размножения при выращивании культурных растений: клубнями размножают картофель, луковицами - лук и чеснок, отводками - смородину и крыжовник, корневыми отпрысками - вишню, сливу, черенками - плодовые деревья.
      4. Половое размножение. Сущность полового размножения - в формировании половых клеток (гамет), оплодотворении - слиянии мужской половой клетки (сперматозоида) и женской (яйцеклетки) и развитии нового дочернего организма из оплодотворенной яйцеклетки. Благодаря оплодотворению дочерний организм получает более разнообразный набор хромосом, а значит, и более разнообразные наследственные признаки, вследствие чего он может оказаться более приспособленным к среде обитания. Наличие полового размножения у водорослей, мхов, папоротников, голосеменных и покрытосеменных. Усложнение полового процесса в ходе эволюции растений, наиболее сложный он у семенных растений.
      5. Семенное размножение происходит с помощью семян, оно характерно для голосеменных и покрытосеменных растений (у покрытосеменных широко распространено и вегетативное размножение). Последовательность этапов семенного размножения: опыление - перенос пыльцы на рыльце пестика, ее прорастание, появление путем деления двух спермиев, их продвижение в семязачаток, затем слияние одного спермия с яйцеклеткой, а другого со вторичным ядром (у покрытосеменных). Формирование из семязачатка семени - зародыша с запасом питательных веществ, а из стенок завязи - плода. Семя - это зачаток нового растения, в благоприятных условиях оно прорастает, и первое время проросток питается за счет питательных веществ семени, а затем его корни начинают поглощать воду и минеральные вещества из почвы, а листья - поглощать углекислый газ из воздуха и использовать энергию солнечного света для образования органических веществ из неорганических. Самостоятельная жизнь нового растения.
   3. Приготовить к работе два микроскопа, положить на предметные столики микропрепараты указанных тканей, осветить поле зрения микроскопов, перемещением тубуса винтами добиться четкого изображения. Рассмотреть микропрепараты, сравнить их и указать следующие различия: клетки эпителиальной ткани плотно прилегают друг к другу, а соединительной ткани расположены рыхло. Межклеточного вещества в эпителиальной ткани мало, а в соединительной - много.
   1. 1. Роль кожи, слизистых оболочек, выделяемых ими жидкостей (слюны, слез, желудочного сока и др.) в защите организма от микробов. Служат механической преградой, защитным барьером, преграждающим путь микробам в организм; вырабатывают вещества, обладающие противомикробными свойствами.
      2. Роль фагоцитов в защите организма от микробов. Проникновение фагоцитов - особой группы лейкоцитов - через стенки капилляров к местам скопления микробов, ядов, чужеродных белков, попавших в организм, обволакивание и переваривание их.
      3. Иммунитет. Выработка лейкоцитами антител, которые разносятся кровью по организму, соединяются с бактериями и делают их беззащитными против фагоцитов. Контакт некоторых видов лейкоцитов с болезнетворными бактериями, вирусами, выделение лейкоцитами веществ, которые вызывают их гибель. Наличие в крови этих защитных веществ обеспечивает иммунитет - способность организма защищать себя от болезнетворных микробов. Действие разных антител на микробы.
      4. Предупреждение инфекционных заболеваний. Введение в организм человека (как правило, в детском возрасте) ослабленных или убитых возбудителей наиболее распространенных инфекционных заболеваний - кори, коклюша, дифтерии, полиомиелита и других - для предупреждения заболевания. Невосприимчивость человека к этим заболеваниям или протекание болезни в легкой форме благодаря выработке в организме антител. При заражении человека инфекционной болезнью введение ему сыворотки крови, полученной от переболевших людей или животных. Содержание в сыворотке антител против той или иной болезни.
      5. Профилактика ВИЧ-инфекции и заболевания СПИДом. СПИД - инфекционное заболевание, в основе которого дефицит иммунитета. ВИЧ - вирус иммунодефицита человека, вызывающий потерю иммунитета, что делает человека беззащитным перед инфекционным заболеванием СПИД. Заражение половым путем, при переливании крови, из-за плохой стерилизации шприцев, при родах (заражение ребенка от матери - носительницы возбудителей СПИДа). Важность профилактики заражения вирусом СПИДа в связи с отсутствием эффективного лечения: жесткий контроль донорской крови и кровепрепаратов, использование одноразовых шприцев, исключение беспорядочных половых связей, применение презервативов, ранняя диагностика заболевания.
   2. 1. Характеристика царства растений. Разнообразие растений: водоросли, мхи, папоротники, голосеменные, покрытосеменные (цветковые). Общие черты растений: растут всю жизнь, активно не перемещаются с одного места на другое. Наличие в клетке прочной оболочки из клетчатки, которая придает ей форму, и вакуолей, заполненных клеточным соком. Главная особенность растений - наличие в их клетках пластид, среди которых ведущая роль принадлежит хлоропластам, содержащим зеленый пигмент - хлорофилл. Способ питания - автотрофный: растения самостоятельно создают органические вещества из неорганических с использованием солнечной энергии (фотосинтез).
      2. Роль растений в биосфере. Способность использования солнечной энергии для создания органических веществ в процессе фотосинтеза и выделения при этом кислорода, необходимого для дыхания всех живых организмов. Растения - производители органического вещества, обеспечивающие пищей и энергией самих себя, а также животных, грибы, большинство бактерий и человека. Значение растений в поддержании на определенном уровне содержания углекислого газа и кислорода в атмосфере.
   3. Приготовить к работе два микроскопа, положить на предметные столики микропрепараты двух тканей. Осветить поле зрения микроскопа, путем перемещения тубуса добиться более четкого изображения. Рассмотреть микропрепараты, используя знание признаков эпителиальной ткани. Выбрать из образцов тканей нужный, отметив при этом, что клетки эпителиальной ткани плотно прилегают друг к другу, практически не имеют межклеточного вещества, что способствует выполнению ими защитной функции.
   1. 1. Движение крови в организме человека по двум кругам кровообращения - большому и малому. Поступление крови по большому кругу к клеткам тела, а по малому - в легкие.
      2. Большой круг кровообращения. Выталкивание из левого желудочка сердца насыщенной кислородом артериальной крови в аорту, которая разветвляется на артерии. Поступление по ним крови в капилляры - самые мелкие сосуды с множеством пор. Поступление кислорода из капилляров в клетки тела, а углекислого газа из клеток в капилляры. Насыщение крови в капиллярах углекислым газом, превращение ее в венозную. Движение венозной крови по венам в правое предсердие.
      3. Малый круг кровообращения. Поступление венозной крови из правого предсердия в правый желудочек, выталкивание из него венозной крови в легочную артерию, которая разветвляется на множество капилляров, оплетающих легочные пузырьки. Диффузия кислорода из легочных пузырьков в капилляры - превращение венозной крови в артериальную, а углекислого газа из капилляров в легочные пузырьки. Удаление углекислого газа из организма при выдохе. Возвращение по венам малого круга артериальной крови, насыщенной кислородом, в левое предсердие, а из него в левый желудочек.
   2. 1. Условия жизни наземных животных. Резкие колебания температуры (в течение суток и года) и освещенности, низкая влажность, высокое содержание кислорода, небольшая плотность воздуха. Эволюция животных в направлении формирования приспособлений к жизни в наземных условиях - передвижению по суше, дыханию кислородом воздуха, питанию наземными растениями и животными.
      2. Выход позвоночных животных на сушу. Приспособление древних кистеперых рыб, живших 400-500 млн лет назад, к обитанию в условиях сухого и жаркого климата, в мелких пересыхающих водоемах. Выживание в этих условиях таких рыб, которые могли передвигаться по дну полупересохших водоемов, а также по суше в другие водоемы. Роль изменчивости признаков, наследственности и естественного отбора в преобразовании парных плавников кистеперых рыб в расчлененные конечности, в образовании легких. Значительное уменьшение затрат энергии на передвижение в связи с изменениями в строении скелета и мускулатуры конечностей.
      3. Древние земноводные - первые наземные животные. Утрата чешуйчатого покрова в связи с переходом к наземному образу жизни, приобретение способности дышать кислородом воздуха с помощью легких и через голую влажную кожу, в которой расположена густая сеть капилляров. Сердце трехкамерное (вместо двухкамерного у рыб), формирование малого круга кровообращения. Возможность совершать некоторые движения головой в связи с появлением шейного отдела позвоночника. Усложнение в процессе эволюции строения нервной системы и органов чувств, увеличение относительных размеров переднего мозга, появление век и слезных желез, защищающих глаза от высыхания и засорения, появление в органе слуха среднего уха, усиливающего звуковые колебания. В то же время сохранение у земноводных черт примитивной организации: их размножение и развитие в воде, слабое развитие легких, не защищающая организм от высыхания кожа, при кровообращении поступление к органам смешанной крови, непостоянная температура тела.
   3. Приготовить к работе два микроскопа. На предметный столик одного микроскопа положить микропрепарат с одной тканью, а другого микроскопа - другой микропрепарат. Осветить поле зрения микроскопа, перемещением тубуса добиться получения четкого изображения. Рассмотреть препараты, используя знание признаков покровной ткани, выбрать из них нужный, пояснив при этом, что клетки покровной ткани плотно прилегают друг к другу, имеют утолщенные наружные стенки, что способствует выполнению защитной функции. Расположенные в покровной ткани устьица (две специализированные клетки с устьичной щелью между ними) участвуют в газообмене, фотосинтезе и транспирации растений.
   
   

   Билет N 10 Дыхание растений, животных и человека, его значение. Строение органов дыхания человека, их функции. Грибы. Особенности их строения и жизнедеятельности, роль в природе и в жизни человека. Рассмотреть под микроскопом готовый микропрепарат зеленой эвглены, объяснить, почему ботаники относят ее к растениям, а зоологи - к животным.

Монокарпические и поликарпические растения. Однолетники цветут и плодоносят один раз в жизни, после чего полностью отмирают. Они ведут себя как монокарпики - однажды плодоносящие растения. Большинство многолетних трав, древесных и полудревесных растений являются поликарпиками, то есть плодоносят многократно в течение жизни.

Но не все многолетние растения способны к повторному цветению и плодоношению. Среди многолетних трав и даже среди древесных растений тоже есть монокарпики, отмирающие целиком после первого плодоношения. В отличие от однолетников вегетативная фаза их жизни длится несколько, иногда много (50-60) лет. Типичными примерами могут служить некоторые виды пальм (Corypha ), агавы, некоторые виды бамбуков. К многолетним травянистым монокарпикам относятся многие сложноцветные (например, некоторые виды бодяков и чертополохов) и зонтичные (дягиль, дудник, тмин, порезник). Эти растения в виде розетки живут 5-10-12 лет, после чего зацветают и отмирают. В культуре эти же растения (например, тмин) ведут себя обычно как двулетники: в первый год проходят вегетативную розеточную фазу, а на второй год цветут. Двулетники, в том числе культурные, - капуста, морковь, свекла - тоже монокарпики.

Большой и малый жизненный цикл. В ходе индивидуального развития - онтогенеза - растения испытывают возрастные физиологические изменения от эмбрионального состояния до половозрелого, а затем до глубокой старости. Морфологически эти возрастные изменения выражаются в последовательной смене структуры корневых и побеговых систем, в соотношении вегетативных и генеративных органов, в способности к вегетативному размножению на определенных этапах онтогенеза, наконец, просто в размерах тела. Однако определить абсолютный возраст растений нелегко, так как для них характерна постоянная смена органов. Более старые части отмирают и разрушаются. Возраст многолетнего травянистого растения, подсчитанный по годичным приростам корневища в длину или по годичным кольцам древесины на поперечном срезе, обычно не отражает истинного его возраста, а соответствует лишь возрасту наиболее молодой живой части. Особь, возникшая половым путем (из семени), может рано или поздно потерять целостность и распасться на несколько дочерних жизнеспособных особей, т. е. образовать клон.Каждая новая особь - часть клона (партикула) - несет на себе в той или иной степени печать возраста материнской семенной особи, но может оказаться и значительно омоложенной (особи из спящих почек корневищ, корневые отпрыски). Дочерние особи проходят собственный жизненный цикл, начинающийся уже не с момента прорастания семени, а с момента отделения от материнского растения. У травянистых растений, быстро сменяющих побеги, каждый побег проходит жизненный цикл от развертывания почки до цветения, плодоношения и отмирания надземной части («малый цикл»). Поэтому возникает необходимость выделения понятия «большой жизненный цикл», под которым подразумевается весь онтогенез растения, от возникновения зародыша в семени до естественной смерти особи и всех ее вегетативных потомков, т. е. частей клона, если имеет место вегетативное размножение. Большой жизненный цикл складывается из совокупности малых циклов разного масштаба (отдельных побегов, парциальных кустов и т. д.). У вегетативно неподвижных и вегетативно малоподвижных растений границы особи и клона более компактны, у вегетативно подвижных весьма расплывчаты ина поздних этапах большого жизненного цикла часто неопределимы.

Возрастные группы многолетних поликарпических растений . Каждая особь в определенный момент своего развития может быть охарактеризована двояко: 1) календарным возрастом, представляющим отрезок времени с момента возникновения особи до момента наблюдения; 2) совокупностью возрастных признаков, характеризующих ступень онтогенетического развития особи, ее возрастной уровень.

В настоящее время при определении ступени онтогенетического развития особи используется термин "возрастное состояние ". Синонимы этого термина - "физиологический возраст, "биологический возраст" и "возрастность".

Возрастное состояние особи можно определить как ее физиолого-биохимическое состояние, отражающее тот этап индивидуального развития, который особь проходит в момент наблюдения. Представление о возрастном состоянии как этапе индивидуального развития особи легло в основу многочисленных периодизаций онтогенеза.

Возрастные изменения проявляются в изменении как структуры (морфы), так и функций организма. Индикаторами возрастных состояний при ценопопуляционных исследованиях являются, главным образом, морфологические изменения, связанные с изменениями анатомическими, физиологическими, биохимическими.

Возрастное состояние всегда связано с календарным возрастом растения, поскольку последовательность онтогенетических процессов протекает во времени.

Большой жизненный цикл принято подразделять на следующие возрастные состояния (по классификации Т.А. Работнова, с некоторыми изменениями):

1 От лат. latens - скрытый, невидимый.

2 От лат. virginitas - девственность.

3 От лат. juvenilis - юношеский.

4 От лат. immaturus - незрелый.

5 От лат. senilis - старческий.

Эта классификация возрастных состояний применима как к поликарпикам, так и к однолетним и многолетним монокарпикам. У поликарпиков обычно выделяются все перечисленные выше возрастные состояния, в некоторых случаях у них бывает не выражен постгенеративный период (некоторые древесные виды). У монокарпиков выделяются все возрастные состояния вплоть до генеративного периода, генеративный не подразделяется.

Отнесение растений к тому или иному возрастному состоянию производится на основании комплекса качественных признаков. Наиболее существенными из них являются следующие: способ питания (связь с семенем); наличие зародышевых, ювенильныx или взрослых структур и количественные соотношения их у особи; способность особей к семенному или вегетативному размножению, соотношение и интенсивность этих процессов; соотношение процессов новообразования и отмирания у особи, степень сформированности у особи основных признаков биоморфы. "Жизненная форма", "биоморфа"" определяется по взрослым особям, обычно находящимся в состоянии g 2 .

Сезонные явления у растений . Один из существенных признаков жизненной формы – сезонное поведение растения. В периодически сухом или холодном климате сезонные явления выражаются в ряде морфологических и анатомических изменений. Один из самых известных и бросающихся в глаза сезонных процессов - листопад у древесных растений, который заменяется «веткопадом» у безлистных ксерофитов пустынь, например у саксаула.

У травянистых растений листопад наблюдается редко (например, у крапивы двудомной, недотроги). Обычно у трав отмирают целиком удлиненные вертикальные надземные побеги, а на приземных ползучих и розеточных побегах листья отмирают и разрушаются постепенно, не опадая. Отмершие побеги трав тоже разрушаются постепенно, уходя под снег или возвышаясь над снеговым покровом (в последнем случае иногда зимой продолжается рассеивание семян, оставшихся до зимы в плодах или соплодиях, например у полыни и других сложноцветных).

Весной у всех многолетних растений, древесных и травянистых, развертываются почки и вырастают новые годичные или элементарные побеги. Одновременно в многолетних стеблях и корнях возобновляется и усиливается работа камбия. При этом активно мобилизуются запасные питательные вещества из паренхимных тканей запасающих органов (в частности, у деревьев это вызывает весеннее сокодвижение). В течение всего вегетационного периода у многолетних растений идут формирование и созревание новых почек возобновления, заложение в них новых вегетативных, а часто и генеративных органов. Накопление запасных питательных веществ усиливается к наступлению зимы или засухи; формируются специализированные запасающие органы - клубни, луковицы и т.д. В начале нового вегетационного периода эти вещества усиленно расходуются на интенсивный рост новых побегов и корней и возобновление работы камбия. У многих многолетних трав, особенно луговых, кроме весеннего развертывания почек, хорошо выражено и летне-осеннее побегообразование, т.е. формирование второй генерации побегов в течение вегетационного периода. У луговых злаков (овсяниц, мятликов и др.) отрастание второй генерации побегов сильно стимулируется покосом. Так называемая «отава» используется для второго укоса или стравливания скоту.

Периодичность цветения . Период цветения у разных растений наступает в определенные сроки. В частности, следует особо отметить раноцветущие виды; некоторые из них зацветают сразу после снегосхода или еще при заметном остаточном снеговом покрове. К ранневесенним цветущим растениям относятся многие из древесных пород и кустарников средней полосы: ольха (под Москвой зацветает первой, в марте или начале апреля), орешник, ивы, осина, тополя. Все они цветут до распускания листьев, что способствует ветроопылению, а ивы опыляются только что проснувшимися пчелами. Чуть позже, одновременно с распусканием листьев, цветут береза, клены, вяз, ясень и, наконец, дуб, у которого листья развертываются позже большинства других лиственных пород смешанного среднерусского леса. Раноцветущие травянистые растения характерны для широколиственных лесов (медуница, хохлатки, ветреницы, чистяк, селезеночник, пролеска, печеночница; опыляются первыми насекомыми до затенения древесным пологом); в лесной зоне на открытых местах единственный раноцветущий вид - мать-и-мачеха. Рано цветут некоторые виды сфагновых болот (кассандра, или мирт болотный). В степях, полупустынях многие растения цветут рано, используя весеннюю влагу (тюльпаны, гиацинтики, птицем-лечники, горицвет и др.).

Длительность цветения разных растений также различна. Одни растения отцветают быстро, за несколько дней; другие цветут неделями; третьи - почти весь сезон, с весны до осени, за счет появления новых цветков и соцветий на одном и том же побеге (незабудка, лапчатки) или новых цветоносных побегов (ясколка дернистая, лютикедкий). Некоторые растения, имеющие ограниченные сроки цветения весной или в начале лета, повторно могут цвести в случае длительной теплой и влажной осени(живучка, лютики, земляника и др.).

Длительность вегетации . По длительности вегетации (имея в виду наличие зеленых асимилирующих листьев) растения можно разделить на вечнозеленые (круглый год с зелеными листьями; листья живут более одного астрономического года - хвойные, брусника, копытень), летне-зимне-зеленые (круглый год с зелеными листьями, но отдельные листья живут меньше года и сменяются - кислица, манжетка, земляника), летне-зеленые (листопадные или с полностью отмирающими на зиму побегами), зимне-зеленые (теряют листья или побеги на лето, а осенью и зимой вегетируют - не-которые растения средиземноморского климата с жесткой летней засухой и мягкой теплой зимой). Среди летне-зеленых в широком смысле можно особо выделить эфемеры весенние, а иногда осенние (однолетники, вегетирующие очень короткий срок - от 2-3 недель до 1-2 месяцев), и эфемероиды (многолетники, теряющие всю надземную часть очень быстро, к началу лета, - пустынные и степные тюльпаны, клубневые и луковичные лесные эфемероиды - хохлатки, ветреницы).

Разнообразие растений по срокам вегетации и цветения в одном и том же сообществе способствует наиболее полному использованию всего вегетационного периода в целом, т.е. разные группы приспособлены к разным, сезонно меняющимся условиям освещения (установление и исчезновение затенения пологом деревьев в лиственном лесу), влажности, температуры, к разным факторам опыления и т.д.

Приспособления высших растений к гетеротрофному питанию. Для высших растений обычно и нормально автотрофное питание - фотосинтез в сочетании с почвенным питанием, доставляющим растению все необходимые минеральные элементы, в том числе и азот. Способ питания отражен в общем облике высшего растения с его развитой системой облиственных зеленых побегов и интенсивно распространяющейся в почве корневой системой. Настоящие гетеротрофные организмы, способные питаться мертвыми органическими остатками (сапротрофы), имеются только среди грибов и бактерий. Однако и у высших растений существует ряд приспособлений к использованию не только минеральных, но и органических веществ субстрата. Это особенно важно в условиях почти полного отсутствия минеральных солей, например, при эпифитном образе жизни или при жизни на очень бедных выщелоченных почвах, на сфагновых торфяниках. В большинстве случаев цветковые растения, обитающие на таких субстратах, оставаясь зелеными и способными к фотосинтезу, получают дополнительное азотное питание благодаря симбиозу с грибами или бактериями, поселяющимися в их корнях (микориза, бактериориза). Это - симбиотрофные растения.

Некоторые автотрофные растения, обитающие, как правило, на болотах (в тропической и отчасти умеренной зоне), восполняют недостаток азота в субстрате дополнительным питанием за счет мелких животных, в частности насекомых, тела которых перевариваются при помощи ферментов, выделяемых специальными железками на листьях насекомоядных, или хищных, растений. Обычно способность к такому виду питания сопровождается формированием разнообразных ловчих приспособлений.

У обычной на сфагновых болотах росянки листья покрыты красноватыми железистыми волосками, выделяющими на кончиках капельки липкого блестящего секрета. Мелкие насекомые прилипают к листу и своими движениями раздражают другие железистые волоски листа, которые медленно загибаются к нему и плотно окружают своими железками. Растворение и всасывание пищи происходят в течение нескольких дней, после чего волоски расправляются и лист снова может ловить добычу.

Ловчий аппарат венериной мухоловки, живущей на торфяниках востока Северной Америки, имеет сложное строение. На листьях имеются чувствительные щетинки, которые вызывают резкое захлопывание двух лопастей пластинки при прикосновении насекомого.

Ловчие листья у непентесов, лазящих растений прибрежных тропических зарослей Индо-Малайской области, имеют длинный черешок, нижняя часть которого широкая, пластинчатая, зеленая (фотосинтезирующая); средняя - суженная, стеблеподобная, вьющаяся (она и обвивает опору), а верхняя превращена в пестрый кувшинчик, прикрытый сверху крышечкой - листовой пластинкой. По краю кувшинчика выделяется сахаристая жидкость, привлекающая насекомых. Попав в кувшинчик, насекомое соскальзывает по гладкой внутренней стенке на его дно, где находится переваривающая жидкость.

В стоячих водоемах у нас обычно погруженное плавающее растение пузырчатка. Она не имеет корней; листья рассечены на узкие нитевидные дольки, на концах которых находятся ловчие пузырьки с клапаном, открывающимся внутрь. Мелкие насекомые или рачки не могут выбраться из пузырька и перевариваются там.

Планета Земля образовалась более 4,5 млрд. лет назад. Первые одноклеточные формы жизни появились возможно появились около 3 млрд. лет назад. Сначала это были бактерии. Их относят к прокариотам, так как у них нет клеточного ядра. Эукариотические (имеющие в клетках ядра) организмы появились позже.

Растениями считаются эукариоты, способные к фотосинтезу. В процессе эволюции фотосинтез появился раньше, чем эукариоты. В то время он существовал у некоторых бактерий. Это были сине-зеленые бактерии (цианобактерии). Некоторые из них сохранились до наших дней.

Согласно наиболее распространенной гипотезе эволюции, растительная клетка образовалась путем попадания в гетеротрофную эукариотическую клетку фотосинтезирующей бактерии, которая не была переварена. Далее процесс эволюции привел к появлению одноклеточного эукариотического фотосинтезирующего организма, имеющего хлоропласты (их предшественников). Так появились одноклеточные водоросли.

Следующим этапом в эволюции растений было возникновение многоклеточных водорослей. Они достигли большого разнообразия и обитали исключительно в воде.

Поверхность Земли не оставалась неизменной. Там, где земная кора поднималась, постепенно возникала суша. Живым организмам приходилось адаптироваться к новым условиям. Некоторые древние водоросли постепенно смогли приспособиться к наземному образу жизни. В процессе эволюции их строение усложнялось, появлялись ткани, в первую очередь покровная и проводящая.

Первыми наземными растениями считаются псилофиты, которые появились около 400 миллионов лет назад. До наших дней они не дожили.

Дальнейшая эволюция растений, связанная с усложнением их строения, шла уже на суше.

Во времена псилофитов климат был теплым и влажным. Псилофиты произрастали недалеко от водоемов. У них были ризоиды (подобие корней), которыми они закреплялись в почве и всасывали воду. Однако у них не было настоящих вегетативных органов (корней, стеблей и листьев). Продвижение воды и органических веществ по растению обеспечивала появившаяся проводящая ткань.

Позже от псилофитов произошли папоротникообразные и мхи. Эти растения имеют более сложное строение, у них есть стебли и листья, они лучше приспособлены к обитанию на суше. Однако, также как у псилофитов, у них сохранялась зависимость от воды. При половом размножении, чтобы сперматозоид достиг яйцеклетки, им нужна вода. Поэтому «уйти» далеко от влажных мест обитания они не могли.

В каменно-угольном периоде (примерно 300 млн. лет назад), когда климат был влажным, папоротникообразные достигли своего рассвета, на планете росло множество их древесных форм. Позднее, отмирая, именно они сформировали залежи каменного угля.

Когда климат на Земле начал становиться более холодным и сухим папоротники начали массово вымирать. Но некоторые их виды перед этим дали начало так называемым семенным папоротникам, которые по-сути были уже голосеменными растениями. В последующей эволюции растений семенные папоротники вымерли, дав перед этим начало другим голосеменным растениям. Позже появились более совершенные голосеменные - хвойные.

Размножение голосеменных уже не зависело от наличия жидкой воды. Опыление происходило с помощью ветра. Вместо сперматозоидов (подвижных форм) у них образовывались спермии (неподвижные формы), которые доставлялись к яйцеклетке специальными образованиями пыльцевого зерна. Кроме того, у голосеменных образовывались не споры, а семена, содержащие запас питательных веществ.

Дальнейшая эволюция растений ознаменовалась появлением покрытосеменных (цветковых). Это произошло около 130 млн. лет назад. А около 60 млн. лет назад они стали господствовать на Земле. По сравнению с голосеменными, цветковые растения лучше приспособлены для жизни на суше. Можно сказать, они стали больше использовать возможности окружающей среды. Так их опыление стало происходить не только с помощью ветра, но и посредством насекомых. Это повысило эффективность опыления. Семена покрытосеменных находятся в плодах, которые обеспечивают более эффективное их распространение. Кроме того, цветковые растения имеют более сложное тканевое строение, например, в проводящей системе.

В настоящее время покрытосеменные являются наиболее многочисленной по количеству видов группой растений.

Первые живые организмы возникли в момент господства воды на Земле. Эти живые организмы, обитающие в водной среде, дали начало первым одноклеточным жгутиковым водорослям (низшим растениям). Предположительно, что многоклеточные водоросли возникли из колониальных форм одноклеточных водорослей. Произошел переход одноклеточного организма к многоклеточному. Многоклеточные водоросли имеют самое простое строение, тело образовано одним видом клеток, нет тканей и органов, к субстрату прикрепляются с помощью ризоидов.

С изменение. условий окружающей среды (произошли крупные горообразовательные процессы, появляется суша), происходит изменение растительных организмов. Из многоклеточных водорослей в условиях периодического заливания прибрежных зон водой, возникли первые обитатели суш - псилофиты (вымершие представители низших споровых растений0 и первые мхи (слепая нить в эволюции). Из одного вида многоклеточных водорослей развились псилофиты, слоевище которых состояло из нескольких тканей: покровной, механической, проводящей, а из другого вида многоклеточных водорослей развились мхи, это наземные растения, имеющие органы – побеги и листья, но не имеющие корней. Прослеживается переход от клеточного уровня к однотканевому уровню, а также к организменному уровню.

Псилофиты и первые мхи размножались, спорами. Современные мхи также размножаются спорами. Из споры вырастает предросток, похожий на водоросль. Оплодотворение происходит только при наличии воды. Сходство предростков мха с водорослями указывает на происхождение мхов от водорослей.

От псилофитов возникли папоротникообразные, хвощи и плауны.

Они имели более сложное строение, чем современные представители. В период расцвета папоротникообразных на Земле был влажный и теплый климат, частые дожди, большая туманность, все это способствовало интенсивному развитию папоротникообразных. Они были представлены гигантскими деревьями до 40 метров высотой.

Размножались с помощью спор, а более совершенные с помощью семян. Оплодотворение происходило при наличии воды.

Современные папоротникообразные, хвощи и плауны, гораздо меньших размеров, чем предки, это травянистые растения. Но у них сохранились черты сходства с предками, размножаются спорами, споры прорастают только при достаточном количестве влаги. Заростки, развивающиеся из спор, похожи.на слоевище многоклеточных водорослей и как водоросли к почве прикрепляются с помощью ризоидов. Оплодотворение происходит только при наличии воды. Почти все папоротникообразные и хвощи влаголюбивые растения.

С наступлением ледника происходило изменение климата, он становится СУХИМ и холодным. Под воздействием условий окру­жающей среды происходили изменения в растительном мире. Споровые папоротникообразные уменьшались в размере, а из папорот­ников, размножающихся семенами, возникли первые голосеменные растения. Эти растения имели органы (стебли, листья, корни) с более сложным внутренним строением, у них развиваются покровные ткани, клетки которых имеют толстые стенки, а также совершенствуется проводящая система (сосуды и ситовидные трубки, образующие проводящие пучки). Размножаются голосеменные семенами, состоящими из зародыша растения и запаса питательных веществ.

От древних голосеменных растений произошли покрытосеменные растения. Они имеют более сложное строение организма, у покрытосеменных развивается видоизмененный побег - цветок. В цветке развиваются половые органы: тычинки и пестик (пестик - женский половой орган, тычинка - мужской половой орган). Процесс оплодотворения произойдет лишь после процесса опыления (перенос пыльцы с тычинки на рыльце пестика). Оплодотворение у цветковых растений двойное, после которого из завязи пестика цветка развивается плод с семенами внутри. Таким образом, семена защищены от неблагоприятных условий. Покрытосеменные растения размножаются и распространяются с помощью семян. За счет более сложною строения и защищенности семян постепенно господствующее положение заняли на Земле покрытосеменные растения.

Следовательно, изменения уровня организации растений в процессе эволюции шли в направлении усложнений организации. Вначале организм представлен одной клеткой, далее возникают многочисленные организмы, затем идет дифференцировка на ткани и органы. Далее усложняется строение органов, что приводит к усложнению всего организма. Причинами этих изменений являются факторы окружающей среды, наследственная изменчивость и естественный отбор.

Отдел Покрытосеменные подразделяется на два класса:

Класс Однодольные; Класс Двудольные.

Классы, в свою очередь, делятся на семейства. Каждому семейству характерны определённые признаки, по которым растения объединяют в конкретную систематическую группу (род, вид- наименьшая единица классификации). Систематическое положение ландыша майского:

Отдел Покрытосеменные, класс – Однодольные, семейство – Лилейные, род – Ландыш, вид – ландыш майский.

Используя знания об иммунитете, объясните, с какой целью человеку делают прививки и вводят сыворотки. Как можно повысить защитные свойства организма? Как защитить себя от ВИЧ-инфекции и заболевания СПИДом?

1. Кожа, слизистые оболочки, выделяемые ими жидкости (слюна, слезы, желудочный сок и др.) - первый барьер в защите организма от микробов. Их функции: служат механической пре­градой, защитным барьером, предупреждающим попадание микробов в организм; вырабатывают ве­щества, обладающие противомикробными свойст­вами.

2. Роль фагоцитов в защите организма от микробов. Проникновение фагоцитов - особой группы лейкоцитов - через стенки капилляров к местам скопления микробов, ядов, чужеродных бел­ков, попавших в организм, обволакивание и перева­ривание их.

3. Иммунитет. Выработка лейкоцитами анти­тел, которые разносятся кровью по организму, со­единяются с бактериями и делают их беззащит­ными против фагоцитов. Контакт некоторых видов лейкоцитов с болезнетворными бактериями, ви­русами, выделение лейкоцитами веществ, кото­рые вызывают их гибель. Наличие в крови этих защитных веществ обеспечивает иммунитет ­невосприимчивость организма к инфекционным заболеваниям. Действие разных антител на мик­робы.

4. Предупреждение инфекционных заболева­ний. Введение в организм человека (как правило, в детском возрасте) вакцины - ослабленных или убитых возбу­дителей наиболее распространенных инфекцион­ныx заболеваний - кори, коклюша, дифтерии, полиомиелита и др. - для предупреждения забо­левания. Не восприимчивость человека к этим заболеваниям

или протекание болезни в легкой форме благодаря выработке в организме антител. При заражении человека инфекционной болезнью введение ему сыворотки крови, полученной от пере­болевших людей или животных. Содержание в сы­воротке антител против той или иной болезни.

5. Профилактика ВИЧ-инфекции и заболева­ния СПИДом. ВИЧ - вирус иммунодефицита че­ловека; вызывающий синдром приобретенного им­мyнoдeфицитa (СПИД). ВИЧ инфицирует и унич­тожает лейкоциты определенного типа, которые обеспечивают формирование иммунитета человека. Больные СПИДом подвержены различным инфек­циям, которые и становятся причиной их смерти. Обычно ВИЧ передается с кровью или спермой. От ВИЧ-инфицированной матери вирус может зара­зить плод через плаценту или попасть в организм ребенка через грудное молоко. В связи с отсутстви­ем эффективного лечения важно соблюдать меры предосторожности: избегать случайных половых связей, при половых контактах использовать пре­зервативы, проверять донорскую кровь на антитела к ВИЧ, использовать одноразовые шприцы.