Author: Лисов Н.Д.
Tags: биологические науки в целом биологические науки биология подготовка к экзаменам учебное пособие общая биология
ISBN: 978-985-533-194-1
Year: 2008
Text
к централизованному
тестированию
к централизованному
тестированию
Н. Д. Лисов
1
5-е издание
Минск
•Айерсэф»
2012
УДК 57(075.3)
ББК 28я721
Л63
Серия основана в 1999 году
Рецензент
первый проректор Ин-та предпринимав деятельности,
канд. биол. наук, доц. В. В. Шевердов
Лисов, Н. Д.
Л 63 Биология: пособие для подготовки к централизованному тести¬
рованию / Н. Д. Лисов. — 5-е изд. — Минск: Аверсэв, 2012. — 639 с.:
ил. — (Школьникам, абитуриентам, учащимся).
ISBN 978-985-533-194-1.
Основная цель данной книги — помочь старшеклассникам (абитуриентам)
систематизировать свои знания и подготовиться к централизованному тестиро¬
ванию по биологии.
Пособие содержит краткие теоретические сведения, вопросы для самоконтроля
и тренировочные задания, приближенные к тестам централизованного тестирова¬
ния. В конце книги приведены ключи ко всем заданиям.
Адресуется старшеклассникам, абитуриентам, учителям.
УДК 57(075.3)
ББК 28я721
ISBN 978-985-533-194-1
© Лисов Н. Д., 2008
© Оформление. ОДО «Аверсэв», 2008
Предисловие
Значительная часть выпускников средних школ и средних спсци-
I пьпых учебных заведений сдает вступительный экзамен по биологии
и форме централизованного тестирования (ЦТ).
Подготовка к ЦТ имеет ряд особенностей, которые обусловлены
целями данного экзамена, его содержанием и формой проведения. Не¬
обычная для биологии форма проведения экзамена, нестандартные
питы заданий-измерителей разной степени сложности требуют от
школьников умений работать с тестовыми заданиями разных типов
н уровней сложности.
Тест по биологии включает 50 заданий, в том числе 43 закрытых'
тестовых задания (с выбором одного правильного ответа из четырех
предложенных вариантов — группа А) и 7 открытых заданий (со сво¬
бодным ответом — группа В). На выполнение теста отводится 120 мин.
Тестовые задания для централизованного тестирования охватывают
все основные разделы биологии, изучаемые в 7-11 классах. При их вы¬
полнении абитуриент должен показать знания основных биологических
понятий, терминов и их смысла, исторических фактов, достижений
ученых, закономерностей, теорий, касающихся структуры, жизнедея¬
тельности, развития живых систем на всех уровнях организации жизни.
Это прежде всего знания состава, строения и функций химических
компонентов клеток, внутриклеточных структур прокариот и эукариот;
особенностей строения различных типов тканей; особенностей про¬
цессов обмена веществ автотрофных и гетеротрофных клеток, организ¬
мов; форм и особенностей деления клеток; размножения и развития
живых организмов; закономерностей наследственности, особенностей
взаимодействия генов, закономерностей изменчивости (модификаци-
онной, мутационной, комбинативной), видов мутаций и их значения
для эволюции и селекции; методов и приемов селекции растений, жи¬
вотных и микроорганизмов; особенностей строения, жизнедеятельно¬
сти и размножения основных систематических групп организмов.
3
Особенности строения и функции органов и систем органов орга
низма человека; внутренняя среда организма, иммунитет, особенносп
обмена веществ, нервно-гуморальная регуляция в организме человек?
экологические факторы и особенности их взаимодействия; среды жго
ни и основные адаптации к ним; структура экосистем, компонент^
экосистем, положение и взаимоотношения организмов в биоценозе
пищевые цепи, правила 10 %; строение и структура биосферы, круга
ворог веществ в природе, функции живого вещества в биосфере; дока
зательства, предпосылки и движущие силы эволюции; основные
направления и результаты эволюционного процесса - эти и другие во
просы также должны быть в сфере внимания экзаменуемых.
Тест по биологии включает задания на классификацию и система
тизацию биологических объектов, требующие знаний о принципам
классификации живых существ, основных признаках растений, жи
вотных, грибов, протистов и бактерий, особенностей их морфологии
и физиологии, систематического положения типичных представите¬
лей разных систематических групп.
В тест по биологии включаются также задания на установление по-]
следовательности этапов биологических процессов, закономерностей
расположения тканей в органах растений, нахождение соответствия
между структурами и функциями, установление соответствия между
особенностями строения организмов и их систематическим положением
и т. и., а также биологические задачи на определение последовательности I
нуклеотидов в цепях ДЫК и РНК согласно принципу комплементар- '
1
ности; установление типов скрещивания и доминирования; решение
генетических задач на моно- и дигибридное скрещивание, взаимодей¬
ствие аллельных и неаллельных генов, кроссинговер, исследование I
наследования признаков, сцепленных с полом; составление схем це¬
пей питания в различных биоценозах; расчет биомассы трофических
уровней согласно правилу Линдемана и т. д.
Успешное выполнение тестовых заданий требует от выпускников
общеобразовательных и средних специальных учебных заведений
умения устанавливать причинно-следственные связи между строени¬
ем и функциями органоидов клетки, особенностями строения и функ¬
циями разных типов тканей, отдельных органов и систем органов;
образом жизни и строением организмов; средой обитания и приспо¬
собленностью живых существ; факторами и результатами эволюции;
функциями и ролью живого вещества в биосфере; деятельностью че¬
ловека и ее последствиями.
4
Кроме того, испытуемый должен проявить умение сопоставлять
и 11 ыинивать особенности строения и жизнедеятельности клеток авго-
I рифов и геторотрофов, прокариот и эукариот; организмы бактерий,
I it л истов, грибов, животных; типы деления клетки; способы размно-
•м пня организмов; фенотипы и генотипы, гомо- и гетерозиготы, на-
| и дственную и модификационную изменчивость организмов; пути
и ипправления эволюционного процесса: арогенезы, аллогенезы, ката-
и мсзы, прогресс и регресс; биологические и социальные факторы ан-
|рппогенеза; биотические, абиотические и антропогенные экологиче-
| пне (факторы; экосистемы и агроэкосистемы.
Предлагаемое пособие предназначено для абитуриентов, сдающих
in 1 учительный экзамен по биологии в форме централизованного тес-
шрования. Пособие составлено в полном соответствии с программой
жтупительных экзаменов по биологии. Оно поможет абитуриентам
приобрести навыки решения тестовых заданий, необходимые для ус-
iii'iimofi сдачи экзамена в форме тестирования.
Структурно пособие построено по единой схеме. Каждая тема по-
I обпя содержит краткие теоретические сведения, основные понятия
и термины, знание которых обязательно для успешной сдачи экзаме¬
на, вопросы для самоконтроля и тренировочные задания.
Краткие теоретические сведения раскрывают основное содержа¬
ние гой или иной темы, однако они не претендуют на полноту освеще¬
ния вопроса. Следует иметь в виду, что пособие не может заменить
школьные учебники, содержащие учебный материал, в полной мере
отражающий программные требования, на которых основываются
тесты. Готовиться необходимо по учебникам, а повторять материал
целесообразно по предлагаемому пособию, где в краткой форме рас¬
крыто основное содержание всех разделов программы.
Вопросы для самоконтроля предназначены для проверки усвоен¬
ных основных фундаментальных знаний по биологии. Тренировочные
задания, приведенные в конце каждой темы, позволят познакомиться
( построением различной сложности и направленности тестовых зада¬
ний, научиться выполнять их, проверить степень усвоения материала.
Желаем успехов!
РАЗДЕЛ
МНОГООБРАЗИЕ
ОРГАНИЧЕСКОГО
МИРА
Классификация живых организмов
Разобраться в огромном разнообразии живых организмов помогает
систематика — наука, занимающаяся описанием и классификацией
организмов, распределением их по группам — таксонам. Таксономия —
раздел систематики, учение о соподчинении таксономических катего¬
рий разного ранга. Таксономическая категория — это группа организ¬
мов, объединенных родственными связями и имеющих ряд общих
признаков.
Как известно, первую научную систему живой природы создал
шведский натуралист К. Линней, в основу которой положил два прин¬
ципа: бинарной номенклатуры и иерархичности. В соответствии с би¬
нарной номенклатурой каждый вид называется двумя словами, вклю¬
чающими название рода, к которому принадлежит данный вид, и его
видовой эпитет. Принцип иерархичности, или соподчиненности, озна¬
чает, что родственные виды объединяются в роды, роды — в семейства,
семейства — в отряды (порядки у растений), отряды — в классы, клас¬
сы — в типы (отделы у растений), типы — в царства. Основной систе¬
матической единицей является вид.
Общепринятой системы органического мира до настоящего время
не создано.
6
11аибольшее признание и распространение получила система, соз-
имя американским ученым Р. Виттакером, доработанная и детали-
шроианная Л. Маргулис и К. Шварц. Данная система в настоящее
иремя принята в большинстве стран мира. Согласно данной системе
ш и живая природа делится на пять царств.
Царство Бактерии (Мойеры) включает организмы, в клетках кото¬
рых отсутствует оформленное ядро. Эти организмы чаще всего однокле-
I (1чпые. Иногда клетки могут сцепливаться друг с другом и образовывать
колонии. Тем не менее, ведя колониальный образ жизни, клетки, вхо-
/ннцие в колонии, не имеют тесных связей друг с другом и не зависят,
одна от другой в питании, размножении и т. п. По способу питания
бактерии бывают автотрофные и гетеротрофные (сапротрофные, па¬
разитические, симбиотические). В природных сообществах бактерии
играют главным образом роль разрушителей органических веществ.
Царство Протисты охватывает одноклеточные и колониальные ор¬
ганизмы, клетки которых содержат оформленные ядра (одно или нес¬
колько).
К царству Животные относятся многоклеточные организмы. Их
клетки не имеют оболочек и не содержат пластид и вакуолей с клеточ¬
ным соком. Питаются они готовой органической пищей, которую загла¬
тывают и переваривают во внутренней полости. Большинство живот¬
ных способны к передвижению.
В природных сообществах животные являются потребителями ор¬
ганических веществ.
Царство Растения объединяет многоклеточные ядерные организмы,
осуществляющие фотосинтез. В клетках растений содержится хлоро¬
филл, благодаря которому солнечная энергия поглощается и преобра¬
зовывается в энергию химических связей органических веществ. Их
клетки имеют целлюлозную клеточную оболочку, вакуоли, пластиды.
Растения не способны к активному передвижению. В природных сооб¬
ществах они являются производителями органического вещества.
Царство Грибы включает неподвижные нитчатые ядерные орга¬
низмы. Клетки их имеют оболочки, в состав которых входит полисаха¬
рид хитин, вакуоли и другие органоиды. Все грибы — гетеротрофные
организмы. Они питаются готовыми органическими веществами, по¬
глощая их всей поверхностью тела из окружающей среды. По способу
питания среди них различают сапротрофы, симбионты и паразиты.
В природных сообществах они наряду с бактериями выполняют функ¬
цию разрушителей органического вещества.
7
Знай основные термины и понятия
Систематика, таксон, бинарная номенклатура, принцип иерархичности,
вид, род, семейство, отряд, порядок, класс, тип, отдел, царство.
Вопросы для самоконтроля
1. Какие принципы положил К. Линней в основу системы живой
природы?
2. Что такое таксон?
3. Какие вам известны таксономические единицы?
4. Что ■ шляется основной единицей систематики?
5. На основании каких признаков организмы относятся к царству
Бактерии?
6. Какие организмы относятся к царству Протисты?
7. По каким основным признакам грибы отличаются от растений?
Тренировочные задания
1. Ученые-систематики объединяют организмы в систематические
группы на основе:
а) общности мест их обитания;
б) внешнего сходства организмов;
в) функций, выполняемых в биоценозах;
г) сходства внешнего и внутреннего строения и их родства;
д) практического использования.
2. Систематика — это наука о;
а) взаимосвязи организмов со средой;
б) многообразии организмов, объединении их в группы на основе родст¬
ва, единства происхождения и сходства строения;
в) индивидуальном развитии организмов;
г) историческом развитии организмов;
д) наследственности и изменчивости организмов.
3. К систематическим категориям относят:
а) царство, отдел, класс, семейство, род, вид;
б) флору, фауну;
в) сообщество, популяцию, биоценоз.
4. Величайшая заслуга К. Линнея в том, что;
а) он дал первое научное определение вида;
б) ввел бинарную номенклатуру и создал искусственную систему орга¬
нического мира;
в) был убежденным креационистом; '
г) создал первое эволюционное учение.
5. Первое научное определение вида дал:
а) Дж. Рей; б) К. Линней;
в) Ч. Дарвин; г) Ж. Б. Ламарк.
6. Среди перечисленных групп выберите царства живых организмов:
а) бактерии, протисты, грибы, животные, растения;
б) бактерии, цианобактерии, протисты, грибы, животные, растения:
в) протисты, грибы, лишайники, водоросли, животные, растем п
г) губки, грибы, лишайники, растения, животные.
7. Из предложенного перечня систематических категорий выберите
только те, которые используются в систематике и растений, и жи¬
вотных;
1)вид; 2)семейство;
3)отряд; 4) порядок;
5) класс; 6) отдел;
7)тип;
а) 1,2,3; 6)4,5, 6; в) 5, 6, 7; г) 1,2, 5; д) 1, 2, 4.
8. Определите последовательность таксономических единиц в сис¬
тематике животных (от наименьшей до наивысшей):
а) вид, род, семейство, порядок, класс, отдел, царство;
6) вид, семейство, род, класс, порядок, отдел, царство;
в) вид, род, семейство, отряд, класс, тип, царство;
г) род, вид, отряд, семейство, класс, тип, царство.
9. Группу сходных по строению и жизнедеятельности особей, оби¬
тающих на определенной территории, скрещивающихся между
собой и дающих плодовитое потомство, называют;
а) сообществом; б) отделом;
в) видом; г) семейством;
д) родом.
9
10. Вид — основная систематическая единица, представляющая собой:
а) группу популяций, особи которых сходны по строению и жизнедея¬
тельности, занимают сходную экологическую нишу, обитают в преде¬
лах одного ареала, скрещиваются между собой с образованием плодо¬
витого потомства;
б) совокупность организмов, обитающих на одной территории;
в) совокупность организмов, питающихся одинаковой пищей;
г) совокупность организмов, сходных по внешнему строению.
11. Определите, сколько перечислено родов и видов: клевер ползу¬
чий, клевер пашенный, клевер шведский, клевер луговой, клевер
гибридный, лютик едкий, лютик ядовитый, лютик золотистый:
а) родов 2, видов 8;
б) родов 8, видов 8;
в) родов 8, видов 2.
12. Определите, сколько видов живых организмов приведено: рябина
обыкновенная, береза, дуб черешчатый, кот, собака, олень благо¬
родный, ежа сборная, слива, яблоня:
а) 9; б) 4; в) 5.
13. Родственные семейства растений объединяются в:
а) классы; б) типы;
в) порядки; г) роды;
д) отряды.
14. Выберите признаки, характерные для представителей царства
Животные:
а) относительная неподвижность, гетеротрофное питание;
б) гетеротрофное питание, отсутствие оболочек в клетках;
в) наличие оболочек в клетках, подвижность;
г) запасной углевод — крахмал, ограниченный рост.
15. Выберите группы животных, имеющие ранг отрядов:
а) паукообразные, жесткокрылые, земноводные, пресмыкающиеся;
б) кишечнополостные, сосальщики, малошетинковые кольчатые черви,
пиявки;
в) скорпионы, клещи, полужесткокрылые, насекомоядные;
г) воробьиные, аистообразные, страусообразные, первозвери.
16. Выберите группы растений, имеющие ранг классов:
а) водоросли, лишайники, покрытосеменные, голосеменные;
б) зеленые водоросли, сфагновые мхи, однодольные, двудольные;
в) зеленые мхи, хвойные, однодольные, двудольные;
г) хвощи, плауны, папоротники, однодольные, двудольные.
10
17. Водоросли представляют собой:
а) группу растений, включающую несколько отделов;
б) отдел растении;
в) класс растении;
г) семейство растений.
18. Божья коровка и капустная белянка относятся к;
а) одному отряду;
б) разным отрядам одного класса;
в) разным классам одного типа;
г) разным типам.
19. Соотнесите таксономические категории и таксоны.
А. Царство.
1. Медведь.
Б. Отдел.
2. Двукрылые.
В. Класс.
3. Лютик едкий.
Г. Отряд.
4. Птицы.
Д. Семейство.
5. Зеленые водоросли
Е. Род.
6. Грибы.
Ж. Вид.
7. Кошачьи.
20. Наука, занимающаяся описанием и классификацией организмов,
распределением их по группам, — ....
21. Основной элементарной систематической единицей живой при¬
роды является ....
22. Организмы, в клетках которых отсутствует оформленное ядро,
объединяют в царство ....
Доклеточные формы жизни
Вирусы (лат. вирус — яд) — это неклеточные формы жизни, состоя¬
щие из молекул нуклеиновых кислот (ДИК или РНК) и белков. В отли¬
чие от организмов, вирусы не имеют клеточного строения, не растут,
размножаются только в живых клетках. Вне клетки-хозяина вирусы —
это частицы, находящиеся только в нереплнкативном состоянии, по¬
скольку у большинства из них нет ферментов, необходимых для пол¬
ного воспроизведения вирусной частицы.
11
В 1892 г. русский ученый Д. И. Ивановский открыл особые части¬
цы, которые были мельче самых мелких бактерий, могли функциони¬
ровать только внутри живых клеток и вызывали болезнь табачную
мозаику. Затем были найдены и другие возбудители болезней, име¬
ющих сходную природу. Их назвали вирусами (лат. virus — яд). В 1917 г.
были открыты бактериофаги — вирусы, поражающие бактерии.
Вирусы распространены в природе повсеместно. Они поражают
псе группы живых организмов, вызывая различные заболевания. Опи¬
сано более 500 видов вирусов, поражающих теплокровных животных,
и более 300 — поражающих растения. Например, вирус табачной мо¬
заики поражает растения табака, вызывая разрушение хлорофилла
в листьях. Вирусы являются причиной мозаичной болезни томатов,
огурцов, скручивания листьев, полосатости тюльпанов, карликовости.
У животных вирусы вызывают ящур, чуму свиней и птиц, инфекцион¬
ную анемию лошадей, рак, рожистые воспаления, птичий грипп и др.
Вирусные заболевания человека: герпес, грипп, бешенство, корь, оспа,
тиф, паротит, полиомиелит, СПИД и др.
Строение вирусов. Вирусы имеют форму палочек, шариков, раке¬
ток. Диаметр вирусных частиц составляет 15-300 нм; длина некото¬
рых нитевидных вирусов — до 2000 нм. Большинство вирусов видимы
только в электоронный микроскоп.
Вирусная частица состоит из нуклеиновой кислоты и нескольких
белков, образующих оболочку вокруг нуклеиновой кислоты. Белковая
оболочка — капсид — выполняет защитную, ферментативную и антиген¬
ную функции. Сложно организованные вирусы имеют дополнительную
оболочку, белковую или липопротеиновую. Например, вирусы герпеса
или гриппа имеют дополнительную липопротеиновую оболочку, кото¬
рая возникает из цитоплазматической мембраны клетки-хозяина. Пол¬
ностью сформированная инфекционная частица называется вирионом.
В вирусах всегда присутствует только один тип нуклеиновой кисло¬
ты: либо ДНК, либо РНК. На этом основании вирусы делят на ДНК-
и РНК-содержащие. Бактериофаги (вирусы бактерий) содержат ДНК,
вирусы растений — только РНК, вирусы животных и человека — ДНК
или РНК. Формы нуклеиновых кислот многообразны: одно- или дву¬
цепочечные ДНК и РНК линейной или кольцевой структуры.
В природе встречаются также вироиды, представляющие собой корот¬
кие одноцепочечные молекулы РНК, лишенные капсида. Их вторичная
структура может быть двуцепочечной с короткими одноцепочечными
петлями. Вироиды являются возбудителями ряда заболеваний расте¬
ний, животных и человека (старческое слабоумие).
12
Инфицирование клеток и репликация вирусов. У вирусов отсут¬
ствует собственная система синтеза белков. Они вносят в клетку толь¬
ко свою генетическую информацию. С матрицы — вирусной ДНК или
РНК — синтезируется иРНК, которая и служит основой для синтеза
вирусных белков рибосомами инфицированной клетки. Молекула
ДНК вирусов может встраиваться в геном клетки хозяина и существо¬
вать в таком виде неопределенно долгое время, не проявляя себя.
Бактериофаг прикрепляется к оболочке бактерий при помощи от¬
ростков и вводит внутрь клетки молекулу ДНК. Бактериальная клет¬
ка начинает вместо собственных компонентов синтезировать новые
частицы фага — молекулы ДНК и белков. В одной клетке возникают
десятки и сотни новых фагов, которые поражают соседние клетки.
Бактериофаги, образующие в зараженных клетках новое поколение
фаговых частиц и приводящие к разрушению бактериальную клетку,
называются вирулентными фагами.
Некоторые бактериофаги внутри клетки-хозяина не реплицируются.
Их нуклеиновая кислота встраивается в ДНК хозяина и реплицируется
вместе с ней. Такие фаги называются умеренными, или профагами. Ви¬
русы, поражающие актииомицсты, называются актинофагами, а циа¬
нобактерии — цианофагами.
Особый интерес представляют РНК-содержащие оикогепные ретро¬
вирусы (лат. retro — возврат назад). Так их называют потому, что необхо¬
димым этапом их размножения является обратная транскрипция. Такие
вирусы содержат особый фермент — обратную транскриптазу (ревертазу).
Вирусный фермент на матрице вирусной РНК вируса строит сначала
одну, а затем и другую комплементарную цепь ДНК. Образовавшаяся
двухцепочечная молекула вирусной ДНК может встраиваться в ДНК
клетки-хозяина. Такой встроенный вирусный геном называется провиру¬
сом. Он реплицируется вместе с клеточной ДНК и при делении передается
дочерним клеткам. В такой скрытой форме провирус может пребывать
бесконечно долгое время, переходя от,родителей к потомкам через половые
клетки. Канцерогенные (приводящие к возникновению опухоли) факто¬
ры могут активировать провирус в отдельных клетках. В них образуются
вирусные РНК и белки и происходит злокачественное перерождение.
Иногда при воспроизведении РНК ретровируса захватывается часть
генома клетки-хозяина. При заражении других клеток такой вирус
привносит в них, кроме своих генов, еще и захваченные гены предыду¬
щей клетки-хозяина. Таким образом, ретровирусы способны перено¬
сить гены между клетками одного и разных организмов, что позволяет
использовать их в генной инженерии.
13
К ретровирусам относится также вирус СПИДа. Впервые это забо¬
левание было описано в США в 1981 г., а в 1983 г. было доказано, что
оно вызывается неизвестным ранее у человека вирусом из семейства
ретровирусов. Возбудителем данного заболевания является вирус им¬
мунодефицита человека (ВИЧ), содержащий РНК. ВИЧ поражает
клетки крови (лимфоциты, отвечающие за иммунные реакции). ВИЧ
очень изменчив, что усложняет проблему получения вакцины. Спосо¬
бы лечения синдрома иммунодефицита пока не разработаны, поэтому
важное значение приобретает профилактика заражения ВИЧ.
Заражение происходит через кровь. Это может произойти при пере¬
ливании донорской крови, при попадании инфицированной крови на
поврежденную кожу, при половых контактах со случайными партнерами,
через нестерильные иглы и шприцы, от больной матери к плоду через
плаценту, через нестерильные медицинские и бытовые инструменты.
Для профилактики СПИДа предусмотрены общегосударственные
и индивидуальные меры профилактики. К общегосударственным от¬
носятся:
— расширение научных исследований по проблеме СПИДа;
— тщательное исследование донорской крови;
— тщательная обработка медицинских инструментов;
— борьба с наркоманией, проституцией;
— обследование на СПИД представителей групп риска;
— пользование одноразовыми шприцами;
— санитарно-просветительская работа.
Индивидуальные меры профилактики включают:
— здоровый образ жизни;
— избегание случайных половых контактов.
Знай основные термины и понятия
Вирусы, ретровирусы, капсид, внрион, бактериофаг, фаг, цианофаги, акти-
пофаги, вирулентные фаги, умеренные фаги (профагн), ВИЧ-инфекция.
Вопросы для самоконтроля
1. Кем и когда были открыты вирусы?
2. Что такое вирион?
3. Как организованы вирионы?
14
4. Что кроме генома и капсида может включать вирион?
5. Что такое вироид?
6. Есть ли разница между вирусами и фагами?
7. Как происходит увеличение числа ДНК-содержаших вирусов?
8. Как размножаются РНК-содержашие вирусы?
9. Что представляют собой ретровирусы?
10. Что такое провирус?
11. Какие существуют меры профилактики СПИДа?
Тренировочные задания
1. Клеточного строения и собственного обмена веществ не имеют:
а) бактерии; б) цианобактерии;
в) дрожжи; г) вирусы.
2. Вирусы состоят из;
а) белковой оболочки, молекулы ДНК или РНК;
б) липопротеиновой оболочки, молекулы ДНК и РНК;
в) полисахаридной оболочки, молекул ДНК и РНК;
г) гл и ко протеи новой оболочки, молекул ДНК и РНК.
3. Вирусы могут существовать как:
а) самостоятельные отдельные организмы;
б) внутриклеточные паразиты прокариот;
в) внутриклеточные паразиты эукариот;
г) внутриклеточные паразиты прокариот и эукариот.
4. Вирнон — это:
а) вирус., находящийся в клетке в латентном состоянии;
б) свободная вирусная частица;
в) вирус, вызывающий веретеновидность клубней картофеля;
г) геном вируса.
5. Капсид — это:
а) белковая оболочка вириона;
б) липопротеиповая оболочка вириона;
в) оболочка вириона с переменчивым химическим составом;
г) гликопротеи новая оболочка вириона.
15
6. Носителем наследственной информации у бактериофагов является:
а) только ДНК;
б) только РНК;
в) ДНК или РНК;
г) ДНК п РНК одновременно.
7. Инфекционные частицы вируса гриппа содержат:
а) одноцепочечные ДНК;
б) одноцепочечные РНК;
в) двуцепочечные ДНК;
г) двуцепочечные РНК.
8. Установите последовательность репликации вириона:
1) синтез вирусных белков;
■ 2) слияние оболочки вириона с клеточной мембраной;
3) сборка белков;
4) отделение капсида;
5) освобождение вируса из клетки;
6) репликация вирусной РНК.
а) 4 - 2 - 1 - 6 - 3 - 5;
б) 6 — 4 — 1 — 3 — 5 — 2:
в) 2 - 6 - 4 - 5 - 1 - 3;
г) 2 - 4 - 6 - 1-3-5.
9. У каких вирусов не образуется дополнительная оболочка из плаз-
малеммы хозяина:
а) герпеса; б) ВИЧ;
в) бешенства; г) гриппа?
10. Дополнительная оболочка характерна для вируса:
а) корн; б) оспы;
в) гриппа; г) тифа.
11. В ходе инфицирования бактерий вирусом:
а) бактериофаг проникает в клетку целиком;
б) внутрь клетки вводится только вирусная ДНК;
в) в бактерию попадает только белковая оболочка фага;
г) бактериофаг выделяет специальные вещества, которые разрушают
бактериальную оболочку, вызывая гибель бактерии.
12. Вирулентными фагами называются:
а) бактериофаги, образующие в зараженных клетках новое поколение
фаговых частиц;
б) бактериофаги, не реплицирующиеся в клетке хозяина, а встраивающие
свою ДНК в геном клегки-хозяина и образующие с ней единое целое;
16
в) вирусы, вызывающие заболевания человека;
г) РНК-содержащпе вирусы.
13. Умеренными фагами называются:
а) бактериофаги, образующие в зараженных клетках новое поколение
фаговых частиц;
б) бактериофаги, не реплицирующиеся в клетке хозяина, а встраивающие
свою ДНК в геном клетки-хозяина и образующие с ней единое целое;
в) вирусы, вызывающие заболевания растений;
г) все ДНК-содержащие вирусы.
14. Какое из приведенных утверждений иллюстрирует роль вирусов
в жизни человека?
а) Вирусы повышают плодородие почвы, так как фиксируют атмосфер¬
ный азот.
б) Вирусы используются в биотехнологии, так как под их влиянием обра¬
зуются необходимые человеку вещества.
в) Вирусы вызывают скисание молока, поэтому применяются для изго¬
товления кисломолочных продуктов.
г) Вирусы вызывают заболевания организмов.
15. Какие из перечисленных заболеваний человека вызываются ви¬
русами:
а) коклюш, корь, паротит, оспа;
б) полиомиелит, паротит, оспа;
в) тиф, краснуха, туберкулез;
г) грипп, пневмония, гепатит?
16. Среди перечисленных отметьте заболевания, имеющие вирусную
природу:
а) туберкулез, пневмония;
б) сальмонеллез, ботулизм;
в) полиомиелит, бешенство;
г) скарлатина, дифтерия.
17. Методами борьбы с вирусными заболеваниями растений служат:
а) система обновления вирусоустойчивых сортов;
б) строгое соблюдение требований к севообороту и агротехнике культуры;
в) выращивание безвнрусного посадочного материала;
г) все перечисленные ответы правильные.
18. Образование ДЫК у некоторых РНК-содержащих вирусов осуще¬
ствляется с помощью фермента:
а) рестриктазы; б) ревертазы;
в) рибонуклеазы; г) карбоксилазы.
17
19. Наличие ферментов в составе вириона характерна для вирусов:
а) табачной мозаики; б) ВИЧ;
г) герпеса; д) гриппа.
20. Генетический материал вируса иммунодефицита человека пред¬
ставлен:
а) одной молекулой одноцепочечной ДНК;
б) одной молекулой двуцепочечной ДНК;
в) одной молекулой одноцепочечной РНК;
г) двумя идентичными молекулами одноцепочечной РНК;
д) одной молекулой двуцепочечной РНК.
21. Работу иммунной системы человека нарушает вирус:
а) гриппа; б) полиомиелита;
в) оспы; г) ВИЧ.
22. Вирус иммунодефицита человека избирательно поражает:
а) клетки красного костного мозга;
б) эритроциты;
в) лимфоциты;
г) тромбоциты.
23. Вирус иммунодефицита человека поражает в первую очередь клетки:
а) В-лимфоциты;
б) Т-лимфоциты;
в) эритроциты;
г) тромбоциты.
24. Вирусы, поражающие бактерии, — ....
25. Полностью сформированная инфекционная частица — ....
26. Белковая оболочка вируса — ....
27. Установите соответствие между вирусами и их генетическим ма¬
териалом.
A. Вирус герпеса.
Б. Вирус гриппа.
B. Вирус гепатита.
Г. Колорадская лихорадка.
1. Двунитчатая ДНК.
2. Двунитчатая РНК.
3. Однонитчатая ДНК.
4. Однонитчатая РНК.
18
28. Соотнесите элементы строения бактериофага, обозначенные на
схеме цифрами, с их названием:
А — головка
Б — хвост
В — шейка
Г — хвостовые нити
Д — базальная пластинка
Е — белковая капсула
Ж - ДНК
Доядерные организмы (прокариоты)
Отличительные особенности бактерий. Бактерии — прокариоти¬
ческие (доядерные) одноклеточные или колониальные организмы,
распространенные повсеместно. Форма клеток бактерий может быть
разнообразной: шаровидной (одиночные — кокки, объединенные по
две — диплококки, по четыре — тетракокки, в цепочки — стрептококки,
в виде виноградной грозди — стафилококки); палочковидной (оди¬
ночные, объединенные в цепи, с эндоспорами — бациллы); изогнутой
в виде запятой — вибрионы; спиральной — спириллы и т. п. Бактери¬
альная клетка имеет оболочку, в состав которой входит муреин (пеп-
тидогликан), и слизистую капсулу из полисахаридов. В цитоплазме
расположена кольцевая бактериальная хромосома. Область цитоплаз¬
мы, в которой распространена ДНК, называется нуклеоидом. В цито¬
плазме могут также находиться плазмиды — вненуклеоидньте участки
ДНК. Впячивания цитоплазматической мембраны образуют мезосо-
му, на которой располагаются дыхательные ферменты, а у фотосинте¬
зирующих бактерий, кроме того, пигменты и ферменты фотосинтеза.
В цитоплазме отмечены многочисленные рибосомы. У некоторых бак¬
терий имеются органоиды движения — жгутики.
Процессы жизнедеятельности. Связь со средой. Как и другим
живым организмам, бактериям свойствен обмен веществ с окружа¬
ющей средой, из которой они получают питательные вещества и энер¬
гию, выделяя в нее продукты обмена.
Бактерии очень разнообразны по способам питания. Большинство
бактерий — гетеротрофы; они питаются готовыми органическими ве¬
ществами. Среди бактерий-гетеротрофов есть сапротрофы и паразиты.
19
Сапротрофы в пищу используют мертвые органические остатки, а па¬
разиты питаются органическими веществами живых организмов.
В природе существуют и автотрофные бактерии, способные синтези¬
ровать органические вещества из неорганических. В клетках одних видов
бактерий — автотрофов содержится бактериохлорофилл и происходит
фотосинтез. Такие бактерии являются фототрофами. Ряд бактерий
синтезирует органические вещества из углекислого газа и воды, ис¬
пользуя для этого энергию, освобождающуюся при окислении неорга¬
нических веществ (серы, азота, соединений железа) в их клетках.
Такие бактерии называются хемотрофами.
По требованию к кислороду бактерии могут быть аэробами (обитают
в среде, содержащей кислород) и анаэробами (способны обитать в бес¬
кислородной среде).
Размножаются бактерии простым бинарным делением клетки. При
благоприятных условиях бактериальные клетки способны делиться
через каждые 20-30 мин.
При наступлении неблагоприятных условий бактерии образуют
споры, покрытые плотной оболочкой.
Роль бактерий в природе и жизни человека. Бактерии относятся
к оргаиизмам-разрушителям. Они разлагают органические остатки,
превращая их в минеральные вещества и тем самым обеспечивая про¬
цесс гниения. Благодаря этому они повышают плодородие почвы, уча¬
ствуют в круговороте веществ.
Клубеньковые бактерии способны усваивать атмосферный азот
и включать его в состав органических соединений, обеспечивая ими
растения. Симбиотические бактерии, обитающие в кишечнике человека
и других млекопитающих, выделяют ферменты, разлагающие клетчатку.
Человек широко использует бактерии в своей деятельности. Бакте¬
рии, вызывающие процесс брожения, применяют для производства
ряда пищевых продуктов — кефира, сметаны, квашеной капусты, сыра.
В текстильной и кожевенной промышленности бактерии исполь¬
зуются для обработки льна и кожи. Бактерии применяют для очистки
сточных вод, так как они разлагают органические вещества до мине¬
ральных. В сельском хозяйстве используются бактериальные удобрения,
которые вносят под бобовые культуры для образования клубеньков на
корнях, а также под зерновые культуры, что способствует накоплению
азота в почве. Широкое применение находят бактерии в биотехноло¬
гии: для получения кормового белка, спиртов, сахаров, ферментов.
Используются бактерии и в медицине для получения инсулина, стреп¬
томицина.
20
Болезнетворные бактерии. Многие бактерии вызывают заболевания
растений, например разнообразные гнили, бактериальный ожог яблони.
К заболеваниям человека, вызываемым бактериями, относятся: коклюш,
дифтерит, скарлатина, брюшной тиф, ботулизм, холера, туберкулез.
Цианобактерии. В природе широко распространены цианобактерии,
способные существовать практически в любых условиях. Это одно¬
клеточные или колониальные организмы. Клетки округлые или сильно
вытянутые, уплощенные, покрыты толстой многослойной оболочкой
из нерастворимых полисахаридов, часто имеют слизистый чехол.
У цианобактерий хорошо развит фотосинтетический аппарат. У них
обнаружено около 30 различных внутриклеточных пигментов, которые
расположены на свободнолежащих в цитоплазме замкнутых мембра¬
нах. Они имеют разнообразный состав фотоассимилирующих пигмен¬
тов, что объясняет устойчивость цианобактерий к продолжительному
затенению, анаэробным условиям и их существование в экстремаль¬
ных условиях. Продуктом фотосинтеза являются гликопротеиды;
в клетках часто образуются запасные липопротеиды или белки. Циа¬
нобактерии, обитающие в поверхностном слое воды, имеют газовые
вакуоли. Многие виды способны фиксировать атмосферный азот.
Обусловленная этим пищевая независимость позволяет им заселять
необитаемые скалы, лавовые потоки, вулканические острова.
Размножаются цианобактерии делением или распадом колоний и спо¬
собны к спорообразованию. При массовом размножении эти организмы
способны вызывать «цветение воды», что отрицательно сказывается
на ее качестве: вода становится непригодной для употребления. Кроме
того, ухудшаются условия жизни других обитателей водоемов. Неко¬
торые из цианобактерий вступают в симбиоз с другими организмами —
протестами, мхами, грибами — и обеспечивают их органическими ве¬
ществами. Некоторые азотфиксирующие виды вносят на рисовые
поля с целью обогащения их соединениями азота.
Знай основные термины и понятия
Бактерии, бациллы, кокки, спириллы, вибрионы, нуклеоид, плазмида, ме-
зосома, автотрофы, хемосинтез, гетеротрофы, сапротрофы, паразиты, аэробы,
анаэробы, гниение, брожение, споры, дезинфекция, стерилизация, автоклави¬
рование, пастеризация, прокариоты, вакцина, цианобактерии, гетероцисты,
азотфиксация.
21
Вопросы для самоконтроля
1. Каковы особенности строения бактериальной клетки?
2. Какие формы бактериальных клеток вам известны?
3. Каковы среды обитания бактерий?
4. Каковы оптимальные условия существования бактерий?
5. Как питаются бактерии? На какие группы они делятся по спосо¬
бам питания?
6. Как размножаются бактерии? Насколько велика интенсивность
их размножения? Какие факторы сдерживают бесконтрольный
рост численности бактерий?
7. Какова роль бактерий в природе?
8. Какой вред приносят бактерии человеку и в чем их польза?
9. Какие бактериальные болезни вы знаете? Каковы пути передачи
инфекции?
10. Какие существуют способы дезинфекции?
И. Какие организмы относятся к цианобактериям и какова их роль
в природе?
Тренировочные задания
1. Стенки бактериальной клетки содержат углевод:
а) мурепн (пептидогликаи);
б) хитин;
в) целлюлозу;
г) крахмал.
2. Кокки имеют форму:
а) спиралевидную; б) шаровидную;
в) извитую; г) палочковидную.
3. По отношению к содержанию в среде кислорода бактерии могут быть:
а) аэробами;
б) анаэробами;
в) факультативными аэробами;
г) верны все перечисленные ответы.
4. К аэробным бактериям относятся:
а) стафилококки;
в) холерный вибрион;
б) клостридиум;
г) актиномицеты.
5. К анаэробным бактериям относятся:
а) стафилококки;
в) галионелла;
б) клостридиум;
г) ризобиум.
6. По способу питания бактерии гниения относятся к:
а) паразитам;
г) симбионтам;
б) фототрофам;
г) санротрофам.
7. Бактерии-сапротрофы питаются:
а) органическими веществами отмерших растений и животных, выделе¬
ниями живых организмов;
б) органическими веществами живых организмов;
в) неорганическими веществами, содержащимися в почве и воде;
г) органическими веществами, поступающими в пищеварительный тракт
животных.
8. Большинство видов бактерий относятся к группе:
а) организмов — производителей органического вещества;
б) симбиотических организмов;
в) потребителей органического вещества;
г) разрушителей органического вещества.
9. Среда обитания клубеньковых бактерий:
а) водная; б) наземно-воздушная;
в) почвенная; г) другой организм.
10. Бактерии, способные усваивать атмосферный азот и преобразовы¬
вать его в нитриты и нитраты, называются:
а) нитрификаторы; 6) аммонификаторы;
в) азотфиксаторы; г) денптрификаторы.
11. Не способны фиксировать атмосферный азот:
а) клостридиум; б) азотобактор;
в) анабена; г) стафилококк.
12. Двустадийный фотосинтез с выделением кислорода характерен для:
а) пурпурных бактерий;
б) зеленых бактерий;
в) серных бактерий;
г) цианобактерий.
23
13. Денитрифицирующие бактерии осуществляют:
а) разложение органических веществ в аэробных условиях;
б) редукцию — образование из нитратов свободного азота, который выде¬
ляется в атмосферу;
в) аккумуляцию азота из атмосферы и образование из него азотных орга¬
нических соединений;
г) преобразование азотных органических соединений в аммиак.
14. Роль бактерий, постоянно обитающих в кишечнике человека, за¬
ключается в:
а) утилизации клетчатки, производстве некоторых витаминов;
б) улучшении всасывания воды;
в) переваривании питательных веществ;
г) выделении антибиотиков.
15. По типу питания цианобактерии относятся к:
а) сапротрофам; б) фототрофам;
в) хемотрофам; г) паразитам.
16. Бактерии размножаются:
а) делением клеток митозом;
б) делением клеток мейозом;
в) делением клеток амитозом;
г) простым бинарным делением.
17. Конъюгация бактерий — это;
а) нерасхождение клеток после деления;
б) образование колоний;
в) способ прямой передачи участка ДНК от одной бактериальной клетки
к другой;
г) один из способов деления клетки.
18. Заражение человека болезнетворными бактериями может проис¬
ходить:
а) воздушно-капельным путем;
б) контактным способом;
в) при употреблении недоброкачественных продуктов;
г) вместе с водой;
д) всеми перечисленными способами.
19. По типу питания болезнетворные бактерии относятся к:
а) автотрофам; б) сапротрофам;
в) паразитам; г) хемотрофам.
24
20. Столбняк может развиваться при:
а) попадании в рану почвы;
б) употреблении в пишу несвежих продуктов;
в) употреблении сырой воды из открытых водоемов;
г) контакте с больным человеком.
21. Бактериальную природу имеют заболевания:
а) свинка, бешенство;
б) дифтерия, чума;
в) полиомиелит, герпес;
г) оспа, туляремия.
22. Возбудитель туберкулеза относится к:
а) коккам; б) бациллам;
в) спириллам; г) вибрионам.
23. Острое отравление бактериальными токсинами при употреблении
недоброкачественных консервированных продуктов называется:
а) бруцеллезом; б) сальмонеллезом;
в) ботулизмом; г) столбняком.
24. Какие из перечисленных бактерий являются хемолитотрофами?
1. Нитрнфикаторы.
2. Азотфиксаторы.
3. Серобактерии.
4. Галобактерни.
5. Железобактерии.
6. Кишечная палочка.
7. Сенная палочка.
а) 1,4,6;
б) 1,3,5;
в) 2,4, 7;
г) 3,5,6;
д) 1 и 3;
е) только 4.
25. Впячивание цитоплазматической мембраны бактерий внутрь
клетки — ....
26. Область цитоплазмы бактериальной клетки, в которой сосредото¬
чена ДНК, называется ... .
27. Бактерия, имеющая форму изогнутой в виде запятой палочки, — ....
28. Перенос фрагмента ДНК из одной бактериальной клетки в дру¬
гую с помощью бактериофага ....
29. Обеззараживание пищевых продуктов путем их нагревания до
температуры 60-70 °С в течение 15-30 мин — ....
25
Протисты
Протисты (гр. протистос — самый первый, просто устроенный) —
эукариотические, одноклеточные, колониальные и многоклеточные
организмы. Протисты неоднородная группа организмов. Они разли¬
чаются по величине и форме тела, но их объединяет то, что все они
имеют клеточный уровень организации.
Протисты живут в пресных и морских водоемах, во влажной почве
и на коре деревьев. Встречаются паразитические виды. Снаружи клет¬
ка протиста отграничена от окружающей среды цитоплазматической
мембраной. У некоторых под мембраной располагается пелликула, ко¬
торая способствует поддержанию постоянной формы тела. У многих
снаружи от цитоплазматической мембраны формируется клеточная
оболочка из целлюлозы и других полисахаридов. Если оболочка или
пелликула отсутствует, то форма тела протиста непостоянна. Цито¬
плазма клетки делится на два слоя: наружный — эктоплазму и внут¬
ренний — эндоплазму. Эктоплазма прозрачная и плотная, в то время
как эндоплазма зернистая, более жидкая и содержит различные вклю¬
чения и клеточные органеллы. У некоторых видов имеется наружный
скелет, состоящий из минеральных веществ. Многие протисты спо¬
собны передвигаться с помощью ресничек или жгутиков. Среди них
есть и неподвижные формы, которые ведут прикрепленный образ жизни.
По типу питания протисты разделяются на три большие группы:
гетеро-, авто- и автогетеротрофные. Гетеротрофные протисты тради¬
ционно называют простейшими и рассматривают вместе с животными.
Авто- и автогетеротрофные протисты способны к фотосинтезу и их тра¬
диционно называют водорослями.
Гетеротрофные протисты — широко распространенная группа ор¬
ганизмов. Известно более 50 тыс. их видов. Они широко представлены
в морских и пресноводных водоемах. Некоторые виды обитают в почве.
Гетеротрофные протисты характеризуются рядом общих признаков.
1. Все они одноклеточные организмы. Клетка состоит из ядра, ци¬
топлазмы с органоидами, в том числе сократительной вакуоли.
2. По типу питания все они — гетеротрофы. Пищу поглощают пу¬
тем эндоцитоза. Ее переваривание происходит при участии ферментов
лизосом.
3. Им свойственны бесполое размножение путем деления, а также
разнообразные формы полового процесса. Ядро делится митозом.
4. Многие способны образовывать цисты (покоящаяся форма для
переживания неблагоприятных условий).
26
5. Газообмен осуществляется через всю поверхность тела.
6. Реакция па внешнее раздражение выражается в форме движений.
7. Выделение непереваренных остатков осуществляется экзоцитозом.
8. Функцией сократительных вакуолей является выведение из ор¬
ганизма одноклеточных избытка воды, что необходимо для поддержа¬
ния нормального осмотического давления в клетке.
Среди гетеротрофных протестов в условиях Беларуси наиболее
часто встречаются амеба обыкновенная и инфузория-туфелька.
Амеба обыкновенная. Обитает амеба в иле на дне небольших пре¬
сноводных водоемов. Внешне напоминает маленький студенистый комо¬
чек (0,2-0,5 мм). Снаружи тело амебы покрыто цитоплазматической
мембраной, оно не имеет постоянной формы. Цитоплазма находится
в постоянном движении; за счет ее микропотоков на теле амебы появ¬
ляются выпячивания — ложноножки, с их помощью амеба передвигается.
Питание. Амеба обыкновенная питается бактериями, другими про¬
тестами, мелкими органическими частицами. Захват пищи происходит
с помощью ложноножек. Вокруг захваченной пищи образуется пище¬
варительная вакуоль, в которой имеются пищеварительные секреты.
Вакуоль с непереваренными остатками пищи перемещается к поверхно¬
сти тела амебы, и ее содержимое выбрасывается наружу (экзоцитозом).
Дыхание. Амеба дышит кислородом, растворенным в воде. Кисло¬
род поглощается всей поверхностью тела.
Выделение. Вода и растворенные конечные продукты обмена выво¬
дятся с помощью сократительной вакуоли.
Размножение. Амебы размножаются делением клетки надвое. Вна¬
чале делится ядро, а затем цитоплазма. В результате образуются две
дочерние клетки.
Активное питание и размножение амебы происходят летом. При
наступлении осени амеба перестает питаться. Ее тело округляется
и покрывается плотной защитной оболочкой. В результате образуется
циста. В состоянии цисты амеба переносит неблагоприятные условйя
жизни (высокие и низкие температуры, высыхание). После наступле¬
ния благоприятных условий она покидает оболочку цисты и начинает
передвигаться, питаться, размножаться.
Инфузория-туфелька. Обитает в водоемах с загрязненной водой
и имеет постоянную удлиненную форму тела с тупым передним и за¬
остренным задним концами. Ее размеры 0,1-0,3 мм. Снаружи тело ин¬
фузории покрыто плазматической мембраной, под которой находится
тонкая пелликула. Всю поверхность тела покрывают реснички, распо¬
27
ложенные вдоль тела косыми рядами. Благодаря согласованным дви¬
жениям ресничек, туфелька плавает, при этом она как бы ввинчивается
в воду, передвигаясь тупым концом вперед и вращаясь вокруг своей
продольной оси.
Питание. От переднего конца до середины тела туфельки проходит
желобок с более длинными ресничками. Это околоротовая воронка,
которая, сужаясь, переходит в так называемую глотку. Реснички око-
лоро говой воронки загоняют пищу в глотку вместе с водой. Пищей ин¬
фузории являются в основном бактерии. Далее пищевые частицы
вместе с водой эндоцитозом попадают внутрь клетки, где формируются
пищеварительные вакуоли, которые подхватываются течением цито¬
плазмы и совершают вместе с ней передвижение. Непереваренные остат¬
ки пищи выбрасываются через специальное образование — порошицу —
во внешнюю среду.
Дыхание и выделение. Эти процессы у инфузории-туфельки проис¬
ходят сходно с амебой обыкновенной. У инфузории-туфельки имеют¬
ся две сократительные вакуоли, расположенные в переднем и заднем
концах тела. Эти вакуоли сокращаются попеременно (с интервалом
в 20-25 с каждая). Вода и растворенные продукты жизнедеятельности
собираются из цитоплазмы по канальцам, подходящим к сократитель¬
ным вакуолям.
Размножение. У инфузории-туфельки имеются два ядра: большое
(макронуклеус) и малое (микронуклеус). Большое ядро регулирует
процессы жизнедеятельности, малое отвечает за размножение. Инфу¬
зория обычно размножается делением надвое. При этом макронуклеус
делится амитозом, микронуклеус — митозом.
Для инфузории характерен также половой процесс — конъюгация,
при котором инфузории сближаются попарно, между ними образуется
цитоплазматический мостик. Одновременно макронуклеус растворяется,
а микронуклеусы несколько раз делятся, часть новых ядер исчезает.
В итоге в каждой клетке остается по два ядра — стационарное и мигри¬
рующее. Далее особи обмениваются мигрирующими ядрами. После
обмена стационарное и мигрирующее ядра сливаются, а образовав¬
шееся ядро делится. Одно из них превращается в макронуклеус, дру¬
гое — в микронуклеус. После конъюгации инфузории расходятся: каж¬
дая из них сохраняет самостоятельность, но благодаря обмену ядерным
материалом наследственная информация каждой особи изменяется,
что приводит к появлению новых комбинаций свойств и признаков.
28
Роль в природе и хозяйственной деятельности человека. Протес¬
ты — важнейшее звено в пищевых цепях. Они служат пищей для рыб,
дафний, циклопов, личинок комаров, моллюсков; участвуют в почво¬
образовании. Благодаря им образовались месторождения известняка.
Некоторые одноклеточные используются в рыборазведении. На¬
пример, инфузории выпускают в пруды, где они служат кормом для
мальков рыб.
Протесты — возбудители заболеваний человека. Многие одно¬
клеточные являются возбудителями заболеваний человека. Например,
дизентерийная амеба внедряется в слизистую оболочку кишечника,
размножается и вызывает образование язв. Малярийный плазмодий —
возбудитель такого заболевания, как малярия. Заражение происходит
при укусах малярийного комара, который является основным хозяи¬
ном паразита. Малярийный плазмодий проникает в эритроциты чело¬
века и питается их содержимым. В эритроцитах человека происходит
бесполое размножение малярийного плазмодия, а эритроциты при
этом гибнут. Гибель эритроцитов и выход новых особей плазмодия
в кровь сопровождается приступами лихорадки, перепадами темпе¬
ратуры тела, ознобом, судорогами.
Автогетеротрофные протесты. Отличительной особенностью этой
группы протестов является их способность питаться двумя способа¬
ми: на свету — как растения, а в темноте — как животные. Это значит,
что на свету они осуществляют процесс фотосинтеза и создают орга¬
нические вещества. При недостаточном для фотосинтеза освещении
и при обилии органических веществ в воде они усваивают готовые ор¬
ганические вещества, которые образуются в водоеме при расщеплении
отмерших частей живых организмов. Типичным представителем авто-
гетеротрофных протестов является эвглена зеленая.
Эвглена зеленая обитает в небольших пресных водоемах со стоя¬
чей водой — лужах, озерах, болотах, а также на влажной почве. В лет¬
нее время можно наблюдать, как в небольшом пруду или луже вода
становится зеленой — «цветет». Причиной этого «цветения» может
быть массовое развитие эвглены. Под микроскопом в капле воды, взя¬
той из такого водоема, можно рассмотреть ее строение.
Тело эвглены зеленой длиной около 0,05 мм имеет вытянутую об¬
текаемую форму, хорошо приспособленную к движению в воде. На¬
ружный слой цитоплазмы у эвглены уплотнен и называется пеллику¬
лой, которая придает клетке форму. На переднем конце тела эвглены
находится углубление. Оно является выводным каналом сократитель¬
ной вакуоли, а из отверстия углубления выходит жгутик — органоид
29
движения. Постоянно вращая жгутиком, эвглена как бы ввинчивается
в воду и за счет этого плывет вперед. В цитоплазме эвглены располага¬
ются ядро, ярко-красный светочувствительный глазок и около 20 хло-
ропластов, содержащих хлорофилл.
Питание. На свету ей присущ автотрофный тип питания.
При недостатке света, понижении температуры воды фотосинтез
прекращается, и эвглена начинает усваивать готовые органические ве¬
щества, т. е. переходит от автотрофного к гетеротрофному (сапротроф-
ному) способу питания.
Дыхание и выделение у эвглены зеленой происходит так же, как
и у других пресноводных протистов. Кислород эвглена потребляет
всей поверхностью.
Сократительная вакуоль, в которой скапливается избыток воды
с растворенными продуктами обмена веществ, при сокращении выво¬
дит свое содержимое наружу. Этот процесс происходит ритмично че¬
рез каждые 20-30 с.
Размножение. Бесполое размножение эвглены начинается с деле¬
ния ядра, хлоропластов, светочувствительного глазка и образования
второго жгутика. Затем на переднем конце клетки между жгутиками
появляется разделительная щель, которая постепенно увеличивается.
В конце продольного деления дочерние клетки, связанные между собой
своими задними концами, расходятся. При благоприятных условиях
процесс деления клетки продолжается 2—4 ч. Половое размножение
у эвглены не установлено.
Неблагоприятные условия среды обитания эвглена, как и амеба,
переносит в состоянии цисты.
Автотрофные протисты представлены одноклеточными, колони¬
альными и многоклеточными водорослями. Они не имеют тканей
и органов. Тело их представляет таллом, или слоевище. По этой при¬
чине их называют талломными или слоевищными организмами.
Большинство водорослей обитают в воде, но есть такие, которые
обитают на почве, в почве и на стволах деревьев.
Водоросли характеризуются большим разнообразием строения. Они
бывают нитчатыми, разветвленными, пластинчатыми, встречаются
кустистые формы. В клетке имеются ядро, цитоплазма, рибосомы,
митохондрии, комплекс Гольджи, эндоплазматическая сеть и хлоро¬
пласта округлой, чашевидной, лентовидной формы, в которых нахо¬
дятся фотосинтезирующие пигменты.
Водоросли поглощают кислород, воду и минеральные соли из воды
всей поверхностью тела.
30
Размножаются водоросли бесполым (делением клетки, частями тела,
спорообразованием) и половым путем.
Водоросли — древняя группа организмов. От них в процессе эво¬
люции произошли первые наземные растения.
Приспособления водорослей к условиям обитания. Для водорос¬
лей, обитающих в океанах, морях, реках и других водоемах, вода является
средой их обитания. Условия этой среды заметно отличаются от назем¬
ных. Для водоемов характерны постепенное ослабление освещенности
по мере погружения па глубину, колебания температуры и солености,
а содержание кислорода в воде в 30—35 раз меньше, чем в воздухе. Для
морских водорослей большую опасность представляет движение воды,
особенно в прибрежной (приливно-отливной) зоне. В этой зоне водо¬
росли подвергаются воздействию таких мощных факторов, как при¬
бой и удары волн, отливы и приливы и др.
Их выживание в таких условиях обитания возможно за счет ряда
особенностей строения.
1. Оболочки клеток водорослей значительно утолщаются, пропи¬
тываются неорганическими и органическими веществами, которые за¬
щищают организм от высыхания в период отлива.
2. Слоевище морских водорослей прочно прикреплено к грунту,
камням или подводным скалам корнеобразными выростами — ризои¬
дами (гр. риза — корень, оидос — вид), поэтому в случаях прибоев
и ударов волн они сравнительно редко отрываются от грунта.
3. Глубоководные водоросли содержат более крупные хлоропласта
с высоким содержанием хлорофилла и других фотосинтезирующих
пигментов.
4. Некоторые водоросли имеют специальные пузыри, заполненные
воздухом. Они, как поплавки, удерживают слоевище у поверхности
воды, где есть возможность улавливать максимальное количество све¬
та для фотосинтеза.
5. Выход спор и гамет у морских водорослей совпадает с приливом.
Развитие зиготы происходит сразу же после оплодотворения, что пре¬
дотвращает ее унос в океан.
Известно более 20 тыс. видов водорослей, которые объединены
в несколько обособленных отделов — Зеленые, Харовые, Красные, Бу¬
рые водоросли и др.
Зеленые водоросли. Отдел включает водоросли зеленого цвета
с разнообразной структурой таллома — нитчатой, разветвленной, пла¬
31
стинчатой. Хлоропласты зеленых водорослей могут быть различной
формы: в виде ленты, сеточки, пластинки, звездочки. Особенности
строения хлоропластов служат важным признаком при систематике
водорослей. Запасное вещество — крахмал.
Обитают зеленые водоросли в пресных водоемах, некоторые —
в морях и влажных местах.
Типичными представителями зеленых водорослей, распростра¬
ненных в Беларуси, являются одноклеточная хлорелла, многоклеточ¬
ные спирогира, улотрикс.
Хлорелла часто встречается в пресных водоемах, на сырой почве,
коре деревьев. Хлорелла имеет шаровидную форму. Клетка ее покры¬
та плотной гладкой оболочкой. В цитоплазме содержится ядро, чаше¬
видный хлоропласт и другие органоиды.
Размножается хлорелла бесполым путем, образуя множество без-
жгутиковых спор. Споры еще внутри материнской клетки покрывают¬
ся собственной оболочкой и затем выходят наружу. В дальнейшем
спора вырастает во взрослую особь.
Спирогира — нитчатая водоросль, обитающая в пресных водоемах.
Снаружи нити покрыты толстым слоем слизи, поэтому тина на ощупь
всегда слизистая. Вместе с другими нитчатыми зелеными водоросля¬
ми спирогира образует большие массы тины ярко-зеленого цвета.
Характерным признаком спирогиры является то, что хлоропласт
имеет вид спирально закрученной ленты, расположенной в цитоплазме
вдоль клеточной стенки. Большая часть каждой клетки занята ваку¬
олью с клеточным соком. В центре клетки размещено ядро, заключенное
в цитоплазматический мешочек, соединенный тяжами с постенной
цитоплазмой.
Бесполое размножение осуществляется путем разрыва нити на отдель¬
ные короткие участки. Размножение спорами у спирогиры отсутствует.
При половом размножении обычно две нити располагаются рядом.
В их клетках возникают выпячивания стенок, которые растут навстречу
друг другу. В месте их соприкосновения стенки растворяются, а между
клетками двух нитей образуется сквозной канал. Через этот канал со¬
держимое клетки одной нити перемещается в клетку другой и сливается
с ее протопластом. В результате образуется зигота. Такой тип полового
процесса назван конъюгацией. Образовавшиеся зиготы с толстой обо¬
лочкой после периода покоя прорастают. Этому предшествует деле¬
ние ядра: из четырех получившихся ядер три отмирают, а одно остается
ядром единственного проростка, который! выходит в месте разрыва
оболочки зиготы и развивается во взрослую водоросль.
32
Улотрикс — нитчатая водоросль, тело которой состоит из множества
клеток. Клетка состоит из ядра, хлоропласта, вакуоли. Обитает улотрикс
в проточных водоемах, образуя шелковистые зеленые нити. Размно¬
жается бесполым и половым путем. Бесполое размножение осущест¬
вляется при помощи четырехжгутиковых зооспор, а половое — путем
образования и слияния гамет.
Виды родаульва хорошо известны под названием «морской салат»,
гак как население многих приморских стран употребляет их в пищу.
Слоевище ульвы состоит из почти однотипных клеток. Лишь у основа¬
ния они более крупные и снабжены отростками, с помощью которых
растения прикрепляются к субстрату. Размножается ульва бесполым
(четырехжгутиковыми зооспорами) и половым путем. Специализиро¬
ванных органов размножения у нее нет, зооспоры и гаметы образуют¬
ся в обычных клетках.
Бурые водоросли. Они обитают преимущественно в морях и океа¬
нах. В их клетках имеются пигменты, придающие им бурый цвет. Сре¬
ди них нет одноклеточных и нитчатых водорослей. Все они имеют
тело, состоящее из многих клеток. Размножаются бурые водоросли
участками тела, зооспорами и половым путем.
Бурые водоросли образуют подводные «леса», многие из них име¬
ют гигантские размеры. К бурым водорослям относятся ламинария,
или морская, капуста, которая используется в пищу, фукус.
Красные водоросли. Они обитают преимущественно в теплых мо¬
рях и океанах на большой глубине. Это объясняется тем, что в их клет¬
ках содержатся пигменты, улавливающие солнечные лучи, которые не
могут улавливаться зелеными водорослями. Тело красных водорос¬
лей может быть в виде лепт, нитей, пластин. У некоторых есть ризои¬
ды — выросты, с помощью которых они прикрепляются к поверхности
дна, подводным предметам. Клетки красных водорослей могут быть
одно- и многоядерными. Размножаются красные водоросли бесполым
(образование подвижных зооспор) и половым путем.
Значение водорослей. Широко распространены в природе и играют
исключительно важную роль в общем круговороте веществ в биосфере
и хозяйственной деятельности человека. Благодаря способности к фо¬
тосинтезу, они создают в водоемах огромное количество органических
веществ, используемых водными животными и человеком.
Поглощая из воды углекислый газ, водоросли насыщают ее кислоро¬
дом, необходимым для всех живых организмов водоемов. В геологиче¬
ском прошлом Земли водоросли сыграли важную роль в образовании
33
горных и меловых пород, известняков, рифов, особых разновидностей
угля, стали родоначальниками растений, заселявших сушу.
Водоросли используются в различных отраслях хозяйственной
деятельности человека, в том числе в пищевой, фармацевтической
и парфюмерной промышленности. Их возделывают в больших коли¬
чествах в установках под открытым небом с целью получения белков
и витаминов.
Водоросли служат сырьем для получения ценных органических ве¬
ществ: спиртов, лака, органических кислот, йода (бурые). Из бурых водо¬
рослей получают особые вещества, на основе которых изготавливают
клей, из красных — агар-агар, применяемый в качестве твердой среды,
на которой выращивают грибы, бактерии. В больших количествах
агар-агар используют в пищевой промышленности при изготовлении
мармелада, пастилы, мороженого и других изделий. Как лечебное
и профилактическое средство применяется морская капуста (некото¬
рые виды бурой водоросли ламинарии и красной порфиры), например
при желудочно-кишечных расстройствах, заболевании щитовидной
железы, рахите и др.
В сельском хозяйстве водоросли находят применение в качестве
органических удобрений для некоторых растений и кормовой добавки
в рационы домашних животных.
Знай основные термины и понятия
Протисты, простейшие, автогетеротрофы, макронуклеус, микронуклеус,
сократительная вакуоль, стигма, трихоцисты, циста, малярия.
Водоросли, таллом (слоевище), ризоиды, конъюгация, агар-агар, Зеленые
водоросли, Харовые водоросли, Бурые водоросли, Красные водоросли.
Вопросы для самоконтроля
1. Какие признаки характерны для гетеротрофных протистов?
2. Каковы особенности строения амебы обыкновенной?
3. Как осуществляется питание амебы обыкновенной?
4. Какова функция сократительных вакуолей?
34
5. Как размножаются амебы?
6. Как происходит половой процесс у инфузории-туфельки?
7. Какова роль гетеротрофных протистов в природе и жизни человека?
8. Каковы характерные черты водорослей, особенности их строения?
9. Каковы особенности строения клетки спирогиры?
10. Как происходит половое размножение спирогиры?
11. Какое значение в природе и жизни человека имеют водоросли?
Тренировочные задания
1. В клетках протистов содержится ядер:
а) только одно; б) у некоторых ни одного;
в) не более двух; г) одно и более.
2. Инфузории поглощают пищу через:
а) всю поверхность тела;
б) сократительную вакуоль;
в) клеточный рот и клеточную глотку;
г) порошицу.
3. Переваривание пищи у инфузории осуществляется в:
а) сократительных вакуолях;
б) пищеварительных вакуолях;
в) пищеварительном тракте;
г) цитоплазме.
4. Сократительная вакуоль обеспечивает:
а) регуляцию осмотического давления;
б) переваривание питательных веществ;
в) дыхание;
г) выполняет все перечисленные функции.
5. Основной функцией сократительной вакуоли у амебы является:
а) выделение продуктов азотистого обмена;
б) удаление непереваренных остатков пиши;
в) выделение всех продуктов обмена;
г) выделение избытка воды, которая поступила в клетку через цитоплаз¬
матическую мембрану.
35
6. Анаэробное дыхание характерно для:
а) эвглены зеленой;
б) малярийного плазмодия;
в) инфузории-трубача;
г) дизентерийной амебы.
7. Процесс расщепления питательных веществ у инфузории-туфельки
завершается в:
а) гиалоплазме; б) лизосомах;
в) митохондриях; г) аппарате Гольджи.
8. Инфузории, обитающие в желудке жвачных, состоят с ними в:
а) паразитических отношениях;
б) симбиотических отношениях;
в) квартирантстве;
г) хищничестве.
9. Какой из перечисленных признаков характерен одновременно и для
амеб, и для инфузорий:
а) клеточный рот; б) сократительная вакуоль;
в) два ядра разного размера; г) реснички?
10. На какие внешние раздражители не реагируют протисты:
а) механические; б) химические;
в) световые; г) звуковые?
11. Половое размножение хламидомонады происходит:
а) постоянно;
б) при наступлении неблагоприятных условий;
в) при высокой температуре и хорошей освещенности;
г) в строгой очередности бесполое размножение сменяется половым.
12. Инцистирование характерно для:
а) эвглены зеленой; б) хлореллы;
в) амебы обыкновенной; г) вольвокса.
13. Исключительно бесполым путем размножается:
а) эвглена зеленая; б) хламидомонада;
в) вольвокс; г) инфузория-туфелька.
14. Вольвокс иногда называют примитивным многоклеточным орга¬
низмом. Основанием для этого является:
а) большое количество клеток, образующих колонию вольвокса;
б) соединение клеток между собой тонкими цитоплазматическими тяжами;
36
в) первичная дифференцировка клеток на вегетативные и генеративные;
г) наличие внутри материнской колонии дочерних колоний.
15. К гетеротрофным протистам относятся:
а) амеба обыкновенная и инфузория-туфелька;
б) инфузория-туфелька и хлорелла;
в) хлорелла и малярийный плазмодий;
г) эвглена зеленая и хламидомонада.
16. Заболеваниями, которые вызывают простейшие, являются:
а) тиф и холера; б) сифилис и герпес;
в) кокцидиоз и лямблиоз; г) грипп н ангина.
17. Человек заражается дизентерийной амебой через:
а) укус комара; б) при переливании крови;
в) грязные руки; г) зараженный воздух.
18. Писчий мел — это спрессованные раковины:
а) мелких моллюсков; б) форамниифер;
в) кокколптофорид; г) радиолярий.
19. Отложения известняка на морском дне образованы из отмерших:
а) фораминифер; б) парамеций;
в) вольвоксов; г) радиолярий.
20. Промежуточным хозяином малярийного плазмодия является:
а) самка малярийного комара; б) самец малярийного комара;
в) личинка малярийного комара; г) человек.
21. Выберите признаки, характерные для амебы обыкновенной и эвглены
зеленой.
А. Амеба обыкновенная.
Б. Эвглена зеленая.
1. срорма тела непостоянная.
2. Передвигается при помощи ложно¬
ножек.
3. Передвигается при помощи жгутиков.
4. На свету питается автотрофно.
5. Тело покрыто плотной клеточной обо¬
лочкой, сохраняющей постоянную
форму тела.
6. Характерно только гетеротрофное
питание.
7. Имеет хлоропласты.
8. Имеет светочувствительный глазок.
37
22. Соотнесите протисты со способом их питания.
A. Гетеротрофные.
Б. Автротрофные.
B. Автогетеротрофные.
1. Гидроднкцион.
2. Эвглена.
3. Плеврококк.
4. Амеба обыкновенная.
5. Хламидомонада.
6. Инфузория-туфелька.
23. Большинство водорослей обитает:
а) в пресных и соленых водоемах;
б) в почве;
в) на крышах домов и заборах;
г) в лесной подстилке;
д) на стволах деревьев.
24. Слоевище водорослей может быть:
а) нитчатым; б) пластинчатым;
в) кустистым г) верны все варианты.
25. Г1о типу питания все водоросли относят к:
а) фототрофам; б) хемотрофам;
в) автогетеротрофам; г) гетеротрофам.
26. Хлорофилл в клетках водорослей расположен в:
а) цитоплазме в растворенном виде;
б) ядре;
в) митохондриях;
г) хлоропластах.
27. Ризоиды водорослей представляют собой:
а) выросты таллома, с помощью которых водоросли прикрепляются
к грунту;
б) группу водорослей;
в) пузыри в теле водоросли, заполненные воздухом;
г) органы размножения.
28. Многие водоросли прикрепляются к субстрату;
а) корнями; б) ризоидами;
в) гифами; г) присосками.
29. Необходимые для фотосинтеза вещества водоросли:
а) заглатывают;
б) поглощают всей поверхностью тела;
в) синтезируют внутри клеток;
г) поглощают фагоцитозом.
38
30. К отделу Зеленые водоросли относятся:
а) спирогира, улотрикс;
б) хара, нигелла;
в) мукор, пеншшлл;
г) осциллятория, носток.
31. Цитоплазма в клетках спирогиры расположена:
а) равномерно по всей клетке;
б) постенно;
в) в центре клетки;
г) отдельными участками.
32. Спирогира имеет хлоропласт в форме:
а) двояковыпуклой линзы;
б) многолучевой звезды;
в) сеточки;
г) спирально закрученной нити.
33. Половой процесс у спирогиры:
а) конъюгация; б) копуляция;
в) кооперация; г) трапсдукция.
34. Половой процесс — конъюгация — характерен для:
а) всех водорослей;
б) некоторых зеленых водорослей;
в) бурых водорослей;
г) красных водорослей.
35. При половом размножении у спирогиры образуется молодых особей:
а) одна;
б) две;
в) много;
г) для спирогиры половой процесс не характерен.
36. Салат, который продают в магазинах под названием «морская ка¬
пуста», представляет собой:
а) квашеную кочанную капусту:
б) маринованную морскую водоросль ульву;
в) засоленную пресноводную водоросль спирогиру;
г) морские водоросли (ламинария + порфира).
37. Размножение зооспорами характерно для:
а) нителлы; б) хары;
в) спирогиры; г) улотрикса, ульвы.
39
38. Воздушные пузыри, имеющиеся в слоевищах некоторых водорос¬
лей, выполняют функцию:
а) резервуаров воздуха;
б) мест выделения кислорода;
в) органов полового размножения;
г) поплавков, благодаря которым водоросли удерживаются у поверхно¬
сти воды.
39. К бурым водорослям относится:
а) порфира; б) ламинария;
в) гелидиум; г) филлофора.
40. Процесс конъюгации у водорослей заключается в слиянии:
а) яйцеклетки и сперматозоида;
б) двух подвижных гамет;
в) двух неподвижных гамет;
г) содержимого двух вегетативных клеток.
41. У бурых водорослей в качестве запасного углевода не образуется:
а) крахмал; б) маннит;
в) ламинарии; г) инулин.
42. Светочувствительный глазок у некоторых протестов — ....
43. Половой процесс у инфузорий, при котором обновление генетического
материала происходит без увеличения числа особей, называется....
44. Состояние временного покоя у амебы для переживания неблаго¬
приятных условий — ....
45. Основным хозяином малярийного плазмодия является ....
46. Род водорослей, виды которого известны под названием «морской
салат», — ... .
47. Тело водорослей называется ... .
48. Морские водоросли прикрепляются к грунту, камням, подводным
скалам с помощью ....
Грибы
Отличительные особенности. Грибы — многочисленная группа ор¬
ганизмов, насчитывающая более 100 тыс. видов. Грибы выделяют
в особое царство, поскольку они имеют признаки и растений, и живот¬
40
ных. С растениям их сближают такие признаки, как неподвижность,
рост в течение всей жизни, поглощение питательных веществ всей по¬
верхностью тела, наличие клеточной оболочки. К признакам, сближа¬
ющим их с животными, относятся: питание готовыми органическими
веществами; отсутствие хлоропластов; наличие в оболочке хитина
и мочевины в обмене веществ, запасной углевод — гликоген.
Особенности строения. Тело большинства грибов состоит из вет¬
вящихся нитей — гиф, которые в совокупности образуют грибницу
(мицелий). Гифы могут быть разделены поперечными перегородками
(септами) на клетки. Мицелий, образованный такими гифами, назы¬
вается клеточным или септированным (такой мицелий характерен
для шляпочных грибов, пеницилла). Мицелий, не разделенный на от¬
дельные клетки, называется неклеточным или цинотическим (например
у мукора). У шляпочных грибов из гиф образуются плодовые тела.
Клетки грибов ограничены клеточной оболочкой, в состав которой
входит полисахарид хитин. В клетках содержатся одно или несколько
ядер, цитоплазма, митохондрии, рибосомы, вакуоли.
Процессы жизнедеятельности. Грибам, как и другим живым орга¬
низмам, свойствен обмен веществ с окружающей средой. Из окружа¬
ющей среды грибы получают все необходимое для их жизнедеятель¬
ности — кислород, питательные вещества, воду.
Грибы, как и животные, гетеротрофы, т. е. питаются готовыми ор¬
ганическими веществами, поглощая их всей поверхностью тела. Среди
них есть сапротрофы, питающиеся мертвыми органическими остатками
(мукор, пеницилл); паразиты, питающиеся органическими вещества¬
ми других организмов (ржавчинные, головневые грибы и др.); симби¬
онты, вступающие в симбиоз с корнями высших растений (многие
шляпочные грибы; симбиоз грибов с корнями древесных растений на-
зывается микоризой).
Грибы, как и другие организмы, нуждаются в кислороде. Среди них
есть также анаэробы (дрожжи).
Грибам свойственно как бесполое, так и половое размножение. Бес¬
полое размножение осуществляется либо путем почкования (дрожжи),
либо частями мицелия, либо спорообразованием, а половое — при
слиянии гамет, клеток гаметангиев Или мицелия.
Грибы растут и развиваются, причем их рост не прекращается
в течение всей жизни.
Связь со средой. Среда — источник необходимых для жизни грибов
веществ. Большинство грибов — сапротрофы, поэтому они поселяются
на богатом органическими веществами субстрате: пищевых продуктах,
41
плодородной почве. Грибы, вступающие в симбиоз с деревьями, можно
встретить в местах их произрастания.
Роль в природе и хозяйственной деятельности человека. Грибы,
как и бактерии, — организмы-разрушители, разлагающие органические
вещества до минеральных. Благодаря этому им принадлежит важная
роль в круговороте веществ и почвообразовании.
Грибы, будучи организмами-разрушителями, наряду с бактериями
применяются для очистки сточных вод. Многие грибы человек ис¬
пользует в пищу. Грибы выращивают для получения лимонной кислоты,
сыра, кормового белка (дрожжи), антибиотиков (пеницилл), витами¬
нов. Издавна их использовали в хлебопечении, виноделии, производ¬
стве пива (дрожжи).
Грибы-паразиты. Среди грибов много паразитов, вызывающих за¬
болевания растений, животных, человека.
Головневые грибы поражают различные органы злаков — пшеницы,
ржи и др. Пораженные части выглядят как бы обугленными.
Ржавчинные грибы поражают вегетативные органы ряда растений —
пшеницы, ячменя, овса, ржи. На растениях появляются пятна красно¬
го или оранжевого цвета.
Мучнисторосяные грибы вызывают болезнь мучнистую росу, пора¬
жающую злаки, картофель, крыжовник. На растениях появляется бе¬
ловатый налет.
Трутовые грибы паразитируют на деревьях, разрушая их древесину.
Многие виды грибов паразитируют на животных и человеке, вызы¬
вая различные заболевания кожи, ногтей, волос (стригущий лишай,
микозы, коидидозы и др.).
Знай основные термины и понятия
Грибы, гифы, грибница, микология, микориза, мицелии, септнрованный
мицелий, несептированный мицелий, плектенхима, симбиоз, спора, споран¬
гий, слоевище (таллом), трубчатые грибы, пластинчатые грибы, плесневые
грибы, антибиотики, микозы, головневые грибы, ржавчинные грибы, труто¬
вые грибы, мучнисторосяные грибы, фунгициды.
42
Вопросы для самоконтроля
1. Какие организмы относят к царству Грибы?
2. Перечислите признаки, сближающие грибы с растениями и жи¬
вотными.
3. Чем представлено и как организовано вегетативное тело грибов?
4. Чем мукор отличается от пеницилла?
5. Что такое плодовое тело?
6. Как осуществляется питание грибов?
7. Какие способы размножения характерны для грибов?
8. Какова роль грибов в природе и жизни человека?
9. Что такое микориза? Какие грибы ее образуют?
Тренировочные задания
1. Плодовые тела у шляпочных грибов служат для образования:
а) спор; б) гамет;
в) спор и гамет; г) не имеют отношения к размножению.
2. При длительном хранении на хлебе и других пищевых продуктах
появляется белый палет в виде пушка. Этот налет представляет
собой:
а) колонии бактерий; б) водоросли;
в) лишайники; г) плесневые грибы.
3. Мукор, образующийся на хлебе, принадлежит к:
а) дрожжам; б) многоклеточным водорослям;
в) лишайникам; г) плесневым грибам.
4. Какое воздействие оказывает трутовик на дерево, на котором обитает:
а) обеспечивает дерево органическими веществами;
б) улучшает снабжение растения азотом;
в) разрушает ткани ствола, используя для питания органические вещества;
г) улучшает снабжение дерева водой?
5. Вступают с деревьями в симбиоз, обеспечивают их водой и мине¬
ральными веществами:
а) шляпочные грибы; б) плесневые грибы;
в) дрожжи; г) лишайники.
43
6. Дрожжи нельзя разводить горячей водой, так как это:
а) ускорит их жизнедеятельность;
б) замедлит их жизнедеятельность;
в) ускорит их размножение;
г) приведет к их гибели.
7. Дрожжи, развиваясь на сахаристых средах без доступа кислорода,
осуществляют брожение:
а) маслянокислое; б) молочнокислое;
в) спиртовое; г) уксуснокислое.
8. Микориза — это:
а) симбиоз мицелия гриба с корнями растений;
б) болезнь растений, вызываемая грибами;
в) гифы гриба, на которых развивается плодовое тело;
г) паразит, живущий за счет других организмов.
9. Запасным углеводом грибов является:
а) крахмал; б) гликоген;
в) инулин; г) целлюлоза.
10. Очень часто на суходольных лугах встречаются луговые опенки,
образующие своеобразные хороводы, называемые в народе «ведь¬
миными кругами». Чем можно объяснить это явление:
а) обилием выпадающих осадков;
б) высокими летними температурами;
в) радиальным ростом грибницы;
г) влиянием окружающего растительного покрова?
11. Грибы-микоризообразователи получают от растения-симбионта:
а) вредные шлаки; б) факторы роста;
в) органические вещества; г) воду и минеральные соли.
12. Растение-симбионт получает от грибов-микоризообразователей:
а) вредные шлаки; б) факторы роста;
в) органические вещества; г) воду и минеральные соли.
13. Бесполое размножение некоторых плесневых грибов осуществляется
с помощью:
а) зооспор; б) гамет;
в) канидиеспор; г) при слиянии гиф.
14. Спиртовое брожение осуществляют:
а) дрожжи; б) пеницилл;
в) мукор; г) аспергилл.
15. При сборе грибов нельзя повреждать грибницу, так как она:
а) служит пищей для животных, обитающих в почве;
44
б) поглощает из почвы минеральные, а из корней деревьев органические
вещества;
в) скрепляет почвенные частицы, защищая тем самым от эрозии и накоп¬
ления вредных веществ;
г) служит местом образования спор.
16. Инфекционное заболевание, возбудителем которого является гриб:
а) грипп; б) лишай;
в) ангина; г) чесотка.
17. Какой из перечисленных факторов не является необходимым для
нормального роста и развития грибов в лесу:
а) тепло; б) свет;
в) влажность; г) подходящий субстрат?
18. К паразитическим грибам относятся:
а) трутовики, ложная лисичка;
б) пешшилл, аспергилл;
в) бурая ржавчина, пузырчатая головня;
г) мукор, бледная поганка.
19. К смертельно ядовитым грибам относятся:
а) сатанинский гриб, желчный гриб;
б) бледная поганка, вонючий мухомор;
в) желчный гриб, ложные опята;
г) сморчки, строчки.
20. С какими растениями шляпочные грибы образуют микоризу:
а) водорослями; б) мхами;
в) папоротниками; г) покрытосеменными?
21. Соотнесите признаки грибов, сближающие их с животными и рас¬
тениями.
А. Животные.
Б. Растения.
1. Наличие клеточной оболочки.
2. Неподвижность в вегетативном со¬
стоянии.
3. Наличие хитина.
4. Неограниченный рост.
5. Запасной углевод — гликоген.
6. Поглощение питательных веществ
всей поверхностью тела.
7. Образование мочевины.
45
22. Наука, изучающая грибы, называется ....
23. Микроскопические ветвящиеся нити, образующие вегетативное
тело гриба, называется ....
24. Симбиоз гриба с корнями растений, грибокорень, называется ....
25. Грибковое заболевание плодов яблонь и груш — ....
26. Ложная ткань, из которой состоят плодовые тела грибов, - ....
27. В природных сообществах грибы выполняют функцию ....
28. Вещества, применяемые для подавления и уничтожения болезне¬
творных грибов, — ....
Лишайники
Особенности строения. Лишайники — особая группа комплекс¬
ных организмов, представляющих собой симбиоз гриба (гетеротрофный
компонент) и цианобактерии или водоросли (автотрофный компо¬
нент). Вегетативное тело лишайников — слоевище (таллом) — цели¬
ком состоит из переплетения гиф, между которыми располагаются
клетки цианобактерии или водоросли. У большинства лишайников
плотные сплетения гиф образуют верхнюю и нижнюю кору. Под верх¬
ней корой располагается слой цианобактерий или водорослей, где осу¬
ществляется фотосинтез. Ниже находится сердцевина, состоящая из
рыхло расположенных гиф и воздушных полостей. Функция сердце¬
вины — проведение воздуха к автотрофным клеткам. По форме таллома
лишайники подразделяют на накипные (или корковые), листоватые
и кустистые.
Процессы жизнедеятельности. Лишайник связан с окружающей
средой обменом веществ. Гриб снабжает водоросль водой и минераль¬
ными солями, а сам получает от нее органические вещества, которые
водоросль создает в процессе фотосинтеза.
Как и большинство других организмов, лишайник в процессе дыха¬
ния поглощает кислород и выделяет углекислый газ.
Лишайники растут, правда, очень медленно. За год слоевище ли¬
шайника увеличивается всего на 2—8 мм. Размножаются лишайники
46
вегетативно, частями слоевища, а также с помощью особых образова¬
ний — соредий и изидий, возникающих под верхней корой слоевища.
Соредий и изидий состоят из клеток автотрофного компонента, окру¬
женных гифами гриба. При разрывании корового слоя они разносятся
ветром и, попав в благоприятные условия, сразу начинают разрастать¬
ся в новое слоевище.
Связь со средой. Лишайники могут поселяться на разнообразном
субстрате: песке, скалах, стволах деревьев. В то же время они очень
требовательны к чистоте воздуха, поэтому при его загрязнении многие
виды лишайников исчезают. Не случайно их называют «индикатора¬
ми» чистоты воздуха.
Роль в природе и хозяйственной деятельности человека. Лишай¬
ники участвуют в круговороте веществ и почвообразовании: служат
нищей для животных (например ягель, которым питаются олени).
В хозяйственной деятельности человека лишайники используются
для получения витамина С, глюкозы, красок, лакмуса.
Знай основные термины и понятия
Лишайники, слоевище, верхняя и нижняя кора, кустистые, листоватые,
накипные лишайники, соредии, изидии.
Вопросы для самоконтроля
1. Что представляют собой лишайники?
2. Где распространены лишайники?
3. Какова роль грибного компонента лишайника?
4. Какие формы слоевища лишайников вам известны?
5. Какова величина ежегодного прироста лишайников?
6. Как происходит размножение лишайников?
7. Почему лишайники называют пионерами необжитых субстратов?
8. Как использует лишайники человек?
47
Тренировочные задания
1. Лишайники относятся к:
а) растениям;
б) грибам;
в) бактериям;
г) обособленной группе комплексных организмов.
2. Тело лишайника представлено;
а) одной клеткой;
б) колонией клеток;
в) мицелием;
г) многоклеточным слоевищем.
3. Основу слоевища лишайника составляют:
а) гифы гриба;
б) клетки водоросли;
в) клетки цианобактерии;
г) клетки гетеротрофных протестов.
4. Гриб в теле лишайника для автотрофного компонента является:
а) сапротрофом;
б) паразитом;
в) конкурентом;
г) симбионтом.
5. Гриб в теле лишайника:
а) создает органические вещества из неорганических;
б) поглощает воду и минеральные вещества;
в) всасывает органические вещества из окружающей среды;
г) осуществляет связь лишайника с окружающей средой.
6. По форме таллома различают группы лишайников:
а) пленчатые, пластинчатые;
б) накипные, кустовые, листоватые;
в) игольчатые, нитевидные;
г) шаровидные, пленчатые, кустистые.
7. Среди перечисленных организмов выберите лишайники:
а) осцилляторня, анабема, носток;
б) ксантория, цетрария, пельтнгера;
в) филлофора, гелидиум, ундария;
г) фунарня, гнпнум, птилиум.
48
8. Основным способом размножения лишайника как единого орга¬
низма является:
а) половой; б) бесполый;
в) вегетативный; г) партеиогенетический.
9. Соредии лишайника представляют собой;
а) половые клетки;
б) органы спороношения;
в) органы прикрепления к субстрату;
г) специализированные образования для размножения.
10. В пищу используются лишайники:
а) ягель, уснея;
б) лишайниковая манна, гирофора;
в) пельтигера, пармелия;
г) кс.антория, цетрария.
11. Лишайник относится к организмам:
а) автотрофным; б) гетеротрофным;
в) симбиотическим; г) паразитическим.
12. Лишайники необыкновенно выносливы, так как:
а) медленно растут;
б) малотребовательны к качеству субстрата;
в) имеют двойственную природу;
г) быстро растут и размножаются.
13. Лишайники являются организмами-индикаторами, так как они:
а) изменяют свой цвет в течение жизни;
б) изменяют требования к условиям среды в течение жизни;
в) чувствительны к вредным примесям;
г) поселяются только в холодных и влажных местах.
14. Лишайники называют «пионерами» освоения территории, так как
они:
а) первыми поселяются на пустынных горных породах;
б) требовательны к составу воздуха;
в) взаимодействуют с растительными организмами;
г) имеют двойственную природу.
15. Отсутствие лишайников в городах, поселках, парках свидетельст¬
вуют о;
а) сухом климате;
б) загрязнении почвы радиоактивными веществами;
49
в) загрязнении воздуха и почвы различными химическими веществами,
в первую очередь соединениями серы;
г) недостатке минеральных веществ в почве.
16. В биосфере лишайники выполняют функции:
а) продуцентов; б) консументов; в) редуцентов.
17. Соотнесите лишайники с формой их таллома.
A. Накипные,
Б. Листоватые.
B. Кустистые.
1. Пельтигера.
2. Ризокарпон.
3. Нефрома.
4. Цетрарня.
5. Эверния.
18. Тело лишайников называется ... .
19. Гетеротрофным компонентом лишайника является ... .
20. Пучки гиф, с помощью которых листоватые лишайники прикреп¬
ляются к субстрату, — ....
Общая характеристика растений
Основные признаки растений. Растения — царство многоклеточ¬
ных организмов, для которых характерен ряд особенностей.
1. Автотрофный способ питания (подавляющее большинство рас¬
тений — фотоавтотрофы; некоторые из них утратили способность
к фотосинтезу и стали вторичными гетеротрофами); способ питания —
адсорбционный (всасывательный).
2. Расчленение тела на вегетативные органы — корень и побег, ко¬
торые состоят из различных тканей. Исключение составляют мохо¬
видные, у которых отсутствуют корни.
3. Ограниченное перемещение в пространстве (у растений подвиж¬
ность представлена обычно ростовыми движениями, а у споровых
движения сохраняются и на уровне гамет).
4. Неограниченный рост в течение всей жизни.
5. Наличие клеточной оболочки из целлюлозы, которая надежно за¬
щищает живое содержимое клетки и придает ей постоянную форму тела.
6. Расселение находящимися в покое зачатками (спорами или се¬
менами).
50
7. Бесполый и половой способы размножения.
8. Наличие жизненного цикла с чередованием полового и бесполо¬
го поколений.
Как мы уже отмечали, водоросли, от которых произошли растения,
в основном живут в воде. Растения господствуют на суше. К растени¬
ям относятся мхи, риниофиты (полностью вымершие), плауны, хво¬
щи, папоротники, голосеменные и покрытосеменные (цветковые).
Для успешного освоения суши первые наземные растения должны
были приспособиться к обитанию в наземно-воздушной среде, что
привело к возникновению в эволюции растений тканей и органов.
1. Удержание воды в клетках и сохранение постоянства внутрен¬
ней среды (на воздухе вода из организма быстро испаряется) привело
к возникновению покровных тканей.
2. Необходимость поддержания тела растения в определенном поло¬
жении по отношению к солнечным лучам для эффективного фотосин¬
теза (тело водорослей поддерживает окружающая его вода) привела
к возникновению механических тканей.
3. Для нормального существования высших растений необходимо
было постоянное продвижение воды к верхней части растения и орга¬
нических веществ — в обратном направлении. Это обусловило разви¬
тие проводящих тканей, осуществляющих транспорт веществ в теле
растений.
4. Развитие растений в наземных условиях привело не только
к возникновению тканей, но и к появлению органов. Постепенно тело
растений разделяется на осевую часть — стебель — и боковые орга¬
ны — листья. Поступление в организм необходимых минеральных со¬
лей и воды (водоросли извлекают их непосредственно из среды
обитания) обусловило возникновение корня. Таким образом, у расте¬
ний постепенно появились органы. Орган (гр. органон — орудие, инст¬
румент) — это часть организма, выполняющая определенную функцию
и имеющая приспособленное для этого строение. Листья выполняют
функцию фотосинтеза, испарения воды и газообмена. Корни погло¬
щают воду и минеральные вещества из почвы. Стебель связывает ко¬
рень и листья между собой. Стебель, листья и корень называют веге¬
тативными органами.
5. В наземных условиях у растений, кроме многоклеточных вегета¬
тивных органов, сформировались многоклеточные органы полового
размножения — антеридии и архегонии, которые защищают половые
клетки от высыхания й обеспечивают оплодотворение. У водорослей
51
надежной защитой половых клеток является вода. В ней половые клетки
передвигаются, благодаря чему осуществляется оплодотворение. В на¬
земных условиях половые клетки растений необходимо защищать от
высыхания и обеспечивать слияние, что и обусловило возникновение
многоклеточных органов полового размножения. Проблему размно¬
жения без участия воды (в наземных условиях не всегда возможно пе¬
редвижение гамет навстречу друг другу в воде) удалось окончательно
решить только семенным растениям.
6. У растений образовались и многоклеточные органы бесполого
размножения — спорангии, в которых развиваются многочисленные
споры. Споры покрыты плотной оболочкой, что позволяет им выжить
в условиях суши. Органы полового и бесполого размножения называ¬
ются репродуктивными (лат. продуктор — создаю и приставка ре, — по¬
вторение, возобновление).
Мхи, риниофиты, плауны, хвощи и папоротники распространяют¬
ся спорами, поэтому их называют споровыми растениями, голосемен¬
ные и покрытосеменные — семенами и составляют группу семенных
растений. Все отделы, исключая Моховидные, характеризуются пре¬
обладанием в цикле развития спорофита, органы которого снабжены
сосудами (или трахеидами), поэтому их иногда называют сосудисты¬
ми растениями.
Растения изучает ботаника. В зависимости от предмета исследова¬
ния ботаника подразделяется на частные науки, такие как:
— морфология — изучает внешнее строение растений;
— анатомия растений — занимается исследованием их внутренне¬
го строения в связи с особенностями жизнедеятельности;
— физиология — изучает процессы жизнедеятельности растений;
— систематика растений — исследует многообразие растений, опи¬
сывает и определяет виды растений, объединяет их в группы по степе¬
ни их сходства и родства;
— экология растений — всесторонне изучает взаимоотношения рас¬
тений между собой, с другими живыми организмами и условиями не¬
живой природы;
— палеоботаника — изучает историческое развитие растительного
мира.
Разнообразие растений. Растительный мир богат и разнообразен.
Насчитывается более 265 тыс. видов растений, которые распростране¬
ны на всех континентах земного шара (даже суровые Арктика и Ан¬
тарктида не лишены растений). Среди них есть и гиганты высотой
52
120-150 м (секвойи, эвкалипты, баобаб), и организмы, имеющие ма¬
ленькие размеры (например крупка весенняя, ряска малая). Разнооб¬
разны растения по внешнему виду и внутреннему строению.
Для растений характерны многообразные жизненные формы: дерево,
кустарник, кустарничек, полукустарник, одно-, двух- и многолетние
травянистые растения.
Значение растений в природе и жизни человека. Используя свето¬
вую энергию, растения синтезируют и накапливают огромное количе¬
ство органических веществ и обогащают среду обитания (атмосферу,
воду и почву) кислородом. Растения служат пищей растительноядным
животным, которыми в свою очередь питаются хищники, а кислород
необходим для дыхания практически всем живым существам. Расте¬
ния поглощают из воздуха углекислый газ, предотвращая тем самым
его накопление в атмосфере.
Заселяя поверхность суши, покрывая значительные участки без¬
водных пустынь и топких болот, поднимаясь высоко в горы, растения
формируют растительные сообщества, в которых обитают различные
животные. Леса, луга, водоемы — это и жилище, и корм для животных
и других организмов.
Жизнь современного человека зависит от использования культур¬
ных растений, которых насчитывается около 1500 видов. Человек ши¬
роко использует природные и культивируемые растения в различных
отраслях промышленности, для изготовления лекарственных препа¬
ратов, получения витаминов, в декоративных целях.
Знай основные термины и понятия
Ботаника, растения, органы, ткани, вегетативные органы, репродуктивные
органы, споровые растения, пигменты, деревья, кустарники, кустарнички, по¬
лукустарники, травы, одно-, дву- и многолетние растения, моно- и полнкар-
пические травы, лианы, эпнфнтьЦ вечнозеленые растения.
53
Вопросы для самоконтроля
1. Какие организмы относят к растениям?
2. Каковы основные признаки растений?
3. На какие группы делят царство Растения?
4. Какова роль растений в природе?
5. Каково значение растений в жизни человека?
Тренировочные задания
1. В жизненном цикле растений гаметофит формируется в результате:
а) оплодотворения яйцеклетки сперматозоидом;
б) митотического деления клеток спорофита;
в) развития гаплоидной споры, которая делится митотически;
г) соединения женских и мужских клеток спорофита.
2. У споровых растений из зиготы развивается:
а) половое поколение с антеридиями и архегониями;
б) бесполое поколение со спорангиями;
в) заросток;
г) тонкая длинная многоклеточная нить — протонема.
3. Основным органом прикрепления к почве у плаунов служат:
а) ризоиды; б) главный корень;
в) придаточные корни; г) боковые корни.
4. Споры у плаунов созревают в:
а) заростках;
б) колосках на верхушках побегов;
в) сорусах на поверхности листьев;
г) споры отсутствуют.
5. Листья у хвощей расположены:
а) мутовчато;
б) поочередно;
в) супротивно;
г) листья отсутствуют.
54
6. Впервые в ходе эволюции корень появился у:
а) мхов;
в) голосеменных;
б) плауновидных;
г) покрытосеменных.
7. Оболочки клеток растений состоят из:
а) целлюлозы, гемицеллюлозы, пектиновых веществ;
б) липидов, белков и углеводов;
в) хитина, целлюлозы;
г) муренна, пектина и белков.
8. Структурной фотосинтетической единицей растения является:
а) побег; б) лист;
в) клетка; г) хлоропласт.
9. Взаимодействие между отдельными частями растительного орга¬
низма осуществляется с помощью:
а) нервной системы; б) фитогормонов;
в) ферментов; г) витаминов.
10. Тропизм — это:
а) активное передвижение растений в водной среде;
б) периодическне движения частей растения, вызванные, например, сме¬
ной дня и ночи, повышением температуры и др.;
в) ростовое движение, вызванное односторонним воздействием какого-
либо фактора среды;
г) верно все перечисленное.
11. Первые из растений, которые освоили сушу, были:
а) папоротниковидные;
б) голосеменные;
в) покрытосеменные;
г) риниофиты.
12. Появление тканей и органов у растений связано с:
а) освоением растениями водной среды;
б) освоением растениями суши;
в) приспособлением к фотосинтезу;
г) наступлением ледникового периода.
13. Основным запасным углеводом у растений является:
а) гликоген; б) целлюлоза;
в) крахмал; г) сахароза.
55
14. Основными признаками растений являются:
а) неподвижность, автотрофность, неограниченный рост;
б) подвижность, автотрофность, неограниченный рост;
в) неподвижность, гетеротрофность, неограниченный рост;
г) подвижность, гетеротрофность, ограниченный рост.
15. К генеративным органам растений относятся:
а) стебли, корни, листья;
б) почки, листья, стебли;
в) корнеплоды, луковицы, корневища;
г) плоды, семена, цветки, спорангии.
16. В окружающую среду растения выделяют вещества:
а) кислород, водород, углекислый газ;
б) кислород, воду, углекислый газ;
в) минеральные соли, кислород;
г) органические вещества, азот.
17. Неоднократному использованию растениями одних и тех же хи¬
мических элементов, поглощаемых из почвы, способствует:
а) фотосинтез;
б) корневое давление;
в) саморегуляция;
г) круговорот веществ.
18. Зародышевый мешок формируется внутри:
а) архегония мха;
б) антеридия папоротника;
в) женской шишки голосеменных;
г) семязачатка цветковых.
19. Органоид в клетках растений и некоторых протестов, в котором
осуществляется первичный синтез углеводов, — это ....
20. Женский орган полового размножения у споровых растений, не¬
которых водорослей и грибов, содержащий яйцеклетку, — ... .
Моховидные
Моховидные — наиболее примитивные из растений. Это наземные
растения, но их размножение тесно связано с водой. Тело представле¬
но листовидным слоевищем либо листостебельным побегом. На нижней
части стебля у некоторых мхов есть выросты — ризоиды, при помощи
которых мхи закрепляются в грунте.
В связи с наземным образом жизни у мхов сформировались ткани —
покровная, механическая, проводящие. Однако механическая и про¬
водящие ткани развиты слабо. Воду и минеральные соли из окружа¬
ющей среды мхи поглощают всей поверхностью тела.
В жизненном цикле мхов наблюдается чередование полового и беспо¬
лого поколения. Взрослые растения мхов представляют собой гапло¬
идные гаметофиты. В органах полового размножения — антеридиях
и архегониях, расположенных на верхушках мужских и женских расте¬
ний соответственно, формируются мужские и женские половые клетки.
Мужские половые клетки {сперматозоиды) проникают в архегонии,
передвигаясь в воде (капли дождя, росы) и сливаются с яйцеклеткой.
После оплодотворения из зиготы развивается бесполое поколение —
спорофит, который состоит из ножки, несущей коробочку с крышечкой.
В коробочках (спорангиях) в результате мейоза развиваются споры.
После созревания в сухую погоду споры рассеиваются и прорастают.
Из споры образуется зеленая нить — протонема, напоминающая нитча¬
тую зеленую водоросль. Это свидетельствует о родстве мхов и водо¬
рослей. Ыа нити формируются почки, из которых развиваются взрослые
растения. Таким образом, у мхов происходит закономерная смена по¬
колений — половое поколение чередуется с бесполым — гаметофит
сменяется спорофитом.
Представитель зеленых мхов — кукушкин лен. Растение достигает вы¬
соты 30--40 см. Его стебель покрыт узкими листьями. На нижней части
стебля есть ризоиды. Встречается этот вид на болотах и в еловых лесах.
Сфагновые мхи широко распространены в областях с холодным
и умеренным климатом, растут на болотах. Сфагнум — многолетнее
растение, которое имеет особое строение листьев. Одни клетки листьев
мертвые, заполненные воздухом. Благодаря им мох может поглощать
из окружающей среды воду. Другие клетки зеленые, содержат хлоро¬
филл. Сфагнум не имеет ризоидов. Нижние части побегов мха отмира¬
ют и вместе с отмершими частями других растений образуют запасы
57
торфа. Сфагнум выделяет вещества, препятствующие гниению и обла¬
дающие дезинфицирующими свойствами.
Значение мхов. Мхи — неприхотливые растения и способны посе¬
ляться на любом субстрате — камнях, скалах, обнаженных щебнистых
и песчаных участках земли, непригодных для поселения других высших
растений. Здесь они выступают как первопоселенцы. Мхи активно
разрушают породу (например камень), внедряясь ризоидами в мелкие
углубления на поверхности. Их отмершие остатки создают постепенно
обогащенный органическими веществами субстрат, пригодный для
поселения других высших растений.
Мхи, как и другие растения, — организмы-производители. В то же
время они затрудняют возобновление лесов, так как сплошной покров
мха препятствует прорастанию семян других растений, и вызывают
заболачивание почвы.
Благодаря мхам образовались месторождения торфа, используемого
в качестве топлива и являющегося ценным сырьем для химической
промышленности. Мхи применяются как теплоизоляционный и перевя¬
зочный материал, для получения антибиотиков, в качестве удобрения.
Знай основные термины и понятия
Гаметофит, антеридий, архегоний, спорангий, спорофит, мейоспоры, мо¬
ховидные, зеленые мхи, сфагновые мхи, ризоиды, протонема, чередование по¬
колений, торф.
Вопросы для самоконтроля
1. По каким признакам растения отличаются от водорослей?
2. С чем связано появление тканей и органов у растений?
3. Каковы особенности строения мхов?
58
4. Как происходит размножение кукушкина льна? Что такое чередо¬
вание поколений?
5. Какое поколение называют бесполым и почему?
6. Какое поколение называют половым и почему?
7. Чем представлен у мхов спорофит и чем гаметофит?
8. Из чего развивается спорофит и какой он имеет набор хромосом
в клетках?
9. Какой фактор окружающей среды является главным для размно¬
жения мхов? Почему?
10. Почему мхи считают тупиковой ветвью в эволюции растений?
11. Какова роль моховидных в природе и жизни человека?
Тренировочные задания
1. Мхи отличаются от водорослей:
а) зеленой окраской;
б) чередованием бесполого и полового поколений;
в) отсутствием корней;
г) многоклеточными органами полового размножения.
2. Ризоиды отсутствуют у мхов:
а) зеленых;
б) сфагновых;
в) печеночных.
3. Сфагновые мхи способны поглощать и удерживать воду. Вода в теле
мхов накапливается в:
а) запасающих живых клетках стебля;
б) ризоидах;
в) фотосинтезирующих клетках листьев;
г) специальных мертвых клетках листьев и стебля.
4. В жизненном цикле моховидных:
а) преобладает спорофит;
б) преобладает гаметофит;
в) спорофит и гаметофит занимают равные части жизненного цикла;
г) у одних групп преобладает спорофит, у других — гаметофит.
59
5. У кукушкина льна сперматозоиды формируются в:
а) антеридиях; б) спорангиях;
в) архегоннях; г) коробочках.
6. Обязательным условием для осуществления оплодотворения
у мхов является:
а) ветер; б) наличие насекомых;
в) отсутствие воды; г) наличие воды.
7. Из зиготы мха кукушкин лен формируется:
а) спорогон с коробочкой и крышечкой;
б) листостебельное растение;
в) длинная гонкая зеленая нить;
г) ризоиды.
8. Споры мхов прорастают в:
а) заросток;
б) листостебельное растение;
в) длинную тонкую многоклеточную нить — протонему;
г) проросток.
9. Сфагнум от кукушкина льна отличается:
а) отсутствием ризоидов; б) наличием архегониев;
в) наличием листьев; г) наличием корней.
10. Для моховидных характерны признаки:
1) в жизненном цикле преобладает гаметофит;
2) в жизненном цикле преобладает спорофит;
3) проводящая ткань представлена трахеидами;
4) проводящая ткань представлена трахеями;
5) оплодотворение связано с водой;
б) оплодотворение не связано с водой.
а) 1,3,5; б) 2,3,5;
в) 1,4,5; г) 2,
11. К моховидным относятся:
а) ламинария, фукус;
б) риния, куксония;
в) олений мох;
г) бриум, гипнум.
12. К моховидным относятся:
а) исландский мох;
б) олений мох;
в) страусово перо;
г) страусник.
60
13. К моховидным относятся:
а) риния, куксоння;
б) климациум древовидный, маршанция многообразная;
в) туя западная, псевдотсуга;
г) багульник болотный, вереск обыкновенный.
14. Основным торфообразователем на болотах является:
а) кукушкин лен; б) мох сфагнум;
в) лишайник ягель; г) печеночный мох.
15. При осушении сфагновых болот находят мумифицированные рас¬
тительные и животные организмы. Это возможно благодаря тому,
что сфагнум:
а) выделяет карболовую кислоту, препятствующую развитию бактерий;
б) удерживает воду с помощью воздушных клеток;
в) поглощает воду с помощью ризоидов;
г) выделяет фитонциды, препятствующие развитию гнилостных бактерий.
16. Какие свойства сфагновых мхов используются при изготовлении
перевязочных материалов и памперсов, а также в качестве под¬
стилки для животных:
а) широкое распространение в природе;
б) высокая влагопоглотительная способность и наличие в клетках мхов
бактерицидных веществ;
в) доступность этого материала;
г) высокое содержание органических веществ?
17. Выберите признаки, характерные для мхов:
1) проводящие и покровные ткани отсутствуют;
2) имеются проводящие и покровные ткани;
3) корни отсутствуют;
4) есть корневая система;
5) распространяются семенами и спорами;
6) распространяются спорами;
7) для размножения нужна вода;
8) являются ветроопыляемыми растениями,
а) 2, 3,5, 8; 6)2,3, 6,7; в) 1,3, 6, 8.
18. Установите последовательность этапов в цикле развития кукуш¬
кина льна начиная с прорастания споры:
1) образование протонемы;
2) оплодотворение с образованием зиготы;
61
3) развитие листостебельных растений с архегониями либо анте-
ридиями;
4) созревание спор;
5) созревание яйцеклетки и сперматозоидов;
6) развитие коробочки на верхушке женского растения.
а) 1 —» 3 —> 5 —> 2 —> 6 —> 4;
б) 4—>6—»5-»2—>1;
в) 3 —> 4 -» 1 -э 5 -> 2 -> 6.
19. Женский орган полового размножения мхов, как и других высших
споровых растений, называется ....
20. Гаметангии, находящиеся на мужском гаметофите мхов, называ¬
ются ....
Папоротниковидные, хвощевидные
и плауновидные
Папоротники — споровые растения, которые отличаются от мхов
наличием корневой системы, хорошо развитых проводящих тканей,
что свидетельствует об их лучшей приспособленности к жизни на суше.
В то же время их размножение, как и у мхов, связано с водой. В разви¬
тии папоротниковидных наблюдается чередование полового и беспо¬
лого поколений.
Папоротники встречаются во влажных, тенистых местах. У них хо¬
рошо развиты листья (войн), а в почве находится корневище. Взрослый
папоротник — бесполое поколение (спорофит). На нижней стороне
листьев папоротника в спорангиях образуются споры. После созрева¬
ния споры рассеиваются и прорастают. Из споры образуется заросток —
маленькая зеленая сердцевидная пластинка диаметром около 1 см, ко¬
торая прикрепляется к почве при помощи ризоидов. Заросток — это
половое поколение (гаметофит). На нем формируются органы поло¬
вого размножения — антеридии и архегонии, в которых образуются
половые клетки. По воде сперматозоиды подплывают к яйцеклеткам.
После оплодотворения из яйцеклетки образуется зародыш, который
превращается во взрослый папоротник.
Хвощи — многолетние растения, имеющие корневище. Функцию
фотосинтеза выполняет стебель зеленой окраски. Листья мелкие, рас¬
положены на стебле мутовками. Спороносные побеги желтого цвета
образуются весной (весенние побеги) за счет запасов питательных ве¬
62
ществ, сосредоточенных в корневище. Споры созревают на споронос¬
ных колосках. После созревания они рассеиваются и при благоприят¬
ных условиях прорастают в гаметофиты, на которых формируются
мужские и женские половые клетки. Летние побеги зеленые, они от¬
растают от корневища и осуществляют фотосинтез, образуя запас пи¬
тательных веществ, откладывающихся в корневище. Хвощи растут
в лесах, на лугах, вблизи водоемов.
Плауны встречаются в сосновых борах. В основном эти растения про¬
израстают в тропиках. Плауны имеют ползучий стебель. Летом на по¬
бегах образуются спороносные колоски, в которых созревают споры.
Значение споровых растений. Около 300 млн ле г назад эта группа
растений занимала господствующее положение на Земле, Широкому
распространению папоротников, хвощей, плаунов способствовал те¬
плый и влажный климат во время каменноугольного периода. Дре¬
вовидные папоротники достигали в высоту 40 м. При отмирании
растения падали в воду, их стволы заносились песком и илом. Там,
в бескислородной среде, они не сгнивали, а постепенно обволакива¬
лись илом, песком, глиной, спрессовывались наслаивавшимися на них
осадочными горными породами и новыми растительными остатками.
Так в земной коре образовывались залежи каменного угля.
Папоротники, хвощи, плауны участвуют в круговороте веществ,
они являются организмами-производителями. Многие папоротники
служат пищей для животных, участвуют в почвообразовании.
Человек использует месторождения угля, некоторые папоротники
употребляются в пищу, являются декоративными растениями.
Знай основные термины и понятия
Папоротниковидные, придаточные корни, корневище, вайи, ксилема,
флоэма, трахеиды, спорангии, заросток, антеридии, архегонии, зародыш, хво¬
щевидные, плауновидные.
Вопросы для самоконтроля
1. Каковы отличительные особенности папоротников?
2. Как размножаются папоротники? Какое поколение доминирует
в жизненном цикле папоротников?
63
3. Чем представлены у папоротников спорофит, гаметофит?
4. Где у папоротников развиваются спорангии?
5. Что образуется из спор папоротника при прорастании?
6. Опишите цикл развития папоротника.
7. Какие условия необходимы для оплодотворения папоротников?
8. Какие общие признаки характерны для папоротников, хвощей
и плаунов? Чем они различаются?
9. Какова роль папоротников, хвощей и плаунов в природе и жизни
человека?
10. Что такое каменный уголь и как он образовался?
Тренировочные задания
1. Папоротники отличаются от моховидных наличием:
а) корней; б) листьев;
в) стеблей; г) почек.
2. Папоротники отличаются от моховидных:
а) чередованием поколений;
б) преобладанием в цикле развития спорофита над гаметофитом;
в) наличием трахеид в ксилеме;
г) наличием ситовидных трубок во флоэме.
3. Спорангии у папоротников орляка и щитовника мужского распо¬
ложены на:
а) нижней стороне листа; б) верхней стороне листа;
в) корневище; г) стебле в пазухах листьев.
4. Среди перечисленных растений выберите папоротники:
а) листовник обыкновенный, сальвиния плавающая, адиантум;
б) дикранум метловидный, гипнум, акрокладиум;
в) драпарнальдия, алория съедобная, филлофора.
5. Для папоротников характерно чередование поколений. Какая из
приведенных схем отражает чередование поколений в цикле их
развития:
а) взрослое растения —» спора —» заросток —> гаметы —» зигота —> заро¬
дыш —> взрослое растение;
64
б) взрослое растение -» гаметы —> зигота —> заросток —> спора -»взрослое
растение;
в) взрослое растение —» гаметы —> зигота —> спора —> заросток —»зародыш —>
взрослое растение;
г) взрослое растение —> гаметы —> заросток —> споры -> зародыш -»
взрослое растение?
6. Выберите признаки, которые являются общими для папоротни¬
ков, хвощей и плаунов:
1) обладают проводящими тканями;
2) в жизненном цикле преобладает спорофит;
3) имеют крупные листья, нарастающие верхушкой;
4) характерно строгое чередование бесполого и полового поколений;
5) имеют многоклеточные органы полового размножения;
6) имеют спороносные колоски;
7) спорангии расположены на нижней стороне листьев,
а) 1,2, 4, 5; б) 3, 6, 7; в) 2, 3, 4, 6.
7. В жизненном цикле папоротниковидных:
а) преобладает спорофит;
б) преобладает гаметофит;
в) у одних групп преобладает спорофит, у других — гаметофит;
г) не происходит чередования поколений.
8. Женские органы полового размножения, развивающиеся на заро¬
стках папоротников:
а) антеридии; б) спорангии;
в) архегонии; г) сорусы.
9. Споры папоротников прорастают в:
а) мелкий многоклеточный спорофит;
б) гаметофит;
в) листостебельное растение;
г) в длинную тонкую многоклеточную нить — протонему.
10. Для оплодотворения папоротниковидным требуется:
а) высокая температура;
б) наличие подходящего опылителя;
в) интенсивное освещение;
г) наличие воды.
65
11. Листья папоротников выполняют функции:
а) фотосинтеза; б) газообмена;
в) транспирации; г) спороношения;
д) все ответы верны.
12. Общими признаками для папоротников, плаунов и хвощей яв¬
ляются:
1) наличие проводящих тканей;
2) преобладание в жизненном цикле спорофита;
3) наличие крупных листьев;
4) строгое чередование поколений;
5) многоклеточные органы полового размножения;
б) наличие весенних и летних побегов;
7) наличие спороносных колосков.
а) 1.2, 4, 5; б) 2, 3,4,5; в) 1,2,4, 6; г) 2,4, 6,7.
13. Плауны размножаются:
а) только половым способом;
6) только образованием спор;
в) только вегетативно;
г) половым и бесполым способами.
14. Установите последовательность этапов в цикле развития папорот¬
ника, начиная с прорастания спор:
1) созревание спор;
2) формирование многолетнего листостебельного растения;
3) прорастание спор и формирование заростка;
4) оплодотворение с образованием зиготы;
5) формирование молодого растения;
б) созревание яйцеклеток и сперматозоидов.
а) 3 —♦ 6 —»■ 4 —> 5 —>' 2 —> 1;
6) 1 -> 5 -> 2 -> 6 -> 4 4 3;
в) 5 —> 1 —> 3 —> 4 —> 2 —> 6.
15. Листья папоротников называются ....
16. Скопление спорангиев, прикрытых общим покрывалом у папо¬
ротников, называется ... .
Голосеменные
Голосеменные — это вечнозеленые, реже листопадные деревья или
кустарники, редко одревесневшие лианы. Один из наиболее важных
признаков голосеменных — наличие семязачатков, которые располо¬
жены открыто на семенных чешуях шишек. Из них после оплодотво¬
рения образуются семена.
У голосеменных хорошо развиты стебли и корневая система, обра¬
зованная главным и боковыми корнями. Стебель голосеменных имеет'
сложное строение. Как и у покрытосеменных, он имеет кору, камбий,
флоэму и ксилему. Ксилема почти целиком состоит из трахеид. Тра-
хеиды (длинные клетки) выполняют функцию проводящей и механи¬
ческой ткани. У многих хвойных в древесине, или в коре, или в коре
и древесине одновременно расположены смоляные ходы, в которых об¬
разуется смола, или живица, — смесь твердых (канифоль) и жидких ве¬
ществ, которые, пропитывая стенки трахеид, повышают устойчивость
древесины к гниению. При поражении ствола и нарушении смоляных
ходов живица вытекает и закрывает поверхность раны, препятствуя
проникновению инфекции внутрь растения.
Голосеменные широко распространены по всему земному шару
и играют важную роль в формировании растительного покрова. Боль¬
шинство голосеменных относится к хвойным растениям. У многих голо¬
семенных листья игольчатые, площадь их невелика, что обеспечивает
более экономное испарение воды. Только некоторые хвойные являются
листопадными (например лиственница), у остальных же хвоя живет
на стебле от трех до семи лет, опадая и заменяясь постепенно. По этой
причине они и в зимнее время остаются зелеными (за что их часто на¬
зывают вечнозелеными).
Размножение голосеменных на примере сосны обыкновенной.
Голосеменные были первыми истинно сухопутными растениями, спо¬
собными заселять относительно засушливые области. Это объясняется
тем, что недостаток воды в среде вовсе не является для них препят¬
ствием к половому размножению. Весной на сосне можно обнаружить
четыре вида шишек. На верхушках молодых побегов текущего года
расположены маленькие (не более 5 мм длиной) красноватые женские
шишки первого года жизни. Каждая шишка состоит из оси, к которой
прикреплены чешуи. В основании каждой чешуи лежат два семязачатка
(семяпочки). Семязачатки — особые образования, из которых разви¬
ваются семена. Семязачаток представляет собой спорангий, окруженный
67
покровами. Покровы на вершине семязачатка не смыкаются и образуют
пыльцевход. В спорангии формируется одна мегаспора, которая увеличи¬
вается в размерах и прорастает в женский гаметофит. На нем формиру¬
ются два архегония с яйцеклетками — женскими гаметами. Жен¬
ский гаметофит никогда не покидает пределов спорангия.
В основании молодых побегов формируются мужские шишки. Они
мелкие, желтые, собраны в колоски. Каждая шишка состоит из оси
и чешуи. С нижней стороны чешуи имеются по два спорангия, где об¬
разуется множество микроспор. Каждая микроспора покрывается
плотной оболочкой, и ее содержимое делится. В результате формиру¬
ются пыльцевые зерна с воздушными мешками, которые заполнены
воздухом. Пыльца легко переносится ветром. Перенос пыльцы с муж¬
ских шишек на женские называется опылением.
Пыльцевые зерна являются мужским гаметофи гом, который состоит
из, четырех клеток. Впоследствии здесь образуются мужские половые
клетки — спермин. В отличие от гамет папоротников (сперматозоидов)
спермин голосеменных неподвижны (не имеют жгутиков).
Когда пыльцевые зерна сформируются, спорангии разрываются
и пыльца ветром переносится на женские шишки к семязачаткам. При¬
мерно через год происходит оплодотворение. Пыльцевые зерна про¬
растают через пыльцевход. Одна из клеток пыльцевого зерна образует
пыльцевую трубку, которая проникает внутрь семязачатка. По пыль¬
цевой трубке опускаются два спермия, образованные в пыльцевом
зерне накануне. Функцию доставки спермиев к яйцеклеткам выпол¬
няет пыльцевая трубка. Один из спермиев сливается с яйцеклеткой;
другой спермий погибает. Погибает и вторая яйцеклетка. Так проис¬
ходит оплодотворение и образуется зигота. В результате деления зиготы
образуется зародыш семени — зачаток нового растения. Таким образом,
гаметофиты у голосеменных утратили самостоятельность и живут на
спорофите. Зародыш спорофита, формирующийся после оплодотворе¬
ния, питается за счет гаметофита и находится внутри семени, т. е. надеж¬
но защищен от воздействия неблагоприятных условий окружающей среды.
Семя является результатом перестройки всего семязачатка после
оплодотворения. Оно состоит из зародыша, запаса питательных ве¬
шаете (эндосперма), необходимых для его развития и прорастания,
а также семенной кожуры.
Зародыш состоит из оси — зародышевого корешка с корневым чех-
ликом и верхушечной меристемой на одном конце и верхушечной ме¬
ристемой и несколькими семядолями (видоизмененные листья) на
68
другом. Зародыш и эндосперм окружены семенной кожурой. Эндо¬
сперм формируется в ходе развития семени из клеток спорангия.
Особенности образования семян у голосеменных растений.
1. В оплодотворении участвует один спермий, поэтому оно называ¬
ется простым.
2. Эндосперм образуется в семязачатке до оплодотворения, и таким
образом зародыш имеет питательные вещества, а потому семена сохра¬
няются дольше, чем споры. Следовательно, повышается гарантия по¬
явления новых организмов.
3. Для оплодотворения не требуется вода, поскольку спермий пере¬
двигается по пыльцевой трубке.
После оплодотворения мужские шишки усыхают и опадают, а женские
начинают усиленно расти (шишки второго года). Сначала они зеленые,
затем становятся бурыми. В декабре шишки (третьего года жизни)
раскрываются и семена выпадают из них. Каждое семя, благодаря кры¬
лышку, ветром далеко относится от материнского дерева, обеспечивая
тем самым расселение хвойных растений. Таким образом, у сосны
обыкновенной от опыления до созревания семян проходит около двух
лет. У елей, лиственниц, пихт семена созревают в год опыления, т. е.
осенью, а у лиственницы уже в августе семена высеваются из шишек.
Попав в благоприятные условия, зрелое семя прорастает, образуя
вначале проросток, а затем молодое растение. Через какое-то время
растение вырастает, на нем образуются мужские и женские шишки,
и цикл повторяется.
Сосна наиболее многочисленна среди хвойных. Сосновые леса за¬
нимают огромные территории, образуя обширные леса в самых разных
природно-климатических условиях — на богатых и бедных почвах,
песках, в горах, на болотах. Они широко распространены в Европе и Азии.
Деревья сосны обыкновенной достигают 35-40 м в высоту. Сосна —
светолюбивое, малотребовательное к почве растение. Крона высоко
поднята, ствол покрыт коричнево-красноватой корой. На песчаных
почвах сосна образует глубоко уходящую в почву корневую систему,
а на заболоченных почвах — поверхностную.
Листья сосны — хвоя — живут от 2 до 6 лет, они имеют плотные по¬
кровы и погруженные устьица, что способствует уменьшению испаре¬
ния. От испарения растение защищает мощная кора.
Ель — теневыносливое растение, требовательное к влажности и пло¬
дородию почвы. Ель чувствительна к чистоте воздуха, содержанию
в нем дыма и газов.
69
Пихта — теневыносливое растение, произрастающее главным об¬
разом в Сибири. Она имеет мягкую хвою.
К голосеменным растениям относятся также лиственница, кедр,
кипарис, можжевельник, туя, тисс.
Значение голосеменных. Все голосеменные — лесообразующие
породы. Как и все зеленые растения, голосеменные являются произво¬
дителями органики и кислорода. Они служат местом обитания многих
видов животных, в том числе птиц.
Древесина голосеменных служит строительным материалом и топ¬
ливом. Из нее изготавливаются спички, музыкальные инструменты.
Из древесины получают вискозу, шелк, целлюлозу; штапель, камфару,
спирт, витамины. Семена некоторых голосеменных употребляют в пищу,
применяют для получения масла. Голосеменные растения используются
для получения смолы, как декоративные растения. Фитонциды, выде¬
ляемые голосеменными, уничтожают болезнетворные микроорганиз¬
мы, поэтому при некоторых заболеваниях рекомендуется находиться
в хвойном лесу.
Знай основные термины и понятия
Семенные растения, голосеменные, мужские шишки, женские шишки, семя¬
зачаток, семя, семядоли, нуцеллус, мегаспорофилл, микроспорофилл, мега¬
спора, микроспоры, пыльца, пыльцевые зерна, опыление, пыльцевая трубка,
пыльцевход, спермин, эндосперм, зародыш семени, фитонциды, живица, хвоя.
Вопросы для самоконтроля
1. По каким признакам голосеменные отличаются от споровых рас¬
тений?
2. Каковы особенности внутреннего строения голосеменных?
3. Что собой представляет пыльца?
4. Что собой представляет семязачаток?
5. Где и через какой период после опыления происходит прораста¬
ние пыльцы у сосны обыкновенной?
70
6. Где и как происходит оплодотворение у сосны обыкновенной?
7. Что собой представляет семя? Когда созревают и распространя¬
ются семена сосны обыкновенной?
8. Опишите жизненный цикл голосеменных на примере сосны обык¬
новенной.
9. Какова роль голосеменных в природе?
10. Каково хозяйственное значение голосеменных?
Тренировочные задания
1. Существенное отличие голосеменных растений от споровых за¬
ключается в:
а) эффективности фотосинтеза;
б) появлении пыльцевой трубки;
в) наличии проводящих тканей;
г) наличии двойного оплодотворения.
2. Растения отдела Голосеменные представлены жизненными фор¬
мами;
а) деревья и кустарники;
б) кустарники и многолетние травы;
в) многолетние и однолетние травы;
г) деревья, кустарники и травы.
3. У сосны обыкновенной зеленые листья-хвоинки расположены на
побегах:
а) удлиненных;
б) укороченных;
в) в первый год жизни на укороченных, а в последующие — на удлиненных;
г) в первый год жизни на удлиненных, а в последующие — на укороченных.
4. Форма листьев растений из класса Хвойные способствует:
а) защите от поедания животными;
б) лучшему выделению фитонцидов в окружающую среду;
в) сохранению влаги в зимний период;
г) лучшему поглощению углекислого газа, необходимого для процесса
фотосинтеза.
71
5. Проводящие элементы ксилемы у голосеменных представляют
собой:
а) совокупность удлиненных мертвых одревесневших клеток с порами
в боковых стенках;
б) трубки из вытянутых мертвых одревесневших клеток со сквозной пер¬
форацией в поперечных стенках;
в) трубки из вытянутых живых клеток с перфорацией в поперечных
стенках;
г) живые вытянутые клетки с многочисленными порами в поперечных
стенках.
6. Шишка — это:
а) плод;
б) видоизмененный лист;
в) видоизмененный укороченный побег;
г) спорангий.
7. Семязачатки у сосны обыкновенной расположены на:
а) чешуях мужских шишек;
б) чешуях женских шишек;
в) листьях;
г) стеблях.
8. Семязачатки у сосны обыкновенной представляют собой:
а) женский спорангий;
б) женский гамегофит;
в) зародыши нового растения;
г) запасную питательную ткань.
9. Органы полового размножения у большинства голосеменных пред¬
ставлены:
а) спорангиями;
б) только архегониями;
в) только антерндиями;
г) антерндиями и архегониями.
10. Опыление у сосны обыкновенной осуществляется:
а) ветром; б) водой;
в) насекомыми; г) самоопылением.
11. Зрелое пыльцевое зерно голосеменных состоит из следующего ко¬
личества клеток:
а) 2: б) 4;
г) 8.
в) 6;
72
12. Оплодотворение голосеменных происходит:
а) без наличия воды;
б) в присутствии капельной влаги;
в) в присутствии парообразной воды;
г) зародыши развиваются без оплодотворения.
13. Эндосперм в семенах голосеменных формируется из:
а) зиготы;
б) остатков спороносной ткани — нуцеллуса;
в) архегония;
г) видоизмененной чешуйки шишки.
14. Клетки эндосперма семян голосеменных содержат набор хромосом:
а) гаплоидный; б) диплоидный;
в) триплоидный; г) полиплоидный.
15. У ели обыкновенной из зиготы образуется:
а) заросток; б) семя;
в) зародыш семени; г) эндосперм.
16. К голосеменным растениям относятся:
а) днкранум метловидный, фунария, гипнум;
б) ринпя, куксония;
в) гледичия обыкновенная, акация белая, ежеголовник многогранный;
г) тисс ягодный, туя западная, секвойя.
17. Из предложенных растений выберите голосеменные:
а) сфагнум, можжевельник, секвойя;
б) риния, куксония, каламит;
в) пихта, туя, тисс;
г) рододендрон, секвойядендрон, эвкалипт.
18. К вымершим голосеменным принадлежит:
а) гинкго; б) саговник;
в) семенные папоротники; г) хвойные.
19. Кедровые орешки, употребляемые в пищу, а также для получения
масла и кедрового молока, представляют собой:
а) плоды; б) семена;
в) споры; г) шишки.
73
20. Для голосеменных растений характерны следующие признаки:
1) оплодотворение возможно только при наличии воды;
2) наличие зародышевого мешка;
3) зародышевый мешок отсутствует;
4) наличие плодов с семенами;
5) наличие шишек с семязачатками;
6) наличие завязи;
7) наличие семязачатков;
8) наличие первичного эндосперма;
9) наличие вторичного эндосперма;
10) двойное оплодотворение;
11) оплодотворение простое.
а) 1,3,5,7,9,11; 6)2,4,6,8,10; в) 3,5,7,8,11; г) 3,5,7,9,11; д) 2,4, 6,8,11.
21. Выберите признаки, характерные для папоротников и голосеменных:
1) в цикле развития доминирует гаметофит;
2) водопроводящие элементы — трахеиды;
3) ситовидные трубки с клетками-спутницами;
4) женский гаметофит с архегониями;
5) хорошо развиты покровные ткани;
б) распространение осуществляется семенами.
а) 1,2,3; 6) 2,3,4; в) 2, 4, 5; г) 4, 5, 6.
22. Бактерицидные летучие вещества, выделяемые некоторыми рас¬
тениями, в том числе хвойными, называются ....
23. Смесь твердых и жидких веществ, которые, пропитывая стенки
трахеид у голосеменных, повышают устойчивость древесины
к гниению, — ....
24. Мужская половая клетка у голосеменных и покрытосеменных —....
Покрытосеменные.
Общая характеристика
Общая характеристика покрытосеменных. Цветковые (покры¬
тосеменные) растения — самые высокоорганизованные растения, гос¬
подствующие в растительном покрове земного шара. Произрастают
они в самых разнообразных условиях всех климатических зон (от тропи¬
ческих лесов до тундр). В результате приспособления к разным условиям
74
существования они обрели огромное многообразие по величине, внеш¬
нему и внутреннему строению, продолжительности жизни. Покрыто¬
семенные — это листопадные или вечнозеленые деревья, кустарники
или травянистые растения (в пределах группы встречаются все жизнен¬
ные формы листостебельных растений). Покрытосеменные имеют листья
разнообразной формы (в пределах группы встречаются все варианты
формы листовой пластинки). Для этой группы растений характерны
корни всех известных типов (главные, боковые, придаточные).
Покрытосеменные характеризуются рядом признаков, отличающих
их от других высших растений, в том числе и голосеменных.
Основной особенностью покрытосеменных является наличие цветка
(отсюда другое название отдела — Цветковые). В цветке образуются
и прорастают споры, формируются мужские и женские гамстофиты с га¬
метами, происходит опыление, оплодотворение и развитие семян. У цвет¬
ковых гаметофиты еще больше упрощены, чем у голосеменных. Женский
гаметофит с яйцеклеткой, например, состоит всего из семи клеток.
В отличие от голосеменных у цветковых гаметофиты формируются
не в шишках, а в специальных элементах цветка — тычинках и пестиках.
Пыльца у покрытосеменных, как и у голосеменных, переносится ветром,
но у значительной части растений этот процесс осуществляется насеко¬
мыми и другими животными, а у водных растений — водой. В силу этого
у них сформировались различные приспособления для опыления.
В отличие от голосеменных семязачатки у них образуются внутри
пестика и защищены от неблагоприятных условий. После оплодотво¬
рения из семязачатка формируется семя, а нижняя часть пестика пре¬
вращается в плод. Таким образом, семена всегда скрыты внутри плода
и хорошо защищены от неблагоприятных воздействий среды, что по¬
вышает выживаемость потомства.
Для покрытосеменных характерно двойное оплодотворение. В опло¬
дотворении участвуют два спермия: один сливается с яйцеклеткой
и образуется зигота, из которой развивается зародыш, а другой сливается
с одной из клеток женского гаметофита. После слияния из такой клетки
формируется эндосперм — питательная ткань. Таким образом, у по¬
крытосеменных эндосперм образуется после оплодотворения, а у голо¬
семенных — до оплодотворения.
Растения этого отдела отличаются сложностью внутреннего стро¬
ения. В древесине большинства видов покрытосеменных, кроме трахеид,
развиты более совершенные проводящие элементы — сосуды. Прочность
стеблю придает специализированная механическая ткань {волокна),
75
которая расположена в коре и древесине. Отток сахаров, крахмала от
листьев во все органы происходит не по ситовидным клеткам, а по си¬
товидным трубкам.
У многих покрытосеменных формируются видоизмененные органы,
благодаря которым растения переносят неблагоприятные условия.
Среди покрытосеменных есть группа растений, у которых весь цикл
развития происходит в течение одного вегетационного периода, — одно¬
летние растения. Это является одним из приспособлений к суровым
условиям обитания.
Для покрытосеменных характерно вегетативное размножение (с по¬
мощью вегетативных органов, в том числе и видоизмененных), способст¬
вующее расселению растений и быстрому освоению новых территорий.
Все эволюционные изменения покрытосеменных направлены на
обеспечение сохранения и распространения видов в изменяющихся
условиях среды. Это обусловило появление огромного разнообразия
среди покрытосеменных. Покрытосеменные — самый большой отдел
растительного мира, насчитывающий более 250 тыс. видов. Покрыто¬
семенные растения произошли от вымерших семенных папоротников.
Отдел Покрытосеменные делится на два класса: Двудольные и Од¬
нодольные.
Признаки класса Двудольные
В зародыше семени две семядоли; листья простые и сложные, раз¬
нообразной формы с сетчатым жилкованием, черешок обычно четко
выражен; корневая система стержневая (у многих травянистых — моч¬
коватая); в стебле хорошо различаются кора и сердцевина; проводящие
пучки формируют кольца, в проводящих пучках имеется камбий,
обеспечивающий вторичный рост; цветки пятичлеиные (реже четы¬
рехчленные), околоцветник состоит из чашечки и венчика; способы
опыления разнообразны.
Признаки класса Однодольные
В зародыше семени одна семядоля; листья простые, цельнокрай-
ные, с параллельным или дуговым жилкованием, не расчленены на че¬
решок и пластинку; корневая система мочковатая, главный корень
рано отмирает; в стебле нет четко дифференцированной коры и серд¬
цевины; проводящие пучки в стебле разбросаны; число частей цветка
кратно 3, нет явного деления околоцветника на чашечку и венчик;
большинство растений ветроопыляемые; главным образом травяни¬
стые растения.
Из всех групп растений покрытосеменные наиболее широко исполь¬
зуются человеком. Почти все культурные растения относятся к покры-
76
тосемен'ным. Они служат сырьем для различных отраслей промыш¬
ленности (пищевой, легкой, деревообрабатывающей и др.), для изготов¬
ления бумаги, одежды (хлопчатник, лен), для получения различных
масел, лекарственных препаратов, витаминов, используются в озеле¬
нении городов и поселков, в декоративных целях и др. ■
Знай основные термины и понятия
Покрытосеменные (цветковые) растения, цветок, тычинки, пестики, за¬
вязь, двойное оплодотворение, плод, сосуды, волокна, ситовидные трубки,
клетки-спутницы, видоизмененные органы, однолетние растения, одно-
п двудольные.
Вопросы для самоконтроля
1. По каким признакам покрытосеменные отличаются от других выс¬
ших растений?
2. Что позволило покрытосеменным занять господствующее поло¬
жение в современной флоре?
3. Где расположены семязачатки у покрытосеменных?
4. Чем представлены гаметофиты у покрытосеменных?
5. Каковы особенности проводящей системы покрытосеменных рас¬
тений но сравнению с голосеменными?
6. Каковы основные различия между дву- и однодольными растениями?
Тренировочные задания
1. Характерными особенностями покрытосеменных, отличающими
их от растений других отделов, являются:
а) наличие цветка;
б) развитие семян внутри плода;
в) участие в оплодотворении двух мужских половых клеток;
77
г) наличие в древесине сосудов, а в лубе - ситовидных трубок с клетка-
ми-спутницами;
д) наличие специализированной механической ткани — волокон, распо¬
ложенных в древесине и лубе;
е) все перечисленные.
2. Определите признаки, отличающие покрытосеменные от папо¬
ротников:
1) наличие механических и проводящих тканей;
2 ) двойное оплодотворение;
3) имеются травянистые формы;
4) гаметофит не способен к самостоятельному развитию;
5) некоторые виды имеют корневище;
6) крупные листья, нарастающие верхушкой.
а) 1,2; 6)2,3; в) 2, 4; г) 5, 6.
3. Органом, присущим только покрытосеменным растениям, является:
а) семя; б) плод;
в) спороносный лист; г) главный корень.
4. Растения отдела Покрытосеменные в отличие от голосеменных:
а) имеют корень, стебель, лист;
б) имеют цветок и плод;
в) распространяются семенами;
г) способны к фотосинтезу.
5. Вегетативными органами покрытосеменных растений являются:
а) корень, стебель, лист;
б) цветок;
в) плоды и семена;
г) корень, стебель, лист, цветок, плод.
6. У покрытосеменных растений в отличие от голосеменных семена:
а) развиваются внутри плода;
б) хранятся в стробилах;
в) лежат открыто на семенной чешуе;
г) созревают в шишках.
7. Покрытосеменные растения иначе называются:
а) плодовыми; б) цветковыми;
в) тычиночными; г) пестичными.
78
8. Семязачатки у покрытосеменных растений образуются на:
а) цветоложе; б) рыльце;
в) лепестках; г) внутренней стороне завязи.
9. Оплодотворение у покрытосеменных:
а) двойное; б) простое;
в) наружное; г) перекрестное.
10. Вода в корне и стебле покрытосеменных передвигается к листьям по:
а) межклетникам; б) трахеидам;
в) трахеидам и сосудам; г) ситовидным трубкам.
11. Вегетативное размножение, характерное в основном для покрыто¬
семенных, осуществляется с помощью:
а) спор; б) гамет;
в) вегетативных органов; г) делением клетки.
12. Покрытосеменные растения имеют:
а) архегонии и антеридии;
б) только антеридии;
в) только архегонии;
г) не имеют ни архегоииев, ни ан геридиев.
13. Двойное оплодотворение происходит у:
а) кукушкина льна, сфагнума;
б) орляка, щитовника мужского;
в) сосны, ели, липы;
г) одуванчика, ромашки.
14. Принадлежность к классу у цветковых растений определяется по:
а) количеству семядолей в семени, типу корневой системы, характеру
жилкования листьев;
б) типу корневой системы, характеру жилкования листьев и типу плода;
в) формуле цветка, типу корневой системы, типу плода;
г) количеству семядолей в семени и тычинок в цветке, расположению
листьев.
15. Принадлежность цветковых растений к тому или иному семейству
определяется по:
а) количеству семядолей в семени, типу корневой системы, характеру
жилкования листьев;
б) характеру жилкования листьев, типу плода и особенностям строения
цветка;
79
в) типу соцветий и плодов, особенностям строения цветка;
г) количеству семядолей в семени, количеству тычинок в цветке и распо¬
ложению листьев.
16. Однолетними называются растения, которые:
а) цветут одни раз в жизни;
б) цветут все лето;
в) живут в течение одного вегетационного периода;
г) остаются зелеными летом и зимой.
17. Монокарпическими растениями являются:
а) агава, алоэ, бамбук;
б) земляника, крыжовник, смородина;
в) слива, вишня, яблоня;
г) осина, береза, дуб.
18. Поликарпическими растениями являются:
а) рожь, пшеница, ячмень;
б) липа, дуб, береза;
в) агава, алоэ, молодило.
19. Из приведенных признаков для однодольных растений не харак¬
терно:
а) число частей у цветка равно или кратно трем;
б) параллельное жилкование листьев;
в) проводящая ткань образует сложное кольцо или состоит из пучков,
расположенных кольцом;
г) преимущественно травянистые растения.
20. Число частей цветка в каждом круге у однодольных кратно:
а) двум; б) трем; в) четырем; г) пяти.
21. Выберите признаки, характерные для однодольных растений:
1) жилкование сетчатое;
2) жилкование параллельное;
3) семена с одной семядолей;
4) соцветие кисть;
5) не имеют камбия;
б) есть камбий;
7) проводящие пучки закрытые;
8) проводящие пучки открытые;
9) листья только простые;
80
10) листья только сложные;
11) листья простые и сложные;
12) корневая система мочковатая;
13) корневая система стержневая.
а) 1,3,6, 7, 11, 13;
б) 3, 4, 5, 8, 10, 12;
в) 3,5,7, 8, И, 13;
г) 2, 3, 5, 7, 9, 12;
д) 3, 6, 7, 8, И, 12.
22. Какие признаки позволяют отнести кукурузу к классу Однодольные:
1) листья простые, цельнокройные;
2) сетчатое жилкование;
3) параллельное жилкование;
4) травянистое растение;
5) проводящие пучки без камбия;
6) проводящие пучки с камбием;
7) стержневая корневая система;
8) в зародыше семени одна семядоля;
9) мочковатая корневая система?
а) 1,3, 5, 8; б) 2, 4, 6, 7; в) 1,4, 6, 7; г) 1,2, 4, 9.
23. Триплоидная ткань в семенах цветковых растений, содержащая
запас питательных веществ, — это ... .
24. Основной отличительной особенностью покрытосеменных явля¬
ется наличие....
Ткани цветовых растений
Группа клеток, имеющих сходное строение, происхождение и вы¬
полняющих одинаковые функции, называется тканью. В растениях
выделяют пять основных типов тканей.
Образовательные ткани (из них формируются другие ткани) на¬
ходятся на кончике корней, верхушке побегов, на границе коры и дре¬
весины (у деревьев и кустарников). Образовательные ткани состоят
из клеток, способных к быстрому делению и обеспечивающих рост
корней, стеблей и листьев. За счет образовательных тканей происходит
81
утолщение корней и стеблей растения. Выделяют верхушечные, боковые
(прокамбий, камбий, перицикл), травматические (раневые) и вставоч¬
ные образовательные ткани (меристемы).
Основные ткани входят во все части растения и состоят из крупных
клеток, обеспечивающих фотосинтез (ассимиляционные ткани), хра¬
нение питательных веществ в корнях, стеблях, плодах, семенах, клубнях
(запасающие ткани), воды (водоносная паренхима), передвижение воз¬
духа (воздухоносная паренхима, аэренхима).
Покровные ткани состоят из плотно прилегающих друг к другу кле¬
ток, защищающих растение от избыточного испарения, переохлаждения,
проникновения микроорганизмов и механических повреждений. По¬
кровные ткани располагаются снаружи всех органов растения. Выделяют
следующие покровные ткани: эпидермис, ризодермис (покровная ткань
молодого корня с корневыми волосками), перидерму, корку.
Проводящие ткани осуществляют передвижение растворов орга¬
нических и минеральных веществ по телу растения. Проводящими
тканями являются ксилема и флоэма. Ксилема состоит из трахеид и со¬
судов. Трахеиды — мертвые вытянутые клетки со скошенными конца¬
ми, утолщенной одревесневшей оболочкой и большим числом в ней
пор. Сосуды (трахеи) — своеобразные трубки, образованные оболоч¬
ками мертвых, пропитанных минеральными солями клеток. По тра-
хеидам и сосудам осуществляется передвижение воды и растворенных
минеральных веществ от корня к надземным частям растения (восхо¬
дящий ток), а в период сокодвижения — растворов органических ве¬
ществ из органов запаса к почкам. Флоэма представлена живыми вытяну¬
тыми клетками — ситовидными трубками, по которым движутся растворы
органических веществ от листьев ко всем органам растений (нисходя¬
щий ток). В состав флоэмы входят также клетки-спутницы, которые
обеспечивают ситовидные трубки энергией. Проводящие ткани входят
в состав стеблей, корней, листьев и других органов растений.
Механические ткани состоят из клеток, имеющих утолщенные
и одревесневшие оболочки, и обеспечивают прочность органам расте¬
ния, выдерживают нагрузки на растяжение, изгиб, сжатие. В зависи¬
мости от формы клеток, их строения, утолщения клеточных оболочек
различают два основных вида механической ткани: колленхиму (ткань
сложена живыми клетками с неравномерно утолщенными оболочка¬
ми) и склеренхиму (сложена вытянутыми рано отмирающими клетка¬
ми с равномерно утолщенными, часто одревесневшими оболочками).
82
Знай основные термины и понятия
Ткань, образовательная ткань, или меристема, верхушечная меристема,
боковая меристема, камбий, покровные ткани, кожица, или эпидермис, устьица,
замыкающие клетки устьиц, устьичная щель, ризодермис, пробка, чечевички,
корка, проводящие ткани, ксилема (древесина), трахеиды, сосуды, флоэма
(луб), ситовидные трубки, сопровождающие клетки (клетки-спутницы), слож¬
ная ткань, механические ткани, колленхима, волокна (склеренхима), камени¬
стые клетки, основная ткань (паренхима), хлоренхнма, запасающая паренхима,
воздухоносная паренхима, млечный сок.
Вопросы для самоконтроля
1. Что называют тканью?
2. Какие ткани выделяют в растительных организмах?
3. Какие ткани обеспечивают рост растений? Какими свойствами
обладают клетки меристематических тканей?
4. Каковы особенности строения клеток покровных тканей? Что такое
эпидермис, перидерма? Каковы особенности строения пробки, корки?
5. Как осуществляется газообмен через покровные ткани?
6. Какие виды механической ткани вы знаете? Какие функции вы¬
полняет каждая из них?
7. Каково строение ксилемы в зависимости от выполняемых функ¬
ций? В чем принципиальное отличие сосудов ксилемы от трахеид?
8. Что такое флоэма? Какие типы клеток входят в состав флоэмы?
9. Какие ткани называют основными? Какие выделяют виды основ¬
ных тканей в зависимости от выполняемых ими функций?
Тренировочные задания
1. К покровным тканям относят:
а) эпидермис, пробку;
б) склеренхиму, колленхиму;
в) ксилему, флоэму;
г) камбий, пернцикл.
83
2. Эпидермис образован:
а) плотно сомкнутыми живыми клетками с извилистыми боковыми и утол¬
щенными наружными стенками;
б) плотно сомкнутыми мертвыми клетками, стенки которых пропитаны
суберином;
в) молодыми тонкостенными клетками с крупным ядром и густой цито¬
плазмой;
г) округлыми клетками с. одревесневшими стенками и отмершим содер¬
жимым.
3. Замыкающиеся клетки устьиц в отличие от других клеток эпидер¬
миса содержат органеллы:
а) митохондрии; б) хлоропласты;
в) хромопласты; г) лизосомы.
4. Какая из тканей содержит в клетках больше всего хлоропластов:
а) покровная; б) губчатая паренхима;
в) столбчатая паренхима; г) флоэма?
5. Механизм открывания и закрывания устьиц главным образом
связан с:
а) отсутствием хлоропластов в клетках эпидермиса;
б) наличием хлоропластов в замыкающих клетках устьиц;
в) наличием хлоропластов в столбчатой паренхиме;
г) с хлоропластами этот механизм никак не связан.
6. Вода и минеральные соли у растений передвигаются по:
а) флоэме; б) ксилеме;
в) склеренхиме; г) колленхиме.
7. Весной по проводящим элементам ксилемы осуществляется
транспорт:
а) воды;
б) растворов минеральных веществ;
в) растворов органических веществ;
г) растворов органических и минеральных веществ.
8. Ксилема и флоэма:
а) отсутствуют в листьях;
б) отсутствуют в лепестках;
в) есть только в вегетативных органах растений;
г) есть во всех органах растений.
84
9. Для проводящей системы покрытосеменных характерно наличие:
а) трахеид в древесине;
б) ситовидных трубок без клеток-спутниц в лубе;
в) сосудов в лубе и ситовидных трубок с клетками-спутницами в древесине;
г) сосудов в древесине и ситовидных трубок с клетками-спутницами в лубе.
10. Клетки каких тканей постепенно превращаются в клетки других
тканей:
а) покровных; б) образовательных;
в) основных; г) проводящих?
11. Сосуды ксилемы в период их активного функционирования пред¬
ставляют собой образования:
а) из живых клеток с одревесневшими стенками;
б) живые клетки без ядер;
в) живые кдегки с неодревесневшнмн стенками;
г) отмершие перфорированные клетки с одревесневшими стенками.
12. У многолетних растений весной органические вещества, запасенные
в корнях, переходят в растворенное состояние и передвигаются
в стебель и далее к почкам. Передвижение органических веществ в это
время осуществляется по:
а) флоэме; б) ксилеме;
в) камбию; г) коре.
13. Функцией ксилемы не является:
а) проведение органических веществ;
б) проведение растворенных минеральных веществ;
в) проведение воды;
г) опорная.
14. Какие клетки покрытосеменных растений не имеют в зрелом со¬
стоянии ядра:
а) клетки эпидермиса;
б) ситовидные клетки флоэмы;
в) клетки основной ткани листа;
г) клетки камбия?
15. К механической ткани относятся:
а) замыкающие клетки устьиц;
б) перидерма;
в) лубяные волокна;
г) трахеиды.
85
16. К механической ткани относятся:
а) древесинные волокна;
в) каменистые клетки;
б) лубяные волокна;
г) все перечисленные.
17. Косточка вишни образована:
а) колленхимой;
в) склереидами;
б) паренхимой;
г) склереидами и колленхимой.
18. Запасающую функцию в зерновках пшеницы выполняют ткани:
19. Соотнесите элементы строения с соответствующими тканями.
20. Комплекс тканей, расположенных с внешней стороны от камбия
и в проводящих пучках, функция которого заключается в проведе¬
нии сахаров, — ....
21. Газообмен между клетками многолетних стеблей и корней, по¬
крытых пробкой, и окружающей средой осуществляется через....
22. Проводящие элементы ксилемы, представляющие собой мертвые
вытянутые узкие клетки с заостренными концами, в оболочках ко¬
торых имеются поры, называются ....
23. Группа клеток, сходных по строению, происхождению и приспо¬
собленных к выполнению определенных функций, — это ... .
а) покровные;
в) проводящие;
б) образовательные;
г) основные.
А — флоэма.
Б — ксилема.
1. Трахеиды.
2. Сосуды.
3. Трахеи.
4. Ситовидные трубки.
5. Лубяная паренхима.
6. Клетки-спутницы.
7. Лубяные волокна.
8. Древесинные волокна.
9. Древесинная паренхима.
Вегетативные органы цветковых растений.
Корень
Корень — осевой вегетативный орган растения, выполняющий
функции:
— поглощения из почвы воды и минеральных веществ;
— закрепления растений в почве;
— синтеза некоторых органических веществ;
— запасания питательных веществ;
— осуществления вегетативного размножения;
— связи растений с другими организмами (например клубеньковы¬
ми бактериями, грибами).
При прорастании семян прежде всего появляется зародышевый ко¬
решок. Из него развивается главный корень. Многие растения имеют
придаточные корни, отрастающие от стебля или других органов. Корни,
являющиеся разветвлениями главного корня, называются боковыми.
Совокупность всех корней растения составляет корневую систему
растения.
Корневые системы бывают двух типов: стержневая (в ней хорошо
развит главный корень) и мочковатая (главный корень не заметен
среди других корней). Стержневую корневую систему имеют многие
травянистые растения, деревья и кустарники — береза, клен, тополь,
черемуха, морковь, петрушка. Мочковатая корневая система харак¬
терна для злаков, луков и др.
Зоны корня. Во внутреннем строении молодого корня можно вы¬
делить следующие зоны корня:
1) деления, прикрытая корневым чехликом. Здесь происходит непре¬
рывное деление клеток. Эти клетки очень мелкие, с тонкими стенками;
2) роста и растяжения. В ней происходят удлинение и рост клеток,
в результате чего корень растет в длину;
3) всасывания. Здесь формируются ткани и образуются корневые
волоски — выросты наружных клеток корня, с помощью которых расте¬
ние всасывает из почвы воду и растворенные в ней минеральные вещества;
4) проводящая. В этой зоне корневые волоски отмирают и разруша¬
ются, а наружные стенки клеток утолщаются.
Рост корня продолжается в течение всей жизни растения. Если по¬
вреждается верхушка корня, то его рост в длину прекращается, при
этом быстро начинают расти и ветвиться боковые корни растения.
87
Для нормальной жизнедеятельности корня необходимы опреде¬
ленные условия: достаточное количество почвенной влаги и воздуха.
При низких температурах почвы рост и жизнедеятельность корня за¬
медляются и приостанавливаются.
Внутреннее строение корня. Строение корня хорошо приспособ¬
лено к выполняемым функциям. Снаружи он покрыт кожицей с корне¬
выми волосками. Клетка корневого волоска окружена тонкой оболоч¬
кой и содержит цитоплазму, ядро и вакуоль с клеточным соком. Под
кожицей находятся крупные округлые клетки с тонкими оболочками —
кора. Самый внутренний слой коры образован клетками с опробкове-
вшими оболочками. Этот слой называется эндодермой. Клетки эндо¬
дермы не пропускают воду. Среди них есть живые тонкостенные
клетки, называемые пропускными. Через них вода из коры поступает
в проводящие ткани, которые расположены в центральной части корня
под эндодермой. Проводящие ткани в корне образуют продольные
тяжи, где участки ксилемы чередуются с участками флоэмы. Элементы
ксилемы расположены напротив пропускных клеток. Оболочки сосудов
неравномерно утолщены. Утолщения имеют форму колец, спиралей,
сеток и т. п. Промежутки между ксилемой и флоэмой заполнены жи¬
выми клетками паренхимы. Проводящие ткани образуют централь¬
ный, или осевой, цилиндр. С возрастом между ксилемой и флоэмой
возникает образовательная ткань — камбий. Благодаря делению кле¬
ток камбия образуются новые элементы ксилемы и флоэмы, механи¬
ческой ткани, что обеспечивает рост корня в толщину. Корень при
этом приобретает дополнительные функции — опоры и запасания пи¬
тательных веществ.
Запасающая функция особенно ярко проявляется у растений, име¬
ющих видоизмененные корни — корнеплоды (у моркови, репы, свеклы,
редиса и др.), корневые клубни (у георгина, батата, ночной фиалки, чис¬
тяка). Другими видоизменениями корня являются: дыхательные
(у некоторых тропических болотных деревьев); ходульные (у тропиче¬
ских растений морских побережий); опорные досковидные (у некото¬
рых тропических деревьев, а также у бука, вяза, тополя), воздушные
(у тропических эпифитных растений), втягивающие (у гладиолуса)
корни, корни-присоски (сосальца) у растений-паразитов (у заразихи,
омелы, повилики). Несмотря на видоизменения корня, их корневую
природу всегда можно определить по отсутствию на них листьев и на¬
личию корневого чехлика, прикрывающего верхушечную меристему.
88
Знай основные термины и понятия
Корень, главный корень, боковые корни, придаточные корни, корневая сис¬
тема (стержневая, мочковатая), зоны корня, корневой чехлик, кора, корневые
волоски, эндодерма, пропускные клетки, центральный цилиндр, камбий, пе-
рицикл, корневое давление, метаморфоз, корнеплод, корневой клубень, дыха¬
тельные, ходульные, опорные, воздушные, втягивающие корни, сосальца,
мангровая растительность, эпифитные растения.
Вопросы для самоконтроля
1. Каковы функции корня?
2. Чем отличаются придаточные корни от главного и боковых?
3. Какие зоны выделяют в корне?
4. В каком порядке располагаются ткани в зоне всасывания корня?
5. Что такое корневые волоски и каково их строение в зависимости
от выполняемых функций?
6. Как осуществляется поступление воды в корень и проведение ее
в стебель? Что такое корневое давление, за счет чего оно создается?
7. Как происходит нарастание корня в длину, в толщину?
8. Какие видоизменения корня вам известны? В связи с чем они воз¬
никают?
Тренировочные задания
1. Корневые волоски образованы:
а) механической тканью; б) покровной тканью;
в) проводящей тканью; г) основной тканыо.
2. Корневого чехлика нет у корней:
а) ряски; б) березы;
в) овса; г) лука.
89
3. Большую часть длины взрослых корней составляет зона:
а) деления;
в) всасывания;
б) роста;
г) проведения.
4. Из зародышевого корешка развиваются:
а) главный корень;
б) боковые корни;
в) придаточные корни;
г) боковые и придаточные корни.
5. Вторичный рост корня в толщину происходит за счет деятельно¬
сти клеток;
а) перицикла; б) флоэмы;
в) ксилемы; г) камбия.
6. Рост корня в длину происходит за счет:
а) деления клеток верхушечной меристемы;
б) деления и растяжения клеток в паренхиме центрального цилиндра;
в) деятельности клеток камбия;
г) деятельности клеток перицикла.
7. Для усиления роста боковых корней у растений нужно:
а) удобрить его минеральными удобрениями;
б) удобрить его органическими удобрениями;
в) удалить кончик главного корня;
г) окучить растение.
8. Воздушные корни характерны для:
а) гороха; б) орхидей;
в) кувшинки; г) лилии.
9. Корнеплоды моркови выполняют функции:
а) образования органических веществ из неорганических;
б) поглощения воды и минеральных веществ;
' в) размножения растения;
г) отложения в запас питательных веществ.
10. Расположите в правильной последовательности события, проис¬
ходящие при росте корня:
1) деление клетки;
2) ответвление боковых корней от главного корня;
3) дифферендировка клеток;
4) растяжение клеток.
а) 1,3, 4, 2; б) 1,4, 3,2; в) 4, 1,2,3; г) 2,3,4,1.
90
11. Расположите в правильном порядке зоны корня начиная с его
кончика:
1) зона всасывания;
2) зона деления;
3) зона проведения;
4) зона роста;
5) корневой чехлик.
а) 1,2, 3,4, 5; 6)2, 3,5,4, 1;
в) 5, 4, 2,3,1; г) 5, 2,4, 1,3.
12. На схеме поперечного среза корня ириса эндодерма обозначена
цифрой ....
13. Путь поступления воды от верхушки корня в клетки мезофилла
листа проходит через:
а) корневой волосок — эндодерму — кору — сосуды зоны проведения —
сосуды стебля — жилки листа — мезофилл;
б) корневой волосок — кору — эндодерму — сосуды зоны всасывания —
сосуды зоны проведения — сосуды стебля — жилки листа — мезофилл;
в) корневой волосок — перицикл — сосуды зоны проведения — сосуды
стебля — жилки листа — мезофилл;
г) корневой волосок — кору — эндодерму — сосуды зоны проведения —
сосуды зоны всасывания — сосуды стебля — жилки листа — мезофилл.
91
14. Боковые корни растений образуются из:
а) флоэмы; б) ксилемы;
в) перицикла; г) эндодермы;
д) перидермы.
15. На рисунке изображен орган растения, представ¬
ляющий собой:
а) утолщенный стебель;
б) видоизмененный главный корень;
в) видоизмененный боковой корень;
г) верхняя часть — видоизмененный стебель, а ниж¬
няя — видоизмененная верхняя часть главного корня.
16. На рисунке изображены корневые клубни георгина.
Эти органы представляют собой видоизменения:
а) стебля;
б) главного корня;
в) придаточных корней;
г) верхняя часть — видоизмененный стебель, а нижняя —
видоизмененный главный корень.
17. Корнеплод редиса представляет собой:
а) видоизмененный главный корень;
б) видоизмененный придаточный корень;
в) видоизмененный боковой корень;
г) утолщенный стебель;
д) утолщенный стебель в основании главного побега и утолщенная верх¬
няя часть главного корня.
18. Омела — это:
а) растение-паразит, развивающееся на ветвях тополя, клена, груши и дру¬
гих лиственных пород;
б) растение, лишенное хлорофилла и растущее на корнях ели;
в) не существующее в реальности мифическое растение древних друидов;
г) растение, свободно обитающее на лугу.
19. Определите последовательность залегания тканей в корне, начи¬
ная с периферии:
1) сердцевина;
2) перицикл;
3) ксилема/флоэма;
4) кора;
92
5) кожица с корневыми волосками;
6) эндодерма.
а) 1,2,3,4, 5, 6; б) 5, 4,6, 2, 3,1;
в) 5, 6,4,3,2, 1; г) 5, 3,4, 2,6,1.
20. Корень растет в длину за счет деления клеток меристемы:
а) верхушечной;
б) боковой;
в) вставочной;
г) вставочной и боковой.
21. Совокупность всех корней одного растения — это ....
22. Корневая система, в которой можно различить главный корень,
называется ... .
23. Для повилики характерны видоизмененные корни — ....
Побег. Почка — зачаточный побег
Побег. Это осевой, нарастающий вершиной орган растения. В со¬
став побега входит стебель — ось побега, листья и почки.
Участок стебля, на котором находится лист, называется узлом, а часть
стебля между двумя ближайшими узлами — междоузлием. Узел побега
может нести один или несколько листьев. Первый побег растения, раз¬
вивающийся из семени, называют главным побегом. Позже из боковых
почек на нем появляются боковые побеги — начинается ветвление, спо¬
собствующее формированию побеговой системы. Сложную систему
побегов древесных растений подразделяют на ствол и крону.
Побеги могут быть удлиненными и укороченными. Иногда междоуз¬
лия столь малы, что кажется, будто все листья выходят из одной точки.
Такие побеги называются розеточными.
У плодовых деревьев (яблоня, груша, черешня и др.) укороченные
побеги называются плодушками. Только на них образуются цветки
и формируются плоды.
Обычно побег заканчивается верхушечной почкой. Ниже по стеблю
в пазухах листьев развиваются пазушные, или боковые, почки. Пазуш¬
ные почки могут располагаться на стебле поочередно (ива, липа, ольха,
осина) или супротивно (бузина, клен, сирень, ясень). Помимо верху¬
93
шечной и боковых почек, на растении могут быть придаточные почки,
которые возникают на любой части растения — в узлах, на междоузлиях,
листьях, корнях.
Почка. Это зачаточный побег. Различают вегетативные и генера¬
тивные почки. Вегетативной называется почка, содержащая зачаток
стебля с листьями. В генеративной почке находятся зачатки цветков.
Почки многих растений покрыты кожистыми видоизмененными
листьями — почечными чешуями, защищающими почку от механиче¬
ских повреждений и высыхания. Такие почки называются закрытыми,-
они встречаются у деревьев и кустарников.
У многолетних травянистых растений, зимующих под снегом, имеются
открытые почки, не защищенные почечными чешуями.
Формирование почки происходит за счет деления и роста клеток
образовательной ткани, которая находится в верхней части почечной
оси — конусе нарастания. Весной почки распускаются; почечные че¬
шуи опадают, оставляя у основания почки рубцы в виде кольца {почеч¬
ное кольцо), т. е. образуя границы годичных приростов побега. В длину
побег нарастает благодаря усиленному росту междоузлий. Побег, раз¬
вивающийся из почки в течение лета, называется годичным побегом.
Однако весной распускаются не все почки. Многие нижние пазуш¬
ные почки остаются в состоянии покоя. Их называют спящими.
Знай основные термины и понятия
Побег, главный побег, боковые побеги, годичный побег, стебель, узел, меж¬
доузлие, пазуха листа, удлиненные и укороченные побеги, розеточный побег,
плодушки, почка, верхушечная, боковые, придаточные зимующие, спящие,
вегетативные, генеративные почки, кроющие чешуи, почечные рубцы, почеч¬
ное кольцо, волчки, пневая поросль.
Вопросы для самоконтроля
1. Что такое побег, каковы его структурные элементы и их функции?
2. Какие типы побегов встречаются у растений?
3. Что такое почка? Как почки располагаются на стебле?
94
Чем различаются генеративные и вегетативные почки?
5. Какие почки называют спящими?
(). Как осуществляется рост побега в длину?
Тренировочные задания
1. Удлиненный побег — это побег с:
а) хорошо выраженными междоузлиями;
б) укороченными междоузлиями;
в) хорошо выраженными узлами;
г) листьями и почками.
2. ГГлодушками называются:
а) цветки плодовых растений;
б) удлиненные побеги плодовых растений;
в) укороченные побеги плодовых растений;
г) плоды айвы, груши, яблони.
3. Осевая часть почки представляет собой:
а) зачатки листьев; б) зачаток стебля;
в) пазушные почки; г) зачаточный корешок.
4. Кроющие чешуи зимующих почек представляют собой:
а) видоизмененные наружные листья;
б) внутренние листья;
в) обычные наружные листья;
г) специальные покровы, образующиеся весной в конусе нарастания.
5. Почки, остающиеся долгое время в состоянии покоя, называются:
а) бодрствующими; б) дремлющими;
в) заторможенными; в) покоящимися;
д) спящими.
6. Почки, образующиеся на корнях, называются:
а) боковыми; б) зимующими;
в) спящими; г) придаточными.
7. Годовой прирост в длину молодого побега древесного растения
можно определить по расстоянию между:
а) кольцами, образованными рубцами почечных чешуй;
б) листовыми рубцами;
в) пазушными почками;
г) ветками.
95
8. Чтобы вызвать сильный рост главного побега у томатов, проводят:
а) прививку; б) прищипку;
в) пасынкование; г) окучивание.
9. Побегом можно назвать:
а) лист бегонии с придаточными корнями;
б) усик гороха;
в) черенок с несколькими листьями на нем;
г) участок стебля между двумя узлами.
10. Придаточные почки могут формироваться на:
а) листьях и в пазухе листьев;
б) листьях и стеблях;
в) листьях и верхушке побега;
г) верхушке побега и в пазухах листьев.
11. Побег, развивающийся из почки в течение лета, называется ....
12. Почки, образующиеся на корнях, называются ... .
13. Укороченные побеги у плодовых растений (яблоня, груша, череш¬
ня и др.) называются ... .
Стебель
Стебель — осевой вегетативный орган, состоящий из узлов и меж¬
доузлий и имеющий верхушечный рост. На стебле развиваются листья,
почки, цветки и плоды. Стебель выполняет следующие функции:
— проводящую;
— опорную;
— запасающую.
Проводящая функция обеспечивается тем, что по стеблям вода и ми¬
неральные вещества поступают из корней к листьям, а органические
вещества, образованные в процессе фотосинтеза, перемещаются из ли¬
стьев во все другие органы растения. Опорная функция заключается
в том, что стебель обеспечивает положение растения в пространстве
и выносит листья к свету. В стеблях запасаются питательные вещества,
иногда — вода (запасающая функция). Травянистые и молодые стебли
участвуют в фотосинтезе.
96
В зависимости от положения в пространстве стебли подразделяются
на: прямостоячие, лежачие (стелющиеся, ползучие, приподнимающиеся),
лазающие, вьющиеся. Растения с лазающими и вьющимися стеблями
называются лианами. У деревьев главный стебель называется стволом;
у кустарников главный стебель не выделяется, а образуется несколько
одинаковых по величине стволиков.
По форме поперечного среза стебли бывают цилиндрическими,
грех-, четырехгранными, округлыми, лентовидными, сплющенными,
ребристыми. По консистенции стебли подразделяются на деревянистые
п травянистые.
Рост стебля в длину осуществляется за счет деления и роста клеток
конуса нарастания верхушечной почки.
У некоторых растений сначала образуется укороченный стебель,
несущий розетку листьев, а перед цветением вырастает безлистный
стебель с соцветием — стрелка (первоцвет, одуванчик, подорожник).
Стебель-стрелка растет основанием. Такой рост называется вставоч¬
ным. Вставочный рост характерен также для стебля-соломины (пше¬
ница, рожь, ячмень). Соломина растет благодаря делению и росту
клеток оснований междоузлий.
Ветвление стебля. У большинства растений при развертывании
боковых почек образуются боковые побеги и происходит ветвление
стебля. Ветвление определяет строение надземной части растения. Не
ветвятся или слабо ветвятся многие растения тропиков и субтропиков —
пальмы, агавы, многие кактусы, дынное дерево, древовидные папорот¬
ники. У деревьев главный стебель — ствол ветвится на некоторой вы¬
соте, образуя крону.
Образование боковых ветвей можно ускорить, если обрезать вер¬
хушку главного побега. На способности стебля к усиленному ветвлению
после удаления верхушки основываются приемы прищипки и обрезки
растений. Пасынкование (удаление боковых побегов), наоборот, на¬
правлено на развитие сильного главного побега. Пасынкованию обычно
подвергают растения томатов.
Строение стебля древесного растения (на примере липы). На по¬
перечном срезе ветки липы различают кору, древесину и сердцевину.
Кора имеет сложное строение. Под эпидермисом, который сохра¬
няется, например, на ветке липы 3-4 года, находится буро-коричневая
покровная ткань — пробка. Клетки пробки расположены в несколько
рядов. Их оболочки пропитаны веществом, которое не пропускает
воду и воздух, поэтому живое содержимое клеток пробки отмирает.
97
В пробке формируются чечевички, через которые осуществляется га¬
зообмен. Осенью отверстия чечевичек закупориваются. С возрастом
пробка и отмершие ткани между ее слоями образуют корку дерева. Под
пробкой находятся живые клетки основной ткани с хлордпластами,
Эта часть коры имеет зеленую или желтоватую окраску.
Внутренний слой коры называется лубом {флоэмой). Луб состоит
из ситовидных трубок, лубяной паренхимы и лубяных волокон. Ситовид¬
ные трубки проводят органические вещества из листьев в стебель и ко¬
рень (нисходящий ток). Рядом с ситовидными трубками размещаются
лубяные волокна — длинные клетки механической ткани. Они придают
прочность и гибкость коре. Клетки паренхимы запасают питательные
вещества.
Древесину {ксилему) в основном образуют отмершие клетки — сосуды
и древесинные волокна. Сосуды стебля соединены с сосудами листьев
й корня, и через них осуществляется транспорт воды и минеральных ве¬
ществ из корня в стебель и листья (восходящий ток). Между сосудами на¬
ходятся древесинные волокна — длинные мертвые клетки с заостренными
концами и толстыми одревесневшими оболочками. Они придают древе¬
сине прочность. Между сосудами и волокнами расположены живые клет¬
ки паренхимы, в которых откладываются в запас питательные вещества.
В центре стебля находится мягкая сердцевина. Сердцевина состоит
из крупных живых клеток с тонкими оболочками. В них также откла¬
дываются в запас питательные вещества.
Поскольку стебель со всех сторон подвергается практически оди¬
наковому воздействию условий окружающей среды, для него харак¬
терна радиальная симметрия, т. е. ткани в стебле залегают в виде
концентрических окружностей.
Рост стебля в толщину. Наибольшей толщины достигают стволы
деревьев. Их утолщение происходит благодаря делению клеток камбия,
которые расположены узким кольцом между корой и древесиной. Из
клеток, образовавшихся в результате деления камбия весной И в пер¬
вой половине лета, в древесине образуются сосуды с широкими про¬
светами и относительно тонкими оболочками, а в конце лета — начале
осени — сосуды с узкими просветами и толстыми оболочками. Мелкие
толстостенные осенние клетки отличаются от крупных тонкостенных
весенних клеток следующего года, которые находятся рядом с ними,
поэтому граница между каждым из годичных колец на поперечном
срезе стеблей деревьев хорошо различима. Все слои клеток древесины,
образовавшихся в течение одного вегетационного периода, называют
годичным кольцом.
98
Строение стеблей травянистых растений. У травянистых двудоль-
пых растений в основной ткани кольцом располагаются проводящие
пцчки, состоящие из флоэмы, камбия и ксилемы. Хорошо развиты
кора и сердцевина. В клетках коры часто содержатся хлоропласты, по¬
этому стебли зеленые. В коре расположены клетки механической ткани,
которые придают прочность стеблю. У многих травянистых растений
(тыква, огурец) клетки сердцевины разрушаются, и там образуется
воздухоносная полость.
Стебель однодольных растений отличается тем, что проводящие
пучки в нем расположены по всей толще стебля без определенной за¬
кономерности и в стебле отсутствует сердцевина. Стебель однодольных
практически не растет в толщину, так как проводящие пучки не имеют
камбия. Центральная часть стебля некоторых однодольных растений
(пшеница, рожь, ячмень, кукуруза) разрушается, и образуется огром¬
ная воздухоносная полость. Такие стебли называются соломиной.
Знай основные термины и понятия
Стебель, прямостоячие, лежачие, ползучие, лазящие, вьющиеся стебли,
лианы, ствол, стволики, крона, вставочный рост, ветвление стебля, прищипка,
пасынкование, кора, древесина, сердцевина, эпидермис, пробка, чечевички,
корка, луб, древесина, камбий, ситовидные трубки, лубяная паренхима, лубя¬
ные волокна, сосуды, древесинные волокна, сердцевина, радиальная симмет¬
рия, годичные кольца, проводящие пучки, соломина.
Вопросы для самоконтроля
1. Какие функции выполняет стебель?
2. Как стебель располагается в пространстве? Приведите примеры рас¬
тений с прямостоячим, стелющимся, ползучим, вьющимся стеблем.
3. Как осуществляется рост стебля в длину? Что такое вставочный рост?
4. Что такое ветвление стебля? Как оно осуществляется?
99
5. Какие ткани образуют стебель и как они располагаются?
6. Какая ткань составляет основу древесины?
7. Как можно объяснить появление годичных колец у древесных
растений?
8. Почему не бывает годичных колец прироста у однодольных и тра¬
вянистых двудольных растений?
Тренировочные задания
1. Какую функцию не выполняет стебель растения:
а) выносит листья к свету;
б) соединяет корень и листья;
в) запасает питательные вещества;
г) поглощает воду из почвы?
2. Лианой называют растение со стеблем:
а) ползучим;
б) лазающим или вьющимся;
в) стелющимся или приподнимающимся;
г) прямостоячим.
3. Стебель, крепящийся к опоре с помощью усиков:
а) прямостоячий; б) приподнимающийся;
в) ползучий; г) цепляющийся.
4. Рост стебля в толщину обеспечивает:
а) пробка; б) камбий;
в) древесина; г) луб.
5. Передвижение воды и растворенных минеральных веществ по
стеблю осуществляют:
а) сосуды древесины;
б) ситовидные трубки;
в) клетки пробки;
г) лубяные волокна.
100
(>. Вставочный рост стебля не характерен для:
а) пшеницы;
в) ячменя;
б) ржи;
г) фасоли.
7. В теплое и влажное лето в древесине годичные кольца деревьев
формируются:
а) толще, чем обычно;
б) тоньше, чем обычно;
в) это не зависит от условий среды;
г) не формируются вообще.
8. На поперечном срезе стебля внутрь от камбия расположена:
а) сердцевина; б) древесина;
в) кора; г) пробка.
9. Молодой стебель дуба, развивающийся из почки, покрыт:
а) эпидермисом; б) пробкой;
в) коркой; г) эпидермисом и пробкой.
10. Однолетняя ветка липы покрыта:
а) эпидермисом; б) пробкой;
в) коркой; г) перидермой;
д) эпидермисом и пробкой.
11. Определите последовательность залегания тканей в стебле дре¬
весного растения начиная с центра:
1) древесина; 2) камбий;
3)луб; 4) пробка;
5) сердцевина; 6) эпидермис.
12. Определите последовательность расположения тканей на попе¬
речном срезе однолетнего стебля двудольного травянистого рас¬
тения начиная с поверхности;
а) 5,3,2,1,4,6;
в) 5, 1,2,3,4, 6;
б) 4,1,2, 3,5, 6;
г) 6, 4,3,2,1,5.
1) камбий;
3) ксилема;
2) флоэма;
4) колленхима;
5) эпидермис,
а) 1,2,3,4,5;
б) 5,4, 2,1,3; в) 5,3, 1,2,4; г) 4, 5,1,2,3.
101
13. Запасные питательные вещества откладываются в стебле преиму¬
щественно в:
а) сосудах ксилемы;
б) ситовидных трубках флоэмы;
в) лубяных волокнах;
г) клетках паренхимы.
14. Все слон клеток древесины, которые образовались в течение одного
вегетационного периода, называются ....
15. Стебель злаков называется ... .
Лист
Лист — уплощенный боковой вегетативный орган, расположенный
на стебле и выполняющий функции фотосинтеза, транспирации (ис¬
парение воды) и газообмена.
В строении листа можно выделить листовую пластинку — расши¬
ренную часть, и листовой черешок, с помощью которого лист соединяется
со стеблем. У некоторых растений у основания черешка находятся
прилистники, имеющие вид пленок, чешуй, маленьких листочков.
У ржи, пшеницы, ячменя основание листа разрастается и охватывает
стебель. Такое разросшееся основание называется влагалищем.
Листья, имеющие листовую пластинку и черешок, называются че¬
решковыми. Сидячие листья имеют только листовые пластинки. Листья
бывают простые и сложные. Простой лист — это лист, состоящий из
одной листовой пластинки и одного черешка и опадающий целиком;
сложный лист имеет несколько листовых пластинок, расположенных
на общем черешке и опадающих по отдельности. Сложные листья под¬
разделяются на тройчатосложные, пальчатосложные и перистосложные.
Форма листовых пластинок чрезвычайно разнообразна. Листья по
форме могут быть округлыми, овальными, линейными, сердцевидными,
стреловидными, копьевидными, игловидными и др. Листовые пла¬
стинки могут быть цельными или иметь разной степени вырезы (лопа¬
стные, раздельные и рассеченные листья).
Жилкование листа. В листе расходится густая сеть жилок, связы¬
вающая его со стеблем. Порядок расположения жилок в листовой пла¬
стинке определяется жилкованием. Оно может быть параллельным,
дуговидным, сетчатым (перистым и пальчатым), вильчатым. Жилки
листа состоят из системы проводящих пучков.
102
Листорасположение. Это порядок расположения листьев на стебле.
Оно бывает очередным, супротивным, мутовчатым. При очередном
лпсторасположении от каждого узла стебля отходит один лист. Если
два листа находятся друг против друга, листорасположение супротив¬
ное. Если же листьев три и более и они кольцом окружают стебель, та¬
кое расположение называется мутовчатым.
Внутреннее строение листа. Сверху и снизу лист покрыт кожицей
(эпидермисом). Верхний эпидермис состоит из одного слоя живых
клеток, плотно прилегающих друг к другу. Часто они имеют утолщен¬
ные стенки, покрытые волосками или восковым налетом. Кожица пре¬
дохраняет лист от высыхания, проникновения микроорганизмов,
регулирует газообмен. На нижнем эпидермисе находятся устьица.
Иногда устьица располагаются на верхней (у некоторых водных рас¬
тений) или на обеих сторонах (у капусты, ириса, осок) листа.
Устьице — щелевидное отверстие, окруженное двумя замыкающими
клетками. Устьица обеспечивают газообмен и транспирацию. Замы¬
кающие клетки имеют бобовидную форму. Устьица способны откры¬
ваться и закрываться. Когда в замыкающих клетках содержится дос¬
таточное количество воды, они остаются упругими и устьичная щель
открыта. Когда же замыкающие клетки теряют воду, устьичная щель
закрывается, защищая таким образом растение от высыхания.
Под кожицей находится хлорофиллоносная паренхима (основная
ткань листа). Эта ткань образует мякоть листа, в клетках которой про¬
исходит фотосинтез. Основная ткань листа состоит из двух видов:
столбчатой (клетки имеют цилиндрическую форму, плотно прилега¬
ют друг к другу и расположены с верхней стороны листа) и губчатой
(клетки имеют округлую форму, расположены рыхло ближе к нижней
кожице листа). В этих клетках содержатся крупные вакуоли и боль¬
шое количестве хлоропластов.
Основная ткань листа пронизана системой проводящих пучков, ко¬
торые обеспечивают клетки листа водой и осуществляют отток асси-
милятов. В проводящих пучках флоэма обращена к нижней стороне
листовой пластинки, а ксилема — к верхней. Проводящие пучки со¬
держат механическую ткань, которая укрепляет проводящие пучки
и придает листу упругость.
На строение листа влияют условия окружающей среды. Листья
растений, произрастающих на ярком свету, имеют мелкие листовые
пластинки с хорошо развитой столбчатой тканыо, густой сетью жилок,
плотной кожицей. У многих растений сухих мест листья покрыты вос¬
ковым налетом и густыми волосками.
103
Видоизменения листьев. У некоторых растений листья видоизме¬
нились и превратились в колючки (барбарис, кактусы). У насекомояд¬
ных растений (росянка, пузырчатка, непентенс и др.) листья превра¬
тились в специальные ловчие аппараты.
Изменения могут касаться не только всего листа, но и его частей.
Например, сложные листья гороха на концах вместо листочков несут
усики. Клетки усиков чувствительны к прикосновениям. Усики могут
плотно закручиваться вокруг стебля другого растения. У робинии
в колючки превращаются прилистники. У некоторых растений (сель¬
дерей, ревень) черешки листьев становятся толстыми и мясистыми
и служат местом запаса питательных веществ.
Лист, в отличие от корня и стебля, имеет ограниченный рост и, дос¬
тигнув определенных размеров, долго не живет. Растения, у которых
листья живут только один вегетационный период, называются летне-
зелеными, а те, у которых листья остаются живыми более года, — вечно¬
зелеными.
Листопад. Большинство деревьев и кустарников умеренных широт
сбрасывают листья на зиму. Листопад имеет важное биологическое
значение: у растения снижается расход воды из-за отсутствия испарения
в условиях, когда корни не всасывают влагу из почвы; опавшие листья
укрывают слой почвы вокруг растения и защищают корни от вымерза¬
ния; накопленные в листьях органические и минеральные вещества
удобряют почву. В листовой подстилке дозревают семена многих дре¬
весных растений.
Знай основные термины и понятия
Лист, транспирация, газообмен, листовая пластинка, черешок, прилистни¬
ки, черешковые и сидячие листья, влагалище, жилки, жилкование листа (па¬
раллельное, дуговое, сетчатое, вильчатое), листорасположение (очередное,
супротивное, мутовчатое), верхний и нижний эпидермис, устьица, замыка¬
ющие клетки устьиц, столбчатая паренхима, губчатая паренхима, листопад, от¬
делительный слой, листовой рубец, листовые следы, летне- и вечнозеленые
растения, колючки, усики, ловчие аппараты.
104
Вопросы для самоконтроля
1. Какой орган растения называют листом?
2. Какие функции выполняют листовая пластинка и черешок? Как
внешнее строение листа приспособлено к выполнению функций?
3. Что такое прилистники и каковы их функции?
4. Чем отличаются простые листья от сложных? Приведите примеры
растений с тройчато-, пальчато- и перистосложными листьями.
5. Какие основные типы жилкования вам известны? Что такое жилки
и какие функции они выполняют? Приведите примеры растений
с разными типами жилкования листьев.
6. Какие ткани входят в состав листа? Как они расположены в листе?
Как внутреннее строение листа связано с выполняемыми функ¬
циями?
7. Как устроены устьица и какую они выполняют функцию?
8. С чем связано явление листопада?
9. Какое значение имеет листопад?
Тренировочные задания
1. Лист осуществляет функции:
а) фотосинтеза; б) газообмена;
в) транспирации; г) все перечисленные.
2. Лист, имеющий нерассеченную листовую пластику, называется:
а) цельный; б) лопастный;
в), раздельный; г) рассеченный.
3. Лист, пластинка которого рассечена до главной жилки или до ос¬
нования листа, называется;
а) рассеченный; б) раздельный;
в) лопастный; г) цельный.
4. Параллельное жилкование не характерно для:
а) пшеницы; 6) ячменя;
в) кукурузы; г) вороньего глаза.
105
5. При недостатке воды в растении устьица:
а) открыты;
б) закрыты;
в) некоторые открыты, некоторые закрыты;
г) зависит от интенсивности процессов фотосинтеза.
6. Из листьев в корень транспортируются:
а) минеральные вещества; б) сахара;
в) белки; г) вода.
7. Из корпя в листья обычно транспортируются:
а) минеральные вещества и вода;
б) сахара;
в) белки;
г) целлюлоза.
8. Испарение воды через устьица необходимо для:
а) повышения температуры в холодную погоду;
б) оттока продуктов фотосинтеза в корни;
в) поддержания непрерывного тока воды и раствора минеральных ве¬
ществ из корня;
г) поддержания корневого давления.
9. Проникновение света в основную ткань листа обеспечивают:
а) жилки; б) устьица;
в) клетки кожицы; г) межклетники.
10. Столбчатая ткань листа расположена чаще всего:
а) под верхним эпидермисом;
б) под губчатой тканью;
в) вокруг устьиц;
г) внутри проводящих тканей;
д) под нижним эпидермисом.
11. Листья тропических растений имеют отделительный слой, пото¬
му что:
а) эти растения листопадные;
б) эти растения вечнозеленые;
в) старые и больные листья должны сбрасываться;
г) отделительный слой есть в листьях всех растений.
12. Видоизмененными листьями не являются:
а) колючки у кактуса, барбариса;
б) шипы у розы, колючки у дикой яблони;
в) ловчие аппараты венериной мухоловки;
г) сочные чешуи луковицы лука репчатого.
106
(3. Из перечисленных органов видоизмененными листьями являются:
а) кочан капусты, луковица тюльпана;
б) усики гороха, ловчий аппарат росянки;
в) усики у винограда, колючки у боярышника;
г) колючки у дикой груши, гледичии.
14. Видоизмененными листьями являются:
а) колючки у кактуса;
б) колючки уликой груши;
в) шипы у розы;
г) колючки у барбариса.
15. Перисторассеченные листья характерны для:
а) дуба черешчатого;
б) тысячелистника обыкновенного;
в) земляники лесной;
г) клена остролистного.
16. Хлоропласты отсутствуют в клетках листа:
а) замыкающих клетках уствиц;
б) верхнего и нижнего эпидермиса;
в) столбчатой паренхимы;
г) губчатой паренхимы.
17. Масса зеленого растения в горшочке, простоявшего несколько
дней в темноте, уменьшилась, потому что:
а) усилилось испарение воды листьями;
б) замедлился процесс фотосинтеза;
в) прекратилось поглощение углекислого газа и кислорода;
г) усиливается процесс дыхания и прекращается фотосинтез.
18. Ряска — самое маленькое водное цветковое растение Беларуси.
Его стебель имеет вид пластиночки, лежит на поверхности воды
и неправильно считается листиком. Листьев нет. Корень отходит
вниз от центра стебля и имеет на конце утолщение. Как растение
питается:
а) поглощает питательные вещества только из воды;
б) питается за счет органических веществ, синтезируемых в корне;
в) питается за счет органических веществ, синтезируемых в стебле;
г) поглощает питательные вещества из воздуха?
107
19. Лист, представленный на рисунке, называется:
а) перистораздельным;
б) пальчатолопастным;
в) пальчаторассеченным;
г) сложным.
20. Лист, изображенный на рисунке, имеет жилкование:
а) перистонервное;
б) пальчатонервное;
в) линейное;
г) дуговое.
21. Лист, представленный на рисунке, называется:
а) цельнокройным;
б) перистолопастным;
в) перистораздельным;
г) перисторассеченным.
22. Установите соответствие между структурами листа и выполня¬
емыми ими функциями.
A. Устьице.
Б. Эпидермис.
B. Мезофилл.
Г. Ксилема.
Д. Флоэма.
1. Поступление воздуха из атмосферы в лист.
2. Транспорт воды из стебля в лист.
3. Передвижение органических веществ из листа
в другие части растения.
4. Синтез органических веществ.
5. Защита листа и замедление процесса потери
воды.
23. Лист растения смазали вазелином. И хотя лист растения хорошо
освещен, органические вещества в нем не образуются, потому что:
а) нарушен процесс дыхания листьев, в результате которого выделяется
углекислый газ;
б) закупорены устьица листа, что нарушает поглощение углекислого газа;
108
в) вазелин на листьях отражает солнечные лучи, необходимые для фото
синтеза;
г) нарушен приток воды к листьям.
24. У пшеницы листорасположение:
а) очередное;
б) супротивное;
в) мутовчатое с тремя листьями;
г) мутовчатое с четырьмя листьями.
25. Испарение воды листьями растения называется ....
26. Лист обычно прикрепляется к стеблю с помощью ....
Видоизмененные побеги
Наряду с типичными побегами, где листья осуществляют фотосин¬
тез, а стебель обеспечивает наиболее целесообразное размещение ли¬
стьев в пространстве и обеспечивает транспорт веществ, у растений
часто развиваются видоизмененные побеги, что связано с выполнением
ими других функций. Видоизмененные побеги выполняют функцию
запаса питательных веществ, воды, закрепления на опоре, обеспечивают
перезимовку растений, защищают их от поедания животными и т. п.
Видоизмененные побеги могут быть подземными и надземными,
К подземным видоизмененным побегам относятся корневище, клубень,
луковица и клубнелуковица.
Корневище — видоизмененный многолетний побег, служащий для
вегетативного размножения, возобновления и запасания питательных
веществ. Чаще всего корневище растет в почве горизонтально, вниз от
него отходят придаточные корни. На стеблевой части корневища раз¬
мещены бесцветные или буроватые чешуйки — видоизмененные ли¬
стья, в пазухах которых образуются почки. Корневища имеют много¬
летние травянистые растения (пырей, ландыш, осот, ревень и др.).
Клубень — видоизмененный подземный побег, запасающий пита¬
тельные вещества в утолщенной стеблевой части и служащий для ве¬
гетативного размножения. Глазки, расположенные на поверхности
клубня, — это верхушечная и боковые почки побега. Боковые почки
развиваются в пазухе мелких чешуевидных листьев; в более старых
клубнях на месте этих листьев остаются продолговатые рубцы — бровки.
Примером растений, у которых имеется клубень, являются картофель,
тапинамбур.
109
Луковица — подземный укороченный побег, стеблевая часть кото¬
рого представлена донцем. Питательные вещества запасаются в сочных
чешуевидных листьях (сочных чешуях). На верхушке донца располо¬
жена верхушечная почка, а в пазухах сочных чешуй — боковые почки,
дающие начало молодым луковицам-деткам. Снаружи луковица по¬
крыта сухими пленчатыми чешуями, выполняющими защитную функ¬
цию. Луковицы характерны для луков, лилий, крокусов, нарциссов,
тюльпана, чеснока.
У безвременника и гладиолуса подземный побег называют клубнелу¬
ковицей. Внешне клубнелуковица напоминает луковицу, но отличается
от нее сильно разросшимся донцем, к которому прикрепляются че¬
шуевидные небольшие листья. В донце накапливаются запасные пита¬
тельные вещества.
У некоторых растений развиваются видоизмененные надземные
побеги. У капусты кольраби развивается съедобный мясистый запа¬
сающий стебель. У кочанной капусты ее «кочан» представляет собой
видоизмененную почку, т. е. зачаточный побег.
В засушливых районах, где растения испытывают недостаток вла¬
ги, у побегов начинает преобладать функция запаса воды. Растения
с такими побегами называют суккулентами. У суккулентов вода может
запасаться в стеблях (стеблевые суккуленты) или в листьях (листовые
суккуленты). К стеблевым суккулентам относятся кактусы, молочаи,
к листовым — алоэ, агава, каланхоэ, очитки, молодило.
У дикой яблони, дикой груши, боярышника стебель некоторых бо¬
ковых побегов превращается в колючку, а у гледичии в колючки пре¬
вращаются боковые побеги целиком. У винограда некоторые боковые
побеги превращаются в усики.
Знай основные термины и понятия
Видоизмененные побеги, корневище, клубень, луковица, клубнелуковица,
глазки, бровки, столоны, донце, сочные чешуи, сухие чешуи, кочан, суккулен¬
ты, колючки, усики.
110
Вопросы для самоконтроля
1. Какое значение в жизни растений имеют видоизменения побегов?
2. Как корневище отличить от корня?
3. Как доказать, что клубень и луковица — видоизмененные побеги?
В чем главное отличие клубня от луковицы?
4. Чем отличаются клубни картофеля от клубней георгина?
5. Что такое столон?
6. Что представляют собой сочные чешуи лука и зубчики чеснока?
Тренировочные задания
1. Корневище представляет собой:
а) видоизмененный корень;
б) видоизмененный стебель;
в) видоизмененный лист;
г) видоизмененный побег.
2. Клубень представляет собой видоизмененный:
а) лист; б) стебель;
в) побег; г) корень.
3. Клубни картофеля образуются из:
а) придаточных корней;
б) главного корня;
в) боковых корней;
г) верхушечных почек на конце столонов.
4. Глазки клубня картофеля — это:
а) видоизмененные листья;
б) видоизмененные корни;
в) недоразвитые цветки;
г) почки.
5. Для корневища не характерно наличие:
а) редуцированных листьев;
б) боковых почек;
в) верхушечной почки;
г) корневого чехлика.
111
6. Столон представляет собой:
а) боковой корень;
б) утолщенный главный корень;
в) видоизмененный лист;
г) видоизмененный побег.
7. Видоизмененный многолетний подземный побег с узлами, междо¬
узлиями и почками:
а) корневище; б) клубень;
в) луковица; г) столон.
8. Из перечисленных органов к видоизмененным побегам не относятся:
а) клубни, луковицы;
б) луковицы, цветок;
в) корни, листья;
г) цветок, клубни.
9. Кочан капусты представляет собой:
а) утолщенный стебель;
б) крупную видоизмененную почку;
в) видоизмененный корень;
г) видоизмененный цветок.
10. Орган, ради которого выращивают капусту кольраби, представляет
собой:
а) видоизмененный утолщенный корень;
б) утолщенный стебель;
в) корневище;
г) видоизмененный лист.
11. Запасные питательные вещества в луковице лука откладываются в:
а) донце; б) почке;
в) боковых почках; г) сочных чешуях;
д) сухих чешуях; е) придаточных корнях.
12. От корневища отрастают корни:
а) главный; б) боковые;
в) придаточные; г) главный и боковые.
13. Придаточные корни не образуются на:
а) корневищах; б) клубнях;
в) луковицах; г) листьях;
д) стеблях.
112
14. Шипы из прилистников развиваются у:
а) боярышника; б) белой акации;
в) барбариса; г) дикой груши.
15. Зубчики в луковице чеснока представляют собой:
а) видоизмененные листья;
б) видоизмененный стебель;
в) сочные чешуи;
г) боковые почки.
16. Примерами видоизмененных побегов являются:
1) колючки у барбариса;
2) колючки у кактуса;
3) шипы у ежевики;
4) клубни у картофеля;
5) луковицы у тюльпана;
6) волоски у крапивы;
7) корнеплод у моркови;
8) корневище у пырея;
9) усики у гороха.
а) 1,2,3; б) 4,5,8; в) 6,7,9.
17. Определите последовательность расположения тканей на попе¬
речном срезе клубня картофеля:
а) сердцевина — камбий — паренхима — пробка — флоэма — ксилема;
б) сердцевина — ксилема — камбий — флоэма — паренхима — пробка;
в) флоэма — камбий — ксилема — паренхима — сердцевина — пробка;
г) сердцевина — паренхима — ксилема — флоэма — камбий — пробка.
18. Клубень картофеля — это:
а) плод;
б) корневище;
в) видоизмененный корень;
г) видоизмененный побег.
19. Видоизмененный стебель луковицы называется ... .
20. Ловчие аппараты у росянки представляют собой видоизмененные...
Вегетативное размножение растений
Вегетативное размножение — увеличение числа особей данного
вида растений с помощью вегетативных органов — корня, стебля, лис¬
та или видоизмененного побега. В природе осуществляется естествен¬
ным путем, в сельском хозяйстве — искусственным.
Естественным путем размножаются с помощью корневища ландыш,
купена, пырей, черника. Луковицами размножаются тюльпаны, лилии,
луки. Ползучими побегами — клюква; усами (ползучими побегами, об¬
разующими на верхушках розеточные побеги) — земляника, лапчатка.
Размножение корневыми отпрысками характерно для вишни, сли¬
вы, осины, сирени, малины, вьюнка полевого, иван-чая, бодяка полевого.
У них развиваются почки на корнях, особенно на поврежденных. По¬
беги, развившиеся из этих почек, называют корневыми, а сами растения —
корнеотпрысковыми. Некоторые растения размножаются отломившимися
ветками (ивы, тополя). Размножение листьями наблюдается у сердеч¬
ника лугового.
Выводковыми почками, образующимися на листьях, размножаются
комнатные растения — каланхоэ, бриофиллум.
Вегетативное размножение в природе происходит спонтанно, оно
основано на отделении от материнского растения жизнеспособных частей
вегетативных органов, способных в результате регенерации восстанав¬
ливать целое растение из его части. Совокупность новых особей, воз¬
никших из одной материнской вегетативным путем, называют клоном.
Искусственное вегетативное размножение осуществляется делением
куста (кустарники), клубнями (картофель), корневищами (ирис), лу¬
ковицами (лук, чеснок), отводками: часть побега (отводок) прижимают
к почве для укоренения, а затем отделяют от материнского растения
(смородина, крыжовник); черенкованием (оно бывает стеблевым, лис¬
товым, корневым); прививкой (розы, яблоня, груша).
Прививка — пересадка черенка или почки привоя на подвой (укоре¬
ненный сеянец) с последующим их срастанием. Вегетативное размно¬
жение может осуществляться с помощью культуры изолированных
тканей. Этот способ основан на выращивании в стерильных условиях
на питательных средах кусочков образовательной (или другой) ткани,
способной к быстрому делению.
Биологическое и хозяйственное значение вегетативного размно¬
жения. Вегетативное размножение способствует увеличению количества
особей, довольно быстрому расселению растений и таким образом за¬
114
хвату новых территорий, обеспечивает расширение площади, зани¬
маемой данным растением.
Поскольку при вегетативном размножении новое поколение имеет
все качества материнского растения, что позволяет сохранять сорта
растений с ценными признаками, многие плодовые размножаются
только вегетативно. В сельском хозяйстве вегетативное размножение
используют для быстрого получения высоких урожаев (например
клубней картофеля).
Знай основные термины и понятия
Вегетативное размножение (естественное и искусственное), выводковые
почки, корневые отпрыски, корнеотпрысковые растения, черенок, регенера¬
ция, отводок, прививка, привой, подвои, прививка черенком, прививка глаз¬
ком, культура тканей.,
Вопросы для самоконтроля
1. Какое размножение называют вегетативным?
2. Что лежит в основе вегетативного размножения растений?
3. Какие известны способы вегетативного размножения растений
в природе и сельскохозяйственной практике? Приведите примеры.
4. В чем биологический смысл прививок растений?
5. Какие недостатки имеет вегетативное размножение?
Тренировочные задания
1. Восстановление целого организма из части называется:
а) вегетация; б) регенерация;
в) редукция; г) репродукция.
115
2. Корневищами размножаются:
а) горох, фасоль;
б) картофель, гладиолусы;
в) ландыш майский, ветреница дубравная;
г) морковь, свекла.
3. Ползучими побегами размножаются:
а) пырей ползучий, ландыш майский;
б) малина, вьюнок полевой;
в) гусиная лапка, клевер белый;
г) бодяк полевой, купена лекарственная.
4. Луковицами в естественных условиях размножаются:
а) бодяк полевой, вьюнок полевой, иван-чай;
б) гусиный лук, медвежий лук, лилия кудреватая;
в) пырей ползучий, осот огородный;
г) ландыш майский, ветреница дубравная, земляника лесная.
5. В естественных условиях корневыми отпрысками размножаются:
а) калина обыкновенная, орех лесной;
б) ландыш майский, пырей ползучий;
в) бодяк полевой, малина;
г) береза бородавчатая, тополь обыкновенный.
6. Листовыми черенками размножают:
а) бегонию; б) картофель;
в) малину; г) свеклу.
7. Листовыми черенками в естественных условиях размножается:
а) земляника лесная;
б) крапива двудомная;
в) тополь обыкновенный;
г) сердечник луговой.
8. Отводок — это:
а) отрезок корня с придаточными почками у корнеотпрыскового растения;
б) участок корневища;
в) группа боковых пазушных почек клубня картофеля, расположенных
в пазухе недоразвитого чешуевидного листа;
г) отделенный от материнского растения укоренившийся боковой побег.
9. Отводками обычно размножают:
а) крыжовник, смородину; б) вишню, сливу;
в) грушу, яблоню; г) перец, томаты.
116
10. Привоем называется:
а) растение, на которое прививают черенок;
б) растение, которое прививают;
в) растение, выращенное из семян (дичок);
г) растение, выращенное из черенка.
11. Для успешного проведения прививки соединяемые растения должны
соприкасаться участками ткани:
а) покровной; б) образовательной;
в) механической; г) проводящей.
12. Новые растения, получаемые при вегетативном размножении, обычно:
а) имеют все качества материнского растения;
б) заметно отличаются по всем признакам от материнского организма;
в) приобретают некоторые новые свойства;
г) заметно отличаются как друг от друга, так и от родительской особи.
13. Стеблевым черенком не является:
а) часть корневища;
б) ус земляники;
в) кусочек клубня картофеля с почечкой;
г) чешуйки луковицы лилии.
14. Вегетативное размножение растений основано на явлении ... .
15. Растения, у которых побеги образуются из придаточных почек,
формирующихся на корнях, называются ....
16. Растение, на которое прививают черенок другого растения, назы¬
вается ....
Цветок. Соцветия. Плоды
Строение цветка. Цветок — это видоизмененный укороченный по¬
бег, все части которого приспособились для образования плодов и семян.
Цветоножка — осевая часть цветка между цветком и прицветником.
По проводящим тканям через цветоножку в цветок поступают вода
и необходимые питательные вещества. Верхняя расширенная часть
цветоножки называется цветоложем. На цветоложе расположены все
остальные части цветка: пестики, тычинки, лепестки и чашелистики.
117
Лепестки составляют венчик. Ярко окрашенные лепестки делают
цветок заметным для насекомых. Внутри венчика располагаются нек¬
тарники — специальные железки, выделяющие нектар.
Чашечка состоит из наружных листочков околоцветника, обычно
зеленых, называемых чашелистиками.
И чашелистики, и лепестки могут быть свободными (яблоня, виш¬
ня, груша) или сросшимися (колокольчик, тыква, огурец, картофель,
клевер). Чашечку и венчик вместе называют околоцветником. Около¬
цветник может быть простым (состоит из чашечки — свекла — или
венчика — тюльпан) и двойным (состоит из чашечки и венчика — яблоня,
груша, робиния, колокольчик, картофель). Главными частями цветка
являются тычинки и пестики.
Пестик — часть цветка, состоящая из завязи, столбика и рыльца.
Завязь представляет собой утолщение нижней части пестика. В завязи
находятся семязачатки. Из них образуются семена, а из завязи с семя¬
зачатками — плод с семенами. Рыльце улавливает пыльцу, столбик
выносит рыльце. Семязачаток — это видоизмененный спорангий се¬
менных растений. Внутри семязачатка в результате мейоза образуются
мегаспоры (гаплоидные клетки). Из четырех спор три отмирают, остается
одна, которая трижды делится митозом. В результате этого образуется
семнклеточный восъмияцернып зародышевый мешок — женский зарос¬
ток цветкового растения. На полюсе зародышевого мешка находится
яйцеклетка.
Тычинка состоит из тычиночной нити и пыльника, в котором фор¬
мируется пыльца (пыльцевые зерна). Пыльцевые мешки являются
микроспорангиями, в которых формируются споры. Здесь же в споран¬
гиях споры прорастают, образуя мужские гаметофиты (пыльцевые
зерна) с мужскими гаметами-спермиями.
Форма и окраска лепестков, строение венчика и чашечки, тычинок
и пестиков могут быть очень разнообразными, что делает цветки раз¬
ных видов растений совершенно непохожими друг на друга.
Если в цветке есть и пестики, и тычинки, то его называют обоеполым.
Большинство цветковых растений имеют обоеполые цветки. У неко¬
торых видов растений в цветках имеются либо тычинки (тычиночные
цветки), либо только пестики (пестичные цветки). Такие растения
считаются раздельнополыми.
Если на одном растении находятся и тычиночные, и пестичные
цветки, такое растение называется однодомным (огурец, береза, куку¬
руза); если тычиночные и пестичные цветки находятся на разных рас¬
тениях, они называются двудомными (ива, облепиха, тополь).
118
Если в каждом цветке можно провести одну ось симметрии, то цветок
называют неправильтм (горох, шалфей, клевер, робиния, фиалка), если не¬
сколько, то — правильным (тюльпан, колокольчик, вишня, яблоня, тыква).
Соцветия. Цветки на растениях могут быть одиночными либо со¬
бранными в соцветия.
Соцветие — группа цветков, расположенных на одном цветочном
стебле или цветоножке.
Соцветия бывают простыми и сложными. У простых соцветий бо¬
ковые оси не ветвятся, они представляют собой цветоножки, заканчи¬
вающиеся цветками. К ним относятся:
— кисть — соцветие, в котором цветки при помощи цветоножек
крепятся на оси в очередном порядке (белая акация, черемуха, лан¬
дыш, пастушья сумка, люпин, донник);
— простой колос — сидячие цветки (без цветоножек) расположены
на длинной оси (подорожник, ятрышник);
— початок — в отличие от колоса имеет сильно утолщенную и мя¬
систую ось (кукуруза);
— корзинка — сидячие цветки находятся на утолщенном, блюдцевид¬
ном расширенном цветоложе (подсолнечник, одуванчик, мать-и-мачеха,
календула, ромашка, астра). Снаружи вся совокупность цветков окру¬
жена зелеными листочками — оберткой. В корзинке собраны язычковые
(краевые) и трубчатые цветки. У васильков цветки воронковидные;
— головка имеет укороченную и утолщенную ось, а цветки крепятся
на коротких цветоножках (клевер);
— простой зонтик — у этого соцветия цветоножки одинаковой длины
и отходят от общей оси как бы из одной точки оси (вишня, примула);
— щиток — цветки расположены на одном уровне, а цветоножки име¬
ют разную длину и отходят от оси из разных точек (груша, спирея ка¬
линолистная).
Сложные соцветия состоят из простых, расположенных на главной оси.
Метелка — на главной оси расположены простые соцветия — кис¬
ти, колоски (сирень, овес, мятлик, тростник).
Сложный зонтик — от главной оси отходят простые зонтики (ук¬
роп, морковь, петрушка, борщевик).
Сложный колос — соцветие, у которого на главной оси расположе¬
ны простые колоски (рожь, пшеница, пырей).
Биологическое значение соцветий состоит в том, что в них более за¬
метны мелкие цветки, которые быстро находят насекомые. Это повы¬
шает гарантии опыления; кроме того, опыление происходит более
119
продуктивно. Распускаются соцветия неодновременно, поэтому при
поздних весенних заморозках, если часть цветков и погибнет, то нерас-
пустившиеся останутся целыми и обеспечат образование семян. Со¬
цветия также ценятся своею декоративностью (гладиолусы, незабудки,
ирисы, флоксы, каштан).
Образование плода с семенами возможно после того, как на рыльце
пестика попадет пыльца. Перенос пыльцы на рыльце пестика называется
опылением. Различают самоопыление и перекрестное опыление.
При самоопылении пыльцевые зерна попадают на рыльце пестика
того же цветка.
Перенос пыльцы с тычинок одного цветка на рыльце пестиков дру¬
гих называется перекрестным опылением. Оно может осуществляться
насекомыми (яблоня, слива, вишня, мак, тюльпаны, акация белая),
ветром (осоки, пырей, райграс, ольха, орешник, дуб, береза), птицами,
водой (водные растения, например элодея).
Оплодотворение. В результате опыления пыльцевое зерно попадает
на рыльце пестика, которое или выделяет клейкую жидкость, или опу¬
шено. Это позволяет удерживать пыльцевое зерно. Попав на рыльце
пестика, пыльцевое зерно прорастает, т. е. вегетативная клетка начи¬
нает вытягиваться в пыльцевую трубку в направлении завязи, прони¬
кая между клетками столбика. Покровы на верхушке семязачатка не
срастаются и образуют пыльцевход. В зародышевом мешке у пыльце¬
входа расположена крупная яйцеклетка. В центре зародышевого мешка
расположена центральная клетка с двумя ядрами.
По мере продвижения пыльцевой трубки по столбику пестика ге¬
неративная клетка делится с образованием двух спермиев. Когда трубка
проникает через пыльцевход к зародышевому мешку, в него попадают
спермин. При этом один спермий сливается с яйцеклеткой и образуется
зигота. Слияние гамет и есть оплодотворение. Из зиготы развивается
зародыш нового растения.
Второй спермий сливается с диплоидным ядром центральной клетки
зародышевого мешка (диплоидное ядро образуется в результате слия¬
ния полярных ядер центральной клетки незадолго до оплодотворения).
В результате образуется триплоидная клетка, которая затем делится,
и формируется ткань, содержащая питательные вещества, — эндосперм.
Оплодотворение, в котором участвуют два спермия, называют двой¬
ным. Оно открыто в 1898 г. российским ученым С. Г. Навашиным.
Двойное оплодотворение характерно только для цветковых растений.
120
Из стенок завязи после оплодотворения развивается околоплодник,
который вместе с семенами образует плод. Околоплодник надежно защи¬
щает семена от воздействия неблагоприятных условий окружающей
среды. Тычинки, лепестки, чашелистики обычно усыхают и опадают.
Плоды. Плод — это многоклеточный орган растений, формиру¬
ющийся из завязи цветка после двойного оплодотворения. Плод состоит
из околоплодника и семян. Образование плодов в процессе эволюции
растений имело огромное биологическое значение, В отличие от голо¬
семенных растений, у цветковых семена оказались защищенными от
неблагоприятных воздействий внешней среды, следовательно, возросла
гарантия появления новых особей. Кроме того, плоды обеспечивают
распространение семян птицами, млекопитающими, а также ветром,
водой идр.
Общее строение плодов растений однотипное. Снаружи располо¬
жен околоплодник, т. е. разросшиеся стенки завязи пестика, внутри
которого находятся семена.
По строению плоды делятся на сухие и сочные. Если околоплодник
к моменту созревания подсыхает и не содержит запаса питательных
веществ, плоды называются сухими (бобы у гороха и фасоли; стручок
у редиса, редьки, рапса; коробочки у мака, дурмана, белены). Если
к моменту созревания околоплодник содержит много питательных ве¬
ществ и воды, плоды относятся к сочным (костянка у вишни, сливы,
персика; тыквина у огурца, арбуза).
Сухие плоды делятся на вскрывающиеся и невскрывающиеся. Вскры¬
вающиеся плоды растрескиваются но одному или нескольким швам,
и семена выбрасываются во внешнюю среду (горох, акация белая, мак,
белена, дурман). Невскрывающиеся плоды сохраняют свою целост¬
ность (желудь дуба, орех лещины, семянка подсолнечника).
В зависимости от количества семян внутри плода различают плоды
односемянные (зерновки у злаков, семянки у подсолнечника, орех
у орешника, желудь у дуба) и многосемянные (бобы у гороха, коробочки
у мака, тыквина у кабачка).
Среди огромного разнообразия плодов наиболее распространены
следующие.
Костянка — сочный плод, у которого внутренний слой околоплод¬
ника деревянистый и образует косточку, внутри которой расположено
семя. Наружный слой околоплодника — кожица, средний — сочная
мякоть (вишня, слива, абрикос, черемуха, алыча).
121
Ягода — сочный многосемянный плод, у которого, в отличие от кос¬
тянки, нет деревянистого слоя, семена располагаются в сочной мякоти
(томаты, виноград, смородина, черника).
Яблоко — сочный многосемянный плод (яблоня, груша, рябина).
В образовании плода участвуют кроме завязи и другие элементы цвет¬
ка (цветоложе, околоцветник).
Зерновка — сухой односемянный невскрывающийся плод с тонким
околоплодником, сросшимся с кожурой семени (рожь, пшеница, куку¬
руза, рис).
Семянка — сухой односемянный невскрывающийся плод с кожи¬
стым околоплодником, не срастающимся с кожурой семени (подсол¬
нечник, одуванчик, мать-и-мачеха).
Орех — сухой односемянный невскрывающийся плод с деревяни¬
стым околоплодником (лещина, липа, дуб). Нельзя называть орехами
плоды ореха грецкого. Его плод — сухая костянка.
Боб — сухой многосемянный плод, в котором семена прикреплены
к стенкам плода (горох, фасоль, люпин).
Стручок — сухой многосемянный вскрывающийся плод, у которого
семена крепятся к перегородке, разделяющей плод на две части (ка¬
пуста, редька, репа).
Коробочка — сухие многосемянные вскрывающиеся плоды, которые
нельзя отнести ни к одному из указанных выше (мак, белена, дурман,
каштан конский).
Каждый плод образуется из одного пестика, но у некоторых расте¬
ний в цветке пестиков много (ежевика, малина, земляника). В этом
случае формируются сборные плоды, состоящие из нескольких плоди¬
ков. У малины, ежевики плод — сборная костянка. У земляники мел¬
кие плоды орешки вдавлены в разросшееся мясистое цветоложе.
У цветковых растений в процессе их исторического развития сфор¬
мировались различные приспособления для распространения семян
и плодов и расселения растений.
У многих растений плоды и семена распространяются ветром. Они
небольшие по величине, легкие, часто снабжены крылышками (береза,
вяз, ясень, клен). У бодяка, одуванчика семянки снабжены пушисты¬
ми «парашютиками», при помощи которых они переносятся ветром на
большие расстояния. Парашютики — это видоизмененные чашелистики.
Плоды некоторых растений распространяются водой (ольха, кир-
казон). Плоды кокосовой пальмы переносятся морскими течениями
на тысячи километров и, будучи вынесенными на песчаный берег, про¬
122
растают. В нашей полосе водой переносятся плоды осок, которые имеют
мешочки, заполненные воздухом.
Плоды многих растений распространяются животными. При этом
у одних растений плоды (преимущественно сухие) имеют прицепки,
крючочки, при помощи которых они прикрепляются к шерсти живот¬
ных (лопух, череда, липучка). Плоды других растений имеют богатый
различными веществами околоплодник. Животные поедают их, а се¬
мена, пройдя через кишечный тракт, выбрасываются с испражнениями.
Тяжелые плоды (орехи, желуди), которые опадают с дерева и лежат
под кроной, распространяют кабаны, белки, мыши, бурундуки. Жи¬
вотные, делая запасы на зиму, часто о них забывают, и семена прорас¬
тают. Семена некоторых растений способны к самораспространению.
Созревшие плоды растрескиваются, и створки околоплодника, рас¬
кручиваясь, отбрасывают семена на некоторое расстояние (желтая
акация, недотрога).
Особая роль в распространении плодов и семян принадлежит чело¬
веку. Семена ценных растений он завозит в новые районы выращива¬
ния. Например, из Америки в Европу завезены кукуруза, табак, под¬
солнечник. Семена сорных растений заносятся человеком с транспор¬
том, фуражом.
Знай основные термины и понятия
Цветок, цветоножка, цветоложе, чашелистики, чашечка, лепестки, венчик,
околоцветник (простой, двойной), тычинки, пыльники, микроспораигии,
микроспоры, пыльца, пестик, рыльце, столбик, завязь, семязачаток, мегаспо¬
рангий, мегаспоры, зародышевый мешок, яйцеклетка, синергиды, антиподы,
центральное зародышевое ядро, обоеполые цветки, пестичные (женские)
цветки, тычиночные (мужские) цветки, одно- и двудомные растения, пра¬
вильные и неправильные цветки, соцветие, простые соцветия (кисть, колос,
початок, корзинка, головка, щиток, зонтик), сложные соцветия (метелка,
сложный щиток, сложный колос, сложный зонтик), язычковые цветки, трубча¬
тые цветки, опыление, самоопыление, перекрестное опыление, анемофилия,
зоофилия, энтомофилия, гидрофилия, двойное оплодотворение, эндосперм,
плод, околоплодник, сухие, сочные, вскрывающиеся, невскрывающиеся,
одно-, многосемянные, сборные плоды, боб, стручок, коробочка, зерновка,
крылатка, семянка, орех, желудь, костянка, ягода, яблоко, тыквина, помера¬
нец, анемохория, зоохория, гидрохория, антропохория.
123
Вопросы для самоконтроля
1. Что такое цветок и какие функции он выполняет?
2. Перечислите основные элементы цветка, особенности их строе¬
ния и функции.
3. Где у цветковых растений образуются микро- и мегаспоры, муж¬
ские и женские половые клетки?
4.. Что собой представляет пыльца цветковых растений?
5. Чем у цветковых растений представлен женский гаметофит?
6. Что называют опылением и какие существуют в природе способы
опыления? Каковы преимущества и недостатки каждого из спосо¬
бов опыления?
7. Какова биологическая функция соцветий?
8. Каковы особенности двойного оплодотворения? Почему оно так
называется?
9. Из чего формируется околоплодник плода? Каковы функции око¬
лоплодника?
10. На каких признаках основана классификация плодов?
11. Как происходит распространение плодов и семян?
Тренировочные задания
1. Околоцветник образуют:
а) цветоножка и цветоложе;
б) цветоложе и чашелистики;
в) чашелистики и лепестки;
г) лепестки, тычинки и пестики.
2. Обоеполые цветки имеют:
а) двойной околоцветник; б) только тычинки;
в) только пестики; г) тычинки и пестики.
3. Тычинки представляют собой:
а) выросты цветоложа;
б) видоизмененные побеги;
в) недоразвитые лепестки;
г) видоизмененные листья.
124
4. На рисунке цифрами 3 и 4 обозначен:
а) околоцветник;
в) пестик;
б) венчик;
г) лепесток.
5
6
гй
7
5. Двудомные растения — это такие растения, на которых формируются:
а) на одних экземплярах только тычиночные, а на других только пестич¬
ные цветки;
б) обоеполые цветки;
в) тычиночные и пестичные цветки;
г) обоеполые, тычиночные и пестичные цветки.
6. Однодомные растения — это такие растения, на которых форми¬
руются:
а) только мужские цветы;
б) только женские цветы;
в) тычиночные и пестичные (или обоеполые) цветы;
г) боковые побеги.
7. Двудомным растением является:
а) картофель; б) кукуруза;
в) томаты; г) облепиха.
8. Среди перечисленных выберите двудомные растения:
1) кукуруза;
2) огурцы;
3) облепиха;
4) кабачки;
5) конопля;
б) тополь,
а) 1,2,3;
б) 4,5, 6;
в) 1,4,5;
125
г) 3,5,6.
9. Формула цветка робинии (акации белой):
а) ТЧ(5)Л(2) + 2+1Т(10) Пр
б) т ч(5) л(2) + 2+1 Т(Я) +1 Пр
в) Ч5 Л5 Т1() П | J
г) Т ч5 л(2)+.,тшп|.
10. Формула цветка яблони:
а) * Ч5 Л5 Т. 11(5,;
б) ЧГ) ЛГ,Т. Пр
в) Т Ч(Г1) Л(5, То П5;
г) *ТЧ(5)Л(2) + 3Т.П(5).
11. Формула цветка тюльпана:
а) * Ч:! Л:( Т(; Пр
б) ТЧ3 Л3Т:! + ;!П(3);
в) * 03 + :)Т3 + з П(з,;
г) * 0(3 + :ц Т3 + 3 П(з,.
характерно для:
а) моркови;
б) капусты;
в) примулы;
г) ятрышника.
13. Соцветие, схема которого приведена на рисунке,
характерно для:
а) подорожника;
б) груши;
в) вишни;
г) черемухи.
14. На рисунке приведена схема соцветия:
а) кисть;
б) щиток;
в) зонтик;
г) головка.
15. Часть одуванчика, которую собирают в букеты или из которой
плетут венки, — это:
а) цветок;
б) соцветие;
в) видоизмененная луковица;
г) стебель.
126
IG. На рисунке приведена схема соцветия:
а) простого колоса;
б) сложного колоса;
в) простой кисти;
г) метелки.
17. Определите, для какого растения харак¬
терно соцветие, приведенное на рисунке;
а) вишня;
б) подорожник;
в) ячмень;
г) кукуруза.
18. В корзинке ромашки по краю расположены цветки:
а) язычковые; б) ложноязычковые;
в) трубчатые; г) воронковидные.
19. Цветки растения, опыляемого насекомыми, должны иметь сле¬
дующие признаки:
а) сильный приятный запах, яркий венчик, обильный нектар, пыльцы не¬
много;
б) сильный затхлый запах, яркий венчик, отсутствие нектара, пыльцы
много;
в) отсутствие запаха, невзрачный или редуцированный венчик, отсутст¬
вие нектара, обилие сухой и легкой пыльцы;
г) отсутствие запаха, яркий венчик, отсутствие нектара, мало пыльцы.
20. Цветки растения, опыляемого ветром, должны иметь следующие
признаки:
а) сильный приятный запах, яркий венчик, обильный нектар, пыльцы не¬
много;
б) сильный затхлый запах, яркий венчик, отсутствие нектара, пыльцы
много;
в) отсутствие запаха, невзрачный или редуцированный венчик, отсутст¬
вие нектара, обилие сухой и легкой пыльцы;
г) отсутствие запаха, яркий венчик, отсутствие нектара, мало пыльцы.
21. Чтобы собрать гербарий цветущих ветроопыляемых растений, не¬
обходимо руководствоваться признаками:
1) цветки мелкие с невзрачным околоцветником, собраны в соцветия;
2) цветки мелкие и крупные одиночные или в соцветии, около¬
цветник яркий;
127
3) цветки не имеют запаха и не выделяют нектара;
4) цветки с запахом, выделяют нектар;
5) пыльца мелкая, сухая, с гладкой поверхностью;
6) пыльцевые зерна с шипами;
7) тычиночные нити тонкие и длинные, часто свисают с цветка;
8) тычиночные нити достаточно короткие;
9) рыльца пестиков перистые.
а) 1, 3, 5, 7, 9; б) 2, 4, 6, 8; в) 2, 5, 6, 8; г) 4, 5, б, 9.
22. Гаметофиты у покрытосеменных формируются в:
а) шишках; б) стробилах;
в) тычинках и пестиках; г) шишкоягодах.
23. Женский гаметофит у покрытосеменных представляет собой:
а) самостоятельное растение;
б) завязь пестика;
в) зародышевый мешок, состоящий из семи клеток;
г) одну клетку.
24. Микроспоры у цветковых растений образуются в результате про
цесса:
а) митоза; б) амитоза;
в) мейоза; г) оплодотворения.
25. Пыльцевое зерно у цветковых растений прорастает:
а) на семязачатке; б) на рыльце пестика;
в) в завязи пестика; г) в пыльнике тычинки.
26. Процесс двойного оплодотворения был открыт:
а) К. Линнеем в 1753 г.;
б) Г. Менделем в 1853 г.;
в) С. Г. Навашиным в 1898 г.;
г) Т. Морганом в 1933 г.
27. Сколько спермиев участвуют в процессе оплодотворения у по
крытосеменных:
а) 1; б) 2; в) 3; г) 4?
28. У большинства цветковых растений плод развивается из:
а) цветоложа; б) основания тычинок;
в) завязи пестика; г) столбика и рыльца пестика.
128
29. Эндосперм развивается из:
а) зиготы;
б) центральной клетки;
в) клеток — синергид;
г) клеток — антипод.
30. Эндосперм в семенах покрытосеменных растений состоит из клеток:
а) гаплоидных; б) диплоидных;
в) триплоидных; г) отсутствует.
31. Плод стручок характерен для:
а) томата; б) гороха;
в) редьки; г) груши.
32. Плод ягода характерен для:
а) ржи; б) капусты;
в) картофеля; г) яблони.
33. Плод у малины — это:
а) ягода; б) многоорешек;
в) многокостянка; г) яблоко.
34. Плод, изображенный на рисунке, характерен для:
а) вишни;
б) ореха лесного;
в) томата;
г) яблони.
35. Плод, изображенный на рисунке, называется:
а) ягода;
б) яблоко;
в) костянка;
г) орех.
36. На рисунке изображен плод:
а) вяза гладкого;
б) липы обыкновенной;
в) ясеня;
г) березы бородавчатой.
129
37. Плоды, изображенные на рисунке, относятся к:
а) вскрывающимся;
б) невскрывающимся;
в) сочным;
г) многосемянным.
38. Для рябины характерен плод:
а) ягода; б) костянка;
в) яблоко; г) орешек.
39. На рисунке цифрой 4 обозначено растение и плод;
а) лопуха; б) подсолнечника;
в) череды; г) бодяка.
40. Количество семян в плодах определяется:
а) количеством семязачатков;
б) количеством плодолистиков;
в) размером яйцеклетки;
г) размером завязи.
130
41. Плоды, изображенные на рисунке, распространяются:
а) птицами;
б) водой;
в) ветром;
г) крупными млекопитающими.
42. Если растение имеет яркие, сочные плоды небольшого размера, то
они, вероятнее всего, распространяются:
а) ветром; б) насекомыми;
в) птицами; г) саморазбрасыванием.
43. Установите последовательность событий, происходящих при двой¬
ном оплодотворении цветковых растений:
1) слияние спермиев с яйцеклеткой и центральной клеткой;
2) образование зародыша и эндосперма;
3) прорастание пыльцевой трубки;
4) проникновение спермиев внутрь зародышевого мешка;
5) опыление.
а) 3,5, 4, 2,1; 6)4,1,3, 2,5;
в) 1,2,3,4,5; г) 5,3,4, 1,2.
44. Разделите предложенные ниже плоды на одно- и многосемянные.
А. Односемянные. 1. Орех.
Б. Многосемянные. 2. Боб.
3. Ягода.
4. Костянка.
5. Зерновка.
6. Семянка.
7. Стручок.
8. Тыквина.
131
45. Разделите предложенные ниже плоды на сухие и сочные.
Л. Сухие.
Б. Сочные.
1. Стручок.
2. Боб.
3. Ягода.
4. Костянка.
5. Зерновка.
6. Семянка.
7. Померанец.
8. Тыквина.
46. Плод коробочку имеют:
1)белена; 2) чистотел;
3) фиалка; 4) барвинок;
5) тюльпан; 6) лен;
7) лотос; 8) череда.
а) 1,5, 6; 6)2, 5, 7; в) 3, 6, 8; г) 4, 6, 7; д) 1, 4, 8.
47. Плод стручок имеют:
1)акация; 2)редис;
3) дельфиниум; 4) арахис;
5) дурман; 6) чина;
7) пастушья сумка.
а) 1,2, 4; б) 2, 3, 6; в) 2 и 5; г) 3 и 7; д) 2 и 7.
48. Разделите предложенные ниже растения на те, семена которых
распространяются ветром, и те, семена которых распространяются
животными.
А. Распространяются ветром.
Б. Распространяются животными.
1. Череда.
2. Одуванчик.
3. Клен.
4. Лопух.
5. Тополь.
6. Береза.
49. Соотнесите название круп с названиями растений, из которых их
изготавливают.
A. Перловка.
Б. Геркулес.
B. Манка.
Г. Пшено.
1. Овес.
2. Ячмень.
3. Пшеница.
4. Просо.
132
НО. Сочный невскрывающийся односемянный плод, околоплодник
которого состоит из тонкого кожистого верхнего слоя, сочной мя¬
коти, деревянистого внутреннего слоя, образующего твердую кос¬
точку, внутри которой находится семя, — это ....
Г>1. Растения, у которых тычиночные и пестичные цветки расположе¬
ны на одном экземпляре, называются ....
Семена и проростки
Семя — это зародышевое растение, снабженное запасом питательных
исществ. Семя образуется из семязачатка в результате двойного оплодо¬
творения. Семена у покрытосеменных развиваются внутри плода. В ти¬
пичном случае семя состоит из зародыша, эндосперма и семенной кожу¬
ры. У многих растений (бобы, горох, фасоль) эндосперм заметен только
и самом начале созревания семени, так как он расходуется на рост и раз¬
витие зародыша. Запасные питательные вещества в этом случае откла¬
дываются в семядолях — видоизмененных зародышевых листьях.
Зародыш семени — новое поколение, развивающееся из зиготы
и имеющее диплоидный набор хромосом.
Эндосперм — триплоидная ткань, формирующаяся в результате двой¬
ного оплодотворения из триплоидной клетки. В клетках эндосперма
откладываются запасные питательные вещества. Семенная кожура
развивается из покровов семязачатка.
Строение семян двудольных растений на примере фасоли. Снаружи
семя покрыто блестящей толстой семенной кожурой. На вогнутой сто¬
роне семени хорошо заметно пятнышко, или рубчик, — место прикреп¬
ления семяножки, которая соединяет семязачаток со стенкой завязи.
Рядом с рубчиком сохраняется очень маленькое отверстие — пыльце¬
вход. При намачивании семян через него внутрь семени проникает вода.
Под кожурой расположен зародыш, который имеет два толстых
листа, называемых семядолями. Между семядолями находится заро¬
дышевый стебелек, постепенно переходящий в зародышевый корешок.
На верхушке стебелька крепится почечка с хорошо заметными зача¬
точными листочками. Таким образом, зародыш — это миниатюрное
растение, имеющее все органы взрослого растения: корень, стебель,
листья. Все цветковые растения, зародыш которых имеет две семядоли,
называют двудольными (картофель, помидор, морковь, огурцы, яблоня,
вишня, дуб и многие другие).
133
Не все двудольные растения имеют семена, сходные по строению
с семенем фасоли. Например, семена сирени, мака, липы, перца слад!
кого содержат питательные вещества не в семядолях, которые в заро¬
дышах этих растений тонкие, а в питательной ткани — эндосперме,
в которую погружен зародыш. У ясеня питательные вещества нахо¬
дятся в семени как в семядолях, так и в эндосперме.
Строение семени однодольных растений на примере пшеницы.
Однодольные отличаются от двудольных наличием в зародыше всего
одной семядоли. К однодольным относятся: лук, чеснок, лилия, лан¬
дыш, тюльпан, ирис, овес, рис, кукуруза, пшеница, рожь и др. Зерновка
пшеницы не семя, а плод, у которого околоплодник плотно срастается
с кожурой семени. В верхней части зерновки виден хохолок из волос¬
ков. Большую часть зерновки занимает эндосперм. Зародыш очень ма¬
ленький. Он имеет стебелек, корешок и почечку. Видоизмененная
семядоля зародыша — щиток не содержит питательных веществ и от¬
деляет зародыш от эндосперма. Когда семя начинает прорастать,
сложные органические вещества превращаются в более простые и че¬
рез щиток поступают в зародыш.
Не у всех однодольных семена устроены одинаково. Например,
у стрелолиста, частухи подорожниковой семена не имеют эндосперма,
а запасные питательные вещества сосредоточены в зародыше. У лука,
ландыша эндосперм есть, но он расположен вокруг зародыша.
Состав семян. В состав семян входят органические (углеводы, белки,
жиры) и неорганические ( минеральные соли и вода) вещества. Содер¬
жание воды составляет 10-14 % . Если в семенах воды много, то все
процессы жизнедеятельности будут протекать интенсивно, при этом
выделяется много тепла и семена загнивают. Вот почему при закладке
семян на хранение в элеваторы следят, чтобы семена имели стандартную
влажность (14-15 %). При более высокой влажности их просушивают.
Прорастание семян. Чтобы из зародыша развилось новое расте¬
ние, требуются определенные условия. В прорастании участвуют вода,
кислород и тепло. Вода необходима для набухания и процессов пре¬
вращения сложных веществ в более простые, кислород — для процес¬
сов клеточного дыхания, тепло — для нормальной работы клеточных
ферментов. Для прорастания семян большинства растений необходи¬
ма температура 10-15 °С и выше.
После набухания семени зародыш увеличивается, разрывает кожу¬
ру. Из него появляется молодой зародышевый корешок. Он быстро
растет и укрепляется в почве, всасывает из нее воду и минеральные ве¬
134
щества, запас которых в семени невелик. Зародыш семени в это время
растет за счет питательных веществ, сосредоточенных в семядолях
(гетеротрофное питание). Затем начинает расти зародышевый стебе¬
лек, который выносит из почвы семядоли и почечку. Семядоли зеленеют
и начинают фотосинтезировать (зародыш переходит на автогегеро-
трофное питание). Молодое растение, развивающееся из семени, называ¬
ется проростком. Из почечки развивается надземный стебель с насто¬
ящими листьями. Такое прорастание называется надземным. Однако
у некоторых растений семядоли на поверхность почвы не выносятся
(у гороха). Такое прорастание называется подземным.
Как только покажутся зеленые листочки, в них сразу начинает про¬
исходить процесс фотосинтеза. Молодые проростки постепенно пере¬
ходят на автотрофное питание.
Знай основные термины и понятия
Семя, семенная кожура, эндосперм, зародыш, семядоли, щиток, клейкови¬
на, белковые, крахмалистые и масличные растения, прорастание семян (над¬
земное, подземное), проросток.
Вопросы для самоконтроля
1. Что такое семя?
2. Каковы особенности строения семян дву- и однодольных расте¬
ний?
3. Где в семени может содержаться запас питательных веществ?
4. Каковы условия прорастания семян?
5. Какие условия необходимо соблюдать при посеве семян?
6. Как осуществляется питание проростка на разных этапах разви¬
тия молодого растения?
135
Тренировочные задания
1. Семя покрытосеменных развивается из:
а) зиготы; б) зародышевого мешка;
в) семязачатка; г) яйцеклетки.
2. При сжигании семян остаются:
а) вода;
б) минеральные соли;
в) органические вещества;
г) только углеводы.
3. Зародыш семени фасоли состоит из:
а) корешка, стебелька, почечки;
б) корешка, стебелька, почечки, семядолей;
в) корешка, стебелька, почечки, семядолей, кожуры;
г) корешка, стебелька, почечки, семядолей, эндосперма;
д) корешка, стебелька, почечки, эндосперма, кожуры.
4. В зерновках овса запасные питательные вещества локализованы в:
а) семядолях;
б) одной семядоле и эндосперме;
в) эндосперме;
г) семенной кожуре;
д) почечке зародыша.
5. Клетки эндосперма семян:
а) гаплоидны у голосеменных, триплоидны у покрытосеменных;
б) диплоидны у голосеменных, триплоидны у покрытосеменных;
в) гаплоидны у голосеменных и покрытосеменных;
г) диплоидны у голосеменных и покрытосеменных.
6. Запасание питательных веществ в семядолях и эндосперме харак¬
терно для семян:
а) липы; б) огурца;
в) перца сладкого; г) ясеня.
7. При посеве на большую глубину надо заделывать семена:
а) помидоров; б) тыквы;
в) огурца; г) моркови.
136
8. Для прорастания семян не нужен фактор:
а) тепло; б) вода, влажность;
в) воздух; г) свет.
!). Способ прорастания семян, изображенный на рисунке, характерен для:
а) ячменя;
б) ржи;
в) гороха;
г) фасоли.
(0. Способ прорастания семян, изображенный на рисунке,
характерен для:
а) фасоли;
б) тыквы;
в) огурцов;
г) гороха.
11. Установите последовательность событий, происходящих в ходе
прорастания семян:
а) появляется зародышевый стебелек, выносящий семядоли и почечку
на поверхность почвы;
б) появляется корешок, который быстро растет и укореняется;
в) семена набухают за счет поступления в них воды;
г) лопается семенная кожура.
12. Семена каких растений распространяются животными:
1) березы; 2) вяза;
3) липы; 4) рябины;
5)череды; 6) одуванчика?
а) 1,2; б) 3,4; в) 4,5; г) 5,6.
13. Клетки семядолей гороха содержат набор хромосом;
а) гаплоидный; б) диплоидный;
в) триплоидный; г) теграплоидный.
14. Для ускорения прорастания семян с толстой семенной оболочкой
ее надрезают или надпиливают. Данный процесс называется ....
15. Видоизмененная семядоля семени пшеницы — ... .
137
Общая характеристика животных
и их разнообразие
Общая характеристика животных. Животные — это эукариотиче¬
ские многоклеточные организмы. Они очень разнообразны по размерам,
форме тела, особенностям строения, характеру движения, питания,
размножения и развития. Животные обитают в разных средах: в воде,
почве и на ее поверхности, в наземно-воздушной среде, в организме
других животных и в тканях растений (паразиты и симбионты). Опи¬
сано более 1,5 млн видов животных. Несмотря на значительное разно¬
образие животных, для них характерны некоторые общие признаки.
1. Гетеротрофный тип питания (питание готовыми органическими
веществами растительного или животного происхождения). В отли¬
чие от растений, животные пищу заглатывают, у них имеется мускули¬
стая глотка.
2. Специфические черты организации клеток. В клетках животных
нет хлоропластов, вакуолей, они не имеют клеточной оболочки; их
клетки имеют только клеточную мембрану. В клетках содержатся цен-
триоли; многие клетки снабжены ресничками; запасной углевод —
гликоген.
3. Четыре типа тканей: эпителиальная, соединительная, мышечная
и нервная.
4. В основном подвижный образ жизни, что связано с развитием
опорно-двигательной и нервной системы. Известны неподвижные
(губки, колониальные коралловые полипы) или малоподвижные (гид¬
ра, одиночные коралловые полипы, некоторые моллюски) организмы.
Однако все они имеют подвижные личинки, обеспечивающие их рас¬
селение и распространение.
5. Большинство животных имеют ограниченный рост, который про¬
исходит в определенный период их развития, поэтому взрослые живот¬
ные одного вида лишь незначительно различаются размерами. Только
немногие из них растут в течение всей жизни (некоторые раки, рыбы,
крокодилы, черепахи).
6. Имеются экскреторные органы, и в окружающую среду выделяются
азотсодержащие продукты жизнедеятельности (аммиак, мочевина, мо¬
чевая кислота и др.).
Животные за редким исключением (некоторые губки) отличаются
симметричным строением. Различают два основных типа симметрии:
лучевую (радиальную) и двустороннюю (билатеральную).
138
Лучевая (радиальная) симметрия характерна для животных, веду¬
щих малоподвижный или прикрепленный образ жизни и обитающих
и водной среде (кишечнополостные). У радиально-симметричных жи¬
вотных все органы многократно повторяются по радиусам вокруг про¬
дольной оси, проходящей через основание и верхний конец тела.
Большинство подвижных животных имеют двустороннюю (била¬
теральную) симметрию. Через продольную ось их тела можно провести
лишь одну плоскость, которая разделит тело животных на две зеркаль¬
ные части — правую и левую. У двусторонне-симметричных живот¬
ных различают передний и задний концы тела, спинную и брюшную
стороны. Такое строение характерно для ползающих, плавающих, ак¬
тивно и направленно передвигающихся животных.
Животные, у которых все внутренние органы образуются из двух
зародышевых листков, называются двуслойными. К двуслойным жи¬
вотным относятся губки и кишечнополостные.
У остальных многоклеточных животных между эктодермой и эндо¬
дермой образуется третий зародышевый листок — мезодерма. Живот¬
ные, органы и ткани которых развиваются из трех зародышевых листков,
называются трехслойными. Для трехслойных животных характерно
более сложное строение тканей и органов. У них развиваются муску¬
латура и скелет, кровеносная, выделительная и половая системы. Услож¬
няется пищеварительная система (появляются пищеварительные же¬
лезы), а в связи с подвижным образом жизни -- и строение нервной
системы и органов чувств.
У всех трехслойных животных (за исключением плоских червей)
имеется полость тела. Первичная полость тела (схизоцель) возникает
у круглых червей и является производным полости бластулы (бласто-
цель). У остальных животных появляется вторичная полость тела (це¬
лом), ограниченная эпителием мезодермального происхождения. Среди
этих животных можно выделить животных с гидроскелетом (тип
Кольчатые черви), животных с твердым скелетом — наружным у мол¬
люсков (известковый) и членистоногих (преимущественно хитино¬
вый) и внутренним (тип Хордовые).
Животных изучает зоология (гр. зоон — животное и логос — уче¬
ние). По задачам исследования зоология делится на ряд дисциплин:
систематика, морфология, эмбриология, зоогеография и др. По объектам
исследования выделяют зоологию беспозвоночных и зоологию позво¬
ночных. В зоологии беспозвоночных выделяют более мелкие разделы,
например гельминтологию (изучает паразитических червей — гель-
139
миптов), малакологию (изучает моллюсков), энтомологию (изучает на¬
секомых) и др. В зоологии позвоночных выделяют: ихтиологию (изучает
рыб), герпетологию (изучает земноводных и пресмыкающихся), орнито¬
логию (изучает птиц), териологию (занимается млекопитающими) и др.
Роль животных в природе и жизни человека. Она чрезвычайно ве¬
лика. Насекомые и птицы опыляют растения. Дождевые черви и другие
обитатели почвы вместе с бактериями разрушают органические остат¬
ки, способствуя образованию перегноя, повышают плодородие почвы.
Животные входят в разнообразные цепи питания: растения служат
пищей для растительноядных животных, которых в свою очередь по¬
едают хищники. Многих животных использует человек, добывая их
благодаря рыболовству и охоте. Животные обеспечивают нас продук¬
тами питания (мясо, молоко, мед и др.) и сырьем для разнообразных
производств (кожа, мех, шерсть и др.).
Существуют животные, наносящие вред хозяйству человека. К ним
относятся вредители растений, паразиты животных и человека.
Классификация животных. В современной системе животного мира
выделяют 25 типов, из которых в школьном курсе изучаются представи¬
тели только семи типов, наиболее крупных и широко распространенных:
Кишечнополостные (классы Гидроидные, Сцифоидные и Коралловые
полипы), Плоские черви (классы Сосальщики, Ленточные черви, Реснич¬
ные черви), Круглые черви (класс Нематоды), Кольчатые черви (клас¬
сы Малощетинковые, Многощетинковые и Пиявки), Моллюски (классы
Брюхоногие, Двустворчатые, Головоногие), Членистоногие (классы
Ракообразные, Паукообразные и Насекомые), Хордовые.
Тип Хордовые делят натри подтипа: Оболочники (класс Асцидии),
Бесчерепные (класс Ланцетники), Позвоночные (классы Хрящевые
рыбы, Костные рыбы, Земноводные (Амфибии), Пресмыкающиеся
(Рептилии), Птицы и Млекопитающие).
Знай основные термины и понятия
Зоология, признаки животных, ткани (покровная, или эпителиальная,
мышечная, соединительная, нервная), симметрия (лучевая, или радиальная,
двусторонняя, или билатеральная), бесполое размножение, половое размно¬
жение, почкование, гермафродиты, партеногенез, онтогенез, зигота, дробле¬
ние, морула, бластула, бластопор, гаструла, зародышевый листок, эктодерма,
энтодерма, мезодерма, двуслойные животные, трехслойные животные.
140
Вопросы для самоконтроля
1. Каковы основные признаки животных?
2. В чем заключается сходство животных с организмами других царств?
3. Каковы отличия животных клеток от растительных?
4. Какие ткани характерны для животного организма?
5. Назовите основные систематические группы животных.
6. Какова роль животных в природе и жизни человека?
Тренировочные задания
1. Все животные:
а) всасывают растворенные в воде минеральные вещества, из которых за¬
тем создают органические;
б) всасывают растворенные в воде органические вещества;
в) питаются готовыми органическими веществами других организмов;
г) создают на свету органические вещества из углекислого газа и воды.
2. Для животной клетки не характерны органеллы и структуры:
а) лизосомы и аппарат Гольджи;
б) митохондрии;
в) крупные вакуоли, оболочка;
г) эндоплазматическая сеть, рибосомы.
3. Двусторонняя симметрия тела возникла у:
а) кишечнополостных; б) плоских червей;
в) круглых червей; г) кольчатых червей.
4. Двусторонняя симметрия тела характерна для:
а) гидры; б) кораллов;
в) дождевого червя; г) медузы.
5. Ткани, характерные только для животных:
а) эпителиальная, проводящая;
б) соединительная, нервная;
в) покровная, выделительная;
г) мышечная, механическая.
141
6. Наружный скелет имеется у:
а) ящерицы прыткой;
в) серой крысы;
б) черепахи болотной;
г) сверчка полевого.
7. Внутренний скелет характерен для:
а) прудовиков, катушек;
б) колорадского и майского жуков;
в) речного рака и скорпиона;
г) ежа и бурундука.
8. Растут в течение всей жизни:
а) лягушки; б) змеи;
в) слоны; г) черепахи.
9. Передний отдел пищеварительного канала, расположенный за ро¬
товой полостью, называется:
а) зобом; б) глоткой;
в) пищеводом; г) желудком.
10. Из перечисленных организмов к гомойотермным относится:
а) речной окунь; б) озерная лягушка;
в) кошачья акула; г) дельфин-белобочка;
д) ящерица прыткая; е) инфузория-туфелька;
ж) медоносная пчела.
11. Сохраняют активность независимо от температуры окружающей
среды:
а) акулы, скаты;
б) дождевые черви, планарня;
в) ящерицы, крокодилы;
г) летучие мыши, совы.
12. Двуслойным животным является:
а) молочная планария; б) корнерот;
в) луковая нематода; г) медицинская пиявка.
13. Сходные семейства животных объединяются в:
а) классы; б) порядки;
в) отряды; г) роды.
142
14. Соотнесите перечисленные признаки с животными, растениями,
всеми живыми организмами.
A. Животные.
Б. Растения.
B. Все живые
организмы.
1. Состоят из клеток.
2. Большинство размножае тся только половым путем.
3. Способны к обмену веществ и энергии.
4. Автотрофы.
5. Гетеротрофы.
6. Приспособлены к условиям окружающей среды.
7. Большинство активно передвигаются.
8. Клетки имеют целлюлозную оболочку, содержат
пластиды.
15. Распределите на две группы перечисленные особенности, харак¬
терные для гомойотермных и пойкилотермных животных.
А. Гомойтермные.
Б. Пойкилотермные.
1. Кровь слабо насыщена кислородом.
2. Кровь хорошо насыщена кислородом.
3. Распад органических соединений идет ак¬
тивно.
4. Реакции обмена идут медленно.
5. Высвобождается большое количество энергии.
6. Энергии выделяется мало.
7. Температура тела зависит от температуры
окружающей среды.
8. Температура тела не зависит от температу¬
ры окружающей среды.
16. Отверстие гаструлы, через которое кишечная полость сообщается
с внешней средой, — это ....
17. Один из способов полового размножения, при котором зародыш
развивается из неоплодотворенного яйца, называется ....
18. Стадия эмбрионального развития зародыша, когда он напоминает
плод малины, — ....
19. Развитие животного от оплодотворенной яйцеклетки до конца
жизни — ...
Кишечнополостные
Кишечнополостные — наиболее древние и низкоорганизованные
животные, с радиальной симметрией. Кишечнополостные характери¬
зуются рядом особенностей.
1. Стенки тела образованы двумя слоями клеток: наружным (экто¬
дермой) и внутренним (энтодермой), которые разделены прослойкой
мезоглеи. У некоторых видов (например у гидр) мезоглея имеет вид
тонкой бесструктурной пластинки, а у других (например у медуз)
представлена большой массой студенистого вещества с включением
отдельных клеток и волокон.
2. Рот ведет в слепо замкнутую кишечную (гастральную) полость.
Анальное отверстие отсутствует. У кишечнополостных сочетаются
полостное (свойственное многоклеточным) и внутриклеточное (ха¬
рактерное для одноклеточных) пищеварение. Непереваренные остат¬
ки пищи выбрасываются через окруженный щупальцами рот.
3. Эктодерма содержит стрекательные клетки, служащие для до¬
бывания гшщи и защиты.
4. Нервная система диффузного типа. Она образована находящи¬
мися в эктодерме звездчатыми нервными клетками.
5. Дыхание происходит через всю поверхность тела.
6. Размножаются кишечнополостные как бесполым (почкование),
так и половым путем. Оплодотворение наружное. У многих форм на¬
блюдается чередование поколений, при котором бесполая генерация
полипов сменяется половым поколением медуз.
7. Кишечнополостные — исключительно водные животные, подав¬
ляющее большинство которых обитает в морях и океанах. Встречают¬
ся одиночные и колониальные формы. Тип делится на три класса:
Гидроидные, Сцифоидные медузы и Коралловые полипы.
Гидроидные представлены разнообразными одиночными и колониаль¬
ными видами. Для них характерно отсутствие глотки, ротовое отверстие
ведет в обширную кишечную полость. Кишечная полость без продольных
перегородок. Яйцеклетки и сперматозоиды образуются в эктодерме.
Характерными представителями класса являются различные виды
пресноводных гидр.
Гидра — пресноводный одиночный полип, обитающий в чистой
воде. Длина тела гидры — около 1,5 см. Тело гидры состоит из двух
слоев клеток. Наружный слой тела образован кожно-мускульными,
стрекательными, нервными и промежуточными клетками, а внутрен¬
ний слой — железистыми клетками, выделяющими пищеварительный
144
сок, и пищеварительно-мускульными клетками, имеющими жгутики
и образующими ложноножки для поглощения пищи.
Движения гидра совершает за счет кожно-мускульных клеток.
Питается гидра мелкими организмами — дафниями, циклопами, пара¬
лизуя добычу при помощи стрекательных клеток, расположенных на щу¬
пальцах, окружающих ротовое отверстие. Пища попадает в кишечную
полость, куда выделяется пищеварительный сок. Частицы пищи захваты¬
ваются клетками кишечной полости при помощи ложноножек. Таким
образом, у гидры представлено внутриполостное и внутриклеточное пе¬
реваривание пищи. Непереваренные остатки пищи удаляются через рот.
Дыхание осуществляется через всю поверхность тела.
Гидра обладает раздражимостью. Нервные клетки звездчатой формы
соприкасаются своими отростками, образуя нервную сеть.
Гидре свойственна регенерация — способность восстанавливать
утраченные части тела. Регенерацию обеспечивают промежуточные
клетки наружного слоя, из которых образуются все типы клеток.
Для гидры характерно половое и бесполое размножение. Летом
гидра размножается бесполым путем — почкованием, осенью — поло¬
вым. В наружном слое гидры из промежуточных клеток образуются
особые бугорки. В одних бугорках развиваются яйцеклетки, в других —
сперматозоиды. Созревшие сперматозоиды выходят в воду и передви¬
гаются в ней при помощи жгутиков. Проникнув в бугорок других особей,
они сливаются с яйцеклеткой. Происходит оплодотворение. Оплодотво¬
ренные яйцеклетки округляются, покрываются толстой оболочкой и де¬
лятся. Образуется многоклеточный зародыш. Гидра погибает, а «яйцо»
зимует в водоеме. Весной развитие зародыша возобновляется. Появив¬
шиеся молодые гидры начинают размножаться почкованием.
Медузы — свободноплавающие кишечнополостные, обитающие толь¬
ко в морях и океанах. У них лучше развиты органы чувств: есть органы
равновесия и зрения.
. К коралловым полипам относятся одиночные (актинии) и колони¬
альные кораллы. Актинии — крупные кораллы с толстыми щупальцами.
Это хищники, питающиеся ракообразными и мелкой рыбой.
Тело колониальных коралловых полипов имеет вид студенистого
комочка, заключенного в известковую чашечку, из которой наружу
высовываются щупальца. Известковые скелеты колониальных форм
образуют коралловые рифы и океанические острова-атоллы.
Кишечнополостные принимают участие в образовании месторож¬
дений известняка. Медузы в некоторых странах используются в пищу,
а органический скелет красного благородного коралла — для изготов¬
ления ювелирных изделий.
145
Знай основные термины и понятия
Кишечнополостные, гидроидный полип, подошва, рот, щупальца, экто-
и энтодерма, мезоглея, кожно-мускульные, стрекательные, нервные, ре¬
зервные, пищеварительно-мускульные, железистые клетки, диффузная нерв¬
ная система, нервное кольцо, ганглии, краевые тельца, кишечная полость,
желудок, реактивное движение, почкование, чередование поколений, плану-
ла, коралловые рифы, атоллы, лагуна, береговой риф, барьерный риф, гидра,
гидрозои, медузы, полипы, гидроидные полипы, сцифоидные медузы, корал¬
ловые полипы.
Вопросы для самоконтроля
1. Где обитают кишечнополостные?
2. Какие группы клеток различают в эктодерме гидры? Какие функ¬
ции они выполняют?
3. Какие типы пищеварения характерны для гидры?
4. Чем сцифоидные медузы отличаются от гидроидных?
5. Как осуществляется размножение и чередование поколений у сци¬
фоидных медуз? В чем заключается смысл чередования поколе¬
ний у кишечнополостных?
6. Каково значение кишечнополостных?
Тренировочные задания
1. Только для кишечнополостных характерен признак:
а) способность к регенерации;
б) двуслойное строение тела;
в) слепозамкнутая кишечная полость;
г) способность к активному движению.
2. Между экто- и эндодермой у медузы расположен хорошо разви¬
тый слой:
а) эпидермы; б) гиподермы;
в) мезодермы; г) мезоглеи.
146
3. Ведет прикрепленный образ жизни:
а) аурелия;
в) крестовнчок;
б) корнерот;
г) красный коралл.
4. В состав энтодермы тела гидры не входят клетки:
а) железистые;
в) нервные;
б) стрекательные;
г) резервные.
5. По типу питания кишечнополостные относятся к:
а) морским и пресноводным хищникам;
б) морским фильтраторам;
в) автротрофным водным организмам;
г) пресноводным и морским сапрофагам.
6. Пресноводная гидра осенью:
а) отмирает;
б) растет и развивается;
в) находится в личиночной стадии;
г) находится в состоянии оцепенения.
7. Общим признаком для медуз и других кишечнополостных является:
а) развитие с полным превращением;
б) неподвижный образ жизни;
в) наличие стрекательных клеток;
г) способность к активному движению.
8. Чередование поколений наблюдается у:
а) актинии;
б) пресноводной гидры;
в) благородного коралла;
г) корнерота.
9. В цикле развития нет стадии медузы у:
а) актинии; б) аурелии;
в) корнерота; г) цианеи.
10. Медузоидное поколение преобладает в цикле развития:
а) морских гидроидных полипов;
б) коралловых полипов;
в) сцифоидных медуз;
г) всех перечисленных групп организмов.
11. Наиболее многочисленным классом кишечнополостных является:
а) гидроидные полипы; б) сцифоидные медузы;
в) коралловые полипы; г) сифонофоры.
147
12. Какая из перечисленных видов медуз не опасна для человека:
а) корнерот; б) краспедакуста;
в) физалия; г) ушастая медуза?
13. Коралловые рифы образуются:
а) повсеместно в Мировом океане;
б) в полярных морях;
в) в морях умеренных широт;
г) в тропических морях.
14. Выберите верные утверждения.
1. Все кишечнополостные — морские животные.
2. Все кишечнополостные — хищники.
3. Внутренний слой тела кишечнополостных образован желези¬
стыми, пищеварительными и стрекательными клетками.
4. Среди кишечнополостных животных есть представители с лу¬
чевой и билатеральной симметрией.
5. У кишечнополостных два типа пищеварения — внутриполостное
и внутриклеточное.
6. Все кишечнополостные имеют стрекательные клетки,
а) 1,3,5; б) 2,5,6; в) 3,4,5; г) 1,5,6.
15. Соотнесите клетки, образующие тело гидры, со слоями, в которых
они расположены.
А. Эктодерма. 1. Кожно-мускульные.
Б. Энтодерма. 2. Железистые.
3. Стрекательные.
4. Нервные.
5. Эпителиально-мускульные.
6. Промежуточные.
7. Сперматозоиды.
8. Яйцеклетки.
16. Соотнесите типы клеток тела кишечнополостных с их функциями.
A. Эпителиально-мускульные.
Б. ПромежуточЕ1ые.
B. Стрекательные.
Г. Железистые.
Д. Пищеварительно-мускульные.
1. Образование всех типов клеток.
2. Пищеварение.
3. Выделение пищеварительных
ферментов.
4. Защита.
5. Передвижение.
148
17. Соотнесите виды кишечнополостных с принадлежностью их
к классам гидрозоев, сцифоидных медуз и коралловым полипам:
1. Аурелия.
2. Корнерот.
3. Краспедакуста.
4. Актиния.
5. Крестовичок.
6. Физалия.
7. Обелия.
8. Благородный коралл.
18. Активное движение медуз называется ....
19. Бесполое поколение сцифоидных медуз — это ... .
20. Водное пространство внутри кольцевого рифа — ... .
A. Гидрозои.
Б. Сцифоидные медузы.
B. Коралловые полипы.
Плоские черви
Общая характеристика. Плоские черви — это сравнительно просто
организованные животные, имеющие вытянутое плоское тело. Размеры
плоских червей колеблются от 1 мм до 10 м. Их представители обитают
в пресных и морских водоемах, телах других организмов. Плоские черви
имеют ряд основных признаков.
1. Плоские черви — двустороннесимметричные животные с упло¬
щенным в спинно-брюшном направлении телом. Возникновение двусто¬
ронней симметрии связано со способностью к активному движению.
2. Плоские черви — трехслойные животные. В процессе отногенеза
у них закладывается третий зародышевый листок — мезодерма.
3. Для плоских червей свойственно наличие кожно-мускульного
мешка, образованного покровным эпителием, а также продольными,
косыми и кольцевыми мышцами. Мышцы находятся под эпителием
в виде сплошного мешка, а не разбиваются на отдельные специальные
мускульные пучки, характерные для высших билатеральных живот¬
ных. При сокращении мышечных волокон тело червя может менять
форму, изгибаться, а само животное — ползать.
4. Тело плоских червей не имеет полости. Это паренхиматозные
животные. Пространство между кожно-мускульным мешком и внут¬
149
ренними органами заполнено паренхимой — рыхлой соединительной
тканью мезодермального происхождения. Паренхима выполняет опор¬
ную функцию, служит местом накопления запасных питательных ве¬
ществ, принимает участие в обменных процессах и т. д.
5. Пищеварительная система представлена разветвленным кишеч¬
ником, который слепо замкнут. Анальное отверстие отсутствует. У па¬
разитических видов пищеварительная система может частично или
полностью редуцироваться.
6. Нервная система представлена нервными узлами в головной
части, от которых отходят продольные нервные стволы, соединенные
поперечными перемычками.
7. Кровеносная и дыхательная системы отсутствуют. Дыхание диф¬
фузное и осуществляется через покровы тела. У многих эндопаразитов,
живущих в обедненной кислородом среде, характер обмена веществ
изменился таким образом, что их потребность в кислороде ниже, чем
у родственных свободиоживущих форм.
8. Выделительная система протонефридиалъного типа. Она состоит
из главного выделительного канала и впадающих в него множества
мелких канальцев, заканчивающихся в паренхиме особыми мерца¬
тельными клетками звездчатой формы. Последние диффузно собира¬
ют жидкие продукты обмена, подлежащие выведению. От внутренней
поверхности звездчатых клеток в просвет канальцев отходит пучок рес¬
ничек. Благодаря движению ресничек, жидкость поступает в выдели¬
тельные канальцы — отростки клеток. Мелкие канальцы впадают в бо¬
лее крупные каналы, которые открываются на поверхности тела од¬
ним или несколькими выделительными отверстиями.
9. Половая система плоских червей — гермафродитная и очень
сложно организованная. Обычно в нее помимо семенников и яични¬
ков входят половые протоки и различные придаточные образования,
обеспечивающие процесс внутреннего оплодотворения.
10. Развитие плоских червей проходит в большинстве случаев с ме¬
таморфозом, когда животное, прежде чем достигнуть половозрелости,
проходит ряд личиночных форм.
К основным классам данного типа относятся ресничные черви, со¬
сальщики и ленточные черви.
Класс Ресничные черви. Представитель класса — белая планария.
Это плоский червь размером 2-4 мм, обитающий в пресных водоемах.
Тело планарии покрыто ресничками, при помощи которых она может
плавать. Благодаря наличию кожно-мускульного мешка, планария
ползает, совершает разнообразные движения.
150
Это животное — хищник, питающийся червями, гидрами, моллю¬
сками. Пищеварительная система состоит из рта, глотки и слепозамк-
путого трехветвистого кишечника. Непереваренные остатки пищи
удаляются через рот.
Дыхание осуществляется через всю поверхность тела.
Органы выделения плаиарии образованы системой разветвленных
канальцев, заканчивающихся звездчатыми клетками.
Нервная система образована нервными узлами на переднем конце
тела и двумя нервными стволами с нервными перемычками.
Планария имеет органы чувств — светочувствительные глазки на
переднем конце тела, осязательные клетки.
Планария обладает способностью к регенерации.
Планария — гермафродит, у одной особи есть и семенники, и яич¬
ники. При оплодотворении две особи обмениваются мужскими поло¬
выми клетками. Оплодотворенные яйца откладываются в коконы.
Класс Сосальщики. Все представители этого класса — паразиты,
живущие внутри тела человека и животных. Они не имеют ресничек,
а их тело имеет покровы, защищающие их от переваривания в организ¬
ме хозяина.
На переднем конце тела и посередине брюшной стороны находятся
присоски.
Пищеварительная, нервная, выделительная системы имеют типич¬
ное строение. Органы чувств развиты слабо.
Хорошо развита половая система. Все паразитические черви обла¬
дают высокой плодовитостью, так как развитие их яиц происходит
в окружающей среде.
Пеленочный сосальщик паразитирует в печени крупного рогатого
скота, овец, коз, лошадей, человека. Промежуточный хозяин — малый
прудовик. Заражение человека происходит при употреблении воды из
открытых водоемов.
Класс Ленточные черви. У ленточных червей наиболее выражены
черты приспособленности к паразитическому образу жизни: у них нет
органов чувств, кровеносной, дыхательной и пищеварительной систем;
сильно развиты органы прикрепления — присоски на голове; высокая
плодовитость. Тело состоит из члеников, причем в каждом членике
есть яичники и семенники. Всасывание питательных веществ осуществ¬
ляется через поверхность тела. Пищеварительная система отсутствует.
Последние членики тела с содержащимися в них яйцами попадают
в окружающую среду, затем с водой и пищей — в желудок промежу-
151
точного хозяина - крупного рогатого скота, свиней и других живот¬
ных. В желудке из яиц выходят личинки с шестью крючочками, кото¬
рые через стенки кишечника попадают в кровь и разносятся ею, попадая
в мышцы, сердце, легкие и другие органы, где личинка превращается
в финну - пузЫрек размером с горошину, в котором находится голов
червя. Человек заражается паразитом, съедая плохо прожаренное или
проваренное мясо, рыбу.
Представители ленточных червей: бычий цепень, свиной цепень,
широкий лентец, эхинококк.
Считается, чт0 плоские черви произошли от древних ресничных
червей, перешедшие к паразитическому образу жизни.
Вопросы для самоконтрмы
1. Какой тип симметрии характерен для плоских червей? С чем эго
связано?
2. Что такое кожно-мускульный мешок и каково его строение у пло¬
ских червей?
3. Какие функции в теле плоских червей выполняет паренхима. ^
4. Как питается планария, каковы особенности ее пищеварительной
системы?
5. Как организована выделительная система плоских червей?
6. Опишите жизненный цикл печеночного сосальщика?
7. Как осуществляется размножение и распространение бычьего цепня.
8. Какие приспособления появились у ленточных червей в связи
с паразитическим образом жизни?
152
Тренировочные задания
1. Двусторонняя симметрия тела характерна для:
а) гидроидных полипов; б) коралловых полипов;
в) медуз; г) планарий..
2. Для плоских червей характерна нервная система:
а) диффузного типа;
б) стволового типа;
в) трубчатого типа;
г) головной мозг и брюшная нервная цепочка.
3. Нервная система планарии состоит из:
а) разбросанных по всему телу нервных клеток;
б) двух брюшных стволов, соединенных перемычками, и парного нервно¬
го узла;
в) двух брюшных стволов и окологлоточного нервного кольца;
г) головного мозга и брюшной нервной цепочки.
4. Стенка тела плоских червей представлена:
а) раковиной;
б) кожей;
в) кожно-мускульным мешком;
г) наружным хитиновым покровом.
5. У представителей типа Плоские черви отсутствует система органов:
а) нервная; б) выделительная;
в) половая; г) кровеносная.
6. Отметьте признак, не характерный для типа Плоские черви:
а) развитие третьего зародышевого листка;
б) возникновение двусторонней симметрии тела;
в) наличие пищеварительной, выделительной, нервной и половой систем
органов;
г) появление мышечной, соединительной и нервной тканей;
д) гермафродитизм;
е) высокая регенерационная способность;
ж) раздельнополость.
7. В состав кожно-мускульного мешка планарии входят мышцы:
а) только кольцевые;
б) только продольные;
в) продольные и кольцевые;
г) кольцевые, продольные и косые.
153
8. Переваривание пищи у планарии происходит в:
а) глотке;
б) среднем трехветвистом кишечнике;
в) слепых отростках, отходящих от кишечника;
г) печени.
9. Все представители класса Сосальщики являются:
а) свободноживущими активно передвигающимися животными;
б) эндопаразитами;
в) эктопаразитами;
г) прикрепленными к субстрату животными.
10. Основным хозяином паразита является организм:
а) в котором проходит большая часть цикла развития;
б) в котором проходят большая часть цикла развития и бесполое размно¬
жение;
в) более крупное животное из хозяев;
г) в котором происходит половое размножение;
д) которому паразит приносит наибольший вред.
11. Заражение печеночным сосальщиком может произойти:
а) при употреблении сырой воды из водоемов;
б) при купании в загрязненных водоемах;
в) при жевании травинок, растущих на берегу водоема;
г) во всех перечисленных случаях.
12. Заражение человека свиным цепнем происходит при:
а) уходе за животными;
б) употреблении сырой рыбы;
в) употреблении в пищу плохо прожаренного и проваренного свиного
мяса;
г) употреблении сырой воды из водоемов.
13. Основным хозяином бычьего цепня является;
а) корова; б) лошадь;
в) свинья; г) человек.
14. Органы прикрепления бычьего цепня;
а) присоски;
б) крючки;
в) присоски и крючки.
15. Промежуточным хозяином печеночного сосальщика является;
а) крупный рогатый скот; б) лошади;
в) рыбы; г) моллюски.
154
16. У печеночного сосальщика оплодотворение происходит в:
а) печени крупного рогатого скота;
б) кишечнике крупного рогатого скота;
в) теле моллюска;
г) в цикле развития оплодотворение отсутствует.
17. Финны эхинококка образуются в:
а) кишечнике кошек;
б) печени собак;
в) головном мозге крыс;
г) печени, легких, головном мозге и других органах человека.
18. В цикле развития промежуточный хозяин — малый прудовик ха¬
рактерен для:
а) бычьего цепня; б) свиного цепня;
в) печеночного сосальщика; г) эхинококка.
19. К ленточным червям не относится:
а) эхинококк; б) свиной цепень;
в) широкий лентец; г) печеночный сосальщик.
20. Личинка ленточных червей называется:
а) трохофора; б) планула;
в) финна; г) мирацидий.
21. Установите последовательность этапов в цикле развития бычьего
цепня начиная с яйца:
а) яйцо — пищеварительный тракт коровы — кровеносная система —
мышцы — финна — пищеварительный тракт человека — взрослый
червь;
б) яйцо — пищеварительный тракт человека — взрослый червь — яйцо —
личинки — корова;
в) яйцо — пищеварительный тракт человека — кровеносная система —
мышцы — финна — взрослый червь.
22. Выберите признаки, характерные для всех плоских червей:
1) полость тела заполнена паренхимой;
2) есть кожно-мускульный мешок;
3) тело покрыто кутикулой;
4) тело покрыто ресничным эпителием;
5) есть органы чувств;
6) развиты органы фиксации;
155
7) тело пигментированное;
8) гермафродитизм;
9) большая плодовитость;
10) прямое развитие;
11) сложный цикл развития;
12) протонефридиальная выделительная система;
13) анаэробное дыхание.
а) 1,2,8,12; б) 3,4,5, 6;
в) 7, 8,9,10; г) 8, 9,11, 13.
23. Отметьте признаки, характерные для всех плоских червей, плана-
рии, печеночного сосальщика, бычьего цепня.
A. Плоские черви.
Б. Планария.
B. Печеночный сосальщик.
Г. Бычий цепень.
1. Свободный образ жизни.
2. Паразитирует в кишечнике человека.
3. На голове имеется четыре присоски.
4. Тело листовидной формы.
5. Покровы снабжены многочисленны¬
ми ресничками;
6. Трехслойные животные.
7. Двусторонне-симметричные живот¬
ные.
8. Есть брюшная и околоротовая при¬
соска.
9. В теле различают головку, шейку,
членики.
10. Есть пищеварительная система.
24. Установите последовательность этапов в цикле развития печеноч¬
ного сосальщика начиная с яйца:
1) выход из яиц личинок с ресничками;
2) инцистирование личинок;
3) выход оплодотворенных яиц в кишечник крупного рогатого скота,
а затем в окружающую среду;
4) попадание цист в кишечник крупного рогатого скота;
5) миграция личинок в печень и желчные протоки основного хозяина;
6) внедрение личинок в организм моллюска.
а) 1,2, 3,4,5, 6;
б) 3, 1, 6, 2, 4, 5;
в) 3, 2, 6, 1,4, 5.
156
25. Соотнесите перечисленные виды животных с классами.
A. Ресничные черви.
Б. Сосальщики.
B. Ленточные черви.
1. Многоглазка.
2. Ланцетовидная двуустка.
3. Свиной цепень.
4. Белая планария.
5. Эхинококк.
26. Стенка тела животного, образованная кожным эпителием и мыш¬
цами, называется ....
27. Пространство между органами и стенкой тела у кишечнополост¬
ных заполняет....
28. Промежуточный хозяин эхинококка — ....
Общая характеристика. Круглые черви в основном свободножи-
вущие животные, обитающие преимущественно в морях. Круглые черви
характеризуются рядом признаков.
1. Круглые черви — двусторонне-симметричные трехслойные жи¬
вотные.
2. Тело нечленистое, покрытое снаружи оболочкой — кутикулой,
выполняющей защитную функцию.
3. Кожно-мускульный мешок состоит из наружной, многослойной,
не имеющей клеточного строения кутикулы, выполняющей защитную
функцию, однослойного эпителия и одного слоя мышечных волокон,
которые располагаются отдельными тяжами, тянущимися вдоль всего
тела. Кольцевые мышцы отсутствуют.
4. Имеется первичная полость тела, которая представляет собой
пространство между стенкой тела и стенками внутренних органов, за¬
полненное полостной жидкостью. В полости тела расположены орга¬
ны пищеварения и размножения. Полостная жидкость способствует
поддержанию формы тела (гидроскелет) и участвует в обмене веществ
и транспортировке продуктов обмена.
5. Характерной особенностью круглых червей является сквозной
кишечник, состоящий из трех отделов — переднего, среднего и задне¬
го. В переднем выделяют глотку, которую подразделяют на ротовуЕо
Круглые черви
157
полость и собственно глотку, часто называемую пищеводом. Ротовое
отверстие обычно прикрыто губами. Из ротовой полости пища попадает
в пищевод и кишечник, который заканчивается анальным отверстием.
Свободноживущие круглые черви питаются различными мелкими
организмами. Многие почвенные виды питаются гниющими органи¬
ческими веществами. Паразитические черви питаются содержимым
кишечника хозяина (например аскарида), другие разрушают ткани
хозяина и изъязвляют стенки кишечника. У круглых червей (парази¬
тов растений) наблюдается внекишечное пищеварение: при помощи
стилета в ткани растения впрыскивается секрет желёзок пищевода,
растворяющий оболочки клеток растения. Следовательно, начальные
этапы пищеварения протекают вне организма червя.
6. Нервная система образована окологлоточным нервным кольцом,
окружающим переднюю часть пищевода. От кольца отходят продоль¬
ные стволы, из которых наиболее развиты спинной и брюшной. Стволы
соединены перемычками и дают ответвления к различным органам.
7. Органы чувств развиты слабо. Некоторые свободноживущие фор¬
мы имеют примитивные глазки. Есть органы осязания и органы хими¬
ческого чувства — бугорки, расположенные обычно около рта.
8. Газообмен у свободноживущих форм и паразитов растений про¬
исходит через покровы тела. У круглых червей — паразитов живот¬
ных, обитающих в обедненной кислородом среде, часто наблюдается
анаэробное дыхание.
9. Выделительная система представлена видоизмененными прото-
нефридиями и фагоцитарными клетками.
10. Круглые черви в основном раздельнополые животные и боль¬
шей частью обладают ясно выраженным половым диморфизмом. Гер¬
мафродиты встречаются среди них редко. Половые органы самцов
и самок имеют трубчатое строение. Мужской половой аппарат состоит
из семенника, за которым следует семяпровод, переходящий в семяиз-
вергательный канал, который впадает в заднюю кишку, где помещает¬
ся совокупительный аппарат.
У самок половые органы, как правило, парные и начинаются пра¬
вым и левым нитевидными яичниками, далее идут левый и правый яй¬
цеводы, которые, расширяясь, переходят в две матки, открывающиеся
в короткое непарное влагалище, открывающееся на брюшной стороне
тела. Влагалище служит для приема спермы самца и вывода наружу
яиц. Оплодотворение у круглых червей внутреннее.
11. Развитие прямое или с метаморфозом и сменой хозяев.
158
Класс Нематоды. Представители класса — это черви с тонким,
длинным, заостренным на концах нитевидным телом. Свободноживущие
нематоды заселяют дно водоемов и почву. Многие виды являются пара¬
зитами животных и растений. Наиболее известным представителем не¬
матод является аскарида человеческая, паразитирующая в тонком кишеч¬
нике. Это довольно крупный червь длиной до 20 см желтоватого цвета.
Яйца аскарид могут развиваться только в богатой кислородом среде,
поэтому они не развиваются в кишечнике человека. Для Дальнейшего
развития яйца должны попасть во влажную землю. Самка человече¬
ской аскариды продуцирует в день до 200 тыс. яиц. Оплодотворенное
яйцо аскариды покрыто оболочками, защищающими его от внешних
воздействий. Дробление яиц начинается еще в теле самки, но дальнейшее
развитие личинки происходит во внешней среде в течение 10-15 дней,
в зависимости от температуры.
Заражение человека происходит пу тем проглатывания яиц, содержа¬
щих личинки, с загрязненной водой или пищей. В кишечнике личинки
выходят из яиц, пробуравливают стенку кишки, попадают в вены и с то¬
ком крови через кровеносные сосуды малого круга кровообращения
заносятся в легкие (для развития личинке необходим кислород). В легких
личинки проникают через стенки капилляров в легочные пузырьки, да¬
лее перемещаются в бронхи, трахею, ротовую полость и со слюной вто¬
рично попадают в кишечник, где превращаются в половозрелую форму.
Аскариды отравляют организм человека токсичными продуктами
обмена, травмируют слизистую оболочку кишечника, при большом
скоплении могут вызвать его непроходимость.
Другой паразит человека — острица. Это маленький червь длиной
до 10 мм. Живут острицы в толстом и тонком кишечнике человека,
чаще всего у детей. Оплодотворенные самки опускаются к заднему
проходу, где живут довольно долго, вызывая сильный зуд. Яйца откла¬
дываются на кожу вблизи заднепроходного отверстия.
У нематод появился ряд ароморфозов — сложная кутикула, защи¬
щающая тело; первичная полость тела; задняя кишка и анальное отвер¬
стие, превращающие пищеварительный мешок в кишечную трубку,
разные отделы которой обеспечивают однонаправленный поток пищи
и специализированы для выполнения последовательных этапов рас¬
щепления и всасывания питательных веществ; окологлоточное нервное
кольцо, обеспечивающее большую централизацию нервной системы.
Паразитирование привело к появлению у червей-паразитов целого
ряда сходных специфических приспособлений: прочной, непроницаемой
и химически стойкой кутикулы, предохраняющей паразита от действия
159
пищеварительных соков хозяина; различных органов прикрепления
в виде крючков, присосок и т. п.; огромной плодовитости; сложных
жизненных циклов; внутреннего оплодотворения. В то же время переход
к паразитическому образу жизни вызвал упрощение строения некото¬
рых систем червей (например нервной системы), а также исчезнове¬
ние некоторых органов чувств.
Профилактика гельминтозов. Для борьбы с паразитическими чер¬
вями разработана целая система предупреждающих мер, которая
включает ветеринарный контроль на фермах и бойнях, очистку воды,
санитарный контроль, не допускающий использования необеззара-
женных фекалий и навоза в качестве удобрений, и т. д.
Систематические медицинские осмотры, особенно в детских учре¬
ждениях, позволяют выявить носителей глистов. Из организма чело¬
века червей изгоняют при помощи лекарственных препаратов.
Важной профилактической мерой против глистных заражений яв¬
ляется соблюдение личной гигиены и гигиены питания. Необходимо
регулярно мыть руки, особенно перед едой, использовать в пищу хорошо
проваренное или прожаренное мясо или рыбу, мытые овощи и фрукты, .
охранять продукты от мух, тараканов и т. д.
Знай основные термины и понятия
Круглые черви, кутикула, кожно-мускульный мешок, первичная полость ,
тела, губы, передняя, средняя и задняя кишка, фагоцитарные клетки, окологло¬
точное нервное кольцо, нервные стволы, органы вкуса, половой диморфизм,
аскаридоз, трихинеллез, гельминтозы, эндо- и эктопаразиты, фитопатогены,
глисты, или гельминты, нематоды.
\
1
Вопросы для самоконтроля
1. Каковы принципиальные отличия строения круглых червей от
плоских?
2. Какие функции выполняет полостная жидкость?
3. Какие приспособления возникли у паразитических круглых чер¬
вей в связи с их образом жизни?
4. Какие меры борьбы с гельминтами вам известны?
160
Тренировочные задания
1. Для круглых червей характерны:
а) двуслойное строение и лучевая симметрия тела;
б) двуслойное строение и билатериальная симметрия тела;
в) трехслойное строение и лучевая симметрия тела;
г) трехслойное строение и билатериальная симметрия тела.
2. Какой из признаков свидетельствует об усложнении в ходе эволю¬
ции круглых червей по сравнению с плоскими:
а) вытянутое цилиндрическое тело;
б) появление полости тела, анального отверстия;
в) паразитический образ жизни многих представителен;
г) раздельнополость?
3. Для круглых червей характерна полость тела:
а) слепозамкнутая кишечная;
б) первичная;
в) вторичная;
г) смешанная.
4. Полость тела аскариды заполнена:
а) паренхимой; б) воздухом;
в) гемолимфой; г) жидкостью под давлением.
5. В состав кожно-мускульного мешка аскариды входят мышцы:
а) продольные, расположенные отдельными тяжами;
б) продольные и косые;
в) кольцевые и продольные;
г) продольные, косые и кольцевые.
6. Яйцо человеческой аскариды является заразным, если:
а) будет проглочено сразу после выделения из oprai шзма больного человека;
б) пройдет через организм промежуточного хозяина;
в) пробудет в окружающей среде около месяца;
г) пробудет в водной среде около месяца.
7. Заражение человека аскаридами происходит при:
а) употреблении сырой рыбы;
б) употреблении плохо прожаренного мяса;
в) употреблении сырой воды из открытых водоемов;
г) несоблюдении правил личной гигиены.
161
8. Миграция личинки аскариды человеческой из кишечника по кро¬
веносным сосудам в легкие, а уже затем в ротовую полость и снова
в кишечник обусловлена тем, что:
а) для дальнейшего развития личинке нужен кислород:
б) личинке необходимо питание калорийной кровью;
в) на личиночной стадии аскарида может быть переварена в кишечнике;
г) верны псе утверждения.
9. Пищеварительная система отсутствует у:
а) человеческой аскариды;
б) бычьего цепня;
в) печеночного сосальщика;
г) детской острицы.
10. К круглым червям относятся:
а) плаиарпн, сосальщики; б) эхинококки, лептецы;
в) пиявки, трубочники; г) нематоды, коловратки.
11. Жизненный цикл со сменой хозяев имеют:
1) печеночный сосальщик;
2) ланцетовидная двуустка;
3) детская острица;
4) человеческая аскарида;
5) власоглав.
а) 1,2; 6)2,3; в) 3,4; г) 4,5.
12. Выберите признаки, характерные для бычьего цепня и аскариды
человеческой.
А. Бычий цепень.
Б. Аскарида
человеческая.
1. Тело цилиндрическое.
2. Тело лентовидное, членистое.
3. Есть пищеварительная система.
4. Ротового отверстия нет, пищу всасывает
всей поверхностью тела.
5. Кишка завершается анальным отверстием.
6. Имеется первичная полость тела.
7. Полости тела нет.
8. Имеет промежуточного хозяина.
9. Гермафродит.
10. Раздельнополые.
162
13. Соотнесите виды животных с соответствующими типами.
А. Плоские черви.
Б. Круглые черви.
1. Власоглав.
2. Детская острица.
3. Ланцетовидная двуустка.
4. Многоглазка.
5. Трихина человеческая.
G. Эхинококки.
14. Установите последовательность этапов в цикле развития челове¬
ческой аскариды начиная с яйца:
а) яйцо — легкие человека — личинка — взрослая особь;
б) яйцо — пищеварительный тракт человека — личинка — легкие челове¬
ка — пищеварительный тракт человека — взрослая особь;
в) личинка — пищеварительный тракт человека — взрослая особь — яйцо;
г) яйцо — пищеварительный тракт человека — личинка — взрослая особь.
15. Назовите основные приспособления червей к паразитизму:
1) сегментация тела;
2) плотная кутикула;
3) длинное тело;
4) наличие органов прикрепления;
5) наличие органов чувств;
6) способность к бескислородному дыханию;
7) наличие пищеварительной системы;
8) раздельнополость;
9) высокая плодовитость;
10) развитие со сменой хозяев;
11) двусторонняя симметрия.
16. Верхний слой кожно-мускульного мешка аскариды — ... .
17. Органы выделения аскариды — ....
18. Черви, ведущие паразитический образ жизни, — ....
а) 2,4,6,9,10;
в) 5,6,8, 9,10;
б) 1,2, .3,5,7;
г) 1,3,5,7,9.
Кольчатые черви
Общая характеристика. Кольчатые черви более высокоорганизо¬
ванные животные по сравнению с плоскими и круглыми. Для них ха¬
рактерны следующие основные признаки.
1. Двусторонне-симметричные животные. Тело состоит из головы,
сегментированного туловищам задней анальной лопасти. Сегментиро-
ванность туловища проявляется в разделении тела на ряд более или
менее сходных сегментов. При этом сегментация выражена не только
во внешней, но и во внутренней организации.
2. Хорошо развит кожно-мускульный мешок, образованный тон¬
кой кутикулой, выделяемой подстилающим ее однослойным эпители¬
ем, и двумя слоями мышц. В более тонком наружном слое мышечные
волокна кольцевые, а в более мощном внутреннем продольные. Благо¬
даря такому строению мускулатуры, черви могут изгибаться в различ¬
ных направлениях, а также удлинять или укорачивать свое тело..
3. Важный признак кольчатых червей — наличие вторичной полос¬
ти тела —• целома. Целом образуется в процессе эмбрионального разви¬
тия червя как полость внутри закладки третьего зародышевого лист¬
ка — мезодермы. Целом ограничен особым целомическим эпителием,
которым изнутри выстлан кожно-мускульный мешок. В каждом сег¬
менте целом представлен парой мешков. Соприкасаясь над и под кишеч¬
ником, стенки мешков образуют двуслойную перегородку, на которой
кишечник подвешен к телу. На границе между сегментами стенки со¬
седних целомических мешков формируют поперечные перегородки,
которые делят целом на определенное число поперечных отделов. Це¬
лом заполнен полостной (целомической) жидкостью, которая выпол¬
няет опорную, распределительную и выделительную функции.
4. Пищеварительная система начинается ротовым и заканчивается
анальным отверстием на конце анальной лопасти червя. Кишечник со¬
стоит из трех отделов передней, средней и задней кишки. Строение от¬
делов кишечника различается у разных представителей типа.
5. Нервная система кольчатых червей устроена более сложно, чем
у круглых. В головном отделе вокруг глотки расположено нервное
кольцо, образованное надглоточным и подглоточным нервными узлами.
От подглоточных узлов отходит брюшная нервная цепочка с посег-
ментно расположенными парами нервных узлов, скрепленных про¬
дольными и поперечными перемычками. У многих кольчатых червей
пары нервных узлов в каждом сегменте сливаются в один нервный
узел. От узлов отходят нервы к различным органам.
164
6. Органы чувств развиты у кольчатых червей в различной степени.
У морских многощетинковых червей хорошо развиты глаза, имеются
органы обоняния, химического чувства (разбросанные по телу чувст¬
вительные клетки). У малощетинковых (например у дождевых чер¬
вей) глаза и щупальца отсутствуют, но у них в коже расположены
многочисленные чувствительные клетки и нервные окончания.
7. Органы дыхания у многих видов отсутствуют, и газообмен осу¬
ществляется через покровы тела, но у большинства морских и некоторых
пресноводных видов есть жабры — тонкостенные выросты покровов,
расположенные попарно по бокам сегментов тела, реже — пучком на
голове или только на задних сегментах.
8. У кольчатых червей появляется кровеносная система — один из
важнейших признаков. Как правило, она замкнутая и состоит из двух
главных продольных сосудов — спинного и брюшного, на переднем
и заднем концах тела соединяющихся между собой. По спинному со¬
суду кровь движется от заднего конца тела к переднему, а по брюшно¬
му — в обратном направлении. Оба сосуда посегментно соединены
кольцевыми сосудами, охватывающими кишечник. Кровь движется
по сосудам благодаря ритмичным сокращениям стенок спинного сосуда
и пульсации сосудов, окружающих пищевод. Кровь у кольчатых чер¬
вей часто красного цвета, но бывает бесцветной или зеленой в зависи¬
мости от типа дыхательных пигментов.
9. Выделительная система кольчатых червей представлена мета-
нефридиями, расположенными в большинстве случаев посегментно
и попарно. Они имеют вид извитых трубочек, начинающихся в полости
тела воронкой с ресничками, которые открываются наружу отверстием
в соседнем членике.
10. Размножение, как правило, половое, но иногда образование но¬
вых особей происходит бесполым путем — почкованием или делением.
Среди кольчатых червей есть раздельнополые и гермафродитные виды.
Оплодотворение яиц наружное. У гермафродитов оплодотворение пе¬
рекрестное. Развитие у большинства видов происходит либо с превра¬
щением (метаморфозом), либо прямое.
Благодаря способности многих кольчатых червей к размножению поч¬
кованием или делением, они в высокой степени способны к регенерации.
Тип включает три класса: Многощетинковые, Малощетинковые
и Пиявки.
Класс Многощетинковые. Представители класса — наиболее древняя
группа кольчатых червей, давшая начало другим классам этого типа.
У этих червей по бокам сегментов тела образовались своеобразные ор¬
165
ганы — параподии (мускулистые выросты), служащие главным образом
в качестве органов движения. Параподии снабжены многочисленными
щетинками, что и послужило поводом к наименованию класса.
Тело многощетинковых состоит из ряда внешне сходных сегментов.
Передние сегменты, сливаясь, образуют хорошо выраженный голов¬
ной отдел, па котором расположены рог и различные органы чувств.
Многощетинковые черви — раздельнополые животные. Развитие
у них происходит с метаморфозом.
Представители многощетинковых червей: нереис, морская мышь,
серпула, пескожил.
Класс Малощетинковые. К этому классу принадлежат дождевые
черви и многие другие почвенные и водные формы.
Малощетинковые отличаются от многощетинковых многими су¬
щественными особенностями, развивающимися у них под влиянием
иных условий жизни — меньшей обособленностью головы, слабом
развитии органов чувств, редукцией параподий, сокращением числа
щетинок и появлением гермафродитной половой системы.
Дождевой червь обитает в почве. Эти животные играют важную роль
в почвообразовании, так как они рыхлят почву, участвуют в образовании
перегноя. Питаются дождевые черви растительными остатками. Пище¬
варительный тракт приспособлен к пропусканию через себя больших
масс почвы. Пища сначала поступает в переднюю кишку, состоящую из
глотки, пищевода, зоба и мускульного желудка, затем — в среднюю и,
наконец, в заднюю, заканчивающуюся анальным отверстием.
На каждом сегменте тела имеются щетинки, собранные в пучки.
У дождевого червя они расположены четырьмя группами, по две с ка¬
ждой стороны.
Дождевые черви — гермафродиты. Во время размножения две осо¬
би обмениваются семенной жидкостью со сперматозоидами. Яйца раз¬
виваются в коконе. Развитие прямое.
Класс Пиявки. Пиявки — своеобразные кольчатые черви, явля¬
ющиеся в основном эктопаразитами различных животных или сво-
бодноживущими хищниками. Тело обычно уплощенное. Параподии
и щетинки отсутствуют. На переднем и заднем концах тела имеется по
присоске, с помощью которых пиявки прикрепляются к телу хозяина.
Пиявки питаются кровью различных животных, нанося им вред.
Практический интерес представляет медицинская пиявка, используемая
для лечения больных людей. У медицинской пиявки слюнные железы
166
выделяют белковое вещество гирудин, обладающее свойством препят¬
ствовать свертыванию крови, поэтому ранки, сделанные пиявками,
долго кровоточат.
Кольчатые черви принимают участие в почвообразовании и явля¬
ются звеном в цепях питания, ими питаются многие водные и назем¬
ные животные.
Знай основные термины и понятия
Кольчатые черви, сегмент, параподии, кожно-мускульный мешок, кольце¬
вые мышцы, продольные мышцы, вторичная полость тела, целомический эпи¬
телий, челюсти, известковые железы, мускулистый желудок, метанефридии,
сегментарные органы, окологлоточное нервное кольцо, брюшная нервная це¬
почка, трохофора, поясок, муфточка, семяприемники, кокон, гирудин, много-
и малошетинковые черви, пиявки.
Вопросы для самоконтроля
1. В каких средах жизни обитают кольчатые черви?
2. Как тело дождевого червя может изменяться в длину и ширину?
3. Чем полость тела кольчатых червей отличается от полости тела
круглых червей?
4. Какое строение имеет кровеносная система кольчатых червей и ка¬
ковы ее функции?
5. Чем по внешнему строению многощетинковые черви отличаются
от малощетинковых?
6. Как размножаются кольчатые черви? Чем различается развитие
малощетинковых и многощетинковых?
7. Чем выделительная система кольчатых червей отличается от вы¬
делительной системы плоских червей?
8. Каковы особенности строения нервной системы кольчатых червей?
9. Каково значение кольчатых червей?
167
Тренировочньве задания
1. Для представителей кольчатых червей характерно наличие полос¬
ти тела:
а) первичной; б) вторичной;
в) смешанной; г) полость тела отсутствует.
2. Полость тела кольчатых червей заполнена:
а) воздухом; б) жидкостью;
в) кровью; г) паренхимой.
3. Кожно-мускульный мешок дождевого червя образован:
а) соединительной тканыо;
б) только кожным покровом;
в) только мышцами;
г) плотно сросшимися кожным покровом и мышцами.
4. Органы выделения у кольчатых червей представлены:
а) почками; б) метанефридиями;
в) протоиефридиями; г) мальпигиевыми сосудами.
5. Движение крови по сосудам у дождевого червя обеспечивается со¬
кращением:
а) продольных сосудов;
б) кольцевых сосудов во всех члениках;
в) спинного сосуда и нескольких кольцевых сосудов в передней части тела;
г) брюшного сосуда и нескольких кольцевых сосудов в передней части тела.
6. Нервная система кольчатых червей образована:
а) разбросанными нервными клетками, связанными отростками в еди¬
ную сеть;
б) окологлоточным нервным кольцом и нервными стволами;
в) окологлоточным нервным кольцом, ганглиями, расположенными в виде
лестницы или цепочки с отходящими от них нервами;
г) окологлоточным нервным кольцом и отходящими от него нервными
стволами.
7. К наиболее древним классам кольчатых червей относятся:
а) малощетинковые;
б) многощетинковые;
в) пиявки;
г) все классы появились практически одновременно.
168
8. К многощетинковым червям относится:
а) дождевой червь; б) пескожил;
в) рыбья пиявка! г) трубочник.
9. Тело не сегментировано у:
а) трубочника; б) улитковой пиявки;
в) пескожила; г) луковой нематоды.
10. Наиболее прогрессивным признаком кольчатых червей по сравне¬
нию с круглыми является:
а) наличие кожно-мускульного мешка;
б) наличие пищеварительной и выделительной систем;
в) возникновение вторичной полости тела;
г) гермафродитизм.
11. Лечение пиявками (трудотерапия) заключается в том, что:
а) пиявки выделяют вещество, препятствующее воспалению;
б) пиявки отсасывают плохую кровь;
в) попадающий в кровь гирудин снижает ее свертываемость;
г) при присасывании пиявок снижаются болевые ощущения.
12. Выберите признаки, характерные для круглых червей, кольчатых
червей и общие для этих двух типов.
A. Круглые черви.
Б. Кольчатые черви.
B. Общие признаки.
1. Трехслойное строение.
2. Двусторонняя симметрия тела.
3. Наличие полости тела.
4. Полость тела первичная.
5. Полость тела вторичная.
6. Наличие кровеносной системы.
7. Личиночная стадия развития.
8. Членистое строение тела.
9. Паразитический образ жизни.
10. Один слой мышц.
11. Два слоя мышц.
12. Наличие усиков, глаз и других органов
чувств.
13. Пищеварительная система у кольчатых червей:
а) есть, но не разделена на отделы;
б) есть и разделена на отделы;
в) есть, но не имеет анального отверстия;
г) отсутствует.
169
14. Оплодотворение у дождевых червей происходит в:
а) почве; б) коконе;
в) воде; г) муфточке.
15. Основным отличием многощетинковых червей от малогцетинко-
вых является:
а) наличие щетинок;
б) наличие органов чувств;
в) отсутствие органов выделения;
г) паразитический образ жизни.
16. Наличие жабер характерно для:
а) аскариды;
б) дождевого червя;
в) медицинской пиявки;
г) морской нереиды.
17. Выберите признаки, характерные для круглых, кольчатых червей
и общие для животных этих двух типов признаки.
A. Круглые черви.
Б. Кольчатые черви.
B. Общие признаки.
1. Членистость тела.
2. Трехслойные животные.
3. Двусторонняя симметрия тела.
4. Мощная кутикула, образующая покров червя.
5. Наличие полости тела.
6. Паразитический образ жизни.
7. Два слоя мышц.
8. Наличие кровеносной системы.
9. Наличие усиков, глаз и других органов
чувств.
10. Наличие личиночной стадии развития.
18. Распределите перечисленных животных по соответствующим
классам: Многощетинковые и Малощетинковые черви.
А. Многощетинковые черви.
Б. Малощетинковые черви.
1. Дождевой червь.
2. Морская мышь.
3. Нереис.
4. Палопо.
5. Пескожил.
6. Серпула.
7. Трубочник.
170
19. Органами выделения кольчатых червей являются ....
20. Мускулистые лопостевидные боковые выросты туловищных сег¬
ментов тела многошетинковых червей, служащие главным обра¬
зом в качестве органов движения, — это ... .
21. Особое вещество секрета слюнных желез пиявок, разжижающее
кровь и предотвращающее ее свертывание, — это ... .
22. Личинка некоторых кольчатых червей — ....
Моллюски
Общая характеристика. Моллюски, или мягкотелые, — это много¬
численный тип животных, насчитывающий свыше 100 тыс. видов.
К моллюскам относятся водные, реже наземные животные, харак¬
теризующиеся рядом признаков.
1. Моллюски — билатерально-симметричные животные, но у неко¬
торых (например у брюхоногих) вследствие нарушения билатераль¬
ной симметрии тело становится асимметричным.
2. У большинства моллюсков тело не сегментировано и разделяется
на голову, туловище и ногу.
3. Вторично-полостные животные. Целом представлен околосер¬
дечной полостью и участком вокруг половых желез.
4. Большинство моллюсков имеют раковину, состоящую из трех
слоев — рогового, известкового, перламутрового, и мантию — складку
кожи, покрывающую внутренностный мешок. Между мантией и телом
находится мантийная полость, в которой размещаются жабры у вод¬
ных и легкие у наземных видов. Роль легкого выполняет мантийная
складка, пронизанная кровеносными сосудами. В мантийную полость
открываются анальное, половое и выделительное отверстия.
5. Пищеварительная система состоит из рта, глотки, пищевода, же¬
лудка и кишки, заканчивающейся анальным отверстием. Имеются
слюнные железы и печень, в которой переваривается пища. У некото¬
рых в глотке есть терка (радула) — язык, покрытый роговыми зубчиками,
при помощи которых соскребается и измельчается пища.
6. Кровеносная система незамкнутая. Она состоит из сердца и отхо¬
дящих от него кровеносных сосудов. Сердце имеет одно или несколько
171
предсердий и желудочек. В сердце кровь поступает от органов дыха¬
ния, обогащенная кислородом. При сокращении желудочка кровь вытал¬
кивается в сосуды и распределяется по телу в систему лакун и синусов,
где происходит газообмен.
7. Органы выделения — почки (видоизменные метанефридии). Во¬
ронка почки открывается в околосердечную полость, а выделительное
отверстие — в мантийную полость.
8. Нервная система разбросанноузлового типа. Она образована не¬
сколькими нервными узлами, соединенными между собой нервными
тяжами, и отходящими от них нервами. У моллюсков развиты разно¬
образные органы чувств, которые представлены глазами, органами
обоняния, равновесия и химического чувства. У брюхоногих два про¬
стых глаза, которые располагаются у основания (у прудовиков) или на
концах (у катушки, слизней) щупалец. Глаза головоногих аналогичны
глазам позвоночных.
9. Размножение половое. Большинство моллюсков раздельнопо¬
лые, но есть и гермафродиты. Развитие протекает с метаморфозом.
У низших имеется личиночная стадия — трохофора, сходная с личин¬
ками морских кольчатых червей (указывает на общность происхожде¬
ния моллюсков и кольчатых червей). У наземных и вторичноводных
развитие протекает без метаморфоза.
Тип Моллюски включает несколько классов, из которых наиболее
распространены Брюхоногие, Двустворчатые и Головоногие.
Класс Брюхоногие. К брюхоногим моллюскам относятся прудо¬
вики, слизни, катушки, виноградные улитки. Одни из них обитают
в воде, другие — на суше. Большинство имеет закругленную раковину.
У некоторых раковина редуцирована (голый слизень). Тело состоит
из трех отделов: головы, туловища и ноги. На голове находятся одна
пара глаз и щупальца.
У брюхоногих имеется терка-язык, с помощью которого они со¬
скабливают растительную пищу. Питаются брюхоногие в основном
растительной пищей.
Среди них есть раздельнополые и гермафродиты. Яйца брюхоно¬
гие откладывают в почву, на поверхность листьев. Из яиц выходят ма¬
ленькие улитки.
Класс Двустворчатые. К двустворчатым моллюскам относятся
устрицы, мидии, перловицы, гребешки. Они обитают в пресных водоемах,
морях. Тело двустворчатых моллюсков заключено в раковину и упло¬
щено с боков. Голова отсутствует. Мантия имеет две складки, ее края
172
срастаются, образуя выводной и вводной сифоны, благодаря которым
вода с нишевыми частицами попадает в мантийную полость. Моллюски
фильтруют воду, поглощая из нее органические вещества, микроорга¬
низмы. Органы дыхания у двустворчатых моллюсков — жабры. Многие
из них могут передвигаться при помощи мускулистой ноги. Большин¬
ство двустворчатых моллюсков раздельнополые. Самка откладывает
яйца в мантийную полость, где происходит оплодотворение. Яйца раз¬
виваются на жабрах, из яиц выходят личинки. Они имеют раковину,
на створках которой есть зубцы. При помощи створок раковины ли¬
чинки прикрепляются к коже рыб и ведут некоторое время паразити¬
ческий образ жизни.
Класс Головоногие. Его представители — каракатицы, кальмары,
осьминоги — обитают в морях. Эти животные — хищники, питающиеся
рыбой, крабами. Головоногие имеют щупальца. Раковина у большин¬
ства редуцирована. Движение животных осуществляется за счет мантий¬
ной полости. У них имеются внутренний хрящевой скелет, высокораз¬
витая нервная система. Хрящевая капсула окружает головной мозг,
а ее выросты защищают глаза и органы равновесия.
Моллюски входят в состав цепей питания — служат пищей для
многих животных (жаб, лягушек, кротов, рыб).
Такие моллюски, как виноградные улитки, устрицы, гребешки, ми¬
дии, кальмары, человек употребляет в пищу. Раковины некоторых
моллюсков используются для получения перламутра. Моллюски яв¬
ляются источником жемчуга.
Вместе с тем некоторые моллюски наносят вред хозяйственной
деятельности человека: одни — овощным культурам, например голый
слизень: другие повреждают днища кораблей, свай (мидии, корабель¬
ный червь); малый прудовик является промежуточным хозяином бы¬
чьего цепня.
Знай основные термины и понятия
Моллюски, раковина, нога, мантия, мантийная полость, мускулы-замыка¬
тели, крышечка, язык, терка (радула), сифоны, жабры, легкое, печень, фильтра¬
ционный тип питания, почки, разбросанно-узловая нервная система, глохидий,
жемчуг, брюхоногие, пластинчатожаберные, головоногие моллюски.
173
Вопросы для самоконтроля
f
1. Что представляет собой раковина моллюсков?
2. Каковы особенности строения тела моллюсков? Почему их назы¬
вают мягкотелыми?
3. Что собой представляет полость тела моллюсков? Каковы ее функ¬
ции?
4. Как питаются моллюски?
5. Как осуществляется дыхание моллюсков? Что собой представля¬
ют легкие?
6. Как размножаются и развиваются моллюски?
7. Каково значение моллюсков в природе?
Тренировочные задания
1. Мантия моллюсков — это:
а) наружный покров раковины;
б) внутренний слой мантийной полости;
в) кожная складка, покрывающая тело моллюсков;
г) слизистые выделения, облегчающие дыхание и движение моллюсков.
2. Раковина моллюсков образована:
а) выделениями пищеварительных желез;
б) частичками песка, приклеивающимися к телу;
в) выделениями кожного эпителия мантии;
г) выделениями половых желез.
3. Ток воды через сифоны беззубки обеспечивается:
а) заглатыванием воды;
б) движением ротовых щупалец;
в) разностью давления воды на входе и выходе;
г) движениями ресничек мантии, жабер, ротовых лопастей.
4. К пищеварительным железам брюхоногих моллюсков относятся:
а) слюнные железы и печень;
б) печень и поджелудочная железа;
в) слюнные н поджелудочная железы;
г) желудочные и кишечные железы.
5. К моллюскам, обитающим па суше, относятся:
1) мидия;
2) голый слизень;
3) беззубка;
4) осьминог;
5) садовая улитка;
6) обыкновенный прудовик.
а) 1,3; 6)2,4; в) 5, 6; г) 2, 5.
6. Беззубки по типу питания относятся к:
а) хищникам; 6) паразитам;
в) растительноядным; г) фильтраторам.
7. Органы дыхания у моллюсков представлены:
а) жабрами и легкими; б) жабрами и кожей;
в) трахеями и жабрами; г) трахеями и легкими.
8. Малый прудовик дышит:
а) жабрами;
б) всей поверхностью тела;
в) трахеями;
г) легкими, образованными стенками мантии.
9. Органы выделения, или почки, у моллюсков:
а) одним концом открываются в мантийную полость, другим — во внеш¬
нюю среду;
б) одним концом открываются в околосердечную сумку, другим — в ман¬
тийную полость;
в) одним концом открываются в заднюю кишку, другим — в мантийную
полость;
г) одним концом открываются в мантийную полость, другим — в моче¬
вой пузырь.
10. Жемчуг образуется в раковинах;
а) брюхоногих моллюсков;
б) головоногих моллюсков;
в) некоторых двустворчатых моллюсков;
г) представителей всех классов моллюсков.
175
11. Гермафродитизм характерен для:
а) беззубки; б) перловицы;
в) прудовиков; г) кальмаров.
12. Из перечисленных животных раздельнополыми являются:
1) виноградная улитка;
2) каракатица;
3) катушка роговидная;
4) осьминог;
5) полевой слизень;
б) обыкновенный прудовик.
а) 1,2; 6)3,6; в) 4, 5; г) 2, 4.
13. К двустворчатым моллюскам не относится:
а) перловица: б) корабельный червь;
в) рапана; г) мидия.
14. Соотнесите перечисленные виды моллюсков с их типом дыхания.
A. Дышат растворенным в воде кислородом.
Б. Дышат атмосферным воздухом.
B. Способны дышать атмосферным н рас¬
творенным в воде кислородом.
1. Виноградная улитка.
2. Жемчужница.
3. Катушка.
4. Малый прудовик.
5. Мидия.
6. Осьминог.
7. Устрица.
15. Из перечисленных признаков выберите те, которые характерны
для беззубки и виноградной улитки.
А. Беззубка.
Б. Виноградная улитка.
1. Тело разделено на голову, туловище
и ногу.
2. Раздельнополые.
3. Личинки паразитируют на теле рыб.
4. Есть глаза, расположенные на концах
щупалец.
5. Дыхание жаберное.
6. Наличие терки.
7. Оплодотворение наружное.
8. Развитие прямое.
176
16. Распределите перечисленные виды моллюсков по соответству¬
ющим классам: Пластинчатожаберные, Брюхоногие, Головоногие.
A. Пластинчатожаберные.
Б. Брюхоногие.
B. Головоногие.
1. Гребешок.
2. Дрейс.сена речная.
3. Кальмар.
4. Каракатица.
5. Мидия.
6. Райана.
7. Садовый слизень.
8. Устрица.
9. Янтарка.
17. Наружная кожная складка, покрывающая все тело моллюска или
его часть, называется ....
18. Расширенные отверстия, образованные складками мантии, сооб¬
щающие мантийную полость с окружающей средой, у двустворча¬
тых моллюсков — это
19. Тонкая роговая пластинка с многочисленными зубчиками, покры¬
вающая язык моллюсков, — ....
Общая характеристика членистоногих. Тип Членистоногие — са¬
мый многочисленный из современных типов животных, объединяющий
свыше 1,5 млн видов. К ним относятся водные и сухопутные формы,
обладающие членистыми конечностями и сегментированным телом.
Среди беспозвоночных членистоногие представляют собой наиболее
высокоорганизованных животных (не считая класс головоногих мол¬
люсков, которые по уровню организации в некоторых отношениях стоят
выше членистоногих). В процессе эволюции членистоногие приобрели
ряд особенностей (ароморфозов), которые обеспечили чрезвычайно
широкие возможности расселения этой группы животных и приспо¬
собления их к самым разнообразным условиям существования.
Признаки членистоногих
1. Тело членистоногих сегментировано, но, в отличие от кольчатых
червей, сегменты их неоднородны и обладают различным строением
в разных участках тела. Это приводит к разделению тела на три функ¬
Членистоногие
177
ционально различных отдела: голову, на которой помещаются рот и ор¬
ганы чувств; грудь, выполняющую в основном двигательную функ¬
цию; и брюшко, заключающее в себе большую часть внутренних орга¬
нов. Высшей степени эта дифференцировка достигает у насекомых.
2. Конечности членистоногих состоят из члеников, подвижно со¬
единенных между собой и телом посредством суставов. Расположенные
в разных отделах конечности часто специализируются для выполнения
разнообразных функций — движения, захвата и измельчения пищи,
дыхания, оплодотворения. Развитие членистых конечностей, сгиба¬
ющихся в суставах, возможно только при наличии твердого скелета.
Таким скелетом у членистоногих является хитиновый покров.
Хитиновый покров защищает тело членистоногих от неблагоприятных
воздействий внешней среды, а также служит наружным скелетом, к ко¬
торому прикрепляются мускулы. Хитиновый покров плохо растяжим,
поэтому рост этих животных периодически сопровождается линьками.
3. Мускулатура членистоногих представлена отдельными мышеч¬
ными пучками — мышцами, прикрепляющимися к наружному покрову.
Кожно-мускульного мешка, характерного для кольчатых червей, у чле¬
нистоногих нет. Мышцы, выполняющие двигательную функцию, имеют
поперечнополосатую структуру, а мышцы внутренних органов слагаются
из гладких волокон. Наличие поперечнополосатых мускульных волокон
обеспечивает более быстрое сокращение и более четкую работу мышц.
4. Полость тела членистоногих смешанная. Она образуется в ре¬
зультате слияния первичной полости тела и сегментированного целома.
В ней находятся внутренние органы.
5. Нервная система членистоногих похожа на таковую у кольчатых
червей. В голове над глоткой находится парный надглоточный нерв¬
ный узел, соединенный с парным подглоточным нервным узлом двумя
тяжами, охватывающими с боков глотку. От подглоточного узла начи¬
нается брюшная нервная цепочка.
6. Хорошо развиты органы чувств — органы зрения, слуха, обоня¬
ния, осязания, вкуса.
7. Органы дыхания у большинства водных членистоногих — жаб¬
ры. У наземных и некоторых водных видов органами дыхания служат
легкие и трахеи.
8. Пищеварительная система членистоногих состоит из трех отде¬
лов — передней, средней и задней кишки. В пищеварительной системе
имеются пищеварительные железы. Форма и строение ротовых орга¬
нов и некоторых отделов пищеварительной системы разнообразны
в зависимости от способа питания и характера пищи.
178
9. Кровеносная система членистоногих незамкнутая. От располо¬
женного на спинной стороне тела сердца (или ряда следующих друг за
другом сердец) к различным частям тела отходят кровеносные сосуды.
Находящаяся в них гемолимфа изливается в полость тела и омывает
внутренние органы. В сердце гемолимфа засасывается из полости тела
через отверстия в его стенках. Гемолимфа — бесцветная или зеленая
жидкость, выполняющая функцию крови у беспозвоночных с незамкну¬
той кровеносной системой. У насекомых в связи с развитием трахейной
системы функции ее ограничены в основном доставкой питательных
веществ от кишечника к различным органам.
10. Органы выделения представлены у ракообразных видоизме¬
ненными метанефридиями, расположенными в головном отделе живот¬
ного. У паукообразных имеются мальпигиевы сосуды (тонкие слепые
отростки кишечника) и измененные метанефридии. У насекомых ор¬
ганами выделения служат мальпигиевы сосуды.
11. Размножаются членистоногие только половым способом. По¬
давляющее большинство — раздельнополые, лишь некоторые парази¬
тические и сидячие формы — гермафродиты.
Три наиболее распространенных класса членистоногих — Ракооб¬
разные, Насекомые и Паукообразные.
Класс Ракообразные. В основном это водные животные. Класс Ра¬
кообразные объединяет низших и высших ракообразных. К низшим
ракообразным относятся дафнии, циклопы, рачки, паразитирующие
на рыбах, сидячие формы (например морские желуди, морские уточ¬
ки) и многие другие; к высшим — мокрицы, речные раки, омары, лан¬
густы, креветки, крабы, раки-отшельники и др.
Строение ракообразных можно рассмотреть на примере высших
раков. Тело их покрыто хитиновым панцирем и состоит из головы,
груди и брюшка. Нередко голова и грудь сливаются, образуя головогрудь
(например у речного рака). На голове расположены две пары усиков —
короткие и длинные, сложные глаза, три пары челюстей, три пары но-
гочелюстей. Усики — органы осязания и обоняния.
У многих ракообразных пять пар ходильных ног. На передней паре
ходильных ног у некоторых из них имеются клешни. На брюшке рас¬
положены брюшные ножки.
Тело покрыто хитиновым покровом, пропитанным известью. В же¬
лудке пища перетирается и переваривается. В переваривании пищи
участвует печень. Дышат ракообразные при помощи жабр.
Органы выделения — пара зеленых желез, расположенных у осно¬
вания усиков.
179
Нервная система образована надглоточным и подглоточным нерв¬
ными узлами и брюшной нервной цепочкой.
У ракообразных хорошо развиты органы чувств — сложные глаза,
органы обоняния и осязания.
Ракообразные раздельнополые. Отложенные самкой яйца прикре¬
пляются к брюшным ножкам. Из яиц появляются маленькие рачки.
Ракообразные — звено в пищевых цепях. Они служат пищей для
многих животных — рыб, китообразных. Ракообразные являются са¬
нитарами водоемов, очищают воду. Ряд ракообразных используется
в пищу человеком — крабы, раки, омары.
Речной рак живет в реках и озерах с чистой водой. Его тело состоит из
головогруди и брюшка. На головогруди расположены глаза, две пары
усиков, ротовые органы, пять пар ходильных ног. Первая пара ходильных
ног имеет клешни — приспособление для защиты от врагов, захвата и раз¬
рывания пищи и продвижения ее в рот. Брюшко членистое. На брюшке
есть шесть пар брюшных ног и хвостовой плавник. Брюшные ножки
выполняют плавательные функции (у самки на брюшных ножках еще
вынашиваются и яйца). У речного рака первая и вторая пары брюшных
ножек выполняют функции копулятивных органов. Передвигаются
раки при помощи ходильных ног. Полость тела заполнена гемолимфой.
Питаются раки в основном водными беспозвоночными животными,
гниющими органическими остатками. Пища перетирается челюстями,
попадает в рот, затем в пищевод и жевательный отдел желудка с хити¬
новыми зубцами. Измельченная пища переходит в цедильный желу¬
док, а из него — в среднюю кишку. В короткой средней кишке пища
переваривается и всасывается. В кишку открываются протоки пище¬
варительной железы — «печени». Задняя кишка имеет вид трубки, ко¬
торая тянется вдоль брюшка и заканчивается анальным отверстием.
Органы дыхания — жабры, которые в виде тонких перистых вырос¬
тов помещаются в особой камере под головогрудным щитом. Вода по¬
ступает к жабрам через маленькие отверстия у основания грудных ног
и выходит через отверстие возле рта. Жабры оплетены густой сетью
капилляров. В них осуществляется газообмен.
Кровеносная система включает в себя сердце, расположенное на
спинной стороне головогруди, и кровеносные сосуды. Сердце обеспе¬
чивает движение крови.
Выделительная система представлена у раков парой зеленых же¬
лез, расположенных в головной части тела. Они открываются наружу
в основании длинных усиков. Через них удаляются жидкие продукты
жизнедеятельности.
180
Нервная система состоит из окологлоточного нервного кольца и пяти
пар нервных узлов, образующих брюшную нервную цепочку нервов.
Органы зрения у раков — пара сложных глаз на подвижных сте¬
бельках; органы обоняния — короткие усики; органы осязания — длин¬
ные усики; органы равновесия — статоциты.
Размножение половое. Речные раки раздельнополые. Оплодотворе¬
ние внутреннее. Откладка яиц происходит зимой. Яйца приклеиваются
к брюшным ногам самки. Их развитие происходит несколько месяцев.
Молодые рачки появляются весной.
Класс Паукообразные. В основном это наземные животные. Их
тело состоит из двух отделов — головогруди и брюшка. У паукообраз¬
ных четыре пары ходильных ног, нет усиков. На конечностях есть ко¬
готки, на брюшке — паутинные бородавки.
Органы дыхания у паукообразных — легкие и трахеи.
К паукообразным относятся пауки, скорпионы, сенокосцы, клещи.
Представителем пауков я вляется паук-крестовик. Его тело состоит
из двух отделов: маленькой вытянутой головогруди и большого шаро¬
образного брюшка. На головогруди спереди сверху расположены четыре
пары глаз, снизу — пара мощных челюстей — хелицеры, в основании ко¬
торых находятся ядовитые железы. Рядом с челюстями расположены
ногощупальца. Они толстые, мягкие, покрытые чувствительными во¬
лосками — это органы осязания. По бокам головогруди расположены
четыре пары ходильных ног.
Брюшко шарообразное, гладкое сверху. Ног на брюшке нет, снизу
на конце брюшка расположены три пары паутинных бородавок.
Способность выделять паутину — отличи тельная особенность всех
пауков. Из паутины пауки строят ловчие сети, обтягивают стенки сво¬
их убежищ, делают коконы для яиц, используют паутину для полетов.
Покров у пауков хитиновый.
Пищеварительная система состоит из отделов: рта, глотки, пище¬
вода, желудка, передней, средней и задней кишок. Непереваренные ос¬
татки пищи выделяются через анальное отверстие.
У паука имеет место внеорганизменное пищеварение: жертва висит
на паутине, а капелька слюны паука, впущенная в нее, разжижает
плотные ткани. Слюна превращает содержимое жертвы в жидкую
пищу, и паук всасывает ее.
Дыхательная система представлена легкими и трахеями. Пара ле¬
гочных мешков расположена в передней части брюшка снизу. Трахеи
образуются из эктодермы — это трубки из эпителия и тонкой кутикулы.
У паука две пары неветвящихся трахей в задней части брюшка.
181
Кровеносная система незамкнутая. Сердце в виде длинной трубоч¬
ки находится на спинной стороне брюшка, от него отходят кровенос¬
ные сосуды.
Выделительная система представлена мальпигиевыми сосудами, ко¬
торые одним концом слепо заканчиваются в полости тела. В них из ор¬
ганизма поглощаются конечные продукты обмена. Другим концом
выделительные трубочки впадают в кишечник между средней и зад¬
ней кишками. В кишечнике большая часть воды всасывается обратно.
Нервная система узлового типа. Надглоточный узел состоит из
пяти пар нервных узлов, образующих мозг, от которого отходит брюш¬
ная нервная цепочка.
Органы чувств — это четыре пары простых глаз на голове и органы
осязания на ногощупальцах.
Пауки раздельнополые. Самки намного крупнее самцов, строят
ловчие сети из паутины только самки. Оплодотворение внутреннее.
Оплодотворенная самка откладывает яйца, окутывая их паутиной.
Развитие прямое.
Зимуют пауки в укромных местах, где пребывают в оцепенении.
Клеш,и — мелкие паукообразные, у которых все членики тела слиты.
Они обитают в почве, воде. Многие из них являются паразитами рас¬
тений, рыб, птиц, зверей, человека. Паутинный клещ питается соком
растений; мучной клещ выедает зародыш зерна злаковых растений.
Зудневые клещи живут в коже человека и различных млекопитающих
и вызывают заболевание — чесотку. Однако гораздо более опасны ик-
содовые клещи, ведущие экзопаразитический образ жизни. Они являют¬
ся переносчиками таких тяжелых заболеваний человека и домашних
животных, как клещевой сыпной и возвратный тиф, клещевой энце¬
фалит, туляремия, пироплазмоз крупного рогатого скота и др.
Паукообразные являются звеном в цепях питания, они регулируют
численность насекомых.
Класс Насекомые. Это наиболее многочисленные и высокоорга¬
низованные членистоногие, их насчитывается свыше 1 млн видов.
Тело насекомых состоит из трех отделов — головы, груди и брюшка.
Они имеют три пары ходильных ног и пару усиков — органов осязания
и обоняния. Органы зрения — сложные глаза. Большинство насеко¬
мых имеют крылья.
Ротовой аппарат насекомых приспособлен к питанию разнообраз¬
ной пищей, он может быть грызущим (жуки, кузнечики, тараканы,
стрекозы и др.), грызуще-сосущим (пчелы, шмели), колюще-сосущим
(комары, клопы, тли), сосущим (чешуекрылые), лижущим (мухи).
182
У насекомых встречаются разнообразные типы конечностей. В за¬
висимости от образа жизни конечности могут быть бегательного, прьт-
гательного, копателытого, плавательного типа.
У насекомых тело защищено хитиновым покровом, к которому
прикрепляются пучки мышц.
Пищеварительная система насекомых хорошо развита, в ней выде¬
ляются отделы: рот, глотка, пищевод, желудок с хитиновыми зубцами,
кишечник, заканчивающийся анальным отверстием.
Органы выделения насекомых — мальпигиевы сосуды. Часть про¬
дуктов обмена накапливается в клетках жирового тела.
Кровеносная система насекомых незамкнутая.
У насекомых сильно развит надглоточный нервный узел — «голов¬
ной мозг», поэтому многие из них имеют сложное поведение.
Насекомым свойственно половое размножение. Для одних харак¬
терно развитие с полным превращением, при котором из яйца разви¬
вается личинка, она окукливается, а из куколки появляется взрослое
насекомое (бабочки, пчелы, мухи), для других — с неполным превра¬
щением, когда из яйца появляется личинка, похожая на взрослое насе¬
комое (саранча, кузнечики, тараканы).
Роль насекомых в природе состоит в том, что они опыляют расте¬
ния, участвуют в почвообразовании, являются санитарами, уничто¬
жая трупы животных, а также служат пищей многим животным.
Ряд насекомых был одомашнен человеком — медоносная пчела, ту¬
товый шелкопряд.
Вместе с тем многие насекомые являются вредителями леса, сель¬
скохозяйственных культур (колорадский жук, майский жук, капуст¬
ная белянка). Ряд насекомых являются переносчиками возбудителей
болезней: брюшного тифа (вши), чумы (блохи), дизентерии (комнат¬
ная муха), малярии (малярийный комар).
Отряды насекомых с неполным превращением
Отряд Прямокрылые. К этому отряду относятся кузнечики, саран¬
ча, медведки, сверчки. Передние крылья у них прямые, кожистые, узкие,
складывающиеся вдоль тела. Они закрывают широкие перепончатые
тонкие задние крылья, складывающиеся на спине веером. Задние ноги
прыгательного типа. Ротовые органы грызущие. Многие прямокры¬
лые являются вредителями сельскохозяйственных растений (саранча,
медведки).
Отряд Клопы, или Полужесткокрылые. Передние крылья наполо¬
вину жесткие, а ближе к свободным концам тонкие и перепончатые.
183
Задние крылья также тонкие и перепончатые. У постельного клопа, пи¬
тающегося кровыо теплокровных животных и человека, крылья реду¬
цированы. Ротовые органы колюще-сосущие. Одним из важнейших
вредителей сельскохозяйственных культур растений является клоп-
черепашка. Он обитает на хлебных злаках: взрослые особи сосут соки
из молодых побегов, а личинки — из наливающегося зерна.
Отряд Равнокрылые. Он включает в себя тлей, червецов, цикад. ,
Обе пары крыльев у них имеют одинаковое строение, иногда крылья
отсутствуют. Ротовой аппарат колюще-сосущего типа. Для многих
представителей отряда характерны жизненный цикл и интенсивное
размножение.
Разные виды тлей являются опасными вредителями культурных
растений. Виноградная тля филлоксера паразитирует на корнях вино¬
градных лоз. Кровяная и яблоневая тли наносят вред яблоням и дру¬
гим плодовым деревьям.
Отряды насекомых с полным превращением
Отряд Жесткокрылые, или Жуки. Передние крылья у них превра- ;
тились в твердые, пропитанные хитином надкрылья и выполняют в основ¬
ном защитные функции, т. е. в покое прикрывают тонкие перепончатые
задние крылья. Ротовые органы у взрослых особей и личинок грызу¬
щего типа. Многие жуки являются вредителями лесных, садовых, ого¬
родных и полевых растений. Майские жуки во взрослом состоянии
поедают листья деревьев и кустов, а личинки, живущие в течение трех
лет в почве, повреждают корни растений.
Короеды, усачи живут в древесине различных деревьев, проделы¬
вая в ней ходы, что приводит к гибели растений.
Колорадский жук легко узнается по ярко-желтой окраске с пятью
черными полосками на каждом надкрылье. Это опасный вредитель
картофеля, листьями которого питаются взрослые особи и личинки.
Среди жуков есть много видов, приносящих значительную пользу
сельскому хозяйству, например: божьи коровки, поедающие тлей;
хищные жуки-жужелицы, уничтожающие большое количество вред¬
ных насекомых.
Многие жуки (навозники, скарабеи, мертвоеды, могильщики и др.)
активно участвуют в разложении трупов и навоза.
Отряд Чешуекрылые, или Бабочки. Для представителей этого от¬
ряда характерно наличие двух пар больших крыльев, покрытых мел¬
кими хитиновыми чешуйками. Ротовые органы сосущего типа в виде
хоботка, свернутого в спираль. Личинки бабочек (гусеницы) питаются
184
твердой пищей, поэтому их ротовые органы, в отличие от взрослых
особей, грызущего типа. Личинки многих бабочек приносят вред различ¬
ным растениям. Гусеницы капустной белянки сильно повреждают ка¬
пусту и другие огородные культуры. Гусеницы ночной бабочки озимой
совки питаются в основном всходами хлебных злаков. Гусеницы боя¬
рышницы и яблоневой моли — злостные вредители плодовых деревьев.
Взрослые бабочки являются опылителями многих культурных и ди¬
корастущих растений. Тутового шелкопряда разводят с целью получе¬
ния натурального шелка: гусеницы этих бабочек имеют особые железы,
выделяющие белковое вещество фиброин, которое затвердевает на
воздухе и превращается в шелковую нить. Разводят также дубового
шелкопряда для получения более грубой пряжи — чесучи.
Отряд Перепончатокрылые. Этот отряд объединяет пчел, шмелей,
ос, наездников, муравьев и др. За исключением бескрылых форм, пере¬
пончатокрылые имеют две пары перепончатых крыльев, причем зад¬
ние крылья несколько меньше передних. Ротовой аппарат грызущего
или грызуше-сосущего типа. На конце брюшка самок часто имеется
яйцеклад или жало — видоизмененный яйцеклад.
Для многих перепончатокрылых свойственно сложное поведение,
которое в основном обусловлено инстинктами. Это проявляется в мно¬
гообразных формах: забота о потомстве, добывание пищи, строительство
гнезд и т. п. Особой сложности инстинктивное поведение достигает у об¬
щественных насекомых — пчел, муравьев, ос, шмелей, живущих больши¬
ми семьями. В семьях наблюдается четко выраженный полиморфизм,
вызванный специализацией особей.
Пчелиная семья состоит из матки, самцов-трутней и большого ко¬
личества рабочих пчел — бесплодных самок. Матка и трутни обеспе¬
чивают размножение, а рабочие пчелы строят соты, собирают нектар
и цветочную пыльцу, выкармливают личинок, убирают, проветривают
и охраняют улей. Пчеловодство — важная отрасль народного хозяйства.
Пчел разводят для получения меда, воска, пчелиного яда, прополиса и др.
Пчелы приносят также огромную пользу, опыляя культурные растения.
Муравьи живут в сложных постройках — муравейниках. У муравьев
резко выражен полиморфизм: самцы и самки крылатые, рабочие мура¬
вьи — бескрылые самки, не способные к размножению. Часто, кроме
рабочих муравьев, еще есть муравьи-солдаты, охраняющие муравей¬
ник. Функции рабочих муравьев очень сложны и разнообразны: уборка
муравейника, запасание пищи, уход за личинками и куколками. Неко¬
торые виды муравьев (например рыжий лесной муравей) весьма по¬
лезны, поскольку истребляют многих вредителей леса.
185
Наездники — стройные, с вытянутым брюшком насекомые. У са¬
мок удлинен яйцеклад, которым они вводят яйца в тело жертвы (чаще
всего в гусениц бабочек). Вышедшие из яиц личинки паразитируют
внутри своих хозяев, вызывая их гибель.
Близкая к наездникам группа насекомых-яйцеедов откладывает
яйца в яйца других насекомых. Вышедшие личинки яйцеедов поедают
личинок хозяев. Например, яйцеед трихограмма откладывает свои
яйца в яйца различных бабочек, а теленомус — в яйца клопа-черепашки.
Такое уничтожение вредных насекомых с помощью их естественных
врагов стало применяться человеком и получило название биологиче¬
ского метода борьбы с вредителями: на биофабриках разводят яйцеедов
и других насекомых, которых затем выпускают на поля для уничтоже¬
ния вредителей.
Отряд Двукрылые. Эго один из высокоорганизованных отрядов
насекомых, в который входят мухи, слепни, оводы, мошки, москиты,
комары и др. У них сохранилась только передняя пара крыльев, а вто¬
рая превратилась в небольшие булавовидные жужжальца — органы
равновесия, очень важные для полета насекомых. Ротовой аппарат
имеет различное строение. Личинки безногие, обычно без четко диф¬
ференцированной головы.
Комары — мелкие насекомые с колюще-сосущим ротовым аппара¬
том и длинными усиками. Самцы комаров питаются нектаром или со¬
ком растений, самки многих видов — кровью человека и теплокровных
животных. Личинки и куколки живут в стоячих водоемах. Малярий¬
ные комары — переносчики опасной болезни — малярии.
Мухи имеют широкое уплощенное тело. Их личинки, лишенные
конечностей и обособленной головы, развиваются в гниющих органи¬
ческих остатках, которыми одновременно и питаются. Комнатная муха
опасна тем, что переносит на лапках и хоботке яйца паразитических
червей и возбудителей различных заболеваний (например дизентерии).
Слепни — крупные или средних размеров кровососущие мухи, укусы
которых беспокоят животных. Слепни являются переносчиками си¬
бирской язвы.
Оводы — довольно крупные волосистые мухи, ведущие свободный
образ жизни. У взрослых оводов недоразвиты ротовые органы, и они
за недолгую жизнь ничего не едят. Личинки оводов являются паразита¬
ми крупного и мелкого рогатого скота, лошадей и др. Они поселяются
под кожей животных, в желудке, носоглотке, в лобных и челюстных па¬
зухах, вызывая сильное истощение скота и снижение его продуктивности.
186
Знай основные термины и понятия
Жужжальца, хитинизированная кутикула, наружный скелет, периодический
рост, линька, ротовой аппарат, челюсти, верхние челюсти, или жвалы, ногоче-
люсти, нижняя губа, верхняя |уба, зоб, мускулистый желудок, жевательный желу¬
док, цедильный желудок, хелицеры, околосердечная сумка, гемолимфа, жабры,
трахеи, легочные метки, стигмы, трахейные жабры, зеленые железы, мальпи¬
гиевы сосуды, жировое тело, окологлоточное нервное кольцо, брюшная нервная
цепочка, надглоточный ганглий, усики, или антенны, орган равновесия, глаза
(простые и сложные), яйцевые мешки, паутинные бородавки, клещевой энце¬
фалит, яйцеклад, жало, куколка, личинка, имаго, метаморфоз, развитие с полным
и неполным превращением, роение, матка, трутни, «царица», «мотыль», стебелек,
корзиночка, щеточка, обножка, перга, воскоотделительные железы, зеркальца,
прополис, маточное молочко, грена, шелковина, кулига, кубышка, криль, рако¬
образные, паукообразные, насекомые, клещи, скорпионы, сенокосцы.
Вопросы для самоконтроля
1. Каковы главные отличия членистоногих от кольчатых червей?
2. В чем заключается сходство членистоногих с кольчатыми червями?
3. Чем образованы покровы тела членистоногих? Какие функции
выполняет хитинизированная кутикула?
4. Каковы особенности строения кутикулы водных и наземных чле¬
нистоногих?
5. Сколько сегментов образует голову членистоногих?
6. Какие типы дыхательных органов (в зависимости от среды обита¬
ния) имеются у членистоногих?
7. Куда выводятся продукты обмена членистоногих?
8. Каковы отличительные особенности класса Ракообразные?
9. Каковы отличительные признаки представителей класса Пауко¬
образные?
10. Какие приспособления к наземному образу жизни имеют пауко¬
образные?
11. Чем насекомые отличаются от ракообразных и паукообразных?
12. Как размножаются насекомые? Какие типы развития насекомых
вам известны? В чем их различия?
13. По каким признакам можно различить насекомых разных отрядов?
14. Какова роль членистоногих в природе и жизни человека?
187
Тренировочные задания
1. Главным систематическим признаком членистоногих является:
а) незамкнутая кровеносная система;
б) трахейное дыхание;
в) сегментация тела и членистость конечностей;
г) развитие с превращением.
2. Выберите признаки, характерные для членистоногих:
1) тело сегментировано;
2) в основном ведут паразитический образ жизни;
3) органы чувств развиты плохо;
4) органами зрения служат простые и сложные глаза;
5) все покрыты хитиновой кутикулой;
6) органами дыхания служат кожные покровы;
7) у некоторых конечности превратились в крылья;
8) все имеют пять пар ходильных ног.
а) 1,2,3; б) 4,5,6;
в) 1,4,5; г) 6,7,8.
3. Хитиновый покров не выполняет функцию:
а) опоры;
б) механической защиты;
в) защиты от потери влаги;
г) выделения.
4. Клешни рака — это:
а) видоизмененные усики;
б) ногочелюсти;
в) первая пара ходильных ног;
г) вторая пара ходильных ног.
5. Цифрой 5 на рисунке обозначены:
а) верхние челюсти;
б) нижние челюсти;
в) ногочелюсти;
г) ходильные ноги.
6. Жабры речного рака расположены у основания:
а) усиков; б) брюшных ножек;
в) грудных ног; г) хвоста.
188
7. К выделительной системе рака относятся:
а) зеленые железы; б) задняя кишка;
в) половые железы; г) почки.
8. Раки размножаются:
а) почкованием;
в) откладыванием яиц;
б) живорождением;
г) выметыванием икры.
9. Потомство у рака развивается:
а) внутри организма самки;
б) на жабрах самца;
в) на брюшных ножках самки;
г) на подземных частях водных растений.
10. К ракообразным не относится:
а) креветка; б) дафния;
в) циклоп; г) водомерка.
11. Животные, имеющие четыре пары ходильных ног, тело, расчле¬
ненное на головогрудь и брюшко, и не имеющие усиков, относятся
к классу:
а) Насекомые; б) Многоножки;
в) Паукообразные; г) Ракообразные.
12. Органами дыхания у пауков являются:
а) жабры:
б) легкие, трахеи;
в) легкие и хитиновая кутикула;
г) жабры и легкие.
13. Гемолимфа у пауков выполняет функции:
а) транспорта газов;
б) усиления упругости мышц;
в) транспорта питательных веществ и конечных продуктов обмена;
г) все перечисленные.
14. Замкнутая кровеносная система характерна для:
а) речного рака; б) пескожила;
в) таежного клеща; г) паука-крестовпка.
15. По происхождению паутинные бородавки — это:
а) выросты покровов;
б) видоизмененные органы размножения;
в) видоизмененные органы осязания;
г) видоизмененные конечности брюшка.
189
16. Скорпионы относятся к классу:
а) Ракообразные: б) Паукообразные;
в) Насекомые; г) ни к одному из перечисленных.
17. Клешни скорпионов представляют собой видоизмененные:
а) антенны; б) педипальцы;
в) хелицеры; г) ходильные конечности.
18. Ядовитый ноготок у паука расположен на:
а) хвосте; б) паутинной бородавке;
в) лапке; г) ногочелюсти.
19. Переносчиком клещевого энцефалита является клещ:
а) паутинный; б) пылевой;
в) таежный; г) чесоточный.
20. Какие части тела характерны для насекомых;
1) голова;
2) шея;
3) грудь;
4) головогрудь;
5) туловище;
б) брюшко;
7)хвост?
а) 1,5,7; б) 1,2,5; в) 1,3,6; г) 4,6,7.
21. Мышцы у насекомых прикрепляются к:
а) внутренним органам;
6) костям;
в) хитиновому покрову;
г) располагаются свободно.
22. Жилкование крыльев насекомых — это расположенные опреде¬
ленным образом в крыле:
а) кровеносные сосуды;
б) мышечные волокна;
в) трахеи и нервы;
г) тяжи, образованные хитином.
23. Крылья насекомых представляют собой:
а) видоизмененные ходильные конечности;
б) видоизмененные брюшные конечности;
в) особые двуслойные складки стенки тела;
г) кожистые перепонки, натянутые между конечностями.
190
24. Ротовой аппарат грызущего типа у:
а) комнатной мухи; б) бабочки;
в) стрекозы; г) комара.
25. Ротовой аппарат божьей коровки по строению является;
а) грызущим; б) лижущим;
в) сосущим; г) лакающим.
26. К пищеварительным железам у насекомых относятся:
а) восковые; б) слюнные;
в) личиночные; г) печень.
27. Из перечисленных насекомых не питаются на стадии имаго:
а) колорадский жук; б) комары;
в) оводы; г) слепни.
28. Характерной особенностью насекомых является наличие у них:
а) кровеносной системы; б) мальпигиевых сосудов;
в) трахейной системы; г) крыльев.
29. Органами дыхания насекомых являются:
а) жабры; б) легочные мешки;
в) легкие; г) трахеи.
30. Воздух в тело насекомых поступает через:
. а) рот; б) легкие;
в) жабры; г) дыхальца.
31. Кровеносная система насекомых имеет характерные особенности:
а) замкнутая, сердце отсутствует;
б) незамкнутая, сердце однокамерное;
в) замкнутая, сердце многокамерное;
г) незамкнутая, сердце многокамерное.
32. У членистоногих роль крови выполняет особая жидкость — гемо¬
лимфа, которая содержит дыхательные пигменты — гемоглобин
или гемоцианин. Однако у насекомых в гемолимфе таких пигмен¬
тов нет. Эта особенность насекомых связана с тем, что:
а) гемолимфа у насекомых связывает кислород без участия дыхательных
пигментов;
б) гемолимфа у насекомых принимает незначительное участие в переносе
газов;
в) в гемолимфе насекомых имеется другой дыхательный пигмент;
г) в организме насекомых отсутствует гемолимфа.
191
33. Гемолимфа у насекомых обеспечивает:
а) транспорт кислорода ко всем клеткам;
б) выведение углекислого газа из организма;
в) перенос питательных веществ и конечных продуктов обмена;
г) газообмен, транспорт питательных веществ и конечных продуктов об-
34. Конечные продукты обмена у насекомых выделяются через:
35. Мальпигиевы сосуды у насекомых открываются:
а) в кишечник на границе средней и задней кишки;
б) на поверхности брюшка;
в) на поверхности всего тела;
г) у основания усиков.
36. Мальпигиевы сосуды являются органами выделения у:
а) аскариды человеческой; б) большого прудовика;
в) речного рака; г) майского жука.
37. Органами осязания у большинства насекомых являются:
а) ротовые органы; б) крылья;
в) усики и ножки; г) только ножки.
38. Жировое тело у насекомых выполняет функции:
а) запасания питательных веществ и воды;
б) накапливания продуктов жизнедеятельности;
в) накапливания конечных продуктов обмена веществ;
г) все перечисленные.
39. К насекомым с полным превращением относятся:
а) стрекозы; б) кузнечики;
в) вши; г) комары.
40. Развитие с полным превращением характерно для насекомых:
а) бабочки и стрекозы; б) оводы и комары;
в) саранча и пчелы; г) клопы и мухи.
41. К насекомым с неполным превращением относятся:
а) клопы; б) жуки;
в) бабочки; г) наездники.
мена.
а) зеленые железы;
в) метанефридин;
б) протонефридии;
г) мальпигиевы сосуды.
192
42. Без метаморфоза развиваются:
а) кузнечики, саранча;
в) тараканы, комары;
б) вши, постельный клоп;
г) москиты, наездники.
43. Черный таракан и собачий клещ относятся к:
а) одному виду;
б) одному роду;
в) одному отряду;
г) разным отрядам одного класса;
д) разным классам одного типа.
44. Основным признаком в определении отрядов насекомых является
строение:
а) покровов тела; б) конечностей;
в) крыльев; г) органов дыхания.
45. Муравьи, пчелы, осы, шмели относятся к отряду:
а) Двукрылые; б) Жесткокрылые;
в) Перепончатокрылые; г) Чешуекрылые.
46. Божья коровка, жужелица и майский жук относятся к отряду:
а) Двукрылые; б) Жесткокрылые;
в) Прямокрылые; г) Чешуекрылые.
47. К отряду Жесткокрылые относятся:
а) комары, мухи, слепни, оводы;
б) моль, тутовый шелкопряд, дубовый шелкопряд;
в) кузнечики, саранча;
г) божья коровка, скарабей, долгоносик.
48. К отряду Жесткокрылые не относится:
а) божья коровка; б) майский жук;
в) жужелица зернистая; г) солдатик.
49. Наездники, пилильщики, трихограмма относятся к отряду:
а) Двукрылые; б) Жесткокрылые;
в) Перепончатокрылые; г) Чешуекрылые.
50. Одомашненными насекомыми являются:
а) моль, постельный клоп;
б) комнатная муха, тараканы;
в) пчелы, тутовый шелкопряд;
г) дубовый шелкопряд, трихограмма.
193
51. Рабочие пчелы в пчелиной семье — это:
а) самки, откладывающие яйца;
б) самки, развивающиеся из иеоплодотворенных яиц;
в) самки с недоразвитыми яичниками;
г) самцы с недоразвитыми семенниками.
52. В процессе жизнедеятельности пчел образуется перга, которая
представляет собой:
а) пчелиный воск;
б) пчелиный клей;
в) пчелиное молочко;
г) пчелиный мед, смешанный с пыльцой растений.
53. Прополис, используемый в лечебной практике, представляет собой:
а) мед шмелей; б) пчелиный воск;
в) пчелиный клей; г) пыльцу, смешанную с медом,
54. Шелковая нить тутового шелкопряда является секретом желез:
а) паутинных; б) кожных;
в) слюнных; г) половых.
55. Грена — это:
а) половозрелая самка тутового шелкопряда;
б) кокон, завиваемый гусеницей;
в) кладка яиц тутового шелкопряда;
г) гусеница тутового шелкопряда.
56. Переносчики малярии и сонной болезни являются представите¬
лями отряда:
а) Двукрылые; б) Жесткокрылые;
в) Перепончатокрылые; г) Чешуекрылые.
57. В каком органе крупного рогатого скота развивается личинка
бычьего овода:
а) кожа; б) печень;
в) желудок; г) мышцы?
58. Для регуляции численности насекомых — вредителей сельскохо¬
зяйственных культур могут быть использованы:
а) наездники; б) златоглазки;
в) божьи коровки; г) жужелицы;
д) все перечисленные.
194
59. Сокращению в садах численности яблонной плодожорки способ¬
ствует:
а) весенняя побелка стволов деревьев раствором извести;
б) стряхивание насекомых на брезент, их сбор и уничтожение;
в) использование божьих коровок и их личинок;
г) ежедневный сбор преждевременно опавших яблок.
60. Выберите признаки, характерные для моллюсков, членистоногих,
общие для всех членистоногих и моллюсков.
A. Членистоногие.
Б. Моллюски.
B. Членистоногие и моллюски.
1. Двусторонняя симметрия тела.
2. Трехслойное строение тела.
3. Сегментация тела.
4. Хитиновый покров.
5. Незамкнутая кровеносная система.
6. Жаберное или легочное дыхание.
7. Вторичная полость тела.
8. Глаза простые и сложные.
9. Глаза простые.
10. Тело защищено раковиной.
61. Выберите признаки, характерные только для ракообразных, пау¬
ков, насекомых, а также для всех членистоногих.
A. Ракообразные.
Б. Пауки.
B. Насекомые.
Г. Членистоногие.
1. Тело покрыто хитиновой кутикулой.
2. Хитиновая кутикула пропитана известью.
3. Дышат с помощью жабр.
4. Органы дыхания — трахеи.
5. Имеют членистые конечности.
6. В пищеварительной системе имеются жеватель¬
ный и цедильный желудки.
7. В пищеварительной системе имеется зоб — рас¬
ширенная часть пищевода.
8. Внекишечное пищеварение сочетается с поло¬
стным.
9. Имеют только простые глаза.
62. Распределите насекомых в соответствии с типом ротового аппарата.
A. Грызущий.
Б. Колюще-сосущий.
B. Сосущий.
Г. Лакающий.
1. Медведка.
2. Сверчок полевой.
3. Траурница.
4. Клоп-черепашка.
5. Белокрылка.
6. Махаон.
7. Серая мясная муха.
8. Журчалка-пчеловидка.
195
63. Распределите насекомых в соответствии с типом их развития.
А. С неполным метаморфозом.
Б. С полным метаморфозом.
1. Жук-плавунец.
2. Медоносная пчела.
3. Комар-звонец.
4. Сирф.
5. Стрекоза-красотка.
6. Постельный клоп.
7. Капустная белянка.
8. Саранча пустынная.
9. Жужелица-красотел.
10. Рыжий лесной муравей.
11. Ольховая пенница.
64. Распределите представителей членистоногих по классам.
A. Ракообразные.
Б. Паукообразные.
B. Насекомые.
1. Водяной скорпион.
2. Лимнокалянус.
3. Обыкновенная мокрица.
4. Понтопорея.
5. Поющая цикада.
6. Сенокосец.
7. Чесоточный зудень.
65. Выберите признаки, характерные для жуков и прямокрылых.
А. Жуки.
Б. Прямокрылые.
1. Передние крылья длинные.
2. Задние крылья защищены надкрыльями.
3. Ротовой аппарат грызущего типа.
4. Есть звуковые органы.
5. Развитие с полным превращением.
6. Развитие с неполным превращением.
66. Грудные конечности ракообразных, служащие для захвата и из¬
мельчения пищи, — ....
67. Выделительные органы ракообразных — ... .
68. Первая пара членистых конечностей пауков, на вершине которых
открывается проток ядовитой железы, — это ....
69. Суженная часть первого брюшного сегмента у ос и муравьев, с по¬
мощью которой брюшко соединяется с грудью, — ....
196
70. Рудиментарные конечности у тараканов — это ... .
71. Особые отверстия по бокам брюшных и грудных сегментов у пауко¬
образных и насекомых, через которые воздух поступает в трахеи, —....
72. Комочек пыльцы, собранной пчелой, называется ... .
73. Видоизмененный яйцеклад у пчел, ос и муравьев — ... .
74. Нижняя губа личинок стрекоз, превращенная в ловчий аппарат, —....
75. Видоизмененные в булавовидные органы — крылья (вторая пара)
у некоторых насекомых — ....
76. Кладка яиц саранчи, окруженная плотной оболочкой и инкрусти¬
рованная частицами почвы, — ... .
77. Личинка комара-звонца — ....
Хордовые
Общая характеристика хордовых. К типу хордовых принадлежит
более 40 тыс. видов вторичнополостных двусторонне-симметричных
животных, обитающих в океанах и морях, пресных водоемах, на суше
и в воздухе.
Для хордовых характерны присущие только им общие признаки, не
встречающиеся у представителей других типов.
1. Наличие хорды — упругого гибкого стержня. Хорда играет роль
осевого скелета. У примитивных хордовых она сохраняется в течение
всей жизни, а у более высокоорганизованных частично или полностью
замещается позвоночником, состоящим из отдельных позвонков.
2. Центральная нервная система в форме трубки (с узким каналом
внутри), расположенной на спинной стороне тела над хордой. У позво¬
ночных животных из переднего отдела нервной трубки формируется
головной мозг, тогда как остальная часть нервной трубки становится
спинным мозгом.
3. Наличие в стенках глотки жаберных щелей, которые у первично¬
водных хордовых сохраняются в течение всей жизни, а у наземных
и вторичноводных видов (с легочным дыханием) — только на ранних
стадиях онтогенеза.
197
4. Сердце (у некоторых видов — пульсирующий сосуд) расположе¬
но на брюшной стороне тела под хордой и пищеварительной трубкой.
Подтип Бесчерепные. Класс Ланцетники. Бесчерепные — немно¬
гочисленная группа морских, преимущественно донных примитивных
хордовых животных. Представителем бесчерепных является ланцетник.
Ланцетник — это полупрозрачное животное длиной 5-8 см. Обитает
в морях, на небольших глубинах, зарывшись в песок и выставив наружу
передний конец тела.
Ланцетник имеет ряд черт, свидетельствующих о примитивности
его строения: отсутствие черепа, сердца, нервная трубка не разделена
на головной и спинной отделы. Органы выделения представлены мно¬
гочисленными нефридиями, похожими на метанефридии кольчатых
червей. Органы чувств развиты слабо: обонятельная ямка на переднем
конце нервной трубки и в ней светочувствительные клетки.
Голова не обособлена. По спинной стороне тела тянется продоль-*
ная складка кожи — спинной плавник, плавно переходящий на заднем
конце тела в ланцетовидный хвостовой плавник.
Кожа образована однослойным слизистым эпителием и дермой.
Осевой скелет представлен хордой, тянущейся вдоль тела.
Мускулатура образована продольными мышечными лентами, раз¬
деленными поперечными соединительнотканными перегородками на
ряд мышечных сегментов.
Центральная нервная система представлена толстостенной нерв¬
ной трубкой, лежащей над хордой.
Ланцетники питаются бактериями, простейшими и одноклеточными
водорослями. Рот ведет в обширную глотку, в стенках которой имеются
многочисленные жаберные щели. Глотку окружает околожаберная
полость. Стенки глотки выстланы реснитчатым эпителием. Благодаря
движению щупалец, окружающих предродовую воронку, создается
ток воды, вместе с которым к ротовому отверстию подгоняются пище¬
вые частицы. Вода выводится наружу через многочисленные жаберные
щели. Движениями ресничек эпителия глотки частицы пищи на¬
правляются в кишечник, не дифференцированный на отделы и закан¬
чивающийся анальным отверстием. От передней части кишечника
отходит печеночный вырост, стенки которого выделяют пищевари¬
тельные ферменты. По способу питания ланцетник является типич¬
ным фильтратором.
Органами дыхания служат перегородки жаберных щелей. В них
проходят кровеносные сосуды — жаберные артерии, через стенки ко¬
198
торых происходит газообмен между кровыо и водой, омывающей жа¬
берные перегородки.
Кровеносная система замкнутая, имеет один круг кровообращения.
Сердца нет, и кровь движется благодаря пульсации брюшной аорты.
Кровь ланцетника бесцветна и не содержит дыхательных пигментов,
поэтому снабжение тела кислородом осуществляется не только в жа¬
берных артериях, но и во всех поверхностных сосудах тела путем диф¬
фузии через кожные покровы.
Ланцетник и другие бесчерепные — раздельнополые животные.
Женские половые железы — яичники, мужские — семенники. Оплодо¬
творение наружное. Из зиготы выходит свободно плавающая личинка.
Через три месяца она опускается на дно и превращается в половозре¬
лое животное.
Ланцетники в некоторых странах употребляются в пищу. Они слу¬
жат кормом для многих рыб.
Знай основные термины и понятия
Внутренним скелет, хорда, позвоночник, головной мозг, глотка, жаберные
щели, нервная трубка, спинномозговая жидкость, плавник, околожаберная по¬
лость, хордовые, бесчерепные, позвоночные, головохордовые, или ланцетники.
Вопросы для самоконтроля
1. Каковы отличительные черты хордовых животных?
2. Что представляет собой хорда?
3. Каковы преимущества животных, имеющих внутренний твердый
скелет?
4. Какие признаки сближают ланцетника с кольчатыми червями,
а какие — с хордовыми?
199
Тренировочные задания
1. Хордовые животные отличаются от представителей других типов
наличием:
а) вторичной полости тела, имеющей собственную эпителиальную вы¬
стилку;
б) нервной системой трубчатого типа;
в) замкнутой кровеносной системой;
г) посегментным расположением многих внутренних органов.
2. Нервная трубка формируется из зародышевого листа:
а) эктодермы;
б) энтодермы;
в) мезодермы.
3. В ходе эволюции у хордовых появился признак:
а) нервная система;
б) замкнутая кровеносная система;
в) кишечник;
г) внутренний скелет.
4. Хорда формируется из зародышевого листа:
а) эктодермы;
б) энтодермы;
в) мезодермы.
5. Наружный скелет имеют:
а) крокодилы; б) черепахи;
в) крабы; г) костные рыбы.
6. Внутренний скелет свойствен для:
а) улиток; б) насекомых;
в) коралловых полипов; г) хрящевых рыб.
7. Для всех хордовых характерна полость тела:
а) первичная; б) вторичная;
в) смешанная; г) полость тела отсутствует.
8. Сердце у большинства видов хордовых животных:
а) расположено на брюшной стороне;
б) расположено на спинной стороне;
в) отсутствует;
г) расположено в брюшной полости.
200
9. Стадия эмбрионального развития хордовых, отсутствующая у дру¬
гих типов животных:
а) бластула; б) гаструла;
в) морула; г) нейрула.
10. Жаберные щели ланцетника расположены в:
а) коже; б) ротовой полости;
в) глотке; г) кишечнике.
И. Жаберные щели ланцетника открываются:
а) наружу в окружающую среду;
б) в околожаберную полость;
в) во вторичную полость;
г) в мантийную полость.
12. Для ланцетника характерен способ питания:
а) соскабливание и перетирание;
б) разгрызание и перетирание;
в) ловля и заглатывание жертвы;
г) фильтрация.
13. Для ланцетника характерна кровеносная система:
а) незамкнутая, сердце многокамерное;
б) замкнутая, сердца нет;
в) замкнутая, сердце двухкамерное;
г) незамкнутая, сердца нет.
14. Сердце у ланцетника:
а) однокамерное; б) двухкамерное;
в) многокамерное; г) отсутствует.
15. Ток крови у ланцетника обеспечивается сокращением:
а) сердца;
б) мышц тела;
в) спинной аорты;
г) брюшной аорты и нижних частей жаберных сосудов.
16. Кровь у ланцетника:
а) красная; б) голубая;
в) бесцветная; г) зеленая.
17. Выделительная система у ланцетника представлена органами:
а) зелеными железами;
б) мальпигиевыми сосудами;
в) туловищными почками;
г) метанефридиями.
201
18. Нервная система у ланцетника представлена:
а) головным и спинным мозгом, нервами;
б) нервной трубкой и нервами;
в) окологлоточным нервным кольцом, ганглиями, соединенными нервами;
г) окологлоточным нервным кольцом, брюшной нервной цепочкой и нер¬
вами.
19. Зрелые половые клетки ланцетника выводятся в:
а) полость тела; б) кишечник;
в) околожаберную полость; г) ротовую полость.
20. Ланцетник относится к подтипу:
а) черепные;
б) бесчерепные;
в) личиночно-хордовые.
21. Впервые ланцетник описан:
а) К. Линнеем; б) Ж. Б. Ламарком;
в) К. Ф. Рулье; г) П. С. Палласом.
22. Принадлежность ланцетника к хордовым животным установил:
а) А. О. Ковалевский; б) К. Линней;
в) П. С. Пал лас; г) Ч. Дарвин.
23. Выберите признаки, характерные только для хордовых животных:
1) скелет наружный, хитиновый или известковый;
2) скелет внутренний, хрящевой или костный;
3) тело развивается из двух зародышевых листков;
4) тело развивается из трех зародышевых листков;
5) вторичноротые;
б) вторичнополостные;
7) кровеносная система замкнутая;
8) сердце на брюшной стороне;
9) двусторонняя симметрия;
10) имеют сквозной кишечник.
а) 2, 3,4, 5; 6)7,8,9,10;
в) 2, 4, 5, 9, 10; г) только 2, 8.
24. Внутренний осевой хрящевой или костный скелет большинства
хордовых представляет собой ....
25. Рот у ланцетника окружен ... .
26. Тело ланцетника покрыто ....
202
Позвоночные
Общая характеристика позвоночных. Позвоночные — более высо¬
коорганизованные хордовые по сравнению с бесчерепными. Позвоночные
ведут активный образ жизни, разыскивая и захватывая пищу, спасаясь
от врагов, выбирая места для размножения и т. п. Благодаря активному
образу жизни и высокой способности приспосабливаться к различным
условиям обитания позвоночные широко распространены по земному
шару — от дна Мирового океана до пустынь и высокогорий. Биологи¬
ческий прогресс позвоночных определяется рядом ароморфозов.
1. Дифференцировка нервной трубки на головной и спинной мозг
и подразделение головного мозга на пять отделов.
2. Образование хрящевого или костного внутреннего скелета; раз¬
витие черепа, защищающего головной мозг.
3. Появление сердца, обеспечивающего более быстрый кровоток.
4. Повышение уровня обмена веществ за счет более интенсивного ды¬
хания, пищеварения, кровообращения и выделения продуктов обмена.
Тело всех позвоночных делится на голову, туловище и хвост. У на¬
земных и вторичноводных видов голова соединяется с туловищем
шеей. У первичноводных видов шейный отдел отсутствует. Отсутст¬
вие парных конечностей у некоторых видов может быть как первич¬
ным, так и связанным с редукцией.
Наружный покров образован кожей, состоящей из двух слоев — на¬
ружного (многослойного эпидермиса) и внутреннего (соединитель¬
нотканной дермы). В эпидермисе есть железистые клетки различного
назначения. В нем же возникают защитные образования (чешуя, пе¬
рья, волосы, когти и др.).
Скелет позвоночных существенно дифференцирован. Различают
осевой скелет (позвоночный столб и череп) и скелет конечностей и их
поясов. У хрящевых рыб скелет состоит из хряща, у остальных позво¬
ночных он костный, с некоторым участием хряща. Все представители
подтипа имеют скелет парных конечностей и их поясов.
Свободные парные конечности бывают двух типов: в виде плавни¬
ков у рыб и в виде пятипалой конечности у наземных позвоночных.
В строении конечностей и поясов у рыб и наземных животных сущест¬
вуют определенные различия.
Мускулатура у низших позвоночных имеет сегментированный ха¬
рактер. У наземных позвоночных сегментированность мускулатуры
нарушена за счет образования отдельных мышц различной формы.
203
Пищеварительная система включает отделы: ротовую полость, глотку,
пищевод, желудок, кишечник, а также пищеварительные железы —
слюнные,-поджелудочную железу, печень.
Кровеносная система замкнутая, кровь движется по сосудам и не
поступает в полость тела. Все представители имеют сердце.
Органы дыхания — жабры, легкие, кожа.
Органы выделения — почки.
У позвоночных хорошо развиты органы чувств — зрения, осязания,
обоняния, слуха, вкуса.
К органам половой системы относятся семенники и яичники, в ко¬
торых образуются яйцеклетки и сперматозоиды. Большинство позво¬
ночных раздельнополые.
К подтипу Позвоночные относятся рыбы, земноводные, пресмы¬
кающиеся, птицы, млекопитающие.
Знай основные термины и понятия
Черепные, или позвоночные, позвоночник, череп, конечности, пояса ко¬
нечностей, челюсти, первично- и вторичноводные, рыбы (хрящевые и кост¬
ные рыбы), четвероногие (земноводные, или амфибии, пресмыкающиеся, или
рептилии, птицы, млекопитающие).
Вопросы для самоконтроля
1. Какие основные признаки отличают позвоночных от бесчерепных?
2. Каковы особенности строения кожных покровов позвоночных?
3. Какие органы передвижения имеют позвоночные?
4. Что такое пояса конечностей?
5. Каковы функции позвоночника?
6. Какие пищеварительные железы имеют позвоночные?
7. Каковы особенности нервной системы позвоночных?
8. Сколько отделов имеет головной мозг позвоночных?
9. За счет чего у позвоночных повысился уровень обмена веществ по
сравнению с бесчерепными?
10. Какие классы позвоночных вы знаете?
204
Тренировочные задания
1. Отметьте признаки, нехарактерные для позвоночных животных:
1) глотка с жаберными щелями;
2) головной мозг и брюшная нервная цепочка;
3) замкнутая кровеносная система;
4) сердце расположено на спинной стороне тела;
5) слепозамкиутая пищеварительная система;
6) вторичная полость тела.
а) 1,3,6; б) 2,4,5; в) 1,4,6; г) 2, 3,5.
2. Для взрослых позвоночных животных характерно наличие:
а) наружного скелета;
б) гидростатического скелета;
в) хорды;
г) хрящевого или костного скелета;
д) костного скелета.
3. Центральным органом нервной системы позвоночных животных
является:
а) головной ганглий;
б) окологлоточное нервное кольцо;
в) мозг;
г) брюшная нервная цепочка.
4. Дыхательные пути развиты у:
1) жаб;
2) змей;
3) крокодилов;
4) лягушек;
5) тритонов;
6) хрящевых рыб;
7) ящериц.
а) 1,2,3; б) 4,5,6; в) 2, 3, 7; г) 1,4,7.
5. Тазовые почки характерны для:
а) ланцетников и рыб;
б) рыб и земноводных;
в) земноводных и пресмыкающихся;
г) пресмыкающихся и птиц.
205
6. Наиболее интенсивный обмен веществ происходит у:
а) земноводных и пресмыкающихся;
б) кольчатых червей и бесчерепных;
в) птиц и млекопитающих;
г) хрящевых и костных рыб.
7. Позвоночных, имеющих сухую кожу с роговыми чешуйками, ле¬
гочное дыхание, сердце с неполной перегородкой в желудочке, от¬
носят к классу:
а) Костные рыбы; б) Хрящевые рыбы;
в) Земноводные; г) Пресмыкающиеся.
8. Сердце с двумя предсердиями и одним желудочком имеют:
а) жабы; б) ласточки;
в) скаты; г) окуни.
9. Основной воспринимающей частью органа слуха и равновесия
позвоночных животных является:
а) барабанная полость со слуховыми косточками;
б) внутреннее ухо;
в) улитка;
г) полукружные каналы.
10. Барабанная перепонка отсутствует у:
а) рыб; б) земноводных;
в) пресмыкающихся; г) птиц.
11. Наиболее низкоорганизованным позвоночным животным является:
а) голубая акула; б) русский осетр;
в) утконос; г) крокодил.
12. Выберите класс позвоночных животных, для представителей ко¬
торого характерны следующие признаки: живут на суше и в воде;
имеют два круга кровообращения, легочное дыхание, тазовые поч¬
ки, непостоянную температуру тела и трехкамерное сердце:
а) земноводные; б) пресмыкающиеся;
в) птицы; г) млекопитающие.
Рыбы
Общая характеристика. Рыбы — водные животные, которые обитают
в пресных и морских водоемах. Их появление обусловлено следующими
проморфозами: возникновение хрящевого или костного позвоночника,
внутри которого залегает спинной мозг; образование мозгового и вис¬
церального (с челюстями) отделов черепа; появление парных конеч¬
ностей — брюшных и грудных плавников; появление пластинчатых
жабр; дифференциация пищеварительного тракта и возникновение пе¬
чени и поджелудочной железы; возникновение двухкамерного сердца,
состоящего из предсердия и желудочка; появление туловищных почек.
Тело рыб состоит из трех отделов: головы, туловища и хвоста. Дви¬
жение осуществляется при помощи плавников: парных (брюшные
и грудные) и непарных (спинной, хвостовой, анальный). Кожа рыб об¬
разована эпидермисом и дермой. В эпидермисе имеются многочислен¬
ные железы, выделяющие слизь, которая уменьшает трение тела рыб
о воду. У большинства рыб в коже развиваются защитные образова¬
ния — чешуи различного строения и формы. Находящиеся в коже пиг¬
ментные клетки определяют окраску рыб.
Скелет рыбы образован черепом, позвоночником, ребрами, скелетом
плавников. Особенно хорошо у рыб развиты мышцы, идущие вдоль
позвоночника, которые обеспечивают изгибание тела при плавании.
Пищеварительная система делится на три отдела: передний, вклю¬
чающий в себя ротовую полость, глотку и пищевод; средний, состо¬
ящий из желудка, тонкой кишки и пищеварительных желез (печени
и поджелудочной железы), и задний, представленный задней кишкой.
Питаются рыбы разнообразной пищей. Среди них есть растительно¬
ядные, всеядные, хищники.
Большинство рыб имеют плавательный пузырь, заполненный сме¬
сью газов. Благодаря изменению его объема изменяется плотность
тела рыбы и она может всплывать или погружаться.
Кровеносная система рыб замкнутая. Она образована двухкамер¬
ным сердцем и отходящими от него кровеносными сосудами. У рыб
один круг кровообращения. Кровь из желудочка сердца поступает
к жабрам, обогащается кислородом. Обмен веществ у рыб протекает
медленно, поэтому рыбы относятся к холоднокровным животным,
температура их тела зависит от температуры окружающей среды.
Органами дыхания являются жабры. Жабры образованы жаберными
дугами, на которых находятся жаберные лепестки, густо снабженные
кровеносными капиллярами. Через тонкие стенки жаберных лепестков
207
происходит газообмен: в кровь из воды поступает кислород, а в воду
выделяется углекислый газ. Многие рыбы имеют жаберные крышки,
благодаря движению которых создается ток воды, омывающей жабер¬
ные лепестки и доставляющей к ним кислород.
Органы выделения у рыб — лентовидные туловищные почки.
Нервная система рыб имеет типичное для позвоночных строение.
Ее особенности состоят в том, что у рыб хорошо развит мозжечок, от¬
вечающий за их координацию и движение.
Из органов чувств развиты глаза, орган слуха — внутреннее ухо,
расположенное в костях черепа. Глаза имеют плоскую роговицу, ша¬
рообразный хрусталик, век нет. Рыбы издают и улавливают звуки.
Благодаря боковой линии рыбы воспринимают давление воды, направ¬
ление ее движения. Органы осязания представлены чувствительными
клетками, разбросанными по всему телу. Вкусовые клетки находятся
в ротовой полости.
Рыбы — раздельнополые животные. Для них свойственно внешнее
оплодотворение: половые клетки поступают в воду, где происходит
оплодотворение. Икринки развиваются в окружающей среде, где мно¬
гие из них гибнут, поэтому большинство рыб отличается высокой пло¬
довитостью. Для некоторых рыб характерна забота о потомстве. Так,
самец колюшки строит гнездо и защищает икру и потомство.
Класс Хрящевые рыбы. Это древняя группа в основном морских
рыб с хрящевым (без костных элементов) скелетом. Кожа покрыта че¬
шуей плакоидного типа, состоящей из погруженной в кожу дентиновой
пластинки и выдающегося наружу шипа, покрытого эмалью. Рот рас¬
положен на нижней стороне головы. Жаберные крышки отсутствуют.
Жаберные щели (5-7 пар) открываются наружу отдельными отвер¬
стиями. Вода омывает жабры рыб только при движении, поэтому они
не могут надолго останавливаться. Плавательный пузырь отсутствует.
Оплодотворение внутреннее. Некоторые из них живородящие, другие
откладывают крупные яйца в капсулах. У некоторых видов живородя¬
щих акул эмбрионы связаны со стенками половых путей самки и получают
от нее кислород и питательные вещества. Плодовитость у них невысо¬
кая — от 1 до 30 детенышей. К этому классу относятся акулы и скаты.
Отряд Акулы. Тело акул вытянутое, торпедообразной формы. Хвост
хорошо развит. За редким исключением акулы — хищники. Питаются
морскими позвоночными или беспозвоночными животными. Некото¬
рые опасны для людей.
Отряд Окаты. Животные, ведущие придонный образ жизни. Их
тело утолщено в спинно-брюшном направлении. Хвостовой плавник
208
превратился в жгут и в движении не участвует. Для некоторых видов
скатов характерны специфические органы нападения и защиты: у элек¬
трических скатов особые органы, расположенные на спине, могут вы¬
рабатывать ток напряжением до 33 В при силе до 5 А; скат-хвостокол
у основания жгута имеет ядовитый шип.
Мясо акул и скатов употребляют в пищу. Кожу крупных видов ис¬
пользуют как кожевенное сырье. Из печени акулы получают техниче¬
ский рыбий жир.
Класс Костные рыбы. Это самая многочисленная группа совре¬
менных видов рыб, обитающих в морских и пресных водах.
Общими признаками класса является наличие костной чешуи, жа¬
берных крышек, костного скелета, плавательного пузыря. Оплодотво¬
рение, как правило, наружное.
Отряд Осетрообразпые. К этому отряду принадлежат осетры, белуга,
севрюга, стерлядь и другие древние костные рыбы. Вдоль удлиненно¬
го уплощенного снизу тела по хребту, бокам и границе боков и брюха
тянутся пять рядов костных ромбических пластинок. Голова с удли¬
ненным рылом. На нижней стороне головы расположен рот, имеющий
вид поперечной щели. Парные плавники горизонтальные.
Скелет в основном хрящевой. Хрящевой череп покрыт накладными
плоскими костями. Кости входят в состав пояса грудных плавников.
Хорда сохраняется в течение всей жизни.
Обитают осетрообразпые в морях и пресных водоемах. Морские
виды на нерест заходят в реки. Питаются донными животными.
Это ценные промысловые рыбы, дающие черную икру и высокока¬
чественное мясо.
Отряд Сельдеобразные. Тело у этих рыб вытянутое, утолщенное
с боков, покрыто легко опадающей чешуей. Боковая линия отсутствует.
В большинстве это стайные рыбы, населяющие все моря земного шара.
Встречаются проходные формы (живут в море, для нереста заходят
в реки). Питаются планктонными животными, используя жаберные
тычинки в качестве цедильного аппарата.
Имеют большое промысловое значение. Известные виды: норвеж¬
ская, атлантическая, тихоокеанская, балтийская (салака) сельди, кильки,
сардины, европейский анчоус (или хамса) и др.
Отряд Лососеобразные. К этому отряду относятся ценные промы¬
словые виды, обладающие прекрасным мясом, а некоторые виды —
красной икрой. Среди них встречаются морские, пресноводные и про¬
ходные формы. Представители отряда: кета, горбуша, нерка, семга, фо¬
рель, сиг, корюшка, голец, ряпушка.
209
Отряд Карпообразные. Этот отряд объединяет в основном пресно¬
водных рыб. Челюсти у карповых лишены зубов, и пища дробится осо¬
быми глоточными зубами — костными выростами на последней жа¬
берной дуге. Отличительной чертой их строения является наличие
жирового плавника (без костных лучей). Среди них есть как раститель¬
ноядные, так и хищные виды. Все они служат важнейшим объектом
рыбного промысла. Среди проходных форм наибольшее значение
имеют вобла, рыбец, а из пресноводных — карась, лещ, сазан и др. Мно¬
гие виды разводят в рыбоводных хозяйствах (карпа, карася, толстоло¬
бика, белого амура).
Надотряд Двоякодышащие. Эта группа включает несколько видов
древних пресноводных рыб, обитающих в мелких, обедненных кисло¬
родом. пересыхающих водоемах Африки, Австралии и Южной Америки.
Наиболее характерным для них признаком является наличие одного
или двух тонкостенных, сообщающихся с глоткой мешкообразных
легких. В связи с воздушным дыханием предсердие разделено непол¬
ной перегородкой и образуется легочный круг кровообращения. При
пересыхании водоемов они зарываются в ил и дышат атмосферным
воздухом при помощи легких.
Надотряд Кистеперые. Это древние, почти полностью вымершие
костные рыбы. В настоящее время отряд представлен одним видом —
латимерией, обитающей в Индийском океане.
У кистеперых рыб расположение скелетных элементов внутри плав¬
ника несколько напоминает расположение костей в пятипалых конеч¬
ностях наземных позвоночных. К тому же вымершие палеозойские
представители отряда обладали, помимо жаберного, также и легочным
типом дыхания. Наличие этих признаков позволяет предполагать бли¬
зость древних кистеперых рыб к предкам наземных позвоночных —
стегоцефалам.
Рыбы — компонент водных сообществ, звено в цепях питания. Они
служат пищей для многих птиц, млекопитающих.
Человек использует в пищу многие виды рыб, их икру. Декоратив¬
ных рыб разводят в аквариумах. В прудах разводят карпа, белого амура,
толстолобика и др.
210
Знай основные термины и понятия
Плавники, чешуя, позвоночник, позвонки (тело, дуги), ребра, череп (моз¬
говой отдел, висцеральный отдел), головной, спинной мозг, пояса конечно¬
стей, караконды, костные лучи, челюсти, пигментные клетки, орган боковой
линии, ноздри, губы, рыло, зубы, глоточные зубы, вкусовые сосочки, усы, жабер¬
ные крышки, жаберные дуги, жаберные лепестки, жаберные тычинки, плава¬
тельный пузырь, газовая железа, двенадцатиперстная кишка, толстая кишка,
прямая кишка, туловищные почки, мочеточники, мочевой пузырь, внутрен¬
нее ухо, нерест, молоки, икра, проходные рыбы, жилые рыбы, полупроходные
рыбы, личинка, малек, яйцеживорождение, жировой плавник, хрящевые рыбы,
костные рыбы, акулы, скаты, осетро-, лососе-, карпо- и сельдеобразные, двоя¬
кодышащие, кистеперые.
Вопросы для самоконтроля
1. По каким признакам рыбы отличаются от других позвоночных
животных?
2. Как осуществляется дыхание рыб?
3. Какие органы входят в пищеварительную систему рыб?
4. Какие функции в организме рыб может выполнять плавательный
пузырь?
5. Каковы особенности строения кровеносной системы рыб?
6. Каковы особенности строения органов зрения и слуха у рыб?
7. Каковы особенности размножения и развития рыб в связи с вод¬
ным образом жизни?
8. Перечислите отличительные признаки хрящевых и костных рыб.
9. Какова роль рыб в природе?
Тренировочные задания
1. Плавучесть костных рыб обеспечивается:
а) формой тела;
б) накоплением жира в тканях;
в) развитием плавательного пузыря;
г) всеми перечисленными особенностями.
211
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
Тело рыб состоит из отделов:
а) двух;
б)
в) пяти;
г)
Парные плавники у рыб:
а) грудной н брюшной;
б)
в) анальный и хвостовой;
г)
Главная роль при движении рыбы
а) грудным;
б)
в) хвостовому;
г)
трех;
не разделено на отделы.
спинной и анальный;
грудной и анальный.
вперед принадлежит плавникам:
брюшным;
подхвостовому и спинному.
Чешуйчатый покров отсутствует у:
а) карпа; б) белого амура;
в) линя; г) угря.
В позвоночнике рыб выделяют следующее количество отделов:
а) 2; б) 3; в) 4; г) 5.
Позвоночник рыбы делится на отделы:
а) шейный, грудной, поясничный, крестцовый, хвостовой;
б) шейный, туловищный, хвостовой;
в) шейный, туловищный, крестцовый, хвостовой;
г) туловищный, хвостовой.
Скелет головы у рыб образуют:
а) черепная коробка, челюсти;
б) черепная коробка, челюсти, жаберные крышки;
в) черепная коробка, челюсти, жаберные дуги;
г) черепная коробка, челюсти, жаберные дуги, жаберные крышки.
Позвоночный канал, в котором расположен спинной мозг рыб, об¬
разован:
а) телами позвонков и верхними дугами;
б) телами позвонков и ребрами;
в) телами позвонков и нижними дугами;
г) отверстиями в телах позвонков.
Ребра у рыб прикреплены к:
а) верхним дугам позвонков;
б) нижним дугам позвонков;
в) телу позвонков туловищного отдела;
г) телу позвонков хвостового отдела.
212
11. Соединение скелета головы и скелета туловища у рыб:
а) подвижное;
б) полуподвижное;
в) неподвижное.
12. Плечевой пояс, служащий опорой для грудных плавников рыб,
образован:
а) костистыми лучами, погруженными основаниями в толщу мышц;
б) лопатками и коракоидами;
в) лопатками, коракоидами и ключицами;
г) парными костными пластинками.
13. Гидростатическим органом рыб является плавательный пузырь.
Он разделен на две части у рыб:
а) плотва и карась; б) плотва и окунь;
в) окунь и ерш; • г) карась и ерш.
14. При погружении речного окуня в глубь водоема газ из плаватель¬
ного пузыря поступает в:
а) жабры; б) кишечник;
в) пищевод; г) кровь.
15. Образование плавательного пузыря у рыб в процессе онтогенеза
связано с системой:
а) кровеносной; б) дыхательной;
в) пищеварительной; г) выделительной.
16. Для кровеносной системы рыб характерно:
а) два круга кровообращения, сердце отсутствует;
б) один круг кровообращения, сердце однокамерное;
в) один круг кровообращения, сердце двухкамерное;
г) один круг кровообращения, сердце многокамерное.
17. Через сердце рыб проходит кровь:
а) только венозная; б) только артериальная;
в) венозная и артериальная; г) смешанная.
18. Кровь в жабры у рыб поступает от:
а) головного мозга; б) всех внутренних органов;
в) кожи; г) сердца.
19. Кровь в жабры поступает по:
а) брюшной аорте; б) спинной аорте;
в) жаберным капиллярам; г) венам.
213
20. Окончательное переваривание пищи и всасывание растворенных
питательных веществ в кровь у рыб происходит в:
а) желудке; б) двенадцатиперстной кишке;
в) тонкой кишке; г) прямой кишке.
21. Органами дыхания большинства рыб являются:
а) жаберные щели; б) жабры;
в) легкие; г) кожа.
22. Температура тела рыб:
а) постоянная и не зависит от температуры воды;
б) непостоянная, но от температуры воды не зависит;
в) непостоянная и зависит от температуры воды.
23. Органами выделения у рыб являются;
а) зеленые железы; б) метанефридии;
в) туловищные почки; г) тазовые почки.
24. У пресноводных рыб конечным продуктом азотистого обмена
в основном являются:
а) аммиак;
б) мочевина;
в) мочевая кислота;
г) аммиак, мочевина, мочевая кислота.
25. Переработку информации, получаемой от органов обоняния, регуля¬
цию движений и поведения рыб осуществляет отдел головного мозга:
а) передний мозг;
б) промежуточный мозг;
в) средний мозг;
г) продолговатый .мозг;
д) мозжечок.
26. Регулирует работу скелетно-мышечной, пищеварительной, дыха¬
тельной, кровеносной и выделительной систем рыб:
а) передний мозг; б) промежуточный мозг;
в) средний мозг; г) продолговатый мозг.
27. Аккомодация у рыб осуществляется благодаря:
а) изменению кривизны хрусталика;
б) перемещению хрусталика внутрь глаза;
в) изменению кривизны роговицы.
214
28. Органы боковой линии свойственны:
а) рыбам, всем взрослым и личинкам земноводных;
б) рыбам и личинкам земноводных;
в) рыбам, личинкам и взрослым земноводным, ведущим водный образ
жизни;
г) всем водным животным.
29. Орган слуха у окуня представлен:
а) только наружным ухом;
б) наружным и средним ухом;
в) средним и внутренним ухом;
г) только внутренним ухом.
30. Определите последовательность стадий развития окуня:
а) личинка — икринка — зародыш — малек — взрослая рыба;
б) икринка — зародыш — личинка — малек — взрослая рыба;
в) зародыш — икринка — малек — личинка — взрослая рыба;
г) икринка — зародыш — малек — личинка — взрослая рыба.
31. Полупроходные рыбы — это: . Ч
а) рыбы, совершающие нерестовые миграции из рек в море;
б) рыбы, совершающие нерестовые миграции из морей в верховье рек;
в) рыбы, обитающие в приустьевых участках морей или соленых озерах,
заходящие для нереста в низовья рек;
г) рыбы, обитающие в глубоких водах морей, нерестящиеся на отмелях
морей.
32. К проходным рыбам относится:
а) акула; б) кета;
в) окунь; г) тунец.
33. На нерест из моря в верховья рек мигрирует:
,а) сазан; б) лосось;
в) угорь; г) щука.
34. На нерест из пресных водоемов в море мигрирует:
а) кета; б) севрюга;
в) белуга; г) угорь.
35. Черты сходства с хрящевыми рыбами имеют представители отряда:
а) Лососеобразные; б) Осетровые;
в) Сельдеобразные; г) Окунеобразные.
215
36. К хрящевым рыбам не относится:
а) акула;
в) скат;
б) мурена;
г) химера.
37. Акулы — очень подвижные хищники. Они находятся в движении
с первого до последнего дня жизни, а отдыхают только на дне. Это
связано с:
а) хорошим развитием мускулатуры;
б) отсутствием плавательного пузыря;
в) жаберным дыханием;
г) хищным образом жизни.
38. К хрящевым рыбам относятся;
а) рыба-пила, сазан, электрический скат;
б) пескарь, сом, щука;
в) бычья акула, скат-хвостокол, скат-манта;
г) белуга, осетр, камбала.
39. К костным рыбам относятся:
а) осетр, тигровая акула, линь;
б) окунь, плотва, скумбрия;
в) рыба-молот, сельдь, тунец;
г) австралийский рогозуб, латимерия, электрический скат.
40. К двоякодышащим рыбам относится;
а) горбуша; б) морской окунь;
в) австралийский рогозуб; г) латимерия.
41. Хорда в течение всей жизни сохраняется у:
а) ланцетника; б) африканского чешуйчатника;
в) латимерии; г) всех перечисленных видов.
42. Скелет осетровых рыб:
а) хрящевой, позвонки хорошо развиты, между телами позвонков сохра¬
няются остатки хорды;
б) хряще-костный, позвонки хорошо развиты, между телами позвонков
сохраняются остатки хорды;
в) хряще-костный, позвонки зачаточные, сохраняется хорда;
г) костный, позвонки хорошо развиты, сохраняются остатки хорды.
43. Наличие жаберных крышек, хрящевого внутреннего скелета, со¬
хранение хорды у взрослых особей, неравнолопастный хвостовой
плавник характерны для:
а) акулы; б) осетра;
в) окуня; г) латимерии.
216
44. Из перечисленных рыб к пресноводным не относится:
а) трехиглая колюшка; б) форель;
в) стерлядь; г) треска.
45. В Красную книгу Беларуси занесены рыбы:
1) линь;
3) сазан;
5) стерлядь;
7) усач.
а) 1,2,3; б) 2,3,4;
2) налим;
4)сом;
б) сырч;
в) 4, 5, 6; г) 5, 6, 7.
46. Выберите признаки, характерные для хрящевых и костных рыб.
Л. Хрящевые рыбы.
Б. Костные рыбы.
1. Внутренний скелет костный или хрящевой.
2. Кожа покрыта чешуями с зубчатыми вы¬
ступами.
3. Имеется плавательный пузырь.
4. Есть жаберные крышки.
5. Парные плавники расположены горизон¬
тально.
6. Хвостовой плавник с большой верхней
и меньшей нижней лопастями.
7. Оплодотворение в основном наружное.
47. Выберите признаки, характерные для хрящевых рыб, костных рыб
и общие для всех классов.
A. Хрящевые рыбы.
Б. Костные рыбы.
B. Рыбы.
1. В скелете сохраняются остатки хорды.
2. Жаберных крышек нет.
3. Сердце двухкамерное.
4. Кожа покрыта чешуей.
5. Есть плавательный пузырь.
6. Яйцеживорождение.
7. Череп костный.
8. Пищеварительные железы представлены пе¬
ченью и поджелудочной железой.
9. Чешуя с зубцами, покрытыми эмалью.
10. Тело состоит из трех отделов.
217
48. Соотнесите костных рыб с соответствующими отрядами.
A. Осетрообразные.
Б. Сельдеобразные.
B. Лососеобразные.
Г. Карпообразные.
1. Анчоусы.
2. Белуга.
3. Горбуша.
4. Кета.
5. Линь.
6. Сазан.
7. Севрюга.
8. Стерлядь.
49. Распределите рыб на соответствующие группы.
A. Жилые.
Б. Проходные.
B. Полупроходные.
1. Горбуша.
2. Окунь речной.
3. Плотва.
4. Сиг.
5. Щука.
6. Угорь.
50. Дугообразные хрящевые или костные образования в висцераль¬
ном отделе черепа рыб, к которым прикрепляются жаберные лепе¬
стки и жаберные тычинки, называются ....
51. Процесс выметывания половых продуктов у рыб с последующим
оплодотворением — .....
52. Послеличиночная стадия развития рыбы, у которой появилась че¬
шуя и плавники, — это ... .
Земноводные
Общая характеристика. Земноводные — немногочисленная груп¬
па наиболее примитивных наземных позвоночных животных, которые
на определенных стадиях развития сохраняют связь с водной средой.
Как и у рыб, температура тела у них переменная и связана с температу¬
рой окружающей среды. Насчитывается около 2,5 тыс. видов. Произо¬
шли от древних кистеперых рыб. Их появление связано со следующими
ароморфозами: возникновение легких, шейного и крестцового отде¬
лов позвоночника, двух пар пятипалых конечностей, развитие перед-
218
него мозга с двумя полушариями и органов чувств, приспособленных
к наземному существованию, возникновение трехкамерного сердца
и двух кругов кровообращения, дифференцировка мышечной систе¬
мы, обеспечивающая возможность разнообразных движений.
Земноводные обитают в воде и на суше. Тело короткое, разделено
на голову, туловище, конечности. Кожа земноводных тонкая, голая,
содержит много желез. Одни из них выделяют слизь, облегчающую
передвижение в воде и защищающую тело от высыхания, другие —
ядовитые вещества, защищающие животных. Развитие происходит
только в воде.
Скелет состоит из скелета головы, в котором есть мозговой и вис¬
церальный отделы, скелета туловища, поясов конечностей и свобод¬
ных конечностей.
Скелет головы состоит из мозгового и висцерального отделов.
Позвоночник имеет следующие отделы: шейный (1 позвонок), туло¬
вищный (7 позвонков), крестцовый (1 позвонок), хвостовой отдел обра¬
зован одной костью (уростилъ). У бесхвостых амфибий ребра отсутст¬
вуют. В связи с этим грудной клетки нет, и пояс передних конечностей
свободно лежит в толще мускулатуры.
Скелет конечностей образован поясом и свободными конечностя¬
ми. Пояс передних конечностей состоит из парных лопаток, ключиц,
вороньих костей и грудины. Скелет парной передней конечности об¬
разован плечевой костью, двумя костями предплечья (локтевой и лу¬
чевой) и кистью (запястье, пясть, фаланги пальцев).
Пояс задних конечностей образован тремя парными костями таза
и крестцовым позвонком. Скелет задних конечностей включает бедро,
две кости голени (большую и малую берцовые) и стопу.
Мышечная система хорошо развита, особенно мышцы конечностей.
Мышцы дифференцированы.
Пищеварительная система представлена пищеварительным трак¬
том и железами. В ротоглоточную полость открываются протоки пары
слюнных желез, хоаны, отверстия евстахиевых труб (среднего уха).
В ней же находится язык, прикрепляющийся передним концом к ниж¬
ней челюсти. Пищевод короткий. Кишечник разделен на тонкий и тол¬
стый. Печень и поджелудочная железа хорошо развиты. Есть желчный
пузырь. Толстый кишечник заканчивается клоакой. Клоака — расши¬
ренная часть кишечника, в которую открываются отверстия выдели¬
тельной и половой систем органов. Большинство земноводных — хищ¬
ники, они питаются моллюсками, насекомыми.
219
Дыхание жаберное (у личинок) и кожно-легочное. Трахей и бронхов
нет. Дыхательная поверхность легких небольшая. Механизм дыхания
ротобрюшной. Вдох двухэтапный: сначала воздух засасывается в рото¬
глоточную полость при опускании диафрагмы рта. Затем закрываются
ноздри и воздух проталкивается в легкие. При выдохе сокращаются
брюшные мышцы и открываются ноздри. Легкие у земноводных разви¬
ты слабо, поэтому значительная роль в газообмене принадлежит коже.
Кровеносная система замкнутая. Сердце трехкамерное. Два круга
кровообращения. По малому кругу кровообращения смешанная кровь
из желудочка поступает в легочные артерии, легкие, легочные вены
и в левое предсердие. Большой круг также начинается в желудочке. По
большому кругу кровообращения кровь поступает в артериальный ко¬
нус, от которого отходят три пары сосудов — кожно-легочные артерии,
правая и левая дуги аорты, сонные артерии. Смешанная кровь разно¬
сится по всему телу и собирается в правое предсердие по передней
и задней полым венам. В правое предсердие попадает также артери¬
альная кровь, оттекающая от кожи, что и дает возможность земноводным
полностью переходить на кожное дыхание при длительном пребыва¬
нии под водой. Органы и ткани земноводных получают мало кислорода,
поэтому обмен веществ протекает медленно.
Выделительная система представлена парой первичных туловищ¬
ных почек, на поверхности которых лежат надпочечники. Мочеточники
впадают в клоаку. Сюда же у высших амфибий открывается мочевой
пузырь. Моча из мочевого пузыря выводится в клоаку, а затем наружу.
С мочой выводится основной продукт белкового обмена — мочевина
и другие вещества.
Нервная система образована головным и спинным мозгом, перифе¬
рическими нервами. В головном мозге особенно развит передний от¬
дел. Мозжечок и средний мозг развиты относительно слабо, так как
амфибии малоподвижны, их движения однообразны.
Органы чувств приспособлены к наземному образу жизни. Глаза
снабжены подвижными веками, которые защищают глаза от высыха¬
ния. Амфибии видят дальше рыб, так как хрусталик их глаза имеет
форму линзы, что улучшает аккомодацию.
В органах слуха появляется среднее ухо, отграниченное от внешней
среды барабанной перепонкой. В среднем ухе одна слуховая косточка.
Органы обоняния представлены слизистыми обонятельными кап¬
сулами, связанными с ноздрями.
Размножение и развитие земноводных происходит в воде. Семен¬
ники и яичники парные. Оплодотворение чаще всего наружное. Раз¬
витие с метаморфозом. Икринки развиваются в воде. Личинка лягуш-
220
кп — головастик по строению напоминает рыбу: у него рыбообразная
форма тела, есть жабры, боковая линия, плавники, двухкамерное сердце,
один круг кровообращения. Это свидетельствует о родстве рыб и зем¬
новодных.
Земноводные служат пищей многим животным. Они уничтожают
голых слизней, многих насекомых-вредителей. В некоторых странах
земноводных употребляют в пищу.
Отряд Бесхвостые. К нему относятся лягушки, жабы. Тело жаб по¬
крыто кожей с бугорками. Кожные железы выделяют ядовитую жид¬
кость. У жаб в отличие от лягушек кожа сухая, хорошо развиты легкие,
поэтому они меньше зависят от воды. Жабы ведут ночной образ жиз¬
ни, уничтожают голых слизней, многих насекомых.
Отряд Хвостатые. Его представители — тритоны, саламандры,
протеи.
Отряд Безногие. К нему относятся червяги, обитающие в экватори¬
альных лесах Южной Америки, пещерах под землей. Они имеют чер¬
веобразную форму тела, ребра. У них отсутствуют конечности. Раз¬
меры тела достигают от 30 до 120 см.
Знай основные термины и понятия
Пояса конечностей, плечевая кость, предплечье, кисть, бедро, голень, стопа,
грудина, ключицы, челюсти, язык, ротоглоточная полость, слюнные железы,
кожно-легочное дыхание, трехкамерное сердце, большой (туловищный) круг
кровообращения, малый (легочный) круг кровообращения, туловищные почки,
клоака, мочевой пузырь, полушария переднего мозга, отделы головного мозга,
глаза, веки, среднее ухо, барабанная перепонка, стремечко, внутренние ноздри,
земноводные, или амфибии, бесхвостые, хвостатые, тритоны, саламандры, ля¬
гушки, жабы, чесночницы, квакши.
Вопросы для самоконтроля
1. Какие условия жизни и почему ограничивают распространение
земноводных на земле?
2. Чем по внешнему виду земноводные отличаются от рыб?
221
3. В чем сходство строения скелета рыб и земноводных? В чем их
различия?
4. В чем сходство и различие пищеварительной системы земновод¬
ных и рыб?
5. Чем отличается кровеносная система земноводных от кровенос¬
ной системы рыб? В связи с чем у земноводных развился второй
круг кровообращения?
6. Каковы отличия в строении нервной системы земноводных по
сравнению с рыбами?
7. В чем сходство размножения рыб и земноводных? Что доказывает
это сходство?
8. В чем главное различие рыб и земноводных?
9. Каково значение земноводных в природе? Почему их следует
охранять?
Тренировочные задания
1. Жабы живут вдали от водоемов:
а) постоянно;
б) постоянно, кроме периода размножения;
в) только во время зимовки;
г) только во время размножения.
2. В позвоночнике земноводных выделяют следующее количество
отделов:
а) 2; б) 3; в) 4; г) 5.
3. У земноводных по одному позвонку имеют отделы позвоночника:
а) шейный и туловищный;
б) шейный и хвостовой;
в) крестцовый и хвостовой;
г) шейный и крестцовый.
4. Плечо на рисунке обозначено
цифрой:
- а) 11;
б) 10;
в) 12.
222
5. Плечевой пояс лягушки состоит из костей:
а) лопаток, коракоидов;
б) лопаток, коракоидов, ключиц;
в) лопаток, коракоидов, ключиц, грудины;
г) лопаток, коракоидов, ключиц, грудины, плечевой кости.
6. Какая из костей не относится к плечевому поясу:
а) воронья кость; б) лопатка;
в) ключица; г) плечевая кость?
7. У земноводных, в отличие от рыб, появились пищеварительные
железы:
а) слюнные; б) желудочные;
в) печень; г) поджелудочная.
8. Воздух в легкие у земноводных непосредственно поступает из:
а) ноздрей; б) ротоглоточной полости;
в) трахеи; г) бронхов.
9. Воздух в легкие у земноводных:
а) поступает пассивно;
б) нагнетается;
в) засасывается.
10. Кровеносная система земноводных:
а) незамкнутая, сердце многокамерное, один круг кровообращения;
б) замкнутая, сердце трехкамерное, два круга кровообращения;
в) замкнутая, сердце двухкамерное, один круг кровообращения;
г) замкнутая, сердце четырехкамерное, два круга кровообращения.
11. У лягушек малый круг кровообращения заканчивается в:
а) правом предсердии; б) левом предсердии;
в) желудочке; г) легких;
д) коже.
12. Большой круг кровообращения заканчивается в:
а) легких; б) левом предсердии;
в) правом предсердии; г) желудочке.
13. Определите движение крови от сердца к легким лягушки:
а) желудочек — правое предсердие — артерия — легочные капилляры;
б) левое предсердие — желудочек — легочная вена — капилляры;
в) желудочек — легочная артерия — капилляры.
223
• '
14. У бесхвостых амфибий венозная кровь течет по:
а) дугам аорты; б) кожным артериям;
в) подключичным артериям; г) легочным венам.
15. У лягушки в левом предсердии кровь:
а) венозная;
б) артериальная;
в) смешанная.
16. У лягушки в правом предсердии при кожном и легочном дыхании
кровь:
а) венозная;
б) артериальная;
в) смешанная.
17. Неполная перегородка имеется в желудочке сердца:
а) тритона; б) саламандры;
в) хамелеона; г) лягушки.
18. Продукты, выделяемые почками лягушек, удаляются из организ¬
ма через:
а) кишечник; б) мочевой пузырь;
в) клоаку; г) мочеиспускательный канал.
19. Для земноводных не характерно наличие:
а) туловищных почек; б) мочевого пузыря;
в) мочеточников; г) мочеиспускательного канала.
20. Конечным продуктом азотистого обмена у лягушек является:
а) аммиак; б) мочевая кислота;
в) мочевина; г) нитраты и нитриты.
21. Определите путь удаления продуктов из организма лягушки, вы¬
деляемых почками:
а) почки -- мочеточники — мочевой пузырь — мочеиспускательный ка¬
нал — выделительное отверстие;
б) почки — мочеточник — клоака;
в) почки — мочеточники — клоака — мочевой пузырь — мочеиспуска¬
тельный канал — выделительное отверстие;
г) почки — мочеточники — клоака — мочевой пузырь — клоака.
22. У лягушек главную роль при охоте играет:
а) зрение; б) слух;
в) обоняние; г) осязание.
224
23. Орган слуха у земноводных представлен:
а) внутренним ухом;
б) средним ухом;
в) внутренним и средним ухом;
г) внутренним, средним и наружным ухом.
24. Орган слуха земноводных отделен от наружной среды:
а) кожей; б) мышцами;
в) наружным ухом; г) барабанной перепонкой.
25. Размножение земноводных в большинстве случаев происходит:
а) на суше;
б) в пресных и морских водоемах;
в) в пресных водоемах;
г) на суше, в пресных и морских водоемах.
26. У личинок амфибий, живущих в воде, конечным продуктом азоти¬
стого обмена преимущественно является:
а) аммиак; б) мочевина;
в) мочевая кислота; г) нитраты.
27. У головастиков имеется:
а) один круг кровообращения;
б) двухкамерное сердце;
в) орган боковой линии;
г) все перечисленные признаки.
28. Выберите признаки, характерные для рыб, земноводных, общие
для животных этих двух групп.
A. Рыбы.
Б. Земноводные.
B. Рыбы и Земноводные.
1. Тело покрыто чешуйками.
2. Кожные железы выделяют слизь.
3. Имеется пара ноздрей, соединенных
с ротовой полостью.
4. Позвоночник состоит из двух отделов.
5. Позвоночник заканчивается хвостовой
костью.
6. Дыхание кожное и легочное.
7. Постоянно живут в воде.
8. Плечевой пояс состоит из лопаток и ко¬
ракоидов.
225
9. Органы выделения — туловищные почки.
10. Кровеносная система замкнутая, один
круг кровообращения.
11. Головной мозг состоит из пяти отделов.
12. Аккомодация зрения происходит за счет
передвижения хрусталика.
13. Размножаются в воде.
14. Развитие с метаморфозом.
15. Оплодотворение наружное и внутреннее.
29. Выберите признаки, характерные только для земноводных:
1) слизистая кожа;
2) обтекаемая форма тела;
3) трехкамерное сердце;
4) развитие яиц в воде;
5) наличие слюнных желез;
6) пятипалые конечности;
7) есть внутреннее ухо;
8) есть барабанная перепонка;
9) развитие с метаморфозом.
30. Установите принадлежность видов земноводных к соответству¬
ющим отрядам.
31. Конечный, расширенный отдел кишечника земноводных — ....
32. В полости среднего уха лягушки находится слуховая косточка —....
33. Личинка лягушки — ....
а) 1,2, 3,4;
в) 4, 6, 8, 9;
б) 5, 6, 7, 8;
г) 3,5, 6,8.
А. Хвостатые.
Б. Бесхвостые.
1. Аксолотль.
2. Гребенчатый тритон.
3. Краснобрюхая жерлянка.
4. Камышовая жаба.
5. Обыкновенная квакша.
6. Обыкновенный тритон.
7. Пятнистая саламандра.
8. Травяная лягушка.
9. Чесночница.
226
Пресмыкающиеся
Общая характеристика. Пресмыкающиеся, или рептилии, — это
настоящие наземные животные, относящиеся к амниотам. Вместе
с птицами и млекопитающими они составляют группу высших позво¬
ночных. Свое происхождение пресмыкающиеся ведут от наземных
стегоцефалов.
От земноводных пресмыкающиеся отличаются рядом важных при¬
знаков. Наиболее принципиальные отличия следующие.
1. Для пресмыкающихся характерно внутреннее оплодотворение
и наличие зародышевых оболочек, что позволяет яйцам развиваться
в воздушной среде, вне воды.
2. В яйцах пресмыкающихся значительно возрастает количество
желтка, содержащего необходимые для формирования зародыша ве¬
щества; резко увеличивается белковая оболочка (белок яйца), содер¬
жащая запас воды для развития зародыша; образуются плотные защит¬
ные оболочки. У ящериц и змей наружная оболочка яйца кожистая,
у крокодилов и черепах твердая, скорлуповая. Наружная оболочка за¬
щищает зародыш от механических повреждений и высыхания на суше.
3. Верхние слои эпидермиса ороговевшие, что предохраняет орга¬
низм от потери воды. Это позволяет пресмыкающимся заселять самые
сухие места обитания.
4. Дыхание только легочное. Развита грудная клетка, что позволяет
осуществлять более эффективный механизм дыхания — всасывающий.
5. Сердце у большинства видов трехкамерное, с неполной, а у кроко¬
дилов с полной перегородкой в желудочке; кровеносная система изменя¬
ется в сторону все большего разделения артериальной и венозной крови.
6. Органы выделения — тазовые почки, обладающие большей кон¬
центрационной способностью по сравнению с туловищными почками
рыб и амфибий и большей реабсорбцией воды.
7. У пресмыкающихся происходит возрастание относительных раз¬
меров головного мозга, особенно переднего, в котором появляются за¬
чатки коры больших полушарий.
С земноводными пресмыкающихся сближают признаки; трехка¬
мерное сердце, кровь в левой дуге аорты смешанная, а в правой — арте¬
риальная, поступающая к голове и передним конечностям; пойкило-
термные животные; конечности расположены по бокам туловища, пе¬
редвигаются, не поднимаясь высоко над землей.
227
Ныне живущие пресмыкающиеся делятся на четыре отряда: Клю¬
воголовые, Чешуйчатые, Крокодилы и Черепахи, различающиеся су¬
щественными особенностями, но имеющие общие черты строения.
В теле пресмыкающихся выделяют голову, шею, туловище и хвост.
Тело покрыто кожей, состоящей из наружного многослойного эпидер¬
миса и соединительнотканной дермы. Кожа освобождается от функ¬
ции дыхания, не имеет желез, так как необходимость в ее смачивании
отпала. Испарение влаги с поверхности тела уменьшилось, потому что
все тело рептилий покрыто ороговевшим эпидермисом в виде чешуек,
бугорков или щитков. Роговой покров плохо растяжим, поэтому жи¬
вотные периодически линяют.
Скелет пресмыкающихся почти полностью образован костными
элементами. В позвоночнике выделяют пять отделов: шейный, грудной,
поясничный, крестцовый и хвостовой. В шейном отделе, образован¬
ном несколькими позвонками, два первых обеспечивают подвижность
головы. Позвонки грудного отдела несут по паре хорошо развитых ре¬
бер, большая часть которых нижними хрящевыми концами срастается
с грудиной. У змей грудина отсутствует, что позволяет им заглатывать
крупную добычу.
К крестцовому отделу, состоящему из двух позвонков, прикрепля¬
ется тазовый пояс.
Скелеты передних и задних конечностей имеют общую схему строе¬
ния конечностей наземных позвоночных. Конечности у пресмыка¬
ющихся заканчиваются когтями, помогающими им передвигаться по
суше. У змей и безногих ящериц конечности редуцированы.
Мускулатура пресмыкающихся более дифференцирования, чем
у амфибий. Развиты жевательные мышцы, приводящие в движение
челюсти; мышцы шейного отдела, обеспечивающие подвижность го¬
ловы; межреберные мышцы, обеспечивающие движение грудной
клетки, которая имеет важное значение при легочном дыхании.
В пищеварительной системе хорошо выражены отделы; ротовая
полость, глотка, желудок, тонкая и толстая кишки. Последняя откры¬
вается в клоаку.
В ротовой полости находятся язык и зубы. Язык обычно мускули¬
стый и подвижный, способный далеко выбрасываться. У многих ящериц
и змей он часто бывает раздвоенный. Зубы либо прирастают основа¬
ниями к челюстям, либо сидят в ямках челюстных костей (у крокоди¬
лов). У некоторых змей имеются более крупные ядовитые зубы. В них
есть бороздки или каналы, по которым поступает яд — секрет видоиз¬
228
мененных слюнных желез. В ротовую полость открываются слюнные
железы, секрет которых смачивает пищу и облегчает ее заглатывание.
В передний отдел тонкой кишки (двенадцатиперстную кишку) впада¬
ют протоки печени и поджелудочной железы.
Большинство пресмыкающихся — плотоядные животные. Ящери¬
цы питаются червями, моллюсками. Ужи истребляют много амфибий.
Крокодилы и крупные змеи могут нападать и на крупных животных.
Среди черепах отмечены растительноядные виды.
Органами дыхания пресмыкающихся в течение всей жизни являются
легкие. От глотки начинается дыхательное горло {трахея), которое
делится на два бронха, ведущих в мешковидные легкие. Внутренняя
поверхность легких имеет многочисленные складки, что увеличивает
дыхательную поверхность.
Кровеносная система пресмыкающихся имеет более прогрессивное
строение, чем у земноводных, и обеспечивает более полное разделение
венозного и артериального кровотоков. Хотя сердце у тех и других
трехкамерное, но более сложная структура желудочка (перегородка,
гребни) в сердце рептилий способствует более полному разделению
в нем венозной и артериальной крови. Три сосуда — легочная артерия
и две дуги аорты — отходят непосредственно от разных частей желу¬
дочка, что обеспечивает поступление к легким венозной крови, к голове
и поясу передних конечностей — артериальной, а к остальным частям
тела — смешанной, но с преобладанием артериальной.
Органы выделения у взрослых пресмыкающихся представлены пар¬
ными тазовыми почками. Конечным продуктом белкового обмена
у рептилий является мочевая кислота, практически нерастворимая
в воде и выводимая из организма в виде взвеси мелких кристалликов,
что требует очень малого количества воды. От почек отходят мочеточ¬
ники, впадающие в мочевой пузырь, который открывается в клоаку.
У крокодилов и змей мочевой пузырь отсутствует.
В нервной системе пресмыкающихся в отличие от земноводных по¬
является ряд прогрессивных черт. Это выражается в увеличении раз¬
меров головного мозга, в котором дальнейшее развитие получают
полушария переднего мозга с зачатками коры, состоящей из серого
мозгового вещества. Мозжечок сильно развит, что соответствует
сложности движений большинства рептилий.
Глаза пресмыкающихся имеют веки и мигательную перепонку. У змей
и некоторых ящериц веки срастаются, образуя прозрачную пленку,
защищающую глаз от высыхания. Аккомодация глаза (установка на
229
ближнее или дальнее видение) достигается не только перемещением
хрусталика, как у земноводных, но и изменением его кривизны с помо¬
щью ресничной мышцы.
Орган слуха пресмыкающихся по строению схож с органом слуха
земноводных. Он состоит из внутреннего и среднего уха, в котором на¬
ходится одна слуховая косточка — стремечко.
Органы обоняния хорошо развиты и открываются наружу парными
ноздрями. В ротовой полости расположен особый орган, позволяющий
тонко различать запахи. У некоторых змей на переднем конце головы
находятся ямки — органы термического чувства, способные восприни¬
мать инфракрасное излучение, что позволяет им охотиться на теплокров¬
ных животных даже ночью. Органы осязания развиты хорошо. Ящери¬
цы имеют осязательные волоски, расположенные по краям чешуи.
Органы размножения представлены парными семенниками самцов
и яичниками самок. Все рептилии раздельнополые. Оплодотворение
внутреннее.
Развитие прямое, что связано с накоплением большого количества
желтка в яйцеклетке. Большинство рептилий откладывают яйца
в грунт. У чешуйчатых часто встречается яйцеживорождение, связан¬
ное с задержкой яиц в яйцеводах. У некоторых змей и ящериц наблю¬
дается настоящее живорождение, при котором образуется настоящая
плацента, похожая на плаценту млекопитающих.
Отряд Чешуйчатые. Он включает ящериц и змей. У большинства
ящериц развиты конечности, хотя есть и безногие — веретеница и жел¬
топузик. Ящерицы обитают в пустынях, лесах, вблизи болот. Предста¬
вители: гекконы, вараны, ушастая круглоголовка, прыткая ящерица.
У змей нет конечностей, они имеют прозрачные сросшиеся веки.
Благодаря подвижному соединению правой и левой половин нижней
челюсти, отсутствию грудины и свободному раздвиганию ребер, змеи
могут заглатывать крупную добычу. Одни змеи заглатывают живую
добычу (уж), другие ее предварительно душат (питон) или убивают
при помощи яда (кобра, гадюка).
Отряд Черепахи. Он включает животных, тело которых защищено
панцирем, сросшимся с ребрами и позвоночником. Питаются черепахи
растительностью, мелкими беспозвоночными. Одни из них живут
в пустынях, другие — в болотах, пресных водоемах, морях.
Отряд Крокодилы. К нему относятся наиболее крупные пресмы¬
кающиеся. Их тело покрыто роговыми костными пластинами. Кроко¬
дилы — хищные животные, они имеют развитые зубы. Их сердце
состоит из четырех камер.
230
Отряд Клювоголовые. Включает один вид — гаттерию.
Пресмыкающиеся, являясь звеном в цепях питания, регулируют
численность моллюсков, грызунов и других животных. В свою оче¬
редь ими питаются другие животные.
Пресмыкающиеся в ряде стран употребляются человеком в пищу.
Из кожи ящериц, змей, крокодилов изготавливают обувь, сумки, из
панцирей черепах — расчески, гребни, оправы для очков. Змеиный яд
используется в медицине.
Знай основные термины и понятия
Роговой покров, костный панцирь, роговые чешуи, линька, веки, мига¬
тельная перепонка, ноздри, барабанная перепонка, грудина, грудная клетка,
ребра, челюсти, зубы, язык, слепая кишка, ячеистые легкие, трахея, бронхи,
легочная артерия, левая и правая дуги аорты, спинная аорта, эктотермные
(пойкилотермные) животные, тазовые почки, мочеточники, мочевой пузырь,
яйцо, оболочки яйца (кожистая, скорлуповая, амнион), амниотическая по¬
лость, яйцеживорождение, ядовитые железы, автотомия, чешуйчатые, черепахи,
крокодилы, ящерицы, змеи, хамелеоны, ящеры, стегоцефалы, сеймурия, вараны,
гекконы, веретеница, медянка, гадюка, уж, серпентарий.
Вопросы для самоконтроля
1. Какие черты организации позволили пресмыкающимся полно¬
стью перейти к наземному образу жизни?
2. Какие общие признаки с земноводными имеют пресмыкающиеся?
3. Как защищена кожа пресмыкающихся от высыхания?
4. Каковы прогрессивные изменения пресмыкающихся по сравне¬
нию с земноводными?
5. Сколько шейных позвонков имеют рептилии? Какое преимущест¬
во благодаря этому они имеют по сравнению с земноводными?
6. Какова особенность мускулатуры пресмыкающихся по сравнению
с земноводными?
231
7. Каковы особенности дыхательной системы пресмыкающихся?
Как и за счет чего поступает воздух в легкие пресмыкающихся?
8. Каковы особенности строения кровеносной системы пресмыка¬
ющихся? Какая особенность строения их сердца уменьшает сме¬
шение артериальной и венозной крови?
9. У кого больше потери воды при выделении — у земноводных или
рептилий? Какое это имеет значение?
10. Каковы особенности размножения и развития пресмыкающихся
в связи с наземным образом жизни?
11. Каковы характерные черты представителей разных отрядов пре¬
смыкающихся?
Тренировочные задания
1. Ограничивающим фактором для продвижения рептилий на север
,является:
а) повышенная влажность;
б) недостаток пищи;
в) температура окружающей среды;
г) влияние человека.
2. Роговой покров пресмыкающихся выполняет функции:
а) защиты от потери влаги и механических повреждений;
б) выделения;
в) наружного скелета;
г) выделения слизи, при испарении которой понижается температура тела.
3. Позвоночник пресмыкающихся состоит из отделов:
а) туловищного и хвостового;
б) шейного, туловищного, хвостового;
в) шейного, туловищного, крестцового, хвостового;
г) шейного, грудного, поясничного и хвостового.
4. Ребра у пресмыкающихся прикреплены к позвонкам отделов по¬
звоночника:
а) шейного и грудного;
б) грудного и поясничного;
в) шейного, туловищного и крестцового;
г) шейного, туловищного и хвостового.
232
5. Грудную клетку имеют:
а) все пресмыкающиеся; б) все, кроме змей;
в) все, кроме змей и черепах; г) все, кроме крокодилов.
6. По типу питания пресмыкающиеся:
а) только хищники;
б) хищники и растительноядные;
в) хищники и паразиты;
г) хищники и детритофагн.
7. Зубы у пресмыкающихся служат для:
а) захватывания, отрывания и удержания пищи;
б) захватывания и перетирания пищи;
в) захватывания, отрывания и пережевывания шици;
г) захватывания и пережевывания пиши.
8. Пищеварительная система пресмыкающихся:
а) ротовая полость — пищевод — зоб — желудок — средняя кишка — зад¬
няя кишка;
б) рот — глотка — пищевод — желудок — тонкий кишечник — задняя
кишка — прямая кишка;
в) ротоглоточная полость — пищевод — желудок — тонкая кишка — пря¬
мая кишка — клоака;
г) ротовая полость — глотка — пищевод — желудок — тонкая кишка —
толстая кишка — клоака.
9. В процессе эволюции ядовитые железы змей образовались из желез:
а) сальных; б) слезных;
в) слюнных; г) потовых.
10. Пресмыкающиеся дышат:
а) легкими;
б) легкими и кожей;
в) в молодом возрасте жабрами, взрослые — легкими;
г) легкими, кожей, слизистой оболочкой ротовой полости.
11. Органы дыхания у рептилий:
а) складчатые легкие;
б) ячеистые легкие;
в) слизистая оболочка ротоглоточной полости;
г) у наземных — ячеистые легкие, у водных — кожа.
12. У большинства пресмыкающихся воздух в легкие:
а) поступает пассивно;
б) нагнетается;
в) засасывается благодаря расширению грудной клетки.
233
13. У ящерицы в левом предсердии кровь:
а) венозная;
б) артериальная;
в) смешанная.
14. У крокодила в правом предсердии кровь:
а) артериальная;
б) венозная;
в) смешанная.
15. От сердца пресмыкающихся отходят сосуды:
а) легочная вена, легочная артерия;
б) правая дуга аорты, левая дуга аорты;
в) спинная аорта, легочная аорта;
г) легочная артерия, правая дуга аорты, левая дуга аорты.
16. В левую дугу аорты поступает кровь из желудочка сердца млеко¬
питающего:
а) артериальная;
б) венозная;
в) смешанная.
17. В правую дугу аорты у пресмыкающихся поступает кровь:
а) артериальная;
б) венозная;
в) смешанная.
18. Спинная аорта у пресмыкающихся:
а) отходит от сердца и несет артериальную кровь по всем органам тела;
б) отходит от сердца и несет смешанную кровь по всем органам тела;
в) отходит от сердца и несет артериальную кровь к головному мозгу и пе¬
редним конечностям;
г) образуется при слиянии правой и левой дуг аорты и несет смешанную
кровь по всем органам тела.
19. Основным конечным продуктом азотистого обмена, выводимых
из организма, у пресмыкающихся является:
а) аммиак; б) креатин;
в) мочевая кислота; г) мочевина.
20. Среди пресмыкающихся барабанная перепонка отсутствует у:
а) змей; б) крокодилов;
в) черепах; г) ящериц.
234
21. Функцию осязания у ящериц и змей выполняют:
а) участки кожи на верхней челюсти;
б) участки кожи на нижней челюсти;
в) участки кожи на конечностях;
г) язык.
22. Функцией мигательной перепонки у ящериц является:
а) повышение остроты зрения;
б) постоянное увлажнение глаза;
в) механическая защита глаза;
г) гипнотизирование жертвы.
23. Якобсонов орган в полости рта рептилий является:
а) сейсморецептором; б) фоторецептором;
в) хеморецептором; г) терморецептором.
24. Автотомия (рефлекторное отбрасывание хвоста) характерно для:
а) змей; б) хамелеонов;
в) крокодилов; г) настоящих ящериц.
25. При размножении у пресмыкающихся не наблюдается:
а) откладка яиц с влажной слизистой оболочкой;
б) откладка яиц с кожистой оболочкой;
в) откладка яиц с твердой известковой скорлупой;
г) яйцеживорождеппе;
д) настоящее живорождение.
26. Яйца змей и ящериц снаружи покрыты оболочкой:
а) скорлуповой; б) кожистой;
в) слизистой; г) пергаментной.
27. Яйцеживорождеппе характерно для:
а) обыкновенного ужа; б) обыкновенной гадюки;
в) болотной черепахи; г) каймана.
28. Яйцеживорождение — это приспособление к развитию зародыша:
а) на суше; б) в воде;
в) в засушливом климате; г) в холодном климате.
29. К отряду Чешуйчатые относится:
а) анаконда; б) хамелеон;
в) серый варан; г) все перечисленные.
235
30. Древесный образ жизни ведет:
а) веретеница; б) серый варан;
в) хамелеон; г) ящерица прыткая.
31. Неядовитые змеи:
а) гюрза, кобра;
б) питон, полоз;
в) коралловый аспид, королевская кобра;
г) эфа, гадюка.
32. В Красную книгу Беларуси занесены виды пресмыкающихся:
а) болотная черепаха, медянка;
б) веретеница, ящерица живородящая;
в) ящерица прыткая, ящерица живородящая;
г) обыкновенная гадюка, обыкновенный уж.
33. Отсутствуют конечности у пресмыкающихся:
а) веретеницы; б) степного удавчика;
в) кобры; г) всех перечисленных.
34. Для пресмыкающихся характерно:
1) наличие трахеи и бронхов;
2) отсутствие грудины;
3) наличие зачатка коры больших полушарий;
4) поступление артериальной крови в левую дугу аорты;
5) выделение слизи кожными железами;
б) сухая грубая кожа, покрытая бородавками.
а) 1,3; 6)2,4; в) 3, 6; г) 1,5.
35. Для пресмыкающихся характерно:
1) наличие рогового покрова;
2) развитие с метаморфозом;
3) наличие поясничного отдела в позвоночнике;
4) участие кожи в газообмене;
5) поступление артериальной крови в правую дугу аорты;
б) наружное оплодотворение.
а) 1,2; 6)3,4; в) 1,3,5; г) 3,5,6.
36. Пресмыкающиеся имеют:
1) челюсти с многочисленными зубами;
2) один шейный позвонок в скелете;
3) туловищные почки;
4) трехкамерное сердце;
236
5) мигательную перепонку;
6) три слуховые косточки.
а) 1,2,6; б) 2,3,4; в) 4, 5, 6; г) 1,4,5.
37. Пресмыкающиеся произошли от:
а) современных земноводных;
б) двоякодышащих рыб;
в) стегоцефалов;
г) птерозавров.
38. Выберите признаки, характерные для земноводных, пресмыка¬
ющихся, обеих этих групп животных.
A. Земноводные.
Б. Пресмыкающиеся.
B. Земноводные
и Пресмыкающиеся.
1. Кожа сухая, защищенная роговыми че-
шуями.
2. Конечности расположены по бокам туло¬
вища, животные передвигаются, не под¬
нимая его высоко над землей.
3. Сердце трехкамерное, кровь в левой дуге
аорты смешанная, а в правой — артери¬
альная, поступающая к голове и конечно¬
стям.
4. В шейном отделе один позвонок.
5. Дыхание легочное и кожное.
6. Оплодотворение внутреннее.
7. Яйца снабжены плотной оболочкой и за¬
пасом питательных веществ.
8. Нет личиночной стадии развития.
9. Туловищные почки.
10. Скелет образован костной и хрящевой
тканями.
39. Выберите признаки, характерные как для земноводных, так и для
рептилий:
1) наличие клоаки;
2) каракоиды в плечевом поясе;
3) два круга кровообращения;
4) образование из зародыша личинки;
5) тазовые почки;
6) трехкамерное сердце;
7) холоднокровные.
а) 1,2, 6, 7; б) 2, 3,4, 5;
в) 1,3,5, 6; г) 3,4,5, 7.
237
40. Установите соответствие между животными и характерным для
них типом оплодотворения.
А. Наружное оплодотворение.
Б. Внутреннее оплодотворение.
1. Морские черепахи.
2. Осетр.
3. Ящерица прыткая.
4. Нильский крокодил.
5. Треска.
6. Земляная жаба.
7. Рыбка-колюшка.
8. Акула-молот.
41. Соотнесите представителей пресмыкающихся с соответствующими
отрядами.
А. Чешуйчатые. 1. Аллигатор.
Б. Крокодилы. 2. Анаконда.
3. Веретеница.
4. Гавиал.
5. Геккон.
6. Кайман.
7. Песчаная эфа.
8. Хамелеон.
42. Внутренняя зародышевая оболочка пресмыкающихся — ....
43. Специальный питомник для содержания змей — ....
44. У гадюки и некоторых видов ящериц детеныши выходят из яиц
сразу после кладки. Эта особенность называется ....
45. Наиболее примитивным древним пресмыкающимся является ....
46. Процесс сбрасывания рогового покрова пресмыкающимися назы¬
вается ... .
Птицы
Общая характеристика. Птицы — это высокоспециализирован¬
ный класс высших теплокровных позвоночных животных из группы
амниот, приспособленных к полету. Известно около 9000 видов птиц.
Это самый многочисленный класс среди наземных позвоночных. Они
238
обладают обтекаемой формой тела, покрыты перьями, передвигаются
на двух конечностях. Подвижная голова снабжена клювом. Хорошо
развиты органы чувств. Птицы распространены по всему земному
шару и приспособлены к самым разнообразным условиям окружа¬
ющей среды.
Класс птиц сформировался в результате следующих ароморфозов.
1. Развитие нервной системы сопровождалось увеличением боль¬
ших полушарий мозга, коры мозга, мозжечка. Прогрессивное развитие
головного мозга, органов зрения и слуха расширили возможности
ориентации в пространстве,- улучшили координацию движений,
усложнили поведение.
2. Возникновение перьевого покрова как важной предпосылки теп¬
локровности.
3. Превращение передних конечностей в крылья.
4. Появление в скелете легких трубчатых костей.
5. В дыхательной системе развились дыхательные мешки; возник
механизм двойного дыхания.
6. Развитие четырехкамерного сердца и теплокровности.
Считается, что птицы произошли от древних пресмыкающихся, по¬
скольку они имеют ряд черт, свойственных пресмыкающимся: сухая
тонкая кожа; наличие роговой чешуи на задних конечностях и рогово¬
го чехла на челюстях (клюв); крупные яйца с плотной оболочкой; на¬
личие правой дуги аорты с артериальной кровью; наличие клоаки.
Приспособление птиц к полету шло в направлении облегчения массы
тела, увеличения интенсификации процессов обмена. Передние ко¬
нечности птиц превратились в крылья. Движение крыльев обусловило
развитие мощных грудных мышц, прикрепленных к килю грудины.
Наблюдается сращение многих костей скелета и их облегченность. Зу¬
бы редуцированы, что также облегчает массу тела. У самок развивается
только один яичник. В пищеварительной системе обособляется мус¬
кулистый желудок.
Кожные покровы, кожа тонкая, почти лишенная желез. Есть только
копчиковая железа, секрет которой служит для создания водонепро¬
ницаемости перьевого покрова. У страусов и дроф копчиковой железы
нет. Роговыми образованиями тонкого эпидермиса являются клюв,
когти, роговые щитки цевки, перья. Перо состоит из очина, стержня
и опахала. Основу оперения составляют контурные перья, которые
могут быть кроющими, маховыми и рулевыми. Под контурными перь¬
ями расположены пуховые перья, служащие для уменьшения теплоот¬
дачи. Птицы линяют. В году бывает две и более линьки.
239
Скелет имеет характерные отделы. Скелет черепа делится на моз¬
говой и висцеральный отделы. Челюсти покрыты роговым чехлом —
клювом. Череп легкий. Образован сросшимися костями.
Скелет туловища образован позвоночником и грудной клеткой:
шейный отдел имеет от 11 до 25 позвонков; грудной отдел — 6 позвон¬
ков, из них 5 связаны с пятью парами двучленных ребер; грудина имеет
вертикальный вырост — килы, пояснично-крестцовый отдел образован
сросшимися позвонками, вместе с костями таза он образует сложный
крестец; хвостовой отдел — 1-9 позвонков.
Плечевой пояс состоит из трех пар костей — лопаток, ключиц и во¬
роньих костей. Ключицы, срастаясь, образуют вилочку. Скелет крыла
состоит из плечевой, локтевой и лучевой костей и сросшихся костей
запястья и пясти. Фаланги трех пальцев редуцированы.
Тазовый пояс образован тремя парами сросшихся костей. Скелет пар¬
ной задней конечности состоит из бедренной, сросшихся большой
и малой берцовой костей, стопы, в состав которой входит цевка и фа¬
ланги пальцев.
Мускулатура птиц хорошо развита. Наибольшее значение имеют
хорошо развитые грудные и подключичные мышцы.
Пищеварительная система начинается клювом. В ротовой полости
есть язык. Пища проходит глотку, затем попадает в пищевод. У многих
видов птиц пищевод имеет расширение — зоб, где происходит накоп¬
ление и размягчение пищи. Желудок делится на железистый и муску¬
листый отделы. В железистом желудке пища переваривается, под
действием ферментов, в мускулистом — перетирается мелкими ка¬
мешками, проглоченными птицей. Из желудка пища попадает в двена¬
дцатиперстную кишку. Тонкая кишка переходит сразу в прямую,
которая открывается в клоаку.
Дыхательная система образована дыхательными путями и легкими
с воздушными мешками. Газообмен происходит в ветвящихся брон¬
хиолах легких. Воздух проходит через ноздри в гортань, трахею, бронхи.
Некоторые бронхи оканчиваются воздушными мешками, ответвления
которых входят в полости между внутренними органами, в полости
костей, между мышцами. Кровь окисляется только в легких, через ко¬
торые воздух проходит два раза — при вдохе и выдохе. Такой механизм
дыхания осуществляется у птиц во время полета и называется двой¬
ным дыханием. Воздушные мешки; помимо дыхательной функции,
обеспечивают охлаждение организма, уменьшают трение между орга¬
нами, уменьшают плотность тела.
240
Органы дыхания играют значительную роль в терморегуляции птиц.
При повышении температуры дыхание учащается и теплоотдача уве¬
личивается.
У птиц две гортани — верхняя и нижняя. Нижняя гортань находится
в месте разделения трахеи на два бронха и называется певчей. Она вы¬
полняет функцию голосового аппарата.
Кровеносная система образована четырехкамерным сердцем и сосу¬
дами. Дуга аорты только правая. Левая дуга аорты редуцирована. В ре¬
зультате кровь полностью разделена на венозную и артериальную. Ин¬
тенсификация дыхания и пищеварения одновременно с развитием
механизмов терморегуляции обеспечивают высокую и постоянную тем¬
пературу тела, что в свою очередь расширяет возможности к расселению.
Органами выделения являются тазовые почки. Мочеточники от¬
крываются в клоаку. Мочевого пузыря нет, и моча не накапливается.
Нервная система представлена головном мозгом, который по срав¬
нению с мозгом пресмыкающихся имеет большую массу. Развиты зри¬
тельные бугры, средний мозг и мозжечок. Развитие мозжечка связано
со сложной координацией движений.
Органы чувств хорошо развиты. Глаза крупные, защищены веками
и мигательной перепонкой. Зрение цветное. Птицы обладают высокой
остротой зрения, так как у них наблюдается двойная аккомодация —
изменение кривизны хрусталика и изменение расстояния между хру¬
сталиком и сетчаткой.
Органы слуха состоят из внутреннего и среднего уха. Слуховая кос¬
точка одна. Птицы хорошо слышат.
Органы обоняния развиты слабо.
Размножение и развитие птиц. Птицы — раздельнополые живот¬
ные с выраженным половым диморфизмом. Размножаются, отклады¬
вая яйца. У самцов развиваются парные семенники. У самок — один
левый яичник и яйцевод. Оплодотворенная яйцеклетка, продвигаясь
по яйцеводу, покрывается яйцевыми оболочками — белковой, подскор-
луповой, скорлуповой и надскорлуповой. Собственно яйцом является
желток. Все остальные образования продуцируются яйцеводом. В верх¬
ней части желтка находится зародышевый диск. Желток содержит весь
необходимый для развития зародыша запас питательных веществ и во¬
ды. Желток подвешен на белковых нитях — халазах. Это предохраняет
зародыш от толчков и ориентирует зародышевый диск всегда наверх,
что важно для насиживания яиц. Белок выполняет защитную и пита¬
тельную функции и обеспечивает зародыш водой. Известковая обо¬
241
лочка — скорлупа защищает содержимое яйца от механических повре¬
ждений. Самая наружная оболочка яйца предохраняет зародыш от
проникновения бактерий.
Развитие зародыша требует повышенной температуры (примерно
40 °С). Насиживание яиц у разных видов занимает разное время — от
16 до 40 сут. Развивающийся эмбрион кроме яйцевых защищен заро¬
дышевыми оболочками.
Птицам свойственна забота о потомстве. Перед откладкой яиц они
строят гнезда. У одних птиц {выводковых) из яиц вылупляются зрячие,
покрытые пухом птенцы, способные передвигаться вслед за матерью
(тетерев, курица, утка). У других птиц {гнездовых) птенцы появляют¬
ся голыми и слепыми, родители кормят, обогревают, защищают их.
Появление более совершенных форм размножения, гнездостроение,
насиживание яиц, вскармливание птенцов снижают эмбриональную
и постэмбриональную смертность.
Разнообразие птиц. К птицам культурных ландшафтов относятся
в основном представители отряда Воробьиные. Большинство из них
насекомоядные. Ласточки и мухоловки ловят насекомых в воздухе,
синицы — с веток деревьев, а жаворонки — с земли и травы. Гнездятся
часто в дуплах деревьев (синицы, скворцы) или в искусственных гнез¬
дах — скворечниках. Городская и деревенская ласточки сооружают
гнезда в постройках. Истребляют вредных насекомых в садах, парках,
огородах, лугах.
Птицы лесов — наиболее многочисленная группа. Многие из них
приспособились лазать по деревьям при помощи острых и сильно за¬
гнутых когтей. Птицы леса обитают в ограниченном пространстве,
среди деревьев и кустарников, поэтому у них есть приспособления для
полета среди деревьев: короткие крылья, длинный хвост. Одни из них
обитают в кронах деревьев (иволга, зяблик), другие — на стволах де¬
ревьев (дятел, поползень). К птицам леса относятся несколько видов
дятлов (большой пестрый дятел, черный дятел и др.) и представители
отряда Воробьиные (поползни, чечетки, щеглы, клесты и др.). Многие
могут питаться насекомыми, лесными ягодами и пр. К птицам лесов
относятся также представители отряда Куриные (рябчик, тетерев,
глухарь) и некоторые хищные птицы: совы, ястребы и др.
Птицы болот и побережий водоемов чаще всего бродят по мелководью
или топкой сырой почве. В связи с этим многие из них имеют тонкие
длинные ноги с удлиненными пальцами, не связанными плавательной
перепонкой. Голова небольшая, обычно с тонким длинным клювом.
К ним относятся цапли, аисты, журавли, многие кулики.
242
В данную группу входят водоплавающие птицы. Утки, гуси, лебеди,
бакланы, гагары, пингвины и другие являются водоплавающими. Это
хорошие пловцы, многие из них ныряют. Ноги у них отодвинуты на¬
зад, пальцы ног связаны плавательной перепонкой. Хвост короткий,
оперение плотное, с густым пухом. Хорошо развита копчиковая железа,
обеспечивающая обильное жировое покрытие оперения. Клюв у этих
птиц плоский, с пластинками по краям, что позволяет им процеживать
воду, извлекая из нее тину, моллюсков. Многие водоплавающие имеют
промышленное значение.
Птицы пустынь и степей — обитатели открытых пространств.
Гнездятся и кормятся на земле. К ним относятся страусы, дрофы, стре¬
пет, журавли. Все они крупные птицы с длинными и сильными ногами.
У некоторых из них утрачена способность к полету, но они быстро бе¬
гают, имеют хорошо развитое зрение, длинную шею (страусы).
У хищных птиц — ястребов, орлов, соколов, грифов, коршунов —
загнутый клюв, сильные ноги с острыми когтями, хорошо развито зре¬
ние. Это приспособления для выслеживания добычи, нападения на
нее и поедания.
Значение птиц. В природе птицы выполняют роль организмов-по¬
требителей: они регулируют численность других видов и сами служат
пищей многим организмам. Птицы участвуют в опылении растений,
распространении плодов и семян, регулируют численность насеко¬
мых, грызунов. Хищные птицы выполняют роль санитаров. Некото¬
рые птицы являются распространителями возбудителей заболеваний
животных и человека.
Птицы являются объектом охоты (утки, гуси, фазаны, глухари, те¬
терева). Некоторые их виды одомашнены человеком (утки, гуси, ин¬
дейки, куры). Их разводят ради мяса, яиц, перьев. Помет птиц —
ценное удобрение.
Знай основные термины и понятия
Клюв, над- и подклювье, восковина, цевка, копчиковая железа, перо, ствол,
опахало, бородки, бородочки, очин, контурные перья, пуховые перья, киль,
сложный крестец, копчиковая кость, вилочка, крыло, большие грудные мышцы,
подключичные мышцы, межреберные мышцы, зоб, железистый желудок, мус¬
кулистый желудок, носовая полость, голосовой аппарат, бронхиолы, воздушные
243
мешки, двойное дыхание, наружный слуховой проход, яйцо, желток, желточ¬
ная оболочка, белковые канатики, воздушная камера, скорлуповая и подскор-
луповая оболочки, надскорлуповая оболочка, «яйцевой зуб», выводковые
птицы, птенцовые (гнездовые) птицы, оседлые, кочующие, перелетные пти¬
цы, кольцевание птиц, археоптерикс, бескилевые, килевые птицы.
Вопросы для самоконтроля
1. В чем сходство и отличие внутреннего строения птиц и пресмы¬
кающихся?
2. Какие особенности внешнего и внутреннего строения птиц связа¬
ны с приспособлением к полету?
3. Почему уровень обмена веществ у птиц выше, чем у пресмыка¬
ющихся?
4. Какие особенности органов размножения птиц связаны с приспо¬
соблением к полету?
5. Как устроено яйцо птиц? Почему зародышевый диск всегда обра¬
щен кверху?
6. Каковы условия развития зародыша и выведения птенцов? Какие
типы развития птенцов вы знаете? Каковы условия развития
птенцов?
7. В связи с чем возникли перелеты птиц?
8. Какие экологические группы птиц вам известны? Какие приспо¬
собления имеют птицы к различным условиям обитания?
9. Каково значение птиц в природе и жизни человека?
10. Каких редких и исчезающих птиц вы знаете?
Тренировочные задания
1. Об усложнении птиц по сравнению с пресмыкающимися свиде¬
тельствует:
а) внутреннее оплодотворение;
б) наличие желтка в яйце;
в) сухая кожа без желез;
г) разделение сердца на правую и левую половину.
244
2. Общим для рептилий и птиц признаком не является:
а) защита эмбриона зародышевыми оболочками;
б) наличие на коже роговых чешуй;
в) выделение мочевой кислоты;
г) постоянная температура тела;
д) легочное дыхание.
3. Ороговевающий эпителий у птиц развит на:
а) клюве; б) пальцах;
в) клюве, пальцах, цевке; г) клюве, пальцах, цевке, голени.
4. Часть пера, погруженная в кожу, называется:
а) очин; б) ствол;
в) опахало; г) бородка.
5. В коже птиц расположены железы:
а) потовые; б) сальные;
в) слизистые; г) копчиковая.
6. Копчиковая железа отсутствует у:
а) голубей; б) гусей;
в) уток; г) страусов.
7. Шейный отдел позвоночника птиц состоит из следующего коли¬
чества позвонков:
а) 1-2; б) 2-8; в) 9-25; г) 7.
8. Сложный крестец птиц образован срастанием позвонков:
а) поясничного отдела;
б) крестцового отдела;
в) крестцового и хвостового отделов;
г) поясничного, крестцового и части хвостового отделов.
9. В процессе эволюции в скелете кисти птиц сохранилось следую¬
щее количество пальцев:
а) 2; б) 3; в) 4; г) 5.
10. Птицы отличаются от пресмыкающихся наличием в скелете:
а) шейного отдела позвоночника;
б) грудной клетки;
в) крестцового отдела позвоночника;
г) сросшихся костей стопы.
11. Вилочка у птиц — это сросшиеся друг с другом нижними концами:
а) вороньи кости; б) грудные кости;
в) ключицы; г) лопатки.
245
12. Цевка — это часть:
а) верхней конечности;
б) нижней конечности;
в) пояса нижних конечностей;
г) пояса верхних конечностей.
13. Несущую плоскость крыла птиц образуют перья:
а) контурные покровные;
б) контурные маховые;
в) пуховые;
г) рулевые.
14. Подъем крыльев у птиц осуществляется сокращением мышц:
а) больших грудных; б) подключичных;
в) межреберных; г) шейных.
15. Какие особенности пищеварительной системы характерны для птиц
в связи с отсутствием зубов:
а) зоб, мускулистый желудок;
б) слюнные железы;
в) железистый желудок;
г) печень?
16. Пищеварительный тракт голубя:
а) ротовая полость — глотка — пищевод — желудок — кишечник — пря¬
мая кишка;
б) ротовая полость — глотка — пищевод — мускулистый желудок — желе¬
зистый желудок — кишечник — клоака;
в) ротовая полость — глотка — пищевод — зоб — железистый желудок —
мускулистый желудок — кишечник — клоака;
г) ротовая полость — глотка — зоб — желудок — кишечник — клоака.
17. Пищеварение у зерноядных птиц начинается в:
а) ротовой полости; б) зобе;
в) железистом желудке; г) мускульном желудке.
18. Дыхательная система птиц образована:
а) гортанью, трахеей, разветвленными бронхами, губчатыми легкими
и воздушными мешками;
б) гортанью, трахеей, разветвленными бронхами, ячеистыми легкими
и воздушными мешками;
в) трахеей, бронхами, бронхиолами, ячеистыми легкими;
г) бронхами, бронхиолами, легкими с воздушными мешками.
246
19. Газообмен у птиц осуществляется в:
а) гортани, трахее и бронхах;
б) бронхах и легких;
в) только в легких;
г) легких и воздушных мешках.
20. Дыхание птиц называется двойным, так как газообмен происходит;
а) в легких и коже;
б) в легких и воздушных мешках;
в) в легких и воздухоносных путях;
г) в легких на вдохе и выдохе.
21. Воздушные мешки птиц выполняют функции:
а) предохраняют тело от перегрева во время полета;
б) уменьшают плотность тела, увеличивают внутрибрюшное давление
и способствуют дефекации;
в) уменьшают трение между органами во время полета;
г) обеспечивают двойное дыхание;
д) все перечисленные.
22. От левого желудочка сердца птиц отходит:
а) левая дуга аорты; б) правая дуга аорты;
в) легочная артерия; г) легочная вена.
23. Продукты азотистого обмена у птиц выводятся через:
а) мочевой пузырь; б) клоаку;
в) мочеиспускательный канал; г) толстую кишку.
24. Конечным продуктом азотистого обмена у птиц является:
а) аммиак; . б) мочевина;
в) мочевая кислота; г) нитраты.
25. Глаза птиц защищены:
а) верхним и нижним веками;
б) верхним и нижним веками и полупрозрачной мигательной перепонкой;
в) сросшимися прозрачными веками;
г) сросшимися полупрозрачными веками и мигательной перепонкой.
26. Аккомодация зрения птиц осуществляется путем:
а) изменения кривизны хрусталика;
б) приближения хрусталика к сетчатке;
в) изменения кривизны хрусталика и его расположения относительно
сетчатки;
г) изменения кривизны роговицы и хрусталика.
247
27. Орган слуха птиц состоит из:
а) внутреннего уха;
б) внутреннего и среднего уха;
в) внутреннего, среднего уха и наружного слухового прохода;
г) внутреннего, среднего уха и наружного уха с ушной раковиной.
28. Скорлупа яйца и его белок образованы выделениями желез;
а) яичника; б) семенника;
в) яйцевода; г) клоаки.
29. Зародыш от заражения бактериями защищен:
а) скорлупой;
б) надскорлуповой оболочкой;
в) белком;
г) желтком.
30. Наибольшее количество яиц откладывает:
а) гриф; б) пингвин;
в) серая утка; г) страус.
31. Оптимальной для развития зародыша птиц является температура:
32. Уменьшение толщины скорлупы яиц у птиц к концу периода на¬
сиживания связано с тем,что:
а) происходит механическое стирание слоев скорлупы при насиживании;
б) птенцу необходим приток свежего воздуха;
в) птенцу легче разбить тонкую скорлупу при вылуплении;
г) часть солей кальция используется при формировании скелета зародыша.
33. К птенцовым птицам не относится:
а) полевой жаворонок; б) ласточка деревенская;
в) зимородок; г) дрофа.
34. К выводковым птицам не относятся:
а) аист; б) журавли;
в) рябчики; г) тетерева.
35. В земляных норах устраивают гнезда:
а) серая куропатка, ласточка городская;
б) малая камышовка;
в) зимородок, береговая ласточка;
г) желна, сойка.
а) 25-30 °С;
в) 36-37 °С;
б) 32-35 °С;
г) 39-40 °С.
248
36. Имеют перепонки между пальцами:
1) болотный лунь;
2) большой баклан;
3) зимородок;
4) королевский пингвин;
5) скопа;
6) стерх;
7) утка-кряква.
а) 1,3,5; б) 2,4,7; в) 3,4,6; г) 1,4,7.
37. Не теряют способности к полету во время линьки:
а) гуси; б) лебеди;
в) ласточки; г) утки.
38. Самый продолжительный перелет во время сезонной миграции
совершает:
а) полярная крачка; б) деревенская ласточка;
в) грач; г) речная крачка.
39. Какой из перечисленных представителей относится к отряду Ку¬
риные:
а) воробей; б) страус;
в) перепел; г) чайка;
д)беркут?
40. При хорошем уходе куры активно несутся. Перед хранением хо¬
зяйка вымыла яйца, вытерла их и сложила в корзину. Через корот¬
кое время яйца испортились. Почему?
а) Повреждена надскорлуповая оболочка;
б) яйца хранились в слишком сухом месте;
в) яйца были недостаточно хорошо вымыты;
г) хранились в плохо проветренном помещении.
41. Какие птицы занесены в «Красную книгу» Республики Беларусь:
1) беркут;
2) болотный лунь;
3) канюк;
4) крапивник;
5) серый журавль;
6) скопа;
7) черный аист?
а) 1,2,5; б) 2,4,6;
в) 3,5,7;
249
г) 1,6,7.
42. Выберите признаки, обеспечившие прогресс птиц по сравнению
с пресмыкающимися:
1) парные конечности;
2) невматические кости;
3) сросшиеся позвонки грудного, поясничного и крестцового отделов;
4) откладывание яиц;
5) легочное дыхание;
6) теплокровность;
7) остатки рогового покрова;
8) перьевой покров;
9) четырехкамерное сердце;
10) появление мозжечка.
а) 1,2,4, 9; б) 2, 3, 6, 8;
в) 5, 7, 9, 10; г) 3, 5, 7, 9.
43. Выберите признаки, характерные для пресмыкающихся, птиц
и для обеих групп животных.
A. Пресмыкающиеся.
Б. Птицы.
B. Пресмыкающиеся
и птицы.
1. Сухая, бедная железами кожа.
2. Челюсти снабжены зубами.
3. Развитие на теле роговых образовании.
4. Хорошая теплоизоляция.
5. Постоянная температура тела.
6. Трехкамерное сердце.
7. Полное разделение артериальной и ве¬
нозной крови.
8. Наличие правой и левой дуг аорты.
9. Наличие мочевого пузыря.
10. Наличие клоаки.
11. Внутреннее оплодотворение.
12. Насиживание яиц.
44. Распределите птиц по соответствующим группам.
А. Выводковые.
Б. Птенцовые.
1. Африканский страус.
2. Полевой жаворонок.
3. Поползень.
4. Рябчик.
5. Серая цапля.
6. Серый журавль.
7. Серый гусь.
8. Стерх.
9. Утка-кряква.
250
45. Выберите птиц, которые строят гнезда на земле, на ветвях деревь¬
ев и кустарников, в дуплах.
A. Гнезда на земле.
Б. Гнезда на ветках деревьев
и кустарников.
B. Гнезда в дуплах.
1. Зяблик.
2. Крапивник.
3. Серая куропатка.
4. Малый пестрый дятел.
5. Мухоловка.
6. Полевой жаворонок.
7. Сизоворонка.
8. Синица-релиз.
9. Соловей.
10. Рябчик.
11. Тетерев.
46. Распределите птиц по соответствующим группам.
A. Перелетные птицы.
Б. Кочующие птицы.
B. Оседлые птицы.
Кулик.
Мохноногий канюк.
Полярная белая сова.
Поползень.
5. Свиристель.
6. Серый журавль.
7. Сойка.
8. Чечетка.
47. Распределите хищных птиц по соответствующим группам.
А.
Б.
Ночные.
Дневные.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Большой подорлик.
Мохнатый сыч.
Сипуха.
Сова сплюшка.
Степной орел.
Филин.
Черный коршун.
Ястреб-перепелятник.
48. Раздел зоологии, наука, изучающая птиц,
49. Мягкая вздутая кожа у основания надклювья у некоторых птиц,
прикрывающая ноздри, называется ....
251
50. Сросшиеся кости ступни птиц — ....
51. Высокий продольный вырост на грудине птиц — ....
52. Часть ствола пера, не имеющая опахала, — это ... .
53. Перья с коротким стержнем и пучком бородок на вершине в виде
кисточки — ....
54. Наружная известковая оболочка яйца птиц — ....
55. Специальное помещение на птицефабриках, в котором автомати¬
чески поддерживаются температура, влажность, газовый режим,
необходимые для развития зародышей и вывода птенцов, — ....
Млекопитающие
Общая характеристика. Млекопитающие — теплокровные позво¬
ночные животные, обитающие повсеместно. Это наиболее высокоорга¬
низованные животные, характеризуемые важнейшими прогрессивны¬
ми чертами.
1. Млекопитающие имееют высокоразвитые центральную нервную
систему и органы чувств, кору больших полушарий головного мозга,
образованную серым веществом, что обеспечивает высокий уровень
нервной деятельности и сложное приспособительное поведение.
2. Совершенная система терморегуляции, обеспечивающая отно¬
сительное постоянство температуры тела.
3. Живорождение (кроме яйцекладущих) и выкармливание детены¬
шей молоком матери, что обеспечивает лучшую сохранность потомства.
Размеры и форма тела млекопитающих разнообразны: самое мел¬
кое животное из современных млекопитающих (бурозубка-малютка)
имеет массу тела около 2 г, а длину — всего 3—4 см; самое крупное жи¬
вотное — синий кит. Его длина — 33 м и масса тела — свыше 150 т.
В теле млекопитающих выделяют голову, шею, туловище, перед¬
ние и задние пары конечностей и хвост.
Покровы тела имеют более сложное строение, чем у других позво¬
ночных. Кожа состоит из двух слоев. Клетки верхнего слоя (эпидермиса)
подвергаются ороговению и постепенно слущиваются. Внутренний
слой (дерма) хорошо развит. В дерме находятся потовые, сальные, па¬
252
хучие и млечные железы. Сальные железы выделяют жироподобный
секрет, который смазывает поверхность кожи и волосы, способствуя
сохранению эластичности, предохраняя волосы и кожу от намокания
и препятствуя проникновению микроорганизмов и грибков. Пахучие
железы выделяют секрет, с помощью которого животные узнают друг
друга, метят территорию и обороняются (скунс). Млечные железы —
видоизмененные потовые железы. Они развиваются у самок млекопи¬
тающих. Секретом млечных желез (молоком) самки выкармливают
потомство.
В нижнем слое кожи образуются жировые отложения. Этот слой
называют подкожной жировой клетчаткой. Он особенно развит у ки¬
тообразных (толщина слоя жира у некоторых китов достигает 40 см)
и выполняет терморегуляционную функцию (защищает от переохла¬
ждения). У наземных зверей жировые отложения используются и как
энергетический резерв.
Кожа обильно снабжается кровью. Диаметр кровеносных сосудов
регулируется рефлекторно, благодаря чему теплоотдача увеличивает¬
ся при расширении сосудов или уменьшается при их сужении.
В коже млекопитающих образуются особые роговые образования
(волосы, когти, ногти, копыта, рога), являющиеся производными эпи¬
дермиса. Исключение составляют костные рога оленей и лосей, которые
развиваются из внутреннего слоя кожи — дермы. Волосяной покров —
характерная особенность млекопитающих.
Мышечная система хорошо развита и дифференцированна. У мле¬
копитающих имеется диафрагма — мышечная перегородка, которая
делит полость тела на грудную и брюшную. Развита подкожная муску¬
латура, позволяющая свертываться в клубок, проявлять эмоциональ¬
ное состояние.
Скелет позвоночника представлен пятью отделами. Шейный отдел
содержит у всех млекопитающих всегда семь позвонков. Два первых,
атлант и эпистрофей, хорошо выражены. Длина шейного отдела варь¬
ирует в зависимости от роста, образа жизни. Голова лошадей, многих
хищников очень подвижна благодаря длинной шее. У кротов шея ко¬
роткая, подвижность головы незначительна. Грудной отдел состоит из
12-15 позвонков. К первым семи прикрепляются ребра, срастающиеся
с грудиной. Остальные позвонки несут ложные ребра. Поясничный от¬
дел включает 2-9 позвонков с рудиментарными ребрами; крестцовый
отдел образован обычно четырьмя сросшимися позвонками; хвосто¬
вой отдел насчитывает от 3 до 50 позвонков. Череп образован прочной
253
мозговой коробкой. У млекопитающих развивается костное небо, от¬
деляющее носовой проход от ротовой полости и препятствующее за¬
купорке воздухоносных путей во время еды.
Плечевой пояс образован парными лопатками и ключицами, кото¬
рые у волчьих и копытных отсутствуют.
Пояс нижних конечностей — таз образован парными тазовыми кос¬
тями, состоящими из сросшихся подвздошных, седалищных и лобко¬
вых костей.
Скелет парных конечностей по строению характерен для позвоночных.
Различия млекопитающих связаны в основном с образом жизни: у на¬
земных позвоночных удлиняются верхние отделы; у водных пясть, плюс¬
на превращены в ласты; у копытных сокращено число пальцев и т. д.
Пищеварительная система дифференцирована на отделы. Пище¬
варительные железы хорошо развиты. Преддверие рта окружено губами.
У некоторых видов есть защечные мешки. В ротовой полости находятся
зубы, закрепленные в альвеолах челюстей. Они разделяются на резцы,
клыки и коренные зубы. Разные отряды млекопитающих отличаются со¬
ставом и строением зубов. В молодом возрасте звери обычно имеют
молочные зубы (резцы, клыки и переднекоренные), которые в дальней¬
шем сменяются постоянными. Заднекоренные развиваются позднее
и смене не подлежат. В ротовую полость открываются протоки четырех
пар слюнных желез (у зверей). Их секрет содержит фермент птиалин,
расщепляющий крахмал. В ротовой полости находится язык, функцио¬
нирующий как орган вкуса, лакания жидкости, перемешивания пищи.
По пищеводу пища поступает в желудок, который может быть одно-
или многокамерным (у жвачных). Он снабжен многочисленными же¬
лезами, выделяющими пищеварительный сок, слизь, соляную кислоту
и другие вещества. Строение желудка зависит, от вида потребляемой
животными пищи. Желудок жвачных разделяется на рубец, сетку, книж¬
ку и сычуг. Три первых отдела желудка являются видоизмененными
частями пищевода. Они лишены пищеварительных желез, и в них проис¬
ходит расщепление пищи с участием населяющих желудок симбионтов.
Собственно желудком считается только сычуг, где происходит обра¬
ботка пищи желудочным соком в кислой среде. Пища в рубце подвер¬
гается брожению, затем поступает в сетку. Из сетки она отрыгивается
в рот и пережевывается. После этого пища поступает в книжку и сычуг.
Из желудка пища поступает в двенадцатиперстную кишку. В нее
открываются протоки печени и поджелудочной железы. Здесь пища
окончательно переваривается и всасывается. У растительноядных видов
(грызунов, зайцеобразных) развита длинная и широкая слепая кишка,
254
играющая роль «бродильного чана», в котором происходит переработка
клетчатки. У плотоядных видов слепая кишка развита слабо или от¬
сутствует. Толстый кишечник заканчивается анальным отверстием.
Органы дыхания млекопитающих состоят из дыхательных путей
и легких. Роль кожи в газообмене невелика. Поверхность легких
в 50-100 раз больше поверхности кожи. Гортань образует голосовой
аппарат. Трахея и бронхи хорошо развиты. Легкие имеют ячеистое
строение и состоят из огромного количества легочных пузырьков —
альвеол. В дыхании участвует диафрагма. Дыхательная система спо¬
собствует терморегуляции организма животного. Виды, у которых
развиты потовые железы, слабо испаряют воду с поверхности языка.
Кровеносная система похожа на таковую у птиц. Она состоит из че¬
тырехкамерного сердца и сосудов. Стенки левого желудочка толще,
чем правого. Большой круг кровообращения начинается в левом же¬
лудочке, от которого отходит одна левая дуга аорты (у птиц — правая
дуга), несущая артериальную кровь к органам, и заканчивается в пра¬
вом предсердии. В правом желудочке начинается малый легочный
круг кровообращения, который заканчивается в левом предсердии.
Венозная кровь собирается от внутренних органов в воротную вену
печени, а затем в заднюю (нижнюю) полую вену. От головы венозная
кровь возвращается в сердце по верхней полой вене.
Выделительная система представлена парными тазовыми почками.
От почек отходят мочеточники, которые впадают в мочевой пузырь.
Из него моча через мочеиспускательный канал периодически выво¬
дится наружу.
Развитие нервной системы связано в первую очередь с увеличением
общего объема мозга, особенно больших полушарий и мозжечка. По¬
верхность коры мозга сильно увеличена благодаря системе борозд
и извилин. Такое развитие коры головного мозга обусловило адапта¬
ционные возможности млекопитающих.
Органы чувств у млекопитающих хорошо развиты. Важнейшую
роль в их жизни играет обоняние. Обонятельные капсулы увеличены
и снабжены системой складок.
Органы слуха также хорошо развиты. В их структуре появляются
наружный слуховой проход и ушная раковина. За барабанной пере¬
понкой в среднем ухе расположены три слуховые косточки — молото¬
чек, наковальня и стремечко — производные костей нижней челюсти.
Органы зрения и различение цвета развиты слабее, чем у птиц.
У некоторых видов глаза редуцированы (кроты, слепыши). Органы
осязания представлены вибриссами — осязательными волосами.
255
Половая система образована парными семенниками у самцов
и яичниками у самок. Семенники находятся в мошонке, сообщающейся
с полостью тела паховым каналом. Сперматозоиды выводятся из се¬
менников по семяпроводам через половой член.
Парные яичники лежат в брюшной полости тела и прикреплены
к ней. Рядом с яичниками открываются парные яйцеводы. Яйцеводы
впадают в матку, которая открывается во влагалище. Эмбрион разви¬
вается в матке. Все млекопитающие, за исключением утконоса и ехид¬
ны, — живородящие. Детенышей вскармливают материнским моло¬
ком. У многих млекопитающих развита забота о потомстве.
Многообразие млекопитающих. Предполагают, что млекопита¬
ющие произошли от примитивной, малоспециализированной группы
палеозойских рептилий — зверозубых ящеров. Известно более 4500 ви¬
дов млекопитающих. На территории Беларуси обитает 76 видов.
Класс Млекопитающие делится на два подкласса: Яйцекладущие, или
Первозвери, и Настоящие звери, или Живородящие.
Первозвери — наиболее примитивные млекопитающие, которые не
имеют постоянной температуры тела. У них есть клоака, млечные же¬
лезы не имеют сосков. Представители — утконос и ехидна — отклады¬
вают яйца.
Настоящие звери подразделяются на группы низших и высших зве¬
рей и включают много отрядов.
Отряд Сумчатые. Они образуют группу низших зверей. Для них
характерно отсутствие или слабое развитие плаценты. Детеныши по¬
сле короткого срока беременности рождаются маленькими и слабораз¬
витыми. Длительное время их вынашивают в сумке. К ним относятся
кенгуру, коала, сумчатый волк, сумчатая белка.
В группу высших зверей входит подавляющее большинство млеко¬
питающих. У них развита плацента, а детеныши рождаются способны¬
ми самостоятельно сосать молоко. Температура тела высокая и отно¬
сительно постоянная.
Отряд Насекомоядные. В него объединяют примитивных млеко¬
питающих — ежей, выхухолей, кротов. Эти мелкие насекомоядные
животные имеют зубы одинаковой формы, гладкие полушария го¬
ловного мозга.
Представители отряда Рукокрылые — летучие мыши — способны
к полету. Большинство из них питаются насекомыми, обнаруживая их
при помощи ультразвуков. В тропиках обитают виды, питающиеся
фруктами.
256
К отряду Грызуны относятся мыши, крысы, белки. Это в основном
растительноядные животные, поэтому у них сильно развиты резцы,
которые растут в течение всей жизни. У большинства грызунов длинный
кишечник, гладкие полушария головного мозга, высокая плодовитость.
Представители отряда Зайцеобразные — зайцы, кролики, пищухи —
питаются растительной пищей. Зайцы рождают зрячих детенышей,
а кролики — голых и слепых.
К отряду Хищные относятся волки, медведи, лисицы, куницы, рыси.
Питаются другими животными. Одни из них активно преследуют до¬
бычу (волк), другие затаиваются и нападают на жертву из укрытия
(рысь). У хищников хорошо развиты органы нападения. Они имеют
когти, сильно развитые клыки, органы чувств. Головной мозг хищни¬
ков имеет борозды и извилины.
Представители отряда Ластоногие — тюлени, моржи, котики —
хищные млекопитающие, обитающие в морях. Они имеют обтекаемую
форму тела, ласты, мощный слой подкожного жира. Их детеныши по¬
крыты густым мехом, а у взрослых особей обычно имеются грубые,
редкие, жесткие волосы.
К отряду Китообразные относятся киты и дельфины. Они имеют
обтекаемую форму тела, конечности, видоизмененные в ласты. Тело
китообразных лишено волосяного покрова. Дышат эти животные ат¬
мосферным воздухом. Одни из них питаются планктоном (некоторые
киты), другие — рыбой, моллюсками.
Представители отряда Парнокопытные — олени, козлы, бараны,
кабаны — имеют два или четыре пальца, одетые роговым копытом. Ко¬
ренные зубы имеют широкую жевательную поверхность. Питаются
эти животные преимущественно растительной пищей.
К отряду Непарнокопытные относятся лошади, ослы. Большинство
животных имеет один палец, одетый роговым копытом. Это расти¬
тельноядные животные, хорошо приспособленные к жизни на открытых
пространствах: имеют развитую способность к бегу, хорошее зрение.
К отряду Приматы относятся наиболее высокоорганизованные
млекопитающие — полуобезьяны и обезьяны. У приматов сильно раз¬
виты полушария головного мозга, сложное поведение; имеются ногти
на пальцах. Человекообразные обезьяны (орангутан, горилла, шим¬
панзе) по ряду признаков сходны с человеком.
Значение млекопитающих. Млекопитающие составляют звено
в пищевых цепях. Они регулируют численность других видов — расте¬
ний и животных, распространяют плоды и семена растений, употреб¬
257
ляются в пищу; являются источником промышленного сырья для
изготовления кож, лекарств, объектами промысла (тюлени, волки, ли¬
сицы, зайцы, белки).
Многие виды млекопитающих являются вредителями культурных
растений (мыши), переносчиками возбудителей опасных заболеваний
(мыши, крысы), промежуточными и основными хозяевами гельминтов.
Некоторые млекопитающие одомашнены человеком (коровы, овцы,
козы, лошади, кролики).
Знай основные термины и понятия
Губы, ушные раковины, волосы, ногти, копыта, полые рога, костные рога,
волосяной покров, ости, подпушь (подшерсток), вибриссы, сальные, потовые
и пахучие железы, мимика, диафрагма, резцы, клыки, коренные зубы, дентин,
эмаль, сложный желудок (рубец, сетка, книжка, сычуг), альвеолы, голосовые
связки, плацента, детское место, пуповина, беременность, ласты, китовый ус,
хобот, бивни, животноводство, звероводство, млекопитающие, яйцекладующие
(первозвери), настоящие звери (живородящие), сумчатые, насекомоядные, ру¬
кокрылые, грызуны, зайцеобразные (зайцеобразные, пищухи, или сеноставки),
хищные (волчьи, кошачьи, куньи, медвежьи), ластоногие, китообразные, пар¬
нокопытные, жвачные, нежвачные, непарнокопытные, хоботные, приматы,
обезьяны.
Вопросы для самоконтроля
1. Перечислите основные признаки млекопитающих, характеризу¬
ющие их как наиболее высокоорганизованных животных.
2. В чем состоит сходство строения млекопитающих и птиц? В чем
их различия?
3. Каковы черты сходства млекопитающих и пресмыкающихся?
4. Г1о каким признакам млекопитающие принципиально отличают¬
ся от пресмыкающихся?
5. Чем обеспечивается особенность млекопитающих поддерживать
высокую и постоянную температуру тела?
258
6. Какие признаки, свойственные зародышам всех хордовых, обна¬
руживаются на ранних стадиях развития млекопитающих?
7. Какие приспособления имеют млекопитающие разных групп в свя¬
зи с приспособлением к обитанию в разных средах жизни?
8. Какие домашние млекопитающие вам известны? С какой целью
их разводят?
9. Каких зверей разводят на зверофермах?
Тренировочные задания
1. Вибриссы у млекопитающих — это:
а) длинные щетинковидные волосы;
б) нервные окончания на подушечках пальцев;
в) остевые волосы;
г) пуховые волосы.
2. Не являются производными эпидермиса:
а) волосы;
б) когти;
в) рога козлов, быков и антилоп;
г) рога оленей.
3. Основным приспособлением для защиты от перегрева у млекопи¬
тающих является:
а) голая кожа;
б) волосяной покров;
в) роговые образования на коже;
г) испарение.
4. На теле кошки нет жировых и потовых желез. Какое значение
имеют эти особенности для животного:
а) обеспечивают развитие густого волосяного покрова;
б) помогают сохранять влагу в организме;
в) затаившуюся кошку трудно обнаружить ее жертвам и врагам;
г) благодаря этим особенностям кошки не простуживаются?
5. Число позвонков в шейном отделе позвоночника млекопитающих
всегда:
а) постоянно;
б) зависит от длины тела;
в) зависит от образа жизни;
г) составляет половину от длины позвоночника.
259
6. Наиболее изменяемый отдел в скелете млекопитающих разных
видов:
7. В плечевом поясе присутствуют каракоиды у:
а) кенгуру, коалы;
б) ехидны, утконоса;
в) бурозубки, выхухоли;
г) обыкновенной ночницы, ушана.
8. Ключицы отсутствуют у:
а) носорога; б) зебры;
в) жирафа; г) лисицы;
д) всех перечисленных.
9. Крылья рукокрылых — это:
а) роговые образования;
б) видоизмененные передние конечности;
в) видоизмененный пояс передних конечностей;
г) выросты кожи.
10. Млекопитающие отличаются от остальных позвоночных живот¬
ных наличием:
а) терморегуляции;
б) ячеек в челюстях для зубов;
в) четырехкамерного сердца;
г) диафрагмы.
11. Диафрагма представляет собой:
а) складку кожи;
б) наружный покров легких;
в) мышцу;
г) отверстие между грудной и брюшной полостью.
12. Зубы млекопитающих состоят из:
а) хряща; б) эмали;
в) дентина; г) конхиэлина.
13. Растут всю жизнь зубы у:
а) копытных; б) насекомоядных;
в) хищных; г) грызунов.
а) череп;
в) грудной;
б) шейный;
г) хвостовой.
260
14. Отсутствуют клыки у:
а) бурого медведя;
в) дикого кабана;
б) рыси;
г) хомяка.
15. Зубной аппарат крупного рогатого скота состоит из:
а) резцов и коренных зубов;
б) резцов, клыков и коренных зубов;
в) коренных зубов;
г) резцов на нижней челюсти и коренных зубов.
16. Бивни слонов — это:
а) мощные выросты черепной коробки;
б) видоизмененные верхние парные резцы;
в) видоизмененные верхние парные клыки;
г) видоизмененные верхние и нижние клыки.
17. У слона имеются:
а) резцы, клыки и коренные зубы;
б) резцы и коренные зубы;
в) клыки и коренные зубы;
г) только четыре коренных зуба.
18. Хобот слона образован:
а) вытянутыми челюстями;
б) вытянутыми губами;
в) сросшимся носом и верхней губой;
г) сросшимися носовыми костями и верхней челюстью.
19. Ферменты слюны расщепляют:
а) белок;
б) жиры;
в) углеводы;
г) все перечисленные питательные вещества.
20. Отделом желудка жвачных, соответствующим однокамерному
желудку млекопитающих, является:
а) рубец; б) сетка;
в) книжка; г) сычуг.
21. Белки пищи у жвачных животных перевариваются в:
а) книжке; б) сетке;
в) рубце; г) сычуге.
261
22. Наиболее длинный кишечник характерен для животных:
а) всеядных;
б) плотоядных;
в) растительноядных;
г) паразитических.
23. У зверей существуют приспособления к длительному отсутствию
пищи в зимний период:
а) запасание подкожного жира;
б) запасание пищи;
в) спячка;
г) все ответы верны.
24. Насыщенная кислородом кровь поступает в сердце млекопита¬
ющего по сосудам:
а) легочным венам; б) аорте;
в) верхней полой вене; г) легочным артериям.
25. Какой орган не расположен в брюшной полости:
а) желудок; б) кишечник;
в) легкие; г) печень.
26. У млекопитающих наиболее развит отдел головного мозга:
а) передний; б) средний;
в) продолговатый; г) мозжечок.
27. Среди позвоночных животных наружное ухо имеется у:
а) млекопитающих; б) птиц и млекопитающих;
в) пресмыкающихся и птиц; г) земноводных.
28. Ушная раковина, характерная для подавляющего числа видов
млекопитающих, развита у:
а) дельфинов; б) китов;
в) мышей; г) слепышей.
29. Отметьте прогрессивные черты млекопитающих по сравнению
с пресмыкающимися:
1) теплокровность;
2) тазовые почки;
3) наличие коры больших полушарий;
4) забота о потомстве;
5) развитие плаценты;
б) внутреннее оплодотворение,
а) 1,2,3; б) 4,5,6; в) 1,4,5;
262
г) 2,5,6.
30. Общими для пресмыкающихся, птиц и млекопитающих являются:
а) наличие зубов и диафрагмы;
б) артериальная кровь в сердце полностью отделена от венозной;
в) тазовые почки, легочное дыхание;
г) выделение слюнными железами пищеварительных ферментов.
31. Отметьте признаки, характерные для птиц и млекопитающих:
1) наличие у зародышей амниотической оболочки;
2) альвеолярные легкие;
3) наличие извилин в коре головного мозга;
4) наличие диафрагмы;
5) тазовые почки;
6) внутреннее оплодотворение.
а) 1,2,3; 6)4,5, 6; в) 1,5,6; г) 3, 4, 5.
32. Наибольшее сходство между млекопитающими и земноводными
наблюдается в строении:
а) кожи; б) легких;
в) сердца; г) зародыша.
33. Сколько кругов кровообращения функционирует в зародыше
млекопитающего:
а) один; б) два;
в) ни одного; г) нет правильного ответа?
34. Питание для своего развития эмбрион получает через систему:
а) дыхательную; б) кровеносную;
в) пищеварительную; г) выделительную.
35. Оплодотворение яйцеклетки у млекопитающих происходит в:
а) матке; б) яйцеводе;
в) яичнике; г) семяпроводе.
36. Развитие эмбриона млекопитающих происходит в:
а) матке; б) плаценте;
в) пуповине; г) яйцеводе.
37. Ехидны:
а) насиживают яйца;
б) вынашивают яйца в сумке;
в) рождают живых детенышей, которые вынашиваются в кожистой сум¬
ке на брюхе самки;
г) рождают живых детенышей, которых вскармливают молоком.
263
38. К плацентарным млекопитающим не относится:
а) кенгуру; б) еж; в) ехидна; г) сумчатый волк.
39. К сумчатым млекопитающим относится:
а) ехидна;
в) крот;
б) кенгуру;
г) утконос. •
40. Представители сумчатых обитают в:
а) Австралии;
б) Австралии и на прилегающих островах Южной Америки;
в) Азии и Европе;
г) Австралии, Африке и Южной Америке.
41. Насекомоядные распространены везде, кроме:
а) Австралии и Южной Америки;
б) Азии;
в) Африки;
г) Европы и Северной Америки.
42. К млекопитающим, не впадающим в спячку, относятся:
а) еж; б) крот;
в) летучая мышь; г) соня.
43. Насекомоядных млекопитающих можно узнать по:
а) мелким размерам, слабо развитым глазам, скрытым под шерстью;
б) мелким размерам, хорошо развитым глазам;
в) мелким размерам, удлиненному кончику мордочки в виде небольшого
хоботка;
г) мелким размерам, конечностям хватательного типа.
44. К отряду Грызуны принадлежит:
а) ленивец; б) броненосец;
в) бурундук; г) тапир;
д) тигр; е) заяц.
45. К парнокопытным относится:
а) жираф; б) зебра; в) кулан; г) носорог.
46. К нежвачным парнокопытным относится:
а) бегемот; б) зубр;
в) одногорбый верблюд; г) пятнистый олень.
47. К жвачным парнокопытным не относится:
а) олень; 6) лось;
в) косуля; г) бегемот.
264
48. Выберите признаки, характерные'для первозверей, настоящих
зверей и общие для всех млекопитающих.
Л. Первозвери.
Б. Настоящие звери.
В. Млекопитающие.
1. Четвероногие животные.
2. Тело покрыто волосяным покровом.
3. Температура тела высокая и относитель¬
но постоянная.
4. Зубы обычно дифференцированы на рез¬
цы, клыки и коренные.
5. Отсутствуют губы.
6. Хорошо развита плацента.
7. Детеныши выкармливаются молоком.
8. Детеныши слизывают молоко с кожи или
шерсти матери.
9. Пищеварительный тракт заканчивается
клоакой.
49. Соотнесите животных с их органами дыхания.
A. Дельфин.
Б. Ящерица.
B. Ланцетник.
Г. Пчела.
Д. Личинка стрекозы.
1. Жабры.
2. Трахейные жабры.
3. Трахеи.
4. Ячеистые легкие.
5. Альвеолярные легкие.
50. Распределите виды животных по соответствующим отрядам.
A. Насекомоядные.
Б. Рукокрылые.
B. Грызуны.
Г. Зайцеобразные.
1. Домовая мышь.
2. Обыкновенная белка.
3. Обыкновенная бурозубка.
4. Обыкновенная выхухоль.
5. Рыжая вечерница.
6. Северная пищуха.
7. Ушан.
51.
Распределите виды животных по соответствующим отрядам.
A. Хищные.
Б. Ластоногие.
B. Китообразные.
1. Касатка.
2. Кашалот.
3. Лесная куница.
4. Морской котик.
5. Нерпа.
G. Речная выдра.
7. Сивуч.
52. Группа костей скелета стопы наземных позвоночных, к которым
прикрепляются пальцы, — ... .
53. Питание зародыша у настоящих зверей происходит через .....
265
РАЗДЕЛ
БИОЛОГИЯ
ЧЕЛОВЕКА
Общий обзор строения
организма человека
Науки, изучающие организм человека. Анатомия человека (гр. апа-
temno — рассекаю) изучает строение человеческого тела в связи с его
функциями и влиянием окружающей среды.
Физиология человека (гр. physis — природа, logos — учение, наука) —
наука о функциях организма как единого целого, отдельных органов
и систем. Физиология не только изучает процессы, происходящие
в организме, но и выясняет механизмы их регуляции.
Экология (гр. oikos — дом, жилище, родина) — наука, изучающая
взаимоотношения организмов и их сообществ с окружающей средой.
Человек одновременно является пользователем природы и ее частью.
Психология (лат. psyche — душа) — наука, изучающая общие законо¬
мерности психических процессов, индивидуально-личностные свойства
конкретного человека, его поведение в обществе.
Медицина (лат. medicina, medicus — врачебный, лечебный) — область
науки и практической деятельности, направленная на сохранение и укре¬
пление здоровья людей, предупреждение и лечение болезней. Медицина
подразделяется на: лечебную (клиническую) и профилактическую {пре¬
дупредительную), включает и гигиену. Профилактическая медицина
ведает охраной здоровья людей и предупреждением заболеваний.
266
Гигиена (гр. hugienos — здоровый) изучает влияние условий жизни
и труда на здоровье человека, разрабатывает меры профилактики за¬
болеваний, обеспечения оптимальных условий, сохранения здоровья
и продления жизни. Применение гигиенических знаний на практике
для предупреждения заболеваний и укрепления здоровья называется
санитарией.
Гигиена занимается охраной здоровья людей, живущих в данном
регионе или работающих в сходных условиях. Например, есть школь¬
ная гигиена, производственная гигиена, гигиена сельскохозяйствен¬
ного труда и т. д.
Ткани. Из клеток, сходных по строению, выполняемым функциям
и имеющих общее происхождение, и межклеточного вещества образуются
ткани. В организме человека представлены те же ткани, что и в организме
других млекопитающих животных.
Эпителиальные (покровные) ткани образуют наружные покровы
тела, выстилают полости внутренних органов, образуют железы. Клет¬
ки этих тканей плотно прилегают друг к другу. Различают несколько
видов эпителиальных тканей. Их функции — защита организма от воз¬
действий внешней среды, выделение секретов (слюны, пота, слезной
жидкости) и гормонов.
Клетки с ресничками способствуют перемещению различных ве¬
ществ вдоль эпителия, а секреторные клетки выделяют на его поверх¬
ность специфические вещества (слюну, пот, желудочный сок и др.).
Поскольку эпителий занимает пограничное положение, его клетки
подвергаются воздействию разнообразных факторов и естественно бы¬
стро погибают. Благодаря способности эпителия к интенсивному митоти¬
ческому делению естественнная гибель клеток постоянно возмещается.
Ткани внутренней среды разнообразны по строению и функциям.
Различают следующие их виды:
1) волокнистая соединительная ткань, состоящая из клеток и воло¬
кон межклеточного вещества. Волокна могут располагаться рыхло
и плотно. Рыхлая волокнистая соединительная ткань выстилает стенки
кровеносных сосудов, а плотная волокнистая соединительная ткань
находится в связках и сухожилиях;
2) хрящевая ткань, отличающаяся упругой (желеподобной) конси¬
стенцией межклеточного вещества. Хрящевая ткань образует межпо¬
звоночные диски, суставные поверхности сочленяющихся костей;
3) костная ткань, образующая скелет человека. Она очень прочная
благодаря отложению в межклеточном веществе минеральных солей
фосфора и кальция;
267
4) жировая ткань, состоящая из клеток, которые содержат в цито¬
плазме специализированные вакуоли с липидами;
5) кровь — особый вид соединительной ткани, характеризуемый
жидкой консистенцией межклеточного вещества (плазмы). В плазме во
взвешенном состоянии находятся клетки крови — форменные элементы.
Мышечная ткань состоит из удлиненных клеток — мышечных во¬
локон, имеющих сократительные нити — волоконца. Она характери¬
зуется способностью отвечать на любое по природе (электрическое,
химическое, механическое и т. д.) раздражение сокращением. Это
главное свойство мышечной ткани называется сократимостью. Раз¬
личают поперечнополосатую скелетную, поперечнополосатую сердеч¬
ную и гладкую мышечные ткани.
Поперечнополосатая мышечная ткань образована сильно вытяну¬
тыми клетками, содержащими много ядер. Из этой ткани состоят скелет¬
ные мышцы, мышцы языка, стенок ротовой полости, глотки, гортани,
верхней части пищевода, диафрагма, мимические мышцы.
Поперечнополосатая сердечная мышечная ткань состоит из одно¬
ядерных клеток. Между ними в некоторых местах имеются специальные
контакты, благодаря которым возможна быстрая передача возбуждения
от одной клетки к другой. Сокращается сердечная мышца непроиз¬
вольно, но ее сокращения могут усиливаться или замедляться в зави¬
симости от состояния организма и характера выполняемой работы.
Гладкой мышечной тканью образованы стенки внутренних органов.
Она состоит из вытянутых заостренных клеток с одним ядром. Сокра¬
щаясь, гладкая мышечная ткань обеспечивает передвижение пищевых
масс по пищеварительному тракту, сужает просвет кровеносных сосудов.
Нервная ткань образована нервными клетками — нейронами и меж¬
клеточным веществом. Нейроны обычно бывают звездчатой формы
и состоят из тела и отходящих от него отростков. Большинство нейро¬
нов имеют много коротких отростков, по которым возбуждение пере¬
дается к телу клетки, и один длинный отросток, по которому возбуж¬
дение передается к другим нейронам или органам. Длинные отростки
нейронов образуют нервные волокна. Основные свойства нервной
ткани — возбудимость и проводимость.
Органы и системы органов. Из тканей состоят органы человече¬
ского организма. Орган — анатомически обособленная часть тела, кото¬
рая имеет определенную форму и строение и выполняет свойственные
ей функции. Обычно в состав органов входят разные ткани, одна из ко¬
торых имеет первостепенное значение.
268
Система органов — это совокупность органов, выполняющих об¬
щие функции. К системе покровных органов относятся кожа и слизи¬
стые оболочки, защищающие организм от внешних воздействий.
Пищеварительная система образована органами ротовой полости, пи¬
щеводом, желудком, кишечником, пищеварительными железами (слюн¬
ными, печенью, поджелудочной железой). Функция пищеварительной
системы — переработка поступающих в организм с пищей веществ.
Кровеносная система включает сердце и кровеносные сосуды. Ее
основная функция — транспорт веществ.
В состав дыхательной системы входят носовая полость, носоглотка,
гортань, трахея, бронхи, легкие. Эта система обеспечивает газообмен.
Нервная система образована головным и спинным мозгом и отхо¬
дящими от них нервами. Она осуществеляет согласованную работу
всех систем органов, взаимосвязь организма со средой через систему
органов чувств.
Выделяют также аппараты органов: опорно-двигательный, мочеполо¬
вой, эндокринный. К опорно-двигательному аппарату относятся скелет
и мышцы. Его функции — опора, защита, движение. К мочеполовому
аппарату относятся органы выделения и воспроизведения. К органам вы¬
деления относятся почки, мочеточники, мочевой пузырь, мочеиспуска¬
тельный канал. Их функция — удаление из организма продуктов обмена
веществ. Половая система обеспечивает размножение организмов. Муж¬
ские половые железы — семенники, женские половые железы — яичники.
Эндокринный аппарат составляют железы внутренней секреции,
к которым относятся надпочечники, щитовидная железа, гипофиз
и другие железы. Железы внутренней секреции выделяют в кровь гор¬
моны и оказывают влияние на работу других органов.
Органы аппарата связаны между собой единой функцией, но могут
иметь разное строение и (или) происхождение. Системы и аппараты
органов образуют целостный человеческий организм.
Знай основные термины и понятия
Анатомия, физиология, гигиена, санитария, медицина, возбудимость,
ткань, нервная, эпителиальная ткани, ткани внутренней среды (волокнистая,
соединительная — рыхлая и плотная, хрящевая, костная, жировая, кровь,
плазма, форменные элементы), мышечная, поперечнополосатая, скелетная,
гладкая, поперечнополосатая сердечная, органы, системы органов, аппараты
органов, организм, гомеостаз, внутренняя среда, функциональная система.
269
Вопросы для самоконтроля
1. Чем человек отличается от животных?
2. Какие основные науки занимаются изучением человека?
3. Каковы особенности строения клеток организма человека?
4. Что называют тканью? Какие ткани различают в организме чело¬
века?
5. В чем состоит особенность строения соединительной ткани и ка¬
кие функции она выполняет?
6. Каковы основные свойства нервной ткани?
7. Какие системы и аппараты органов выделяют в организме челове¬
ка? Что объединяет органы в единую систему?
Тренировочные задания
1. Признаки человека, указывающие на его принадлежность к типу
хордовые:
1) наличие жаберных щелей в период зародышевого развития;
2) наличие трех зародышевых листов в эмбриогенезе;
3) раздельнополость;
4) наличие хорды на ранних стадиях зародышевого развития.
а) 1,2; б) 2,3; в) 3,4; г) 1,4.
2. Какие признаки характерны только для человека как представителя
класса млекопитающих:
а) кожа с густой сетью кровеносных капилляров, многочисленными по¬
товыми и сальными железами;
б) в скелете черепа мозговой отдел заметно преобладает над лицевым,
в черепе отсутствуют костный валик и гребни, позвоночный столб
имеет четыре изгиба;
в) позвоночный столб состоит из пяти отделов;
г) наличие четырехкамерного сердца и левой дуги аорты, теплокров¬
ность?
270
3. Ткани организма человека:
1) эпидермис;
2) мерцательный эпителий;
3) перидерма;
4) дерма;
5) кожа;
6) ризодермис.
а) 1,2; 6)2,3; в) 2,4; г) 5, 6.
4. Вид ткани, для которой характерно минимальное количество меж¬
клеточного вещества:
а) мышечная; б) нервная;
в) соединительная; г) эпителиальная.
5. Из клеток эпителиальной ткани состоит:
а) желудок; б) сердце;
в) слюнные железы; г) язык.
6. Эпителиальные ткани выполняют функции:
1) защитную;
2) выделительную;
3) опорную;
4) секреторную;
5) сократительную;
б) проводящую.
а) 1,2,3; б) 3,4,5; в) 2, 3, 6; г) 1,2,4.
7. Дыхательные пути человека выстланы эпителием:
а) кубическим; б) плоским однослойным;
в) плоским многослойным; г) ресничным.
8. Защитная, трофическая и опорная функции характерны для ткани:
а) мышечной; б) нервной;
в) соединительной; г) эпителиальной.
9. Плотная волокнистая ткань расположена в:
а) костях;
6) стенках кровеносных сосудов;
в) связках и сухожилиях;
г) эпидермисе кожи.
271
10. Тип ткани, к которому относится кровь:
а) эпителиальная; б) соединительная;
в) мышечная; г) нервная.
11. Непроизвольное сокращение характерно для мышц:
а) гладких; б) поперечнополосатых;
в) мимических; г) скелетных.
12. Гладкая мышечная ткань входит в состав:
а) скелетной мускулатуры;
б) мимических мышц;
в) желудка, кишечника, кровеносных сосудов;
г) сердца.
13. Гладкая мышечная ткань:
а) действует непроизвольно, сокращается ритмично и медленно, потреб¬
ляет мало энергии и кислорода;
б) сокращается быстро, потребляет много энергии, не может работать
в бескислородных условиях;
в) действует произвольно, потребляет мало энергии, может работать
в бескислородных условиях.
14. Клетки гладкой мышечной ткани можно отличить от волокон по¬
перечнополосатой ткани по:
а) количеству межклеточного вещества;
б) количеству ядер;
в) наличию ресничек;
г) окраске.
15. Выберите утверждения, касающиеся поперечнополосатой мышеч¬
ной ткани:
1) клетки многоядерные;
2) клетки одноядерные;
3) быстрое сокращение;
4) медленное сокращение;
5) автоматия;
6) сокращение произвольное;
7) находится под контролем спинного и головного мозга;
8) находится под контролем вегетативной нервной системы,
а) 2, 4, 5, 8; 6)1,3, 5, 7; в) 1, 3, 6, 7; г) 2, 5, 6, 8; д) 2, 4, 6, 8.
272
16. Важнейшим функциональным свойством нервной ткани является:
а) проводимость; б) утомляемость;
в) лабильность; г) регенерация.
17. Нервная ткань состоит из:
а) нейронов; б) ганглиев;
в) дсндритов и нейритов; г) нейронов и клеток глии.
18. Выберите правильные суждения:
1) скелетные мышцы образованы поперечнополосатой мышечной
тканыо;
2) поперечнополосатая скелетная мышечная ткань состоит из вы¬
тянутых одноядерных клеток;
3) структурная единица нервной ткани — нейрон;
4) клетки нервной ткани имеют длинные и короткие отростки;
5) эпителиальная ткань выполняет функцию проведения нервных
импульсов;
б) эпителиальные ткани расположены в полостях тела и выстила¬
ют их изнутри;
7) особенностью соединительной ткани является хорошо разви¬
тое межклеточное вещество;
8) разновидностью соединительной ткани является хрящевая
и костная ткани;
9) сердце образовано гладкой мышечной тканыо.
а) 1,3,4, 7,8; б) 2, 3,4, 7, 8;
в) 1,2, 3,4, 5; г) 5, 6, 7, 8,9.
19. В каждом органе всегда есть:
1) какой-то один вид ткани;
2) все виды тканей;
3) мышечная ткань;
4) нервная ткань;
5) соединительная ткань;
б) эпителиальная ткань.
а) 1; 6)2; в) 4,5; г) 3,6.
20. К аппаратам органов человека относятся:
1) кровеносный;
2) мочеполовой;
3) нервный;
273
4) опорно-двигательный;
5) пищеварительный;
6) эндокринный.
а) 1,2,3; 6)4,5, 6; в) 2, 4, 6; г) 1,3,5.
21. С помощью мейоза у человека образуются клетки:
а) кожи; б) мочевого пузыря;
в) половые; г) нервной ткани.
22. У человека амитозом могут делиться клетки:
а) головного мозга; 6) печени;
в) половые клетки; г) сердечной мышцы.
23. В мужских половых клетках (сперматозоидах) человека содер¬
жится хромосом:
а) 2; б) 23; в) 46; г) 92.
24. Свойство клеток отвечать (реагировать) на внешние и внутренние
воздействия — ....
25. Поддержание постоянства внутренней среды организма — ....
26. Анатомическая обособленная часть тела, имеющая четкую струк¬
туру и выполняющая определенные функции, — это ... .
27. Наука, изучающая влияние условий жизни и труда на здоровье чело¬
века, разрабатывающая меры профилактики заболеваний, обеспе¬
чения оптимальных условий сохранения здоровья и продления
жизни, — ... .
Нервная система
Значение нервной системы. Строение нервной ткани. Слаженная
работа всех органов и систем органов в организме человека осуществ¬
ляется нервной и гуморальной регуляцией.
Нервная система обеспечивает регуляцию функций в организме,
согласованную работу всех органов, связь организма со средой.
Основной рабочей тканью нервной системы является нервная ткань.
Значение ее в организме определяется основными свойствами нерв-
274
пых клеток воспринимать раздражение, приходить в состояние возбу¬
ждения, вырабатывать импульс (электрическую волну, бегущую по
нервному волокну) и передавать его.
Нервная ткань состоит из нервных клеток, выполняющих специ¬
фическую функцию, и клеток нейроглии, осуществляющих опорную,
трофическую, секреторную и защитную функции.
Структурно-функциональной единицей нервной ткани является
нервная клетка — нейрон. В зависимости от функции нейроны делят на
рецепторные (чувствительные, или афферентные), ассоциативные
и эффекторные. Первые генерируют нервный импульс под влиянием
различных воздействий внешней или внутренней среды организма.
Эффекторные (эфферентные) нейроны передают возбуждение на ткани
рабочих органов — мышцы (двигательные нейроны) или железы (секре¬
торные нейроны), побуждая их к действию. Ассоциативные (вставоч¬
ные) нервные клетки осуществляют различные связи между нейронами.
Характерной чертой всех зрелых нервных клеток является наличие
у них отростков. Эти отростки обеспечивают проведение нервного им¬
пульса по телу человека из одной его части в другую, часто весьма уда¬
ленную, поэтому длина их колеблется в больших пределах — от
нескольких микрометров до 1-1,5 м.
По функциональному значению отростки нервных клеток делятся
на два вида. Одни из них выполняют функцию отведения нервного
импульса от тел нейронов и называются аксонами. Все нейроны имеют
один аксон. Он заканчивается концевым аппаратом или на другом
нейроне, или на тканях рабочего органа (на мышцах или железах).
Второй вид отростков нервных клеток называется дендритами. Дендриты
воспринимают раздражение, генерируют импульс и проводят его к телу
нейрона. В ряде случаев эти отростки чувствительных клеток имеют
на своем периферическом конце специфически устроенные восприни¬
мающие аппараты — чувствительные нервные окончания (рецепторы).
Клеточная мембрана нервных клеток, кроме функций, типичных
для нее, характеризуется возбудимостью и способностью проводить
возбуждение.
Отростки нервных клеток обычно одеты оболочками и вместе с ни¬
ми называются нервными волокнами. Оболочки некоторых волокон со¬
держат миелин (жироподобное вещество).
Все нервные волокна заканчиваются концевыми аппаратами, полу¬
чившими название нервных окончаний.
Нейроны связаны между собой синапсами, осуществляющими пе¬
редачу нервного импульса с одного нейрона на другой. Синапсы могут
275
возникать между аксоном одного нейрона и телом другого, между ак¬
сонами и дендритами соседних нейронов, между одноименными отро¬
стками нейронов.
Импульсы в синапсах передаются с помощью нейромедиаторов —
биологически активных веществ — норадреналина, ацетилхолина, се¬
ротонина и др. Реагируя на специфические молекулы рецепторных
белков, молекулы медиаторов меняют проницаемость клеточной мем¬
браны для ионов Са2+, К+ и С1 . Это приводит к деполяризации клеточ¬
ной мембраны и возникновению потенциала действия. Клетка возбу¬
ждается. Распространение возбуждения связано с таким свойством
нервной ткани, как проводимость.
Кроме химических синапсов существуют электротонические синап¬
сы, в которых передача импульсов происходит биоэлектрическим путем.
Через синапс нервный импульс способен проходить только в одном
направлении — от конечного аппарата аксона одного нейрона на вто¬
рой нейрон.
Тела рецепторных (чувствительных, или афферентных) нейронов
лежат у человека вне центральной нервной системы. Дендрит такой
клетки следует на периферию и заканчивается рецептором, способ¬
ным трансформировать энергию внешнего раздражения в нервный
импульс. Второй отросток (аксон) направляется в ЦНС (мозг).
Вставочный (ассоциативный) нейрон осуществляет передачу воз¬
буждения с чувствительного «центростремительного» нейрона на
двигательный или секреторный «центробежный». Вставочные нейро¬
ны лежат в пределах ЦНС.
Тела эффекторных (эфферентных, двигательных или секретор¬
ных) нейронов находятся в ЦНС (или в симпатических и парасимпа¬
тических узлах). Их аксоны идут к рабочим мышцам или железам.
Рефлекс. Рефлекторная дуга. Деятельность нервной системы но¬
сит рефлекторный характер. Нервный импульс, возникший при раз¬
дражении, проходит определенный путь, называемый рефлекторной
дугой. Простейшая рефлекторная дуга состоит из двух нейронов —
чувствительного и двигательного. Большинство рефлекторных дуг
включает несколько нейронов.
Рефлекторную дугу чаще всего составляют следующие звенья: рецеп¬
тор; чувствительный нейрон, передающий импульс в ЦНС; вставочный
нейрон, лежащий в ЦНС (головном или спинном мозге); исполни¬
тельный (двигательный) нейрон, передающий импульс к исполни¬
тельному органу; рабочий орган.
276
Соматические рефлекторные дуги осуществляют двигательные реф¬
лексы. Вегетативные рефлекторные дуги координируют работу внут¬
ренних органов.
Рефлекторная реакция заключается не только в возбуждении, но
и в торможении, т. е. в задержке или ослаблении возникшего возбуж¬
дения. Взаимосвязь возбуждения и торможения обеспечивает согла¬
сованную работу организма.
Нервная система условно делится на центральную и периферическую.
Центральная нервная система образована головным и спинным
мозгом, а периферическая — нервами, отходящими от головного и спин¬
ного мозга, и нервными узлами.
Строение и функции спинного мозга. Спинной мозг взрослого чело¬
века — это длинный тяж почти цилиндрической формы. Он располо¬
жен в позвоночном канале от I шейного до II поясничного позвонков.
Покрыт тремя соединительнотканными мозговыми оболочками.
Спинной мозг разделен на две симметричные половины передней
и задней продольными бороздами. В центре спинного мозга проходит
спинномозговой канал, заполненный спинномозговой жидкостью. Во¬
круг'него сосредоточено серое вещество. Наружный слой спинного
мозга образован белым веществом, состоящим из отростков нейронов,
образующих проводящие пути.
В сером веществе различают передние и задние столбы и промежу¬
точную часть, соединяющую их. На поперечном разрезе столбы пред¬
ставлены передними, задними и боковыми рогами.
В задних рогах находятся ядра чувствительных нейронов, в перед¬
них — нейроны, образующие двигательные центры. В боковых рогах
залегают нейроны, образующие центры симпатической части вегета¬
тивной нервной системы. От спинного мозга отходит 31 пара смешанных
нервов, каждый из которых начинается двумя корешками: передним
(двигательным) и задним (чувствительным). В составе передних ко¬
решков находятся также вегетативные нервные волокна. На задних
корешках расположены нервные узлы — скопления чувствительных
нейронов. Соединяясь, корешки образуют смешанные нервы. Каждая
пара спинномозговых нервов иннервирует определенный участок тела.
Функции спинного мозга: рефлекторная — осуществление двигатель¬
ных и вегетативных рефлексов; проводниковая — осуществляется вос¬
ходящими и нисходящими проводящими путями.
Строение и функции головного мозга. Головной мозг расположен
в мозговой части черепа и состоит из пяти отделов: переднего, среднего,
заднего, промежуточного и продолговатого.
277
Филогенетически самую древнюю часть головного мозга составляют:
продолговатый мозг, мост, средний мозг и промежуточный мозг. От¬
сюда выходят 12 пар черепно-мозговых нервов. Эта часть образует
ствол мозга. Эволюционно более поздними стали большие полушария
головного мозга.
Продолговатый мозг является продолжением спинного. Выполняет
рефлекторную и проводниковую функции. Снаружи покрыт белым
веществом, формирующим проводящие пути мозга. Центральная часть
образована серым веществом, представленным отдельными скопле¬
ниями нейронов. Эти скопления образуют ядра парасимпатической
нервной системы. В продолговатом мозге находятся следующие центры:
дыхательный; сердечной деятельности; сосудодвигательный; безуслов¬
ных пищевых рефлексов; защитных рефлексов (кашля, чихания, ми¬
гания, слезоотделения); центры изменения тонуса некоторых групп
мышц и положения тела.
Задний мозг состоит из варолиева моста и мозжечка. Проводящие
пути моста связывают продолговатый мозг с большими полушариями.
В задней части моста находится ретикулярная формация, ядра V—VIII
пар черепно-мозговых нервов. В мосте находятся ядра и проводящие
пути слухового анализатора.
Мозжечок играет основную роль в поддержании равновесия тела
и координации движений. Все позвоночные животные обладают моз¬
жечком, но уровень его развития зависит от среды обитания и характе¬
ра совершаемых движений. В мозжечке различают два полушария
и срединную часть — червь. Мозжечок покрыт корой из серого вещества.
Средний мозг в процессе эволюции изменился меньше других отде¬
лов. Его развитие связано со зрительным и слуховым анализаторами.
Через средний мозг проходят восходящие и нисходящие нервные пути.
Восходящие пути идут к таламусу, нисходящие — в продолговатый
и спинной мозг. Здесь также расположены подкорковые центры движе¬
ний, возникающих под влиянием зрительных и слуховых раздражений.
Промежуточный мозг включает: зрительные бугры (таламус), над-
бугорную (эпиталамус) и подбугорную (гипоталамус) области и ко¬
ленчатые тела. В нем расположена ретикулярная формация — сеть
нейронов и нервных волокон, влияющих на активность различных от¬
делов ЦНС.
Таламус отвечает за все виды чувствительности (кроме обонятель¬
ной) и координирует мимику, жестикуляцию, другие проявления эмо¬
ций. Сверху к таламусу прилегает эпифиз, являющийся железой
278
внутренней секреции. Ядра эпифиза участвуют в работе обонятельно¬
го анализатора. Снизу находится другая железа внутренней секре¬
ции — гипофиз.
Гипоталамус контролирует деятельность вегетативной нервной
системы, регуляцию обмена веществ, гомеостаз, сон и бодрствование,
эндокринные функции организма. Он объединяет нервные и гумо¬
ральные регуляторные механизмы в общую нейроэндокринную систему.
Гипоталамус образует с гипофизом единый комплекс, в котором пер¬
вому принадлежит контролирующая роль (контроль деятельности пе¬
редней доли гипофиза), а второму — эффекторная. Гипоталамус сек-
ретирует вазопрессин и окситоцин, которые поступают в заднюю долю
гипофиза, а оттуда разносятся кровью.
В коленчатых телах находятся подкорковые центры зрения и слуха.
Передний мозг состоит из правого и левого полушарий, соединен¬
ных мозолистым телом. Серое вещество образует кору головного мозга.
Белое вещество образует проводящие пути полушарий. В белом веще¬
стве рассеяны ядра серого вещества (подкорковые структуры).
Кора больших полушарий. Впервые она появляется у рептилий.
У млекопитающих занимает большую часть поверхности полушарий
и состоит из шести слоев клеток. Площадь коры составляет около
2-2,5 тыс. см2. Такая поверхность связана с наличием большого коли¬
чества борозд и извилин. Глубокие борозды делят полушарие на четыре
доли: лобную, теменную, височную и затылочную.
Нижняя поверхность полушарий называется основанием мозга.
Наибольшего развития у человека достигают лобные доли, отделен¬
ные от теменных центральной бороздой. Их масса составляет около
50 % массы головного мозга.
Зог/ы коры больших полушарий и их функции:
— двигательная — расположена в передней центральной извилине
лобной доли;
— кожно-мышечной чувствительности — расположена в задней
центральной извилине теменной доли;
— зрительная — расположена в затылочной доле;
— слуховая — расположена в височной доле;
— центры обоняния и вкуса находятся на внутренних поверхностях
височных и лобных долей;
— ассоциативные — связывают ее различные области. Они играют
важнейшую роль в образовании условных рефлексов.
Деятельность всех органов человека контролируется корой боль¬
ших полушарий. Любой спинномозговой рефлекс осуществляется
279
при участии коры мозга. Кора обеспечивает связь организма с внеш¬
ней средой, является материальной основой психической деятельности
человека. Функциональная асимметрия связана с неравнозначностью
функций левого и правого полушарий. Правое полушарие отвечает за
образное мышление, левое — за абстрактное. При повреждениях левого
полушария нарушается речь человека.
Нервную систему также условно подразделяют на две части: сомати¬
ческую и вегетативную (автономную). Соматическая нервная система
иннервирует главным образом тело, поперечнополосатые, или скелет¬
ные, мышцы, кожу, обеспечивает связь организма с внешней средой.
Вегетативная нервная система координирует и регулирует дея¬
тельность внутренних органов, обмен веществ, гомеостаз. Ее деятель¬
ность подчинена центральной нервной системе и в первую очередь
коре головного мозга. Она делится на два отдела: симпатическую и па¬
расимпатическую нервную систему.
Симпатическая нервная система образована двумя нервными ство¬
лами, которые находятся справа и слева от позвоночника. Стволы со¬
стоят из нервных узлов, соединенных между собой, со спинным мозгом
й органами.
Нервные узлы парасимпатической нервной системы расположены
около иннервируемых органов или в их стенках.
Симпатическая и парасимпатическая части нервной системы ока¬
зывают на органы противоположное действие. Например, симпатиче¬
ские нервы учащают ритм сердечных сокращений, сужают кровенос¬
ные сосуды, расширяют зрачки и бронхи, а парасимпатические нервы
урежают ритм сердечных сокращений, расширяют кровеносные сосуды,
сужают зрачки и бронхи. Благодаря симпатической и парасимпатиче¬
ской нервной системе осуществляется согласованная деятельность
внутренних органов и систем органов.
Знай основные термины и понятия
Нейрон, аксон (нейрит), дендрит, миелиновая оболочка, нервное волокно,
белое и серое вещества, акцептор, пороговая сила, синапс, медиатор, централь¬
ная и периферическая нервная система, соматическая и автономная (вегетативная)
нервная система, чувствительные (афферентные, центростремительные)
и двигательные (эфферентные, центробежные) волокна, вставочный нейрон,
280
нерв, рефлекс, спинной мозг, спинномозговая жидкость, передние, задние
и боковые рога спинного мозга, проводящие пути, задние и передние корешки,
оболочки мозга, спинномозговые нервы, головной мозг (ствол мозга, перед¬
ний мозг), продолговатый мозг, мост, мозжечок, средний мозг, промежуточный
мозг, большие полушария конечного мозга, желудочки мозга, черепно-мозго¬
вые нервы, блуждающий нерв, гипоталамус, таламус, ретикулярная форма¬
ция, мозолистое тело, кора больших полушарий, гидроцефалия, борозды
и доли коры больших полушарий, лимбическая система, сенсорные (чувстви¬
тельные) зоны, преганглионарные волокна, постганглионарные нейроны,
симпатическая и парасимпатическая части вегетативной нервной системы,
симпатический ствол, наркогенные вещества, никотин, психическая и физическая
зависимость, галюпинации, эйфория, токсические вещества, никотин, канце¬
рогенез, белая горячка, цирроз, стенокардия, инфаркт миокарда, эндартерит.
Вопросы для самоконтроля
1. Благодаря чему поддерживается постоянство химического соста¬
ва клеток и тканей организма?
2. Какие механизмы обеспечивают приспособление организма к окру¬
жающей среде?
3. В чем состоит главная функция нейрона? Как происходит переда¬
ча нервного импульса?
4. В чем заключается процесс торможения и каково его значение?
5. Каково строение рефлекторной дуги? Какие типы рефлекторных
дуг вам известны?
6. Каково строение и функции спинного мозга?
7. Из каких отделов состоит головной мозг? Каковы функции про¬
долговатого мозга?
8. Каковы основные особенности строения больших полушарий?
Какую функцию выполняет кора больших полушарий?
9. Как распределены функции между большими полушариями го¬
ловного мозга?
10. Из каких отделов состоит вегетативная нервная система? Какова
роль вегетативной нервной системы?
11. Чем отличаются соматические и вегетативные рефлекторные дуги?
12. Какое влияние на нервную систему оказывают наркогенные и ток¬
сические вещества?
281
Тренировочные задания
1. Рецепторы выполняют функцию:
а) восприятия раздражений из внешней и внутренней среды и преобра¬
зование их в нервный импульс;
б) передачи нервных импульсов в ЦНС;
в) передачи нервных импульсов от ЦНС к исполнительным органам;
г) осуществления гуморальной регуляции деятельности органов.
2. Периферическая часть нервной системы состоит из;
а) головного и спинного мозга;
б) подкорковых ядер;
в) вставочных нейронов;
г) нервов и нервных узлов.
3. Функция восприятия нервного импульса осуществляется:
а) телом нейрона; б) аксоном;
в) дендритами; г) аксоном и дендритами.
4. Нейроны, обеспечивающие прохождение нервных импульсов от
рецепторов к центральной нервной системе, называются:
а) двигательными;
б) чувствительными;
в) вставочными.
5. Тела центростремительных нейронов соматической нервной сис¬
темы расположены:
а) в ЦНС;
б) в спинномозговых узлах (ганглиях);
в) рядом с рецептором.
6. Вставочные нейроны передают импульсы:
а) от рецепторов к мышцам;
б) от рецепторов в ЦНС;
в) от чувствительных нейронов к двигательным;
г) от спинного и головного мозга к исполнительному органу.
7. Синапс — это:
а) окончание чувствительных нервных волокон;
б) окончание двигательных нервных волокон;
в) область контакта нервных клеток друг с другом или с клетками других
тканей;
г) часть дендрита, воспринимающая внешнее или внутреннее раздражение.
282
8. Тело чувствительного нейрона рефлекторной дуги находится в:
а) передних рогах Серого вещества спинного мозга;
б) задних рогах серого вещества спинного мозга;
в) боковых рогах серого вещества спинного мозга;
г) в узлах, расположенных по обеим сторонам спинного мозга.
9. Структурная и функциональная единица нервной системы — это:
а) нервы; б) нейрон;
в) нервные узлы; г) рефлекторная дуга.
10. Передние рога серого вещества спинного мозга образованы:
а) телами чувствительных нейронов;
б) вставочными нейронами;
в) аксонами чувствительных нейронов;
г) телами двигательных нейронов.
11. Выберите правильную последовательность элементов рефлектор¬
ной дуги соматического рефлекса:
1) эффектор;
2) центробежный нейрон;
3) вставочный нейрон;
4) рецептор;
5) центростремительный нейрон.
а) 1,2,4, 5,3; б) 4, 5, 3,2,1; в) 4,3,5, 2,1.
12. На рисунке представлена дуга вегетативного рефлекса. Цифрой б
обозначен:
а) афферентный нейрон;
6) преганглионарный нейрон;
в) рецептор;
г) постганглионарный нейрон.
13. Человек в состоянии опьянения слабо
координирует свои движения, так как
у него нарушается деятельность:
а) спинного мозга;
б) продолговатого мозга;
в) мозжечка;
г) вегетативной нервной системы.
14. Выберите верное утверждение:
а) в лобной доле коры больших полушарий расположена зрительная зона;
б) в теменной доле расположена зона кожно-мышечной чувствительности;
283
в) слуховая зона находится в затылочной доле коры;
г) информация о всех ощущениях приходит в височные доли коры.
15. У человека центры защитных рефлексов: кашля, чихания, рво¬
ты — расположены в:
а) спинном мозге;
б) промежуточном отделе головного мозга;
в) коре больших полушарий;
г) продолговатом отделе головного мозга.
16. Центры симпатической части автономной нервной системы рас¬
полагаются в;
а) задних рогах спинного мозга;
б) боковых рогах спинного мозга;
в) передних рогах спинного мозга;
г) спинномозговых узлах.
17. Блуждающий нерв является частью системы:
а) парасимпатической; б) симпатической;
в) зрительной; г) обонятельной.
18. Нервные волокна симпатической нервной системы выходят из бо¬
ковых рогов спинного мозга в области:
а) шейного отдела;
б) шейного и грудного отделов;
в) грудного и поясничного отделов;
г) крестцового отдела.
19. Возбуждение симпатической нервной системы:
а) уменьшает потребление кислорода;
б) не влияет на секрецию потовых желез;
в) замедляет и ослабляет сокращение сердца;
г) уменьшает перистальтику кишечника.
20. Высшим подкорковым центром вегетативной нервной системы
человека является:
а) метаталамус; б) эпиталамус;
в) таламус; г) гипоталамус.
21. При повреждении блуждающего нерва дыхание у собаки:
а) не меняется;
б) останавливается;
в) становится редким и глубоким;
г) становится поверхностным и частым.
284
22. При двусторонней перерезке передних корешков спинного мозга
у собаки тонус мышц ее конечностей:
а) сохраняется; б) повышается;
в) исчезает; г) понижается.
23. Повреждение задних корешков спинномозговых нервов ведет
к нарушению двигательных рефлексов, которое проявляется:
а) в потере чувствительности;
б) в потере контроля над координацией движений;
в) в невозможности осуществления движений;
г) во всем перечисленном.
24. Соотнесите сенсорные зоны с их локализацией в соответству¬
ющих долях коры больших полушарий.
A. Лобная доля.
Б. Теменная доля.
B. Затылочная доля.
Г. Височная доля.
1. Зрительная зона.
2. Слуховая зона.
3. Чувствительный центр, принимающий ин¬
формацию от кожи, костей, суставов и мышц
(центр общей чувствительности).
4. Центр вкуса и обоняния.
5. Центр речи.
25. Составьте последовательность прохождения нервного импульса
по трехнейронной рефлекторной дуге спинального симпатического
рефлекса человека с момента восприятия сигнала до его реализа¬
ции рабочим органом:
1) аксон афферентного нейрона;
2) рецептор;
3) тело эфферентного ганглионарного нейрона;
4) преганглионарное волокно;
5) постганглионарное эфферентное волокно;
6) афферентное нервное волокно;
7) спинномозговой ганглий;
8) эффектор;
9) тело вставочного нейрона.
26. Ответная реакция организма на раздражение из внешней и внут¬
ренней среды при участии нервной системы — ... .
27. Скопление нервных волокон, покрытое сверху соединительно¬
тканной оболочкой, — .
285
28. Физиологически активное вещество, синтезируемое в нейронах
и обеспечивающее передачу влияний через синапс с одного нейро¬
на на другой или клетку другой ткани, — ... .
29. Часть нервной системы, иннервирующая кожу и мышцы, — ....
Анализаторы и их значение
Главное свойство мозга — получать, перерабатывать, хранить инфор¬
мацию. Всю информацию человек получает с помощью анализаторов.
Анализаторы (Сенсорные системы) — совокупность нервных обра¬
зований, обеспечивающих осознание и оценку действующих на организм
раздражителей. Анализатор представляет собой функциональную сис¬
тему, состоящую из воспринимающих раздражение рецепторов, прово¬
дящей и центральной части — определенной области коры головного
мозга (сенсорный центр), где формируются ощущения.
Рецепторы — чувствительные окончания, превращающие энергию
внешнего раздражителя в энергию нервных импульсов. Могут быть
представлены свободными нервными окончаниями, чувствительными
клетками, образованиями, окружающими нервные окончания и де¬
лающими их чувствительными. Проводниковая часть состоит из соот¬
ветствующего нерва и проводящих путей.
Центральная часть — отдел ЦНС, включающий подкорковые ядра,
осуществляющие ориентировочные рефлексы, и корковый центр —
ядро анализатора, где нервные импульсы преобразуются в ощущения
(тепла, запаха, цвета, вкуса и др.).
Слуховой анализатор. Он обеспечивает восприятие звуковой ин¬
формации и ее обработку в центральных отделах коры головного мозга.
Периферическую часть анализатора образуют ухо и слуховой нерв.
Центральная часть состоит из подкорковых центров среднего и проме¬
жуточного мозга и височной зоны коры.
Ухо — парный орган, состоящий из наружного, среднего и внутрен¬
него уха.
Наружное ухо включает ушную раковину, наружный слуховой
проход и барабанную перепонку.
Среднее ухо представляет собой полость в пирамиде височной кости
и состоит из барабанной полости, цепочки слуховых косточек и слуховой
(евстахиевой) трубы. Слуховая труба связывает барабанную полость
286
с полостью носоглотки. Эго обеспечивает выравнивание давления по
обеим сторонам барабанной перепонки. Слуховые косточки — моло¬
точек, наковальня и стремечко — связывают барабанную перепонку
с перепонкой овального окна, ведущего в улитку. Среднее ухо обеспе¬
чивает передачу звуковых волн из среды с низкой плотностью (воз¬
дух) в среду с высокой плотностью (эндолимфу), в которой находятся
рецепторные клетки внутреннего уха.
Внутреннее ухо расположено в толще пирамиды височной кости
и состоит из костного и расположенного в нем перепончатого лабирин¬
та. Пространство между ними заполнено перилимфой, а полость пере¬
пончатого лабиринта — эндолимфой. В костном л'абиринте различают
три отдела — преддверие, улитку и полукружные каналы. К органу
слуха относится улитка — спиральный канал в 2,5 оборота. Полость
улитки разделена перепончатой основной мембраной, состоящей из
волоконец разной длины. На основной мембране находятся рецепторные
волосковые клетки кортиева органа. Колебания барабанной перепонки
передаются слуховым косточкам. Они усиливают эти колебания почти
в 50 раз и через овальное окошко передают их пери- и эндолимфе. Ко¬
лебания воспринимаются волоконцами основной мембраны. Клетки
кортиева органа воспринимают раздражение, поступающее от волоко¬
нец, и по слуховому нерву передают его в височную зону коры головно¬
го мозга. Ухо человека воспринимает звуки частотой от 16 до 20 000 Гц.
Орган равновесия, или вестибулярный аппарат. Он образован
преддверием и тремя полукружными каналами. В преддверии имеются
два мешочка, заполненные эндолимфой. Рецепторные волосковые клетки
расположены на внутренней стороне мешочков. К ним примыкает
мембрана с кристаллами-отолитами из карбоната кальция. Полу¬
кружные каналы расположены в трех взаимно перпендикулярных
плоскостях. В основаниях каналов находятся волосковые клетки. Рецеп¬
торы отолитового аппарата реагируют на ускорение или замедление
прямолинейного движения. Рецепторы полукружных каналов раздра¬
жаются при изменениях вращательных движений. Импульсы от вести¬
булярного аппарата по вестибулярному нерву поступают в ЦНС. Сюда же
поступают импульсы от рецепторов мышц, сухожилий, подошв. Функ¬
ционально вестибулярный аппарат связан с мозжечком, отвечающим
за координацию движений, ориентацию человека в пространстве.
Зрительный анализатор. Он играет ведущую роль в познании окру¬
жающего мира и обеспечивает получение зрительной информации
287
из окружающей среды. Зрительный анализатор состоит из трех час¬
тей: периферической — глаза, проводниковой — зрительного нерва,
центральной — подкорковой и зрительной зоны коры головного мозга.
Орган зрения — глаз — состоит из глазного яблока и вспомогатель¬
ного аппарата, к которому относятся веки, ресницы, слезные железы
и мышцы глазного яблока.
Глазное яблоко расположено в глазнице и имеет шаровидную форму.
Оно имеет три оболочки: фиброзную, задний отдел которой образован
непрозрачной белочной оболочкой {склерой), а передний — прозрач¬
ной роговицей; сосудистую и сетчатую. Часть сосудистой оболочки,
снабженной пигментами, называется радужной оболочкой. В сосуди¬
стую оболочку входит и ресничное тело, состоящее в основном из рес¬
ничной мышцы, изменяющей кривизну хрусталика. В центре радужной
оболочки находится зрачок, который может изменять диаметр своего
отверстия за счет сокращения кольцевых и радиальных мышц. Задняя
часть сетчатки воспринимает световые раздражения. Передняя ее часть
не содержит светочувствительных элементов. Светочувствительными
элементами сетчатки являются палочки (обеспечивают зрение в су¬
мерках и темноте) и колбочки (рецепторы дневного и цветового зре¬
ния). Колбочки расположены ближе к центру сетчатки (желтое пятно),
а палочки концентрируются на ее периферии. Место выхода зритель¬
ного нерва называется слепым пятном.
Полость глазного яблока заполнена стекловидным телом. Хруста¬
лик имеет форму двояковыпуклой линзы. Он способен изменять свою
кривизну при сокращениях ресничной мышцы. Такая способность
хрусталика называется аккомодацией. Между роговицей и радужкой
находится передняя камера глаза, между радужкой и хрусталиком —
задняя камера. Обе камеры заполнены прозрачной жидкостью. Лучи
света, отражаясь от предметов, проходят через роговицу, влажные ка¬
меры, хрусталик, стекловидное тело и благодаря преломлению в хру¬
сталике попадают на сетчатку. При этом возникает действительное,
обратное, уменьшенное изображение предмета. От сетчатки по зри¬
тельному нерву импульсы поступают в центральную часть анализато¬
ра — зрительную зону коры мозга, расположенную в затылочной доле.
В коре информация, полученная от рецепторов сетчатки, перерабаты¬
вается, и человек воспринимает естественное отражение объекта!
При удлинении глазного яблока или увеличении выпуклости хру¬
сталика изображение возникает перед сетчаткой, в результате человек
288
плохо видит удаленные предметы. Такое нарушение зрения именует¬
ся близорукостью и исправляется при помощи очков с двояковог¬
нутыми линзами.
При дальнозоркости, вызванной укорочением глазного яблока или
уменьшением выпуклости хрусталика, изображение возникает за сет¬
чаткой, и человек плохо различает близко расположенные предметы.
Дальнозоркость исправляется при помощи очков с двояковыпуклыми
линзами.
Кожный анализатор. В коже существуют разнообразные рецепторы,
которые воспринимают прикосновение, боль, тепло и холод. Благода¬
ря этим рецепторам человек воспринимает форму тел, их температуру.
Обонятельный анализатор. Обонятельные рецепторы находятся
в носовой полости. Благодаря обонятельному анализатору человек
воспринимает разнообразные запахи.
Вкусовой анализатор. В слизистой оболочке рта, на языке нахо¬
дятся вкусовые рецепторы, способные возбуждаться под влиянием
растворенных в воде веществ. Существуют четыре основных вида вку¬
совых рецепторов, возбуждающихся горькими, сладкими, кислыми
и солеными веществами.
Согласованная работа всех анализаторов позволяет человеку вос¬
принимать предметы и явления окружающего мира.
Знай основные термины и понятия
Сенсорные системы (анализаторы), органы чувств, слуховые, обонятель¬
ные, вкусовые, тактильные рецепторы, сенсорные центры, глазное яблоко,
глазные мышцы, слезные железы, брови, ресницы, веки, сетчатка, оптическая
система, оболочки глаза (фиброзная, сосудистая, сетчатая), склера, роговица,
ресничное тело, радужка, зрачок, меланин, хрусталик, аккомодация, передняя
и задняя камеры глаза, стекловидное тело, колбочки, палочки, желтое пятно,
центральная ямка, слепое пятно, центральное и боковое (периферическое)
зрение, оптическая сила, диоптрия, близорукость, дальнозоркость, коныокти-
вит, наружное ухо, наружный слуховой проход, серные железы, барабанная
перепонка, среднее ухо, барабанная полость, слуховые косточки, слуховая
(евстахиева) труба, внутреннее ухо, костный и перепончатый лабиринты, пе-
рилимфа, преддверие, улитка, полукружные каналы, волосковые клетки Кор¬
тнева органа, овальный и круглый мешочки, отолиты, орган вкуса, вкусовые
почки, вкусовые клетки.
289
Вопросы для самоконтроля
1. Что такое анализатор? Из чего он состоит?
2. Каково строение глаза?
3. Как возникает изображение предмета на сетчатке?
4. Почему в сумерках человек почти не различает окраску предметов?
5. Почему возникает близорукость и дальнозоркость? Как их испра¬
вить?
6. Как передаются звуковые колебания слуховым рецепторам?
7. Какое значение для человека имеет чувство равновесия? Как ра¬
ботает вестибулярный аппарат?
8. Какое значение для человека имеют обоняние и вкус? Как проис¬
ходит восприятие вкуса и запаха?
9. В каких областях коры больших полушарий осуществляется фор¬
мирование зрительных, слуховых, обонятельных и вкусовых ощу¬
щений?
Тренировочные задания
1. Каждый анализатор состоит из:
а) рецепторов;
б) рецепторов и соответствующей зоны коры больших полушарий;
в) рецепторов, проводниковой части и соответствующих ядер продолго¬
ватого мозга;
г) рецепторов, проводниковой части и соответствующей зоны коры
больших полушарий.
2. Радужка — это передняя часть оболочки:
а) фиброзной;
б) сосудистой;
в) сетчатой.
3. Светопреломляющими структурами глаза являются:
1) роговица; 2) зрачок;
3) хрусталик; 4) стекловидное тело;
5) сетчатка; 6) радужная оболочка.
а) 1,2,3;
в) 2, 5, 6; г) 3,4,6.
б) 1,3,4;
4. К светопреломляющим структурам глаза не относится:
а) роговица;
в) хрусталик;
б) зрачок;
г) стекловидное тело.
5. Хрусталик:
а) определяет цвет глаз;
б) регулирует поток света, поступающий в глаз;
в) воспринимает световые раздражения;
г) обеспечивает аккомодацию зрения.
6. Светочувствительные клетки — палочки и колбочки расположе¬
ны в оболочке глаза:
а) сетчатой; б) сосудистой;
в) фиброзной; г) на дне стекловидного тела.
7. Форма, цвет и детали предметов воспринимаются:
а) колбочками;
б) палочками;
в) колбочками и палочками в одинаковой степени;
г) колбочками и палочками при взаимодействии.
8. Желтое тело — это:
а) боковой участок сетчатки, лишенный светочувствительных рецепторов;
б) центральная часть сетчатки, где сосредоточена большая часть колбочек;
в) часть сетчатки, где сосредоточена большая часть палочек;
г) часть сетчатки, содержащая одинаковое количество колбочек и палочек.
9. Способность глаза отчетливо видеть предметы, расположенные на
разном расстоянии, называется:
а) бинокулярным зрением; б) аккомодацией;
в) мозаичным зрением; г) дальнозоркостью.
10. У человека аккомодация зрения достигается благодаря:
а) приближению хрусталика к сетчатке;
б) удалению хрусталика от сетчатки;
в) изменению кривизны хрусталика;
г) изменению длины продольной оси глазного яблока.
11. У человека при переводе взгляда с близкорасположенного пред¬
мета на удаленный:
а) хрусталик удаляется от сетчатки;
б) хрусталик приближается к сетчатке;
в) увеличивается кривизна хрусталика, он становится более выпуклым;
г) уменьшается кривизна хрусталика, он становится менее выпуклым.
291
12. При близорукости параллельные лучи от далеких предметов пересе¬
каются перед сетчаткой, не доходя до нее. Это возникает потому, что:
а) продольная ось глаза очень короткая;
б) продольная ось глаза очень длинная;
в) роговица глаза имеет слишком выпуклую форму;
г) сетчатка глаза не обладает достаточной кривизной.
13. Если у человека переднезадний диаметр глазного яблока больше
нормы, то развивается:
а) близорукость; б) дальнозоркость;
в) астигматизм; г) косоглазие.
14. У людей, страдающих дальнозоркостью, изображение расположен¬
ных близко к глазам предметов фокусируется:
а) на сетчатке; б) перед сетчаткой;
в) за сетчаткой; г) на слепом пятне.
15. Причиной врожденной дальнозоркости является:
а) увеличенная кривизна хрусталика;
б) сужение зрачка;
в) удлинение продольной оси глазного яблока;
г) укорочение продольной оси глазного яблока.
16. При дальнозоркости дефект зрения человека устраняют с помо¬
щью очков с линзами:
а) собирательными двояковыпуклыми;
б) рассеивающими двояковогнутыми;
в) выпуклыми с одной стороны и вогнутыми с другой;
г) двояковыпуклыми или двояковогнутыми в зависимости от кривизны
хрусталика.
17. Длинноволновые лучи света человеком воспринимаются с помощью:
а) палочек сетчатки;
б) колбочек сетчатки;
в) палочек и колбочек сетчатки;
г) терморегуляторов кожи.
18. Ухо человека воспринимает звуковые колебания в диапазоне:
а) 0,1-1 Гц; б) 1 — 10 Гц;
в) 16-20 000 Гц; г) 50 000-100 000 Гц.
19. Восприятие звуковых колебаний у человека осуществляется:
а) костным лабиринтом;
б) перепончатым лабиринтом;
в) жидкостью улитки;
г) волосковыми клетками улитки.
292
20. К барабанной перепонке со стороны среднего уха примыкают:
21. В состав среднего уха входит:
1) молоточек;
2) полукружные каналы;
3) слуховая (евстахиева труба);
4) наружный слуховой проход;
5) стремечко;
6) волосковые клетки кортиева органа.
а) 1,2,3; б) 4,5,6; в) 2, 3, 6; г) 1,3,5.
22. Слуховые косточки среднего уха выполняют следующую функцию:
а) защищают внутреннее ухо;
б) укрепляют барабанную перепонку;
в) увеличивают давление звуковой волны;
г) соединяют среднее ухо с носоглоткой.
23. Слуховая (евстахиева) труба:
а) проводит звуковые колебания от среднего к внутреннему уху;
б) усиливает звуковые колебания;
в) соединяет среднее ухо с. носоглоткой;
г) ослабляет звуковые колебания.
24. Для внутреннего уха характерны:
а) фоторецепторы; б) механорецегггоры;
в) терморецепторы; г) хеморецепторы.
25. Окончательный анализ звуков происходит в:
а) внутреннем ухе;
б) ядрах продолговатого мозга;
в) ядрах промежуточного мозга;
г) височной доле коры больших полушарий.
26. Орган равновесия состоит из:
а) слуховых косточек;
б) улитки с волосковыми клетками;
в) трех полукружных каналов и отолитового аппарата;
г) барабанной полости и слуховой трубы.
27. Органом вкуса является:
а) вкусовые клетки; б) вкусовые почки;
в) вкусовые сосочки; г) язык.
а) молоточек;
в) стремечко;
б) наковальня;
г) мембрана овального окна.
293
28. Сладкий вкус ощущается участком языка:
а) кончиком; б) задней частью;
в) боковыми краями; г) передней и боковыми частями.
29. Вкус, воспринимаемый вкусовыми почками задней трети языка,
является:
а) горьким;
в) соленым;
б) кислым;
г) сладким.
30. Соотнесите рецепторы с природой воспринимающих раздражителей.
Л. Болевые.
Б. Зрительные.
В. Слуховые.
Г. Вкусовые.
Д. Обонятельные.
1. Фоторецепторы.
2. Механорецепторы.
3. Хеморецепторы.
31. Установите последовательность прохождения световых лучей че¬
рез структуры оптической системы глаза человека:
1) задняя камера; 2) зрачок;
3) передняя камера; 4) роговица;
5) сетчатка; б) стекловидное тело;
7) хрусталик.
32. Найдите соответствие между частями и структурами органа слуха.
A. Наружное ухо.
Б. Среднее ухо.
B. Внутреннее ухо.
1. Барабанная полость.
2. Слуховая труба.
3. Улитка.
4. Слуховые косточки.
5. Серные железы.
6. Волосковые клетки.
33. Установите последовательность передачи звуковой волны:
1) барабанной перепонкой;
2) волосковыми клетками кортиева органа;
3) жидкость в улитке;
4) мембрана овального окна;
5) молоточек;
6) наружный слуховой проход;
7) наковальня;
8) слуховой нерв;
9) стремечко.
294
34. Передняя прозрачная часть наружной фиброзной оболочки глаза,
относящаяся к оптической системе, пропускающая световые
лучи, есть ... .
35. Фоторецепторы сетчатки глаза, воспринимающие дневное и цве¬
товое зрение, — это ....
36. Воспаление слизистой оболочки глаза называется ....
Высшая нервная деятельность
Высшая нервная деятельность. Это совокупность множества взаи¬
мосвязанных нервных процессов, протекающих в коре головного мозга.
Эти процессы обеспечивают приспособление организмов к постоянно
изменяющимся условиям внешней среды. Высшая нервная деятель¬
ность носит рефлекторный характер. Рефлексы, осуществляемые ор¬
ганизмом, делятся, по И. П. Павлову, на безусловные и условные.
Безусловные рефлексы характеризуются следующими особенностями:
они врожденные, передаются по наследству из поколения в поколение;
свойственны большинству особей данного вида; имеют постоянные
рефлекторные дуги; постоянны, практически не затухают в течение
жизни; реакция происходит в ответ на адекватные внешние или внут¬
ренние раздражители; могут осуществляться за счет нервных центров,
расположенных в спинном мозге и подкорковых структурах головно¬
го мозга. Безусловными являются, например, такие, как сосательный,
глотательный, зрачковый рефлексы, кашель, чихание и "др.
Для условных рефлексов характерны особенности: приобретаются
организмом в течение жизни; индивидуальны, т. е. свойственны от¬
дельным особям; рефлекторные дуги формируются при совпадении
определенных условий; непостоянны, вырабатываются и затухают
в течение жизни; вырабатываются на основе безусловных рефлексов;
осуществляются, как правило, при участии коры больших полушарий
головного мозга.
Механизм образования условных рефлексов. Согласно представ¬
лениям И. П. Павлова, образование условного рефлекса связано с за¬
мыканием, установлением временной связи между двумя группами
клеток коры больших полушарий головного мозга, воспринимающи¬
ми условное и безусловное раздражение. Чем чаще одновременно воз¬
295
буждаются оба участка коры, тем прочнее временная связь, а после1
нескольких (10-15) сочетаний связь становится настолько прочной,
что при действии лишь одного условного раздражителя возбуждение
возникает и во втором очаге.
Выработка условных рефлексов проходит в два этапа. Первый
этап— генерализация — характеризуется тем, что все близкие по физи-|
ческим параметрам {условные) раздражители вызывают одинаковую
(безусловную) реакцию. Для второго этапа — специализации — свойст-1
венно то, что постепенно в процессе выработки условного рефлекса
разные раздражители, кроме условного, становятся неэффективными -
и не вызывают условного рефлекса.
Торможение условного рефлекса. Торможение, по И. Г1. Павлову,
бывает безусловным (внешним) и условным (внутренним). Внешнее ;
торможение вызывается новым раздражителем значительной силы.
В коре мозга при этом возникает новый очаг возбуждения, который
подавляет уже существующее возбуждение. Условное торможение свя¬
зано с угасанием условного рефлекса, отсутствием подкрепления ус- |
ловного раздражителя безусловным. Можно, например, разучиться
ездить на велосипеде или забыть иностранный язык, если длительное
время нет практики в езде или в общении. При условном торможении
временная связь исчезает. i
Доминанта. Важным средством формирования условно-рефлектор¬
ной деятельности является доминанта. Доминанта (лат. dominans —
господствующий) — временно господствующий в центральной нерв¬
ной системе очаг повышенной возбудимости и устойчивого, длитель¬
ного возбуждения, который изменяет работу одновременно с ним
функционирующих рефлекторных процессов. Термин доминанты
был введен русским физиологом Л. А. Ухтомским в 1923 г.
Доминантный очаг как бы притягивает к себе возбуждение других
отделов центральной нервной системы, характеризуясь повышенной
возбудимостью, стойкостью возбуждения, инерцией (способностью
длительно удерживать возбуждение после окончания действия стиму¬
ла). Так, увлеченный каким-то делом человек не реагирует на шум во¬
круг него, сосредотачивая внимание только на своем любимом деле.
Динамический стереотип. Система, складывающаяся в результате
действия на организм нескольких раздражителей, предъявляющихся
в одинаковом порядке как в отношении их последовательности, так
и в отношении промежутков времени между ними, называется доми¬
нантным стереотипом.
296
Такой фиксированный порядок явлений внешнего мира запечатле¬
вается в деятельности мозга в виде единого комплекса, в котором дей¬
ствие отдельного раздражителя зависит от более или менее постоянно
повторяющейся обстановки и последовательности действия других
раздражителей.
Ходьба, бег, прыжки, игра на музыкальных инструментах, письмо —
псе ото навыки, в основе которых лежит образование динамического
стереотипа.
Интегративная деятельность мозга — материальная основа пси¬
хических функций. В условиях реального существования человека
его мозг функционирует как сложная целостная система, которая дей¬
ствует в пределах всего тела человека. Наличие многочисленных связей
между нейронами создает основу для интеграции (лат. integrate — объ¬
единять в одно целое) нервных клеток в единое целое, необходимой
для психической деятельности.
Человек способен не только воспринимать действительность с по¬
мощью органов чувств, но и находить закономерности в цепи наблю¬
даемых действий. Прежде чем приступить к какой-либо работе, он, как
правило, обдумывает ее план, выбирает необходимые орудия труда,
общается, советуется с другими людьми, исправляет допущенные
ошибки и добивается поставленной цели. Это сознательная деятель¬
ность человека.
Сознание представляет собой знание, которое в абстрактной форме
может быть передано другим людям. Оно возникло в процессе эволю¬
ции на базе потребности в общении, передаче знаний. Однако, по¬
скольку внутренний мир человека скрыт от внешнего наблюдателя,
передача сведений от одного человека к другому могла происходить
лишь при помощи знаков. Такой знаковой формой общения стала
речь, формирующаяся в процессе общения. На основе общения возни¬
кает и сознание, являющееся одним из свойств психики, свойственное
только людям.
Сознание включает в себя совокупность знаний об окружающем
мире, поэтому в понятие сознания включаются познавательные про¬
цессы, с помощью которых человек постоянно пополняет, обогащает
свои знания. Такими познавательными процессами являются ощуще¬
ние и восприятие, память, воображение, мышление.
Познание начинается с ощущений. Рецепторы сенсорных систем
воспринимают раздражения из внешней среды и преобразуют их в по¬
нятный для нервной системы язык, который становится основой для
формирования ощущений.
297
Ощущение — психофизиологический процесс, состоящий в отраже¬
нии мозгом отдельных свойств предметов и явлений при воздействии
на соответствующие рецепторы органов чувств. Сенсорные системы --
единственный канал, по которому внешний мир проникает в человече¬
ское сознание.
Мы воспринимаем как отдельные свойства предмета или явления,
так и весь предмет или явление в целом. Для целостного восприятия
необходима совместная деятельность различных областей мозга.
Восприятие — отражение в мозге человека предметов или явлений
в целом в те моменты, когда они действуют на органы чувств. В про¬
цессе восприятия из отдельных ощущений формируется представление
о предмете как целом. Это целое человек обозначает определенным
словом. Для того чтобы предмет, явление, событие были восприняты,
необходимо, чтобы они вызвали у нас ориентировочную реакцию, дали
возможность сосредоточиться на этом предмете или явлении, при¬
влекли наше внимание.
Внимание — психическое состояние, выраженное в сосредоточен¬
ности на чем-либо. Без внимания восприятие невозможно. Чем больше
наше внимание будет привлечено новизной, сложностью, яркостью,
необычностью предмета или события, тем больше вероятность того,
что это событие или предмет будут восприняты.
Различают непроизвольное и произвольное внимание. Непроиз¬
вольное внимание привлекается неожиданным, ярким, сильным раз¬
дражителем, произвольное направляется волевым усилием человека,
осознанием необходимости быть внимательным.
Память — процесс накопления, хранения и воспроизведения ин¬
формации. В отличие от представлений, которые воспроизводят лишь
одиночные впечатления от пережитых восприятий и ощущений, па¬
мять способна сохранять и воспроизводить несколько сложных событий.
Без памяти невозможно обучение, сохранение опыта и закрепление
вновь освоенных форм поведения. Различают следующие виды памяти:
двигательную, эмоциональную, смысловую и образную.
Память является основой мышления. Для того чтобы мыслить,
нужно воображать, комбинировать образы или понятия, относящиеся
к людям или предметам, которых в данный момент нет рядом. А это
означает, что они должны присутствовать в нашей памяти.
Воображение заключается в создании образов новых предметов
и явлений путем воссоздания новых комбинаций ранее воспринятых
предметов и явлений, хранящихся в памяти. Воображение присуще
всем людям и только людям: оно лежит в основе творческих замыслов.
298
В запоминании, хранении и извлечении следов памяти принимают
участие нейроны различных областей головного мозга. Прежде всего
это височная доля коры больших полушарий, лимбическая система,
а также мозжечок и таламус.
Накопление информации в памяти происходит в несколько этапов.
Выделяют кратковременную, промежуточную и долговременную память.
Кратковременная память действует в течение нескольких секунд,
что дает возможность сохранить очень небольшой объем информации
(номер телефона, 2—3 слова). За это время в нервных структурах мозга
информация обрабатывается, оценивается ее значимость для организма.
Если информация не повторяется, то она «стирается», забывается, не
оставляя заметных следов. Если же информация некоторое время удер¬
живается волевым усилием, то она переходит в промежуточную память.
В промежуточной памяти информация хранится в течение несколь¬
ких минут или часов. Эта форма памяти запечатлевает важные события,
происходившие в последнее время.
В долговременной памяти информация может храниться всю жизнь.
Если какое-то событие повторяется много раз, то оно запоминается на
более длительный срок (таблица умножения, стихи или песни, нако¬
нец, собственное имя и фамилия).
Речь и мышление. Познавательные способности человека значи¬
тельно отличаются от таковых у животных. Эти отличия связаны
с особенностями психики человека и животных и обобщены в теории
И. П. Павлова о двух сигнальных системах.
Первая сигнальная система обеспечивает восприятие окружающего
мира через органы чувств. С ее помощью вырабатываются условные
рефлексы на все сигналы, кроме слова. Вторая сигнальная система
появилась у человека в связи с развитием речи. Слово для человека яв¬
ляется не сочетанием звуков, а выражением смысла, понятия. Развитие
речи обусловило возможность абстрагирования, обобщения, оперирова¬
ния понятиями. Первая и вторая сигнальные системы находятся в тесной
взаимосвязи. Сигналы первой сигнальной системы поступают во вторую.
Она начинает развиваться у детей к 5—7 месяцам первого года жизни.
Слово как «сигнал сигналов» (И. П. Павлов) дает возможность от¬
влечься от конкретных предметов и явлений, что находит свое выра¬
жение в понятиях.
Слово воспринимается человеком не просто как отдельный звук
или сумма звуков, т: е. звуковой раздражитель (хотя иногда именно
так и воспринимается, например, голос диктора по радио), а как опре¬
деленное понятие, при этом усваиваются смысловые значения слов.
299
Речь — психофизиологический процесс, реализующийся в обще¬
нии при помощи языка. Язык — система словесных знаков, необходимых
для общения и мышления. Предпосылкой для появления звуковой
речи стало развитие и совершенствование гортани, нижней челюсти,
мышц гортани, языка, шеи, головы.
Речь человека регулируется главным образом левым полушарием
головного мозга. Большей частью речевые функции локализованы
в височной доле, где находятся зоны, ответственные за обработку зву¬
ковой информации, понимание смысла речи. При нарушении их работы
(например, в результате инсульта) человек теряет способность разли¬
чать, узнавать слова, хотя ощущение звуков у него остается, вследствие
чего утрачивается и способность к осмысленной речи. В лобной доле
головного мозга расположены области, обеспечивающие произнесе¬
ние слов. При их повреждении человек не может произнести ни одного
слова, хотя и понимает их смысл: у него остается только способность
к крику и пению без слов. Первоначальное восприятие письменной
речи осуществляется сначала зрительной, затем теменной, а оконча¬
тельное — височной долей коры больших полушарий головного мозга.
Речь выполняет две функции: коммуникативную, когда язык вы¬
ступает как средство общения между людьми, и семантическую, когда
язык является средством выражения мыслей, их образования и развития.
В психологии принято различать два вида речи: внешнюю и внут¬
реннюю. Внешней считаются устная (диалогическая и монологиче¬
ская) и письменная речь.
Внутренняя речь не направлена на общение с другими людьми.
Внутренняя речь — разговор человека с самим собой. Она формируется
на основе внешней у детей в возрасте около трех лет, когда они начинают
говорить вслух сами с собой.
Мышление — психофизиологический процесс, позволяющий осу¬
ществлять познавательные функции без непосредственного контакта
с объектами среды. Различают следующие виды мышления: словес¬
но-логическое и наглядно-образное.
Словесно-логическое мышление — способность мыслить путем от¬
влеченных (абстрактных) понятий. Этот вид мышления позволяет уста¬
навливать общие закономерности, определяющие развитие природы
й общества, самого человека. Благодаря этому виду мышления, чело¬
веку удается наиболее обобщенно решать мыслительные задачи.
В этом главное достоинство, но и недостаток данного вида мышления.
Наглядно-образное мышление характеризуется тем, что содержа¬
ние мыслительной задачи основано на образном мышлении. Об этом
300
виде мышления можно говорить в тех случаях, когда человек, решая
задачу, анализирует, сравнивает, стремится обобщить различные об¬
разы предметов, явлений, событий.
Сон и его значение. Сон — это периодически возникающее физиоло¬
гическое состояние организма человека. Внешне оно характеризуется
обездвиженностью и отключенностью от внешних раздражителей. Во
время сна деятельность ряда органов протекает менее интенсивно,
уменьшается тонус мышц, снижается интенсивность обмена веществ,
замедляется дыхание. Наступление состояния сна связано с угнетением
восходящих влияний ретикулярной формации.
Сон представляет собой один из видов торможения, которое обес¬
печивает восстановление работоспособности, переработку и усвоение
полученной во время бодрствования информации. В соответствии
с этими функциями сна различают глубокий (медленноволновой)
и поверхностный (быстроволновой) сон.
На энцефалограммах во время быстрого сна фиксируются ритмы, ха¬
рактерные для состояния бодрствования. Человек видит сны. Эта фаза
возникает примерно через каждые полтора часа и длится 15—20 мин.
Во время глубокого сна ритмическая активность мозга понижается.
Таким образом, сон представляет собой периодическую смену различ¬
ных функциональных состояний мозга. В регуляции сна важная роль
принадлежит гормонам — норадреналину и серотонину.
Сон и бодрствование — это проявление суточных ритмов. В норме
продолжительность сна составляет 7—8 ч.
Сновидения — своеобразное отражение полученной информации
в виде зрительных образов.
Знай основные термины и понятия
Психика, высшая нервная деятельность, безусловные и условные рефлексы,
доминанта, динамический стереотип, интегративная деятельность мозга, соз¬
нание, ощущение, восприятие, внимание, непроизвольное и произвольное
внимание, память, воображение, кратко- и долговременная память, первая
и вторая сигнальные системы, слово как «сигнал сигналов», понятие, речь,
язык, мышление, сон, медленный сон, быстрый сон, сновидения.
301
Вопросы для самоконтроля
1. Что такое психика человека?
2. Что такое поведение человека?
3. Чем условные рефлексы отличаются от безусловных?
4. Каков механизм образования условных рефлексов? Какие усло¬
вия необходимы для образования условных рефлексов?
5. Что такое внимание? Какова роль произвольного внимания в обу¬
чении?
6. В чем состоит принцип доминанты?
7. Что такое динамический стереотип?
8. Что такое первая и вторая сигнальные системы? Какие виды речи
различают?
9. В чем состоит особенность нашего мышления?
10. Какие виды мышления различают? Какова физиологическая сущ¬
ность сна? Как изменяются функции организма в разные фазы сна?
11. Что такое сновидения?
Тренировочные задания
1. Высшая нервная деятельность человека представляет собой:
а) первую сигнальную систему;
б) вторую сигнальную систему;
в) совокупность безусловных рефлексов организма;
г) совокупность форм деятельности высших отделов центральной нерв¬
ной системы, обеспечивающих приспособление организма к окружа¬
ющей среде.
2. Учение о высшей нервной деятельности создал:
а) И. М. Сеченов; б) И. II. Павлов;
в) А. А. Ухтомский; г) 3. Фрейд.
3. Безусловные рефлексы — это:
а) приобретенные в течение жизни реакции организма;
б) врожденные реакции организма, сложившиеся в процессе эволюции;
в) приобретенные в ходе эмбрионального развития реакции организма;
г) любая реакция организма человека в ответ на раздражение окружа¬
ющей среды.
302
4. Безусловные рефлексы:
1) видоспецифичны;
2) не наследуются;
3) постоянно образуются и угасают;
4) являются врожденными;
5) замыкаются на уровне коры больших полушарий;
6) сохраняются после удаления коры больших полушарий.
а) 1,2,3; б) 4,5,0; в) 2,4,6; г) 1,4,6.
5. Условные рефлексы:
1) наследуются;
2) сохраняются в течение всей жизни;
3) индивидуальны;
4) видоспецифичны;
5) не вырабатываются при повреждении коры больших полушарий;
б) способствуют приспособлению к изменяющимся условиям среды,
а) 1,2,3; б) 4,5,6; в) 3,5,6; г) 2,4,6.
6. Безусловные рефлексы осуществляются при угасании:
а) только спинного мозга;
6) ствола и подкорковых ядер головного мозга;
в) спинного мозга, ствола и подкорковых ядер головного мозга:
г) коры больших полушарий.
7. Для образования условного рефлекса необходимо:
а) опережающее действие безусловного раздражителя по отношению
к условному;
б) действие специфического условного раздражителя;
в) неоднократное подкрепление действия безусловного раздражителя
условным;
г) совпадение по времени действия условного и безусловного раздражи¬
теля, опережающее действие условного раздражителя по отношению
к безусловному, неоднократное подкрепление условного раздражителя
безусловным.
8. Внутреннее торможение условного рефлекса происходит при:
а) сочетании условного и безусловного раздражителей;
б) установлении временной связи между очагами возбуждения, воспри¬
нимающими условное и безусловное раздражение;
в) ослаблении возбуждения в очаге возбуждения, воспринимающем безу¬
словное раздражение;
г) возникновении возбуждения в коре больших полушарий в ответ на но¬
вый сильный раздражитель.
303
9. Внешнее торможение условных рефлексов происходит при:
а) чрезмерном увеличении силы и времени действия условного раздра¬
жителя:
б) отсутствии подкрепления условного раздражителя безусловным;
в) действии нового сильного раздражителя, приводящего к возбуждению
нового очага возбуждения в коре больших полушарий;
г) опережающем действии безусловного раздражителя.
10. Непроизвольное внимание возникает при:
а) воздействии неожиданного, яркого, сильного раздражителя;
б) волевом усилии;
в) осознании необходимости быть внимательным;
г) в результате ориентировочных реакций.
11. Отражение в мозге человека предметов или явлений в целом в те
моменты, когда они действуют на органы чувств:
а) сознание; б) ощущение;
в) восприятие; г) воображение.
12. Создание образов новых предметов и явлений путем воссоздания
новых комбинаций ранее воспринятых предметов и явлений, хра¬
нящихся в памяти:
а) воображение; . б) восприятие;
в) ощущение; г) запоминание.
13. Наглядно-образное мышление связано с:
а) правым полушарием;
б) левым полушарием;
в) промежуточным мозгом;
г) продолговатым мозгом.
14. При повреждении коры левого полушария нарушается:
а) сознательная ориентация в пространстве;
б) распознавание зрительных и музыкальных образов;
в) художественное мышление;
г) логическое мышление.
15. К особенностям первой сигнальной системы не относятся поло¬
жения:
а) раздражителями служат конкретные явления и предметы окружа¬
ющей среды;
б) информация поступает через органы чувств;
в) раздражителем является слово;
г) присуща животным и человеку.
304
16. Быстрое движение глаз, подергивание конечностей характерны
дня сна:
а) парадоксального;
б) медленноволнового;
в) медленноволнового и парадоксального;
г) не характерны для сна.
17. Распределите примеры рефлексов по группам.
А. Безусловные.
Б. Условные.
1. Одергивание руки при ожоге.
2. Поддержание равновесия при езде на велосипеде.
3. Поворот головы на громкий крик.
4. Слюноотделение во время еды.
5. Слюноотделение при разговоре о еде.
6. Защита потомства.
7. Умение читать и писать.
8. Мочеотделение.
18. Соотнесите примеры сохранения и воспроизведения событий или
образов с видами памяти.
A. Двигательная.
Б. Эмоциональная.
B. Смысловая.
Г. Образная.
1. Запоминание стихотворения.
2. Запоминание пейзажа.
3. Ощущение страха при воспоминании о ра¬
нее пережитом страхе.
4. Игра в волейбол.
19. Установите последовательность процессов памяти:
1) восприятие;
2) воспроизведение;
3) запоминание;
4) обработка информации и оценка ее значимости;
5) ощущение;
6) сохранение.
20. Соотнесите физическое состояние организма с фазами сна.
А. Медленноволновой сон.
Б. Быстрый сон.
1. Снижение обмена веществ.
2. Снижение активности сердечно-сосу¬
дистой системы.
3. Повышение температуры тела.
4. Сохранение глазодвигательной и ми¬
мической мускулатуры.
5. Расслабление мускулатуры тела.
6. Учащение пульса.
305
21. Соотнесите психические процессы мозга с фазами сна.
А. Быстрый сон.
Б. Медленноволновой сон.
1. Разговоры во сне.
2. Лунатизм.
3. Сновидения.
4. Классификация и упорядочение по¬
ступившей за день информации.
5. Ночные страхи у детей.
22. Психофизиологический процесс, состоящий в отражении мозгом
отдельных свойств предметов и явлений при воздействии на соот¬
ветствующие рецепторы органов чувств, называется ... .
23. Процесс накопления, хранения и воспроизведения прошлого
опыта — ....
24. Психофизиологический процесс, позволяющий осуществлять по¬
знавательные функции без непосредственного контакта с объекта¬
ми среды, — ....
25. Периодическое функциональное состояние организма, характе¬
ризующееся отсутствием целенаправленной деятельности и ак¬
тивных связей с окружающей средой, — ....
Железы внутренней секреции
Гуморальная регуляция осуществляется при помощи гормонов, кото¬
рые вырабатываются железами внутренней секреции. Гуморальная регу¬
ляция в отличие от нервной более древняя и медленнее осуществляется,
так как гормоны распространяются током крови со скоростью 0,5 м/с.
Железы внешней секреции (экзокринные) имеют выводные протоки
и выделяют секреты в полости органов или во внешнюю среду. К ним
относятся слюнные, потовые, сальные железы.
Железы внутренней секреции (эндокринные) не имеют выводных
протоков и выделяют гормоны в кровь и лимфу.
К железам смешанной секреции относятся: часть поджелудочной
железы, половые железы.
Эндокринные железы анатомически разобщены и имеют различ¬
ное происхождение. Вырабатываемые эндокринными железами гор¬
306
моны участвуют в регуляции постоянства внутренней среды организма
(гомеостаза), обмена веществ; влияют на рост, дифференциацию, раз¬
множение; обеспечивают ответную реакцию организма на изменения
внешней среды.
По своей химической природе гормоны делятся на полипептиды
и белки (инсулин, гормон передней доли гипофиза), аминокислоты
и их производные (тироксин, адреналин), стероиды (половые гормоны
и гормоны коры надпочечников).
В настоящее время принято разделение эндокринных желез на за¬
висимые и независимые от передней доли гипофиза.
К зависимым относятся щитовидная железа, корковое вещество
надпочечников, половые железы. Взаимодействие между ними и пе¬
редней долей гипофиза осуществляется по принципу прямых и обрат¬
ных связей.
Тропные, т. е. гормоны направленного действия, вырабатываемые
передней долей гипофиза, активируют деятельность этих желез. Гор¬
моны же желез воздействуют на переднюю долю гипофиза, угнетая об¬
разование соответствующего тропного гормона.
Остальные железы (мозговое вещество надпочечников, паращито¬
видные железы, панкреатические островки) непосредственному влия¬
нию передней доли гипофиза не подчинены.
Высшим центром регуляции эндокринных функций является гипо¬
таламус — отдел промежуточного мозга. Он объединяет нервную и гу¬
моральную регуляцию в нейрогуморальный механизм регуляции
жизнедеятельности организма.
Гипофиз, или нижний мозговой придаток, состоит из трех долей.
Передняя доля секретирует следующие гормоны: соматотропин — гор¬
мон роста; адренокортикотропный — усиливает синтез гормонов коры
надпочечников; тиреотропин — стимулирует функцию щитовидной
железы; гонадотропные — фолликулостимулирующий (влияет на рост
половых клеток) и лютеинизирующий (усиливает образование поло¬
вых гормонов и рост желтого тела); пролактин — стимулирует выра¬
ботку грудного молока.
Средняя доля гипофиза вырабатывает гормон меланотропин, уси¬
ливающий синтез в коже пигмента меланина.
Задняя доля гипофиза выделяет: вазопрессин — повышает тонус
гладкой мускулатуры артериол, увеличивает артериальное давление;
усиливает обратное всасывание воды в извитых канальцах почек, сни¬
жая диурез (гормон секретируется гипоталамусом и поступает в гипо¬
307
физ); окситоцин — усиливает сокращения гладкой мускулатуры матки,
облегчая роды; стимулирует лактацию.
Щитовидная железа расположена впереди гортани, на шее. Она со¬
стоит из двух долей, каждая из которых выделяет йодсодержащие гор¬
моны — тироксин, трийодтиронин и др. Гормоны щитовидной железы
влияют на обмен веществ, рост и развитие организма, деятельность
нервной системы.
При гипофункции этой железы у детей развивается кретинизм,
у взрослых — микседема. При гиперфункции развивается базедова бо¬
лезнь.
Паращитовидные железы прилегают к щитовидной железе и выраба¬
тывают паратгормон, вызывающий повышение уровня кальция в крови.
Гипофункция желез приводит к мышечным судорогам.
Надпочечники расположены на верхних полюсах почек. В них раз¬
личают корковое и мозговое вещество. Гормоны коркового слоя: корти¬
зон, кортикостерон — регулируют обмен веществ, подавляют синтез
антител и др.; альдостерон — регулирует обмен калия и натрия в поч¬
ках, тонус кровеносных сосудов и др.; половые гормоны — андрогены,
эстрогены, прогестерон — влияют на развитие вторичных половых
признаков.
К гормонам мозгового слоя относятся: адреналин — усиливает час¬
тоту сердечных сокращений, увеличивает кровоток в печени, мышцах,
мозге, оказывает влияние па просветы сосудов (расширяет сосуды
сердца); норадреналин играет роль медиатора в синапсах, замедляет
частоту сердечных сокращений.
Поджелудочная железа. Она является железой смешанной секре¬
ции. Эндокринная часть образована островками Лангерганса. Одна
часть секреторных клеток вырабатывает инсулин, понижающий содер¬
жание глюкозы в крови, другая секретирует глюкагон, превращающий
гликоген печени в глюкозу. Уровень глюкозы регулируется этими
двумя гормонами. Выведение глюкозы из организма вместе с мочой
свидетельствует о недостаточности функции поджелудочной железы
и возможном сахарном диабете.
Как железа внешней секреции, поджелудочная железа вырабаты¬
вает панкреатический сок, содержащий пищеварительные ферменты.
Половые железы. У мужчин это семенники, у женщин — яичники.
Относятся к железам смешанной секреции.
Мужские половые гормоны — андрогены (андростерон и тесто¬
стерон) стимулируют развитие вторичных половых признаков, поло¬
308
вого аппарата, повышают основной обмен, необходимый для развития
сперматозоидов.
Женские половые гормоны — эстрогены: эстрадиол обеспечивает
рост яйцеклеток, формирование вторичных половых признаков; про¬
гестерон вырабатывается клетками желтого тела, задерживает созре¬
вание и овуляцию фолликулов, стимулирует рост молочных желез.
В семенниках вырабатывается некоторое количество женских гор¬
монов, а в яичниках — мужских. Если соотношение половых гормонов
в организме нарушается, то возникает интерсексуальность. У мужчин
появляются некоторые женские признаки, а у женщин — мужские.
Знай основные термины и понятия
Гуморальная регуляция, железы, экзо- и эндокринные железы, железы
смешанной секреции, гипофиз, эпифиз, щитовидная, паращитовидная, под¬
желудочная железы, половые железы, надпочечники, биологически активные
вещества, гормоны, кретинизм, базедова болезнь, зоб, карликовость, гиган¬
тизм, акромегалия, сахарный диабет, тетания, аддисонова болезнь, нейрогу-
моральная регуляция, нейрогормоны, саморегуляция.
Вопросы для самоконтроля
1. В чем заключаются различия экзокринных и эндокринных желез?
2. Какова химическая природа гормонов?
3. Каковы основные свойства гормонов?
4. Какие гормоны секретируют гипофиз, щитовидная железа, надпо¬
чечники? Какое влияние они оказывают на организм?
5. Какие гормоны оказывают противоположное действие на угле¬
водный обмен?
6. К каким нарушениям в организме приводит недостаток или избы¬
ток гормонов гипофиза, щитовидной железы и поджелудочной
железы?
7. В чем заключается разница между нервной и гуморальной регуля¬
цией?
8. Как осуществляется взаимодействие нервной и эндокринной систем?
309
Тренировочные задания
1. К эндокринным железам относятся:
1) гипофиз;
2) надпочечники;
3) печень;
4) поджелудочная;
5) половые;
6) щитовидная;
7) эпифиз.
а) 1,2, 3,4; б) 2, 3,4,5; в) 1,2, 6, 7; г) 1,2, 4,6.
2. Железой смешанной секреции является:
а) щитовидная; 6) гипофиз;
в) поджелудочная; г) надпочечники.
3. Щитовидной железой вырабатывается гормон:
а) тироксин; б) вазонресснн;
в) окситоцин; г) эстрон.
4. Лютеинизирующий гормон секретируется:
а) передней долей гипофиза;
б) средней долей гипофиза;
в) задней долей гипофиза;
г) корой надпочечников.
5. К гормонам, стимулирующим образование глюкозы из гликогена,
относятся:
1) адреналин;
2) альдостерон;
3) вазопрессин;
4) глюкагон;
5) тиреотропин;
6) соматотропин.
а) 2,5; ' 6) 1,4; в) 3,6; г) 1,2.
6. Инсулин и адреналин:
а) повышают содержание глюкозы в крови;
б) понижают содержание глюкозы в крови;
в) инсулин повышает, а адреналин понижает содержание глюкозы в крови;
г) адреналин повышает, а инсулин понижает содержание глюкозы в крови.
310
7. Адреналин и норадреналин:
а) повышают тонус артериол, артериальное давление, стимулируют со¬
кращение гладких мышц, распад гликогена;
б) регулируют секрецию гормонов гипофиза;
в) ускоряют рост мышц и костей, стимулируют синтез белков;
г) увеличивают потребление глюкозы клетками, уменьшают содержание
сахара в крови.
8. При внутривенном введении адреналина содержание глюкозы
в крови:
а) не изменится;
б) повысится;
в) понизится.
9. Гормоны коркового слоя надпочечников:
а) регулируют обмен веществ, в том числе солевой и водный;
б) вызывают мобилизацию ресурсов организма и повышение работоспо¬
собности в чрезвычайных условиях;
в) регулируют репродуктивные функции организма;
г) регулируют ростовые процессы в организме.
10. На процессы мочеобразования в почках оказывает влияние гормон:
а) тиротропин; б) кортикотропин;
в) вазопрессин; г) окситоцнн.
11. Гормон гастрин стимулирует обменную секрецию:
а) слюны; б) желчи;
в) желудочного сока; г) кишечного сока.
12. Гормоны, повышающие артериальное давление:
1) глюкагон;
2) адреналин;
3) окситоцин;
4) вазопрессин;
5) прогестерон.
а) 1,2; б) 3,4; в) только 2; г) 4,5.
13. Гормон тиреокальцитонин вырабатывается железой:
а) гипофизом; б) щитовидной;
в) паращитовидной; г) надпочечниками.
14. Деятельность всех желез внутренней секреции координирует:
а) тимус; б) гипофиз;
в) щитовидная железа; г) кора надпочечников.
311
15. При гиперфункции щитовидной железы развивается:
а) микседема; б) базедова болезнь;
в) кретинизм; г) гигантизм.
16. При избыточной секреции соматотронина в молодом возрасте раз¬
вивается:
а) карликовость; б) гигантизм;
в) кретинизм; г) базедова болезнь.
17. Выберите характерные особенности желез внутренней секреции:
1) синтезируют биологически активные вещества;
2) продукты своего синтеза выделяют во внешнюю среду;
3) имеют выводные протоки;
4) синтезированные продукты выделяют в кровь;
5) участвуют в регуляции деятельности многих внутренних органов;
6) выделяют синтезированные вещества на поверхность кожи;
7) не имеют выводных протоков.
18. Установите соответствие между гормонами и их химической при¬
родой.
A. Белки и пептиды.
Б. Производные аминокислот.
B. Липиды.
1. Адреналин.
2. Инсулин.
3. Прогестерон.
4. Соматотропин.
5. Тестостерон.
6. Тироксин.
7. Трийодтиронин.
19. Соотнесите железы внутренней секреции и синтезируемые им
гормоны.
A. Гипоталамус.
Б. Гипофиз (передняя доля).
B. Поджелудочная железа.
Г. Надпочечники (мозговое вещество).
Д. Яичники.
1. Адреналин.
2. Глюкагон.
3. Инсулин.
4. Либерины.
5. Прогестерон.
6. Соматотропин.
7. Статины.
8. Тиротропин.
9. Эстрон.
312
20. Установите соответствие между заболеванием и дисфункцией же-
Человек, как и большинство других животных, активно передви¬
гается. Передвижение осуществляется за счет опорно-двигательного
аппарата, к которому относятся скелет и мышцы.
Скелет выполняет защитную и опорную функции. Мышцы, реф-
лекторно сокращаясь, приводят в движение кости. Кости также участ¬
вуют в минеральном обмене и выполняют кроветворную функцию.
Строение кости. Кости образованы в основном соединительной
костной тканью. В состав кости входят органические (оссеин) и неорга¬
нические вещества — вода, соединения кальция, фосфора, магния. Органиче¬
ские вещества придают кости упругость и эластичность, неорганические —
прочность и хрупкость. С возрастом в составе кости преобладают неор¬
ганические вещества, так как процессы биосинтеза белка замедляются.
Формирование костной ткани связано с появлением на месте буду¬
щей кости специальных клеток — остеобластов, которые быстро размно¬
жаются, образуя ядро окостенения. Затем они превращаются в зрелые
клетки костной ткани — остеоциты, которые делиться уже не способны.
Остеобласты участвуют в образовании волокнистого межклеточного
вещества, богатого неорганическими соединениями, придающими проч¬
ность развивающейся кости. Пучки волокон межклеточного вещества
имеют вид костных пластинок, располагающихся слоями вдоль кана¬
лов и пронизывающих костную ткань. В центре канала проходят кро¬
веносные сосуды и нервы. Внутри концов длинных трубчатых костей
(бедренная, плечевая), а также внутри большинства других костей
(например ребер, позвонков) происходит только частичное разрушение
костной ткани. На поперечном разрезе таких костей видно множество
тонких костных перекладин с промежутками между ними. Благодаря
этим промежуткам кость напоминает губку.
лезы.
A. Гипофиз.
Б. Щитовидная железа.
B. Поджелудочная железа.
Г. Надпочечники.
1. Аддисонова болезнь.
2. Акромегалия.
3. Базедова болезнь.
4. Гигантизм.
5. Кретинизм.
6. Микседема.
7. Сахарный диабет.
Опорно-двигательный аппарат
313
В зависимости от расположения костных пластинок в кости разли¬
чают компактное и губчатое вещество. Компактное вещество находится
преимущественно на поверхности костей, и расположение костных
пластинок определяется ходом кровеносных сосудов и нервов. Кост¬
ные пластинки идут вдоль сосудов, образуя правильные цилиндры,
как бы вставленные один в другой.
В губчатом веществе костные пластинки образуют перекладины
неодинаковой толщины, пересекающиеся между собой в различных
направлениях и образующие линии сжатия и растяжения. Из губчато¬
го вещества построены, например, концы длинных костей.
Кости делятся на: трубчатые — длинные (плечевая, бедренная
и др.); губчатые — состоят из губчатого вещества, покрытого тонким
слоем компактного (надколенник и кости запястья); плоские (лопатки,
ребра, тазовые); короткие (кости запястья, предплюсны); смешанные
(позвонки, некоторые кости черепа).
Типичная трубчатая кость имеет два конца — эпифизы и среднюю
часть тела — диафиз. Между эпифизом и диафизом находится мета-
физ, который до 25 лет состоит из метафизарного хряща и обеспечивает
рост кости в длину. Поверхность кости покрыта надкостницей, обеспе¬
чивающей рост кости в толщину, чувствительность, питание, срастание
костей после переломов. На суставных поверхностях надкостницы нет.
Соединения костей. Они бывают неподвижными (непрерывными) —
кости срастаются или скреплены соединительной тканью (соединения
крыши черепа); полуподвижными — соединения позвонков межпозво¬
ночными хрящевыми дисками; подвижными (прерывистыми) — суставы.
Сустав образован суставными поверхностями, покрытыми сустав¬
ным хрящом, суставной соединительнотканной сумкой, суставной по¬
лостью, содержащей суставную жидкость. Суставы делятся на: шаровид¬
ные, имеющие несколько осей вращения (плечевой, тазобедренный);
эллипсовидные — две оси вращения (лучезапястный сустав); блоко¬
видные — одну ось вращения (локтевой сустав).
Скелет. Он обеспечивает поддержание определенной формы тела,
защиту внутренних органов, локомоторные функции организма, дви¬
жение отдельных частей тела.
Скелет головы — череп. Мозговой отдел черепа включает парные
теменные, височные кости и непарные — лобную, затылочную, клино¬
видную и решетчатую.
Лицевой отдел включает парные кости — верхнечелюстные, неб¬
ные, скуловые, носовые, слезные и непарные — сошник, нижнюю че¬
люсть, подъязычную.
314
Скелет туловища включает: позвоночник, состоящий из 5 отделов:
шейный — 7 позвонков; грудной — 12 позвонков, сочлененных с ребра¬
ми; грудные позвонки, ребра и грудина образуют грудную клетку, по¬
ясничный отдел — 5 позвонков; крестцовый отдел — 5 позвонков,
срастающихся к 18-20 годам и образующих крестец; копчиковый от¬
дел — 4-5 копчиковых позвонков.
Позвоночник образует изгибы. Два изгиба: шейный и пояснич¬
ный — направлены выпуклостью вперед и называются лордозами, два:
грудной и крестцовый — направлены выпуклостью назад, называются
кифозами.
Скелет верхних конечностей образован скелетом плечевого пояса
и скелетом свободных верхних конечностей.
В скелет плечевого пояса входят парные лопатки и парные ключи¬
цы. Скелет свободной верхней конечности (плечо, предплечье, кисть)
образован плечевой костью, костями предплечья — локтевой и луче¬
вой и костями кисти, состоящей из 8 костей запястья, 5 костей пястья
и 14 костей фаланг пальцев (2 кости в большом пальце и по 3 кости
в остальных пальцах).
Скелет нижних конечностей включает кости тазового пояса и кости
свободных нижних конечностей.
Тазовый пояс состоит из двух тазовых костей, каждая из которых
образована сросшимися подвздошной, лобковой и седалищной костями.
Таз соединяет свободные конечности с туловищем и ограничивает по¬
лость малого таза, в котором находятся некоторые внутренние органы.
Скелет свободной нижней конечности {бедро, голень, стопа) состоит
из бедренной, большой и малой берцовых костей, костей стопы. Стопу
составляют 7 костей предплюсны, 5 костей плюсны и фаланги пальцев.
Мышцы. Они являются активной частью опорно-двигательного
аппарата. Скелетные мышцы образованы поперечнополосатыми мы¬
шечными волокнами. Волокна образуют брюшко мышцы, которое на
концах переходит в сухожилия, прикрепляющиеся к костям. Отдель¬
ные мышцы или их группы покрыты соединительнотканными футля¬
рами — фасциями.
По форме мышцы бывают длинными, короткими и широкими; по
положению мышцы делят на поверхностные и глубокие; по характеру
действия различают сгибатели, разгибатели, отводящие, приводящие
и вращающие мышцы; по характеру взаимодействия — синергисты
(жевательные мышцы) и антагонисты (двухглавая и трехглавая мыш¬
цы плеча).
315
Работа мышц. Мышечное волокно возбуждается нервными им¬
пульсами, поступающими от мотонейронов. Передача возбуждения
происходит в нервно-мышечном синапсе. Медиатором является аце-
тилхолин. При этом возникает электрический импульс, который депо¬
ляризует мембрану мышечного волокна. Ионы Са2+ поступают из
эндоплазматической сети в цитоплазму, где активируют сократимый
белок — миозин. Миозин в свою очередь вызывает отщепление от
АТФ одного фосфатного остатка. В результате высвобождается энер¬
гия, необходимая для сокращения. Сокращение мышцы складывается
из суммы сокращений отдельных мышечных волокон. Длительное со¬
кращение мышцы называется тетанусом.
Утомление — временное понижение работоспособности органа. Утом¬
ление мышц связано с накоплением в них продуктов обмена — фосфор¬
ной и молочной кислот. Кроме того, при утомлении расходуются запасы
гликогена, а следовательно, снижается интенсивность синтеза АТФ.
Работоспособность мышц повышается при тренировках.
Комплекс мышц обеспечивает вертикальное положение человече¬
ского тела, формирует правильную осанку. Иногда у человека возни¬
кает нарушение осанки, что приводит к искривлению позвоночника
(сколиоз), развитию сутулости, нарушению работы внутренних орга¬
нов. Причиной нарушения осанки чаще всего бывает неправильное
положение тела при работе за письменным столом. Для сохранения
правильной осанки важно следить за положением своего тела во время
ходьбы, занятий за столом, не поднимать тяжелые предметы. Необхо¬
димо уделять больше внимания подвижным играм, занятиям спортом.
Иногда у людей развивается плоскостопие, что сопровождается нару¬
шением осанки, болями. Причиной плоскостопия может быть ношение
тесной обуви или на высоких каблуках, перенос больших тяжестей.
Для профилактики плоскостопия важно правильно подбирать обувь,
ходить босиком, выполнять ряд упражнений для укрепления стопы.
При растяжении (повреждении связок) рекомендуется к повреж¬
денному месту приложить холод, наложить плотную повязку и обра¬
титься к врачу.
При вывихе обеспечивают неподвижность конечности, приклады¬
вают к суставу холод, накладывают фиксирующую повязку и достав¬
ляют пострадавшего к врачу.
При закрытом переломе накладывают шину, чтобы уменьшить боль
и предотвратить смещение костей. Под шину подкладывают мягкую
подстилку. При ее наложении захватывают два неповрежденных отде¬
ла конечности.
316
При открытом переломе кожу вокруг раны обрабатывают настой¬
кой йода, накладывают на рану стерильную повязку, а затем — шину.
При переломе ребра пострадавший должен сделать глубокий выдох,
после чего грудная клетка плотно забинтовывается, что обеспечивает
ее минимальную подвижность.
При переломе позвоночника пострадавшего укладывают спиной
вверх на ровную твердую поверхность и доставляют в медицинское
учреждение.
Знай основные термины и понятия
Опорно-двигательный аппарат, кость, остеобласты, остеоциты, остеокла¬
сты, костные пластинки, компактная и губчатая костная ткань, надкостница,
трубчатые, губчатые, плоские и смешанные кости, красный и желтый костный
мозг, оссеин, коллаген, непрерывные, полупрерывные и прерывные соедине¬
ния костей, швы, сустав, одно-, дву- и трехосные суставы, позвонок, позвоноч¬
ник, лордозы, кифозы, грудная клетка, верхние и нижние конечности, пояса
конечностей, таз, плоскостопие, череп (мозговой отдел, лицевой отдел, твердое
небо, альвеолы), мышца, мышцы-антагонисты, скелетные мышцы, сухожи¬
лия, мышечные волокна, миофибриллы, тонус мышц, работа мышц, утомление
мышц, статическая и динамическая работа мышц, активный отдых, осанка,
сколиозы, остеохондроз, вывихи, переломы.
Вопросы для самоконтроля
1. Какие функции выполняют кости?
2. Какими костями образована грудная клетка и какие функции она
выполняет?
3. Каково строение позвонка и как оно приспособлено к выполне¬
нию функций?
4. В чем отличие трубчатых костей от губчатых?
5. Как кости соединяются между собой? Как строение сустава обес¬
печивает его функцию?
6. Какие меры первой помощи оказывают при растяжении связок,
вывихах и переломах костей?
317
7. Какую функцию выполняют мышцы и как это связано с их строе¬
нием?
8. Какие мышцы хорошо развиты у человека в отличие от животных
и почему?
9. В чем сущность утомления? Какие условия работы препятствуют
быстрому наступлению усталости?
10. Какой вид отдыха и почему оказывается более благоприятным
для восстановления мышечной работоспособности?
Тренировочные задания
1. В состав межклеточного вещества костной ткани человека входит белок:
а) кератин: б) коллаген;
в) тубулин; г) фибрин.
2. Рост костей в толщину осуществляется благодаря делению клеток:
а) диафиза; б) костного мозга;
в) остеоцитов; г) внутреннего слоя надкостницы.
3. Из перечисленных костей черепа парными являются:
а) решетчатая; б) нижнечелюстная;
в) верхнечелюстная; г) затылочная.
4. Изгибы позвоночника человека сформировались в связи с:
а) трудовой деятельностью;
б) защитой спинного мозга;
в) защитой легких;
г) приспособлением к прямохождению.
5. Пояс верхних конечностей образуют кости:
а) ключица, лопатка; б) плечевая кость;
в) лучевая, локтевая; г) грудина.
6. Неподвижно соединены кости:
а) ребра и грудина; б) фаланги пальцев;
в) позвонки в позвоночнике; г) лобная и теменная кости.
7. Полуподвижно соединены между собой кости:
а) предплюсны;
б) плечевая кость и лопатка;
в) тазовые кости и бедренная кость;
г) лобная и височная.
318
8. Шаровидным суставом является:
а) тазобедренный;
в) лучелоктевой;
б) лучезапястный;
г) между фалангами пальцев.
9. К седловидным суставам относится:
а) плечевой;
б) между запястьем и пястьем;
в) между фалангами пальцев;
г) грудино-ключичный.
10. Одноосными являются суставы:
а) лучезапястный; б) между фалангами пальцев;
в) плечевой; г) тазобедренный.
11. Двуосными суставами являются:
а) лучелоктевой; б) лучезапястный;
в) плечевой; г) грудино-ключичный.
12. Многоосным суставом является:
а) грудино-ключичный; б) лучелоктевой;
в) лучезапястный; г) между запястьем и пястьем.
13. С грудиной непосредственно сочленяются:
а) 12 пар ребер; б) 10 пар ребер;
в) 7 пар ребер; г) 5 пар ребер.
14. Боковое искривление позвоночника — это:
а) кифоз; б) сколиоз;
в) лордоз; г) остеохондроз.
15. Миофибриллы представляют собой:
а) мышечные волокна;
б) тонкие сократительные нити внутри мышечного волокна;
в) гладкие мышцы;
г) поперечнополосатые мышцы.
16. Утомление при длительной работе раньше наступает в:
а) нервных центрах; б) нервах;
в) синапсах; г) мышцах.
17. Под влиянием физических упражнений число мышечных волокон:
а) увеличивается, а сами волокна не изменяются;
б) увеличивается, волокна становятся толще;
в) не изменяется, но волокна становятся толще;
г) в зависимости от видов физических упражнений может изменяться
или оставаться прежним.
319
18. При переломе костей голени необходимо:
а) охладить место перелома и доставить пострадавшего в больницу;
б) наложить тугую повязку на место перелома;
в) наложить шину, захватив коленный и пяточный суставы;
г) наложить шину, захватив бедренный, коленный и пяточный суставы.
19. Найдите соответствие между костями и их строением.
А. Губчатые.
Б. Трубчатые.
1. Локтевая.
2. Лучевая.
3. Лопатка.
4. Грудина.
5. Тазовая.
6. Бедренная
20. Соотнесите кости и отделы черепа, к которым они принадлежат.
А. Лицевой. 1. Лобная.
Б. Мозговой. 2. Височная.
3. Скуловая.
4. Нижнечелюстная.
5. Теменная.
6. Затылочная.
21. Соотнесите кости с соответствующим отделом скелета.
А. Плечевой пояс.
Б. Свободная верхняя
конечность.
1. Ключица.
2. Кости запястья.
3. Кости пястья.
4. Кости фаланг пальцев.
5. Локтевая.
6. Лопатка.
7. Лучевая.
8. Плечевая.
22. Соотнесите тип соединения костей с местом локализации такого
соединения.
A. Неподвижное.
Б. Полуподвижное.
B. Подвижное.
1. Между шейными позвонками.
2. Между крестцовыми позвонками.
3. Между теменной и затылочной костями.
4. Между плечом и предплечьем.
5. Между костями запястья.
6. Между тазом и бедренной костью.
320
23. Соотнесите тип соединения костей с местом локализации такого
соединения.
A. Неподвижное.
Б. Полуподвижное.
B. Подвижное.
1. Между грудными позвонками.
2. Между предплечьем и кистью.
3. Между височной и затылочной костями.
4. Между грудиной и ребрами.
5. Между копчиковыми позвонками.
6. Между костями предплюсны.
24. Соотнесите суставы с их типом.
A. Шаровидный.
Б. Цилиндрический.
B. Плоский.
1. Локтевой.
2. Плечевой.
3. Тазобедренный.
4. Запястно-предплечный.
25. Второй шейный позвонок — это ... .
26. Грудной и крестцовый изгибы позвоночника — ... .
27. Шейный и поясничный изгибы позвоночника — ... .
28. Молодые костные клетки называются ....
29. Сократительные элементы мышц образованы белками ....
Кровь
Внутренняя среда организма. Она представлена кровыо, лимфой
и тканевой жидкостью. Обмен веществ между клетками, лимфой
и кровью осуществляется через тканевую жидкость, которая образуется
из плазмы крови. Внутренняя среда организма обеспечивает гумораль¬
ную связь между органами.
Кровь — важнейшая составная часть внутренней среды. Это жид¬
кая соединительная ткань, состоящая из форменных элементов и плазмы.
Функции крови. В организме кровь выполняет целый ряд важней¬
ших функций. Она переносит кислород от легких к тканям и углекис¬
лый газ от тканей к легким (дыхательная функция)', доставляет питательные
вещества клеткам (питательная функция)', выносит из клеток про¬
дукты обмена (выделительная функция); регулирует температуру тела
{терморегуляторная функция)', вырабатывает вещества, необходимые
для борьбы с болезнетворными микроорганизмами {зашцтная функция)
и, наконец, связывает между собой различные органы и системы орта-
321
нов, перенося биологически активные вещества (гуморальная функ¬
ция). Вместе с нервной и эндокринной системами кровь обеспечивает
поддержание гомеостаза — постоянства внутренней среды организма.
Это особая гомеостатическая фу7жция. В организме взрослого чело¬
века около 5 л крови. Часть циркулирует по сосудам, а часть находится
в кровяных депо.
Состав крови. Плазма составляет 55 % объема крови, из которых
90-92 % воды и 8-10 % неорганических и органических веществ. В со¬
став крови входят: белки — альбумин, глобулины, фибриноген, про¬
тромбин. Плазма, лишенная фибриногена, называется сывороткой. pH
плазмы = 7,3—7,4.
Форменные элементы крови. Эритроциты — красные клетки крови,
диаметром 7,5 мкм. В 1 мм3 содержится 4-5 млн эритроцитов. Зрелые
эритроциты — безъядерные, двояковогнутые клетки. В них содержится
железосодержащий белок гемоглобин, который транспортирует моле¬
кулярный кислород. При этом гемоглобин превращается в непрочное
соединение — оксигемоглобин. Из тканей эритроцитами переносится
к легким углекислый газ. При этом гемоглобин превращается в карбо-
гемоглобин. При отравлениях угарным газом образуется стойкое со¬
единение гемоглобина — карбоксигемоглобин.
Эритроциты образуются в красном костном мозге плоских костей
из ядерных, стволовых клеток. Созревшие эритроциты циркулируют
по крови 90-120 дней, после чего они разрушаются в селезенке, пече¬
ни и костном мозге.
Лейкоциты, или белые клетки крови, очень разнообразны по строе¬
нию и биологической роли. Все они не содержат гемоглобина, имеют
шаровидную форму; диаметр клеток — 8-10 мкм. В 1 мм3 крови содер¬
жится 5-8 тыс. лейкоцитов. Продолжительность жизни лейкоцитов
составляет от нескольких суток до нескольких лет. Общие свойства
лейкоцитов: способны к амебоидному движению; могут проникать через
стенки сосудов; обладают сродством к бактериальным токсинам, ком¬
плексам антиген-антитело; способны к фагоцитозу — захвату твердых
тел. Большая часть лейкоцитов находится за пределами кровяного
русла в межклеточном пространстве.
Различают два вида лейкоцитов — гранулоциты и агранулоциты.
Гранулоциты — образуются в красном костном мозге. Разрушаются
в селезенке. Живут около двух суток. К гранулоцитам относятся сле¬
дующие группы клеток:
— эозинофиллы — способны к фагоцитозу. Их число увеличивается
при аллергиях, глистных заболеваниях;
322
— нейтрофилы — способны к фагоцитозу бактерий и продуктов
распада собственных тканей. Образуют гной;
— базофилы — содержат гепарин и гистамин. Их содержание в кро¬
ви увеличивается после, приема жирной пищи. Гепарин обладает анти¬
свертывающим действием, а гистамин расширяет капилляры в очагах
воспаления, что обеспечивает их заживление.
К агранулоцитам относятся лимфоциты и моноциты.
Лимфоциты образуются в лимфоузлах, миндалинах, аппендиксе,
селезенке, тимусе, костном мозге. Продуцируют антитела и антиток¬
сины. Различают В- и Т-лимфоциты. В-лимфоциты вырабатывают ан¬
титела. Т-лимфоциты дифференцируются в тимусе из поступивших
туда стволовых клеток красного костного мозга. Делятся: на хелперы,
супрессоры, киллеры. Хелперы стимулируют реакции иммунитета.
Супрессоры регулируют работу В-лимфоцитов. Киллеры связывают
и обездвиживают чужеродные тела и инфицированные клетки.
Моноциты обладают наиболее выраженной способностью к фаго¬
цитозу.
Тромбоциты (кровяные пластинки) — плоские безъядерные клет¬
ки неправильной формы, диаметром около 5 мкм. В 1 ммл крови —
150-300 тыс. тромбоцитов. Тромбоциты участвуют в процессе сверты¬
вания крови. Образуются в красном костном мозге. В крови циркули¬
руют 5-10 дней, затем разрушаются в селезенке.
Срок жизни форменных элементов крови ограничен. Относитель¬
ное постоянство количества и состава крови в организме обеспечива¬
ется, помимо сосудов кровеносного русла, органами кроветворения
(красный костный мозг, лимфоузлы, селезенка, клетки печени, синте¬
зирующие белки плазмы) и органами кроворазрушения (ретикуляр¬
ная ткань печени, селезенки).
Свертывание крови. Это важнейший защитный механизм, обеспечи¬
вающий предохранение организма от кровопотерь при повреждениях кро¬
веносных сосудов. Свертывающая система крови состоит из 13 факто¬
ров, важнейшими из которых являются:
— тромбопластин — липопротеид, содержащийся в тромбоцитах
и клетках стенки сосудов. Способен превращаться из неактивной фор¬
мы в активную (активный тромбопластин) под влиянием ионов Са2+;
— протромбин — белок плазмы крови, превращающийся в тромбин;
— фибриноген — растворимый белок плазмы, превращающийся под
влиянием тромбина в фибрин — нерастворимый белок. Фибрин на
воздухе образует сгусток, называемый тромбом.
323
Для предупреждения случайного свертывания крови в просветах
сосудов существует антисвертывающая система, включающая в себя
гепарин и фибринолизин.
Свертывающую способность крови увеличивают препараты, со¬
держащие хлорид кальция, витамин К (викасол). При больших крово-
потерях необходимо переливание крови.
Переливание крови. Подбирается донорская кровь в соответствии
с группой и переливается реципиенту. Существуют четыре группы
крови, которые определяются по системе АВО. Подобное разделение
основано на содержании белков — агглютиногенов А и В в эритроци¬
тах и белков — агглютининов а и р в плазме крове.
При переливании крови необходимо учитывать группу крови и ре¬
зус-фактор.
Лимфа. Это бесцветная жидкость, образовавшаяся из тканевой
жидкости. Состоит на 95 % из воды, 4 % белков и эмульгированных
жиров. Имеет щелочную реакцию. В лимфе присутствуют лимфоциты.
Лимфатическая система образована лимфатическими сосудами, слепы¬
ми лимфатическими капиллярами, двумя лимфатическими протоками,
открывающимися в подключичные вены, и лимфоузлами. Лимфа вы¬
полняет дренажную, транспортную и защитную функции.
Иммунитет. Он обеспечивает защиту организма от генетически
чужеродных веществ, инфекций. Поддерживает специфичность орга¬
низма. Иммунитет — это способность организма защищаться от инфекцион¬
ных агентов (бактерий, вирусов) и генетически чужеродных веществ
(токсинов и т. п.). Если чужеродный агент проник через защитные
барьеры кожи или слизистых оболочек и попал в кровь или лимфу, он
должен быть уничтожен.
Иммунные реакции обеспечиваются антителами и фагоцитами. Анти¬
ген и антитело образуют комплекс антиген-антитело, в котором антиген
теряет свои патогенные свойства.
По происхождению различают врожденный и приобретенный им¬
мунитет. Врожденный (генотипический) иммунитет обусловлен гене¬
тически. Он передается по наследству и характеризуется невосприим¬
чивостью одного биологического вида к возбудителям, вызывающим
заболевания у других видов.
Приобретенный (индивидуальный) иммунитет вырабатывается
в течение жизни естественным путем или вызывается искусственно.
Таким образом, приобретенный иммунитет может быть естественным
и искусственным. Естественный приобретенный иммунитет может
324
сформироваться в результате перенесенного заболевания (постин¬
фекционный иммунитет). Эта активная форма иммунитета осуществ¬
ляется антителами, вырабатываемыми В-лимфоцитами. Он сохраня¬
ется в течение многих лет, а нередко и всю жизнь.
Пассивной формой естественного приобретенного иммунитета яв¬
ляется плацентарный и материнский. Он обеспечивается пассивно пе¬
реданными антителами от матери плоду через плаценту или младенцу
с молоком при грудном скармливании. После рождения и прекраще¬
ния вскармливания грудным молоком эта форма иммунитета через
1-1,5 месяца угасает.
Приобретенный искусственный иммунитет подразделяют также
на активный и пассивный. Активный (поствакцинальный) иммунитет
создается введением в организм человека вакцин, содержащих ослаб¬
ленные или убитые возбудители болезни. Он вырабатывается примерно
через две недели после вакцинации и может сохраняться длительное
время. Пассивный искусственный иммунитет создается введением сыворо¬
ток с содержащимися в них антителами против возбудителя какого-либо
заболевания (сохраняется не более месяца). Сыворотками пользуют¬
ся главным образом в лечебных целях.
Синдром приобретенного иммунодефицита (СПИД). Заболева¬
ние вызывается вирусом иммунодефицита человека (ВИЧ). У людей
при этом возникает иммунодефицитное состояние, которое приводит
в дальнейшем к различным заболеваниям, заканчивающимся, как пра¬
вило, смертью заболевшего. Инфекция начинается с того, что вирус
связывается с молекулами мембраны лимфоцитов и проникает в клетку.
Внутри клетки он может некоторое время существовать, никак себя не
проявляя, а затем ВИЧ активизируется и запускает программу, со¬
гласно которой пораженные клетки начинают синтезировать и соби¬
рать компоненты все новых и новых вирусов.
Инфицирование организма происходит только при попадании ВИЧ
в кровь. Основными путями заражения являются:
1) через кровь (при переливании крови, использовании нестериль¬
ного медицинского инструментария, через бритвы, ножницы). Груп¬
пой риска являются наркоманы, поскольку нередки случаи инъекций
одним шприцем нескольких людей, один из которых может оказаться
ВИЧ-инфицированным;
2) при половых контактах (.группа риска — гомосексуалисты и люди,
ведущие беспорядочную половую жизнь);
3) во время беременности й грудного вскармливания от больной
матери через плаценту и грудное молоко,
325
Знай основные термины и понятия
Внутренняя среда организма, кровь, плазма, форменные элементы, эрит¬
роциты, лейкоциты, незернистые лейкоциты (агранулоциты), лимфоциты,
моноциты, зернистые лейкоциты (гранулоциты), нейтрофилы, эозинофилы,
базофилы, фагоциты, фагоцитоз, гематокрит, физиологический раствор, аль¬
бумины, глобулины, у-глобулины, фибриноген, протромбин, фибрин, сыво¬
ротка крови, гемоглобин, СОЭ, кроветворение, переливание крови, группы
крови, агглютиногены, агглютинины, резус-фактор, агглютинация, донор, ре¬
ципиент, иммунитет, иммунная система, воспаление, гной, антитела, антигены,
специфический и неспецифический иммунитет, врожденный, приобретен¬
ный естественный и искусственный иммунитет, плацентарный, активный
и пассивный иммунитет, прививки, вакцина, аллергия, аллергены, гемофилия.
Вопросы для самоконтроля
1. Чем образована внутренняя среда организма и какова ее роль
в жизнедеятельности клеток?
2. Какие функции выполняет кровь?
3. Какие вещества входят в состав плазмы? Чем сыворотка крови от¬
личается от плазмы?
4. В чем выражена взаимосвязь строения эритроцитов с их функцией?
5. Чем различаются группы крови?
6. Какую функцию выполняют лейкоциты? Как распределены функ¬
ции между разными группами лейкоцитов?
7. Где происходит образование и созревание лейкоцитов?
8. Как организм защищается от инфекции?
9. Какие типы иммунитета выделяют?
10. Почему необходимо проводить профилактические прививки?
11. Каковы причины и следствия аллергии?
12. Каков механизм свертывания крови?
326
Тренировочные задания
1. Внутреннюю среду организма составляют:
а) внутренние органы и кровь;
б) скелет и мышцы;
в) тканевая жидкость и лимфа;
г) кровь, тканевая жидкость и лимфа.
2. К основным белкам плазмы крови относятся:
1) альбумины и глобулины;
2) коллаген и эластин;
3) фибриноген и протромбин;
4) фибрин и тромбопластин.
а) 1,2; 6)2,3; в) 3, 4; г) 1,3.
3. Какие функции выполняют альбумины плазмы крови:
а) принимают участие в свертывании крови;
б) обеспечивают иммунные реакции организма;
в) придают крови вязкость и связывают присутствующий в крови кальций;
г) связывают железо, холестерин и витамины A, D, К.
4. Эритроциты образуются при размножении особых клеток красного
костного мозга. В молодых эритроцитах хорошо различимо ядро,
но перед выходом в кровяное русло ядро утрачивается. Такая осо¬
бенность формирования эритроцитов свидетельствует о:
а) повышении кислородтранспортной функции эритроцитов;
б) увеличении поверхности эритроцитов;
в) увеличении содержания гемоглобина;
г) уменьшении объема эритроцитов.
5. Для эритроцитов характерны особенности:
1) имеют ядра;
2) способны к активному передвижению;
3) не имеют постоянной формы' клеток;
4) не имеют ядер;
5) имеют форму двояковогнутой линзы;
6) клетки имеют форму двояковыпуклой линзы;
7) содержат белок гемоглобин;
8) способны к фагоцитозу,
а) 1,2,3; б) 4,5,7;
в) 3,4, G;
327
г) 1,2,8.
6. Эритроциты крови осуществляют транспорт:
а) питательных веществ от пищеварительного тракта ко всем органам
и тканям;
б) газов (кислорода и углекислого газа);
в) глюкозы из печени в мышцы;
г) мочевины и мочевой кислоты в почки.
7. В одну пробирку налили 5 мл 0,2%-ного раствора NaCl, в дру¬
гую — столько же 0,3%-ного раствора K2SO^. В каждую пробирку
внесли по 2 капли крови. Что произойдет с эритроцитами?
а) В первой пробирке произойдет гемолиз;
б) во второй пробирке произойдет гемолиз;
в) эритроциты гемолизируются в обеих пробирках;
г) в обеих пробирках эритроциты останутся без изменений.
8. Малокровие — это заболевание, связанное с:
а) уменьшением объема крови в организме;
б) увеличением содержания лейкоцитов в крови;
в) уменьшением содержания эритроцитов и гемоглобина в крови;
г) уменьшением содержания кровяных пластинок.
9. Принадлежность к той или иной группе крови определяется аг¬
глютиногенами, которые находятся;
а) в плазме крови;
б) на мембранах лейкоцитов;
в) на мембранах эритроцитов;
г) в цитоплазме эритроцитов.
10. Для второй группы крови характерно:
1) наличие агглютиногена А;
2) наличие агглютиногена В;
3) отсутствие агглютиногена А;
4) наличие агглютинина а;
5) наличие агглютинина [);
6) отсутствие агглютининов.
а) 1,5; 6)2,4; в) 3,4,5; г) 1,2,6.
11. Резус-конфликт (агглютинация эритроцитов) наступает при:
а) введении резус-положительной крови резус-положительному реци¬
пиенту;
б) введении резус-положительной крови резус-отрицательному реципиенту;
в) введении резус-отрицательной крови резус-положительному реципиенту;
г) повторном введении резус-положительной крови резус-отрицатель¬
ному реципиенту.
328
12. Кровь I (0) группы можно вводить людям с любой другой группой
крови в:
а) неограниченном объеме;
б) неограниченном объеме только плазму;
в) неограниченном объеме только эритроциты;
г) неограниченном объеме только лицам с IV группой крови-.
13. Лейкоциты образуются в:
а) селезенке; б) печени;
в) лимфатических узлах; г) красном костном мозге.
14. К незернистым лейкоцитам относятся:
а) базофилы; б) лимфоциты;
в) нейтрофилы; г) эозинофилы.
15. Лейкоциты участвуют:
а) в клеточном и гуморальном иммунитете;
б) только в реакциях клеточного иммунитета;
в) только в реакциях гуморального иммунитета;
г) только в фагоцитозе.
.f .
16. Антигенными свойствами обладают:
а) только чужеродные белки;
б) нуклеиновые кислоты;
в) липиды;
г) чужеродные белки, нуклеиновые кислоты, некоторые полисахариды.
17. Антитела представляют собой:
а) альбумины; б) витамины;
в) у-глобулнны; г) полисахариды.
18. Пассивный иммунитет сохраняется в организме:
а) всю жизнь;
б) до возникновения нового заболевания;
в) в течение нескольких лет;
г) пока не погибнут антитела (1-2 месяца).
19. При введении в кровь человека сыворотки, содержащей готовые
антитела, формируется иммунитет:
а) естественный врожденный;
б) естественный приобретенный;
в) искусственный активный;
г) искусственный пассивный.
329
20. В организме человека после профилактической прививки:
а) вырабатываются ферменты;
б) образуются антитела:
в) синтезируются витамины;
г) увеличивается содержание гормонов.
21. Ребенку сделали профилактическую прививку против дифтерии.
У ребенка развивается иммунитет:
а) врожденный;
в) искусственный активный;
22. Фагоцитоз открыл:
а) Л. Пастер;
в) И. И. Мечников;
б) естественный пассивный;
г) искусственный пассивный.
б) Э. Дженнер;
г) И. М. Сеченов.
23. Гной, образующийся в тканях при воспалении, вызываемом бо¬
лезнетворными микробами,— это скопление:
а) живых микроорганизмов;
б) эритроцитов и тромбоцитов;
в) плазмы крови;
г) погибших лейкоцитов и микроорганизмов.
24. Функция тромбоцитов заключена в:
а) борьбе с инфекциями;
б) транспорте кислорода;
в) формировании иммунитета;
г) запуске механизма свертываемости крови.
25. Для нормального протекания процессов свертывания крови необ¬
ходимо наличие ионов:
а) железа; б) йода;
в) калия; г) кальция. -
26. Вещество, препятствующее свертыванию крови в организме чело¬
века:
а) альбумин; б) гепарин;
в) тромбин; . г) фибрин.
27. Тромбоз — это заболевание, при котором:
а) происходит разрушение стенок капилляров;
б) происходит внутрисосудистое свертывание крови;
в) снижается содержание тромбоцитов в крови;
г) повышается содержание тромбоцитов в крови.
330
28. Составьте последовательный ход реакций свертывания крови:
1) высвобождение тромбопластнна из тромбоцитов;
2) образование тромба;
3) образование фермента протромбииазы;
4) превращение неактивного фермента протромбина в активный фер¬
мент тромбин;
5) полимеризация субъединиц фибриногена в длинные нерастворимые
нити фибрина;
6) разрушение тромбоцитов и результате ранения;
7) расщепление глобул фибриногена на мелкие субъединицы.
29. Незернистые лейкоциты с ядрами неправильной формы — ... .
30. Поглощение и переваривание лейкоцитами микроорганизмов и чу¬
жеродных веществ — ... .
31. Препарат, полученный из ослабленных или убитых микроорганиз¬
мов, используемый для иммунизации человека и животных, — ....
32. Часть объема крови, занимаемая форменными элементами, — ....
Кровообращение
Кровообращение — это движение крови в организме. В систему кро¬
вообращения входят сердце и кровеносные сосуды.
Сердце. Это полый мышечный орган. У человека сердце разделено
на четыре камеры — правое и левое предсердия, правый и левый желу¬
дочки. Предсердия от желудочков отделяют створчатые клапаны, а же¬
лудочки от сосудов — полулунные клапаны. Клапаны обеспечивают
ток крови в одном направлении, препятствуя ее движению в обратном
направлении при сокращениях сердца.
Миокард — мышечная стенка сердца — имеет неодинаковую тол¬
щину. Наиболее мощная мышечная стенка у левого желудочка, так как
он проталкивает кровь по сосудам большого круга кровообращения.
Сердечный цикл состоит из трех фаз: сокращения предсердий, сокра¬
щения желудочков и общего расслабления.
Деятельность сердца регулируется центральной нервной системой.
К сердцу подходят две пары нервов, оказывающих противоположное
влияние на сердечную мышцу. Сердце способно сокращаться незави¬
331
симо от внешних раздражений, под влиянием импульсов, возника¬
ющих в самом сердце. Это явление называется автоматией сердца. При
этом в клетках нервных узлов, расположенных в сердце, периодически
возникает возбуждение, которое передается на все мышечные волокна.
Гуморальное влияние на работу сердца оказывают гормоны, до¬
ставляемые кровью, например, адреналин, вырабатываемый надпо¬
чечниками, усиливает и учащает сокращения сердца.
Артерии — это сосуды, по которым кровь движется от сердца. Их
стенки обладают большой прочностью и эластичностью, так как кровь
в них выталкивается сердцем с большой силой. Самая крупная арте¬
рия человеческого тела, отходящая от сердца, — аорта.
По венам кровь движется к сердцу.
Капилляры — мелкие кровеносные сосуды, стенки которых состоят
из одного слоя клеток. Благодаря этому происходит обмен веществ ме¬
жду кровью и тканевой жидкостью.
В организме человека кровь движется но малому и большому кру¬
гам кровообращения. Малый круг кровообращения начинается в правом
желудочке сердца. По легочным артериям венозная, бедная кислоро¬
дом кровь поступает в легкие, где происходит газообмен: кровь отдает
углекислый газ и насыщается кислородом. Богатая кислородом арте¬
риальная кровь по легочным венам поступает в левое предсердие, а из
него — в левый желудочек.
Большой круг кровообращения начинается в левом желудочке, из
которого богатая кислородом артериальная кровь поступает в аорту.
По артериям кровь разносится ко всем органам и тканям, где происхо¬
дит газообмен, — кровь отдает кислород и насыщается углекислым га¬
зом. Далее венозная кровь собирается в верхнюю и нижнюю полые
вены, по которым она поступает в правое предсердие, а из него — в пра¬
вый желудочек.
Помимо кровеносной, в организме имеется лимфатическая система.
Лимфа образуется из тканевой жидкости, которая просачивается в лим¬
фатические капилляры. Капилляры сливаются в лимфатические сосуды,
а они — в два лимфатических протока, впадающих в вены большого кру¬
га кровообращения. Па лимфатических сосудах имеются утолщения —
лимфатические узлы, в которых обезвреживаются чужеродные тела.
Функции лимфатической системы: возвращение белков из тканей
в кровь; участие в перераспределении жидкости в организме; транс¬
порт жиров ко всем клеткам; поддержание нормального хода обмена
веществ в тканях; уничтожение болезнетворных микроорганизмов.
332
Движение крови по сосудам. Причины движения крови по сосу¬
дам: разность давления в начале и конце каждого круга кровообращения,
которая создается работой сердца; эластичные стенки кровеносных со¬
судов, способствующие движению крови; сокращения сердца, протал¬
кивающие кровь по сосудам.
Кровяное давление. Это давление, создаваемое силой сокращения
желудочков сердца. Наиболее высокое давление в аорте, наиболее
низкое — в верхней и нижней полых венах.
Кровяное давление во время систолы желудочков наибольшее. Его на¬
зывают систолическим или максимальным. Оно возникает в связи с тем,
что из сердца в крупные сосуды при систоле притекает больше крови,
чем ее оттекает на периферию. В фазе диастолы сердца артериальное
давление понижается и называется диастолическим пли минимальным.
В плечевой артерии человека величина систолического давления
составляет в среднем 110-140, а диастолического — 60-90 мм рт. ст.
У детей давление крови ниже, чем у взрослых. После 50 лет макси¬
мальное давление обычно повышается.
Пульс. На некоторых участках тела (запястье, шее) можно прощу¬
пать артерии. Ритмические колебания стенок артерии, ощущаемые
пальцами, называются пульсом. Число пульсовых толчков соответст¬
вует числу сердечных сокращений.
Профилактика сердечно-сосудистых заболеваний. Основная при¬
чина ряда сердечно-сосудистых заболеваний — недостаточное снабже¬
ние сердечной мышцы кровью из-за малоподвижного образа жизни,
курения, избыточной массы тела. Для профилактики сердечно-сосу¬
дистых заболеваний необходимы строгий контроль за массой тела,
двигательная активность, прогулки, игры на свежем воздухе, отказ от
вредных привычек — употребления спиртных напитков, курения.
Первая помощь при кровотечениях. При капиллярных кровотече¬
ниях края раны обеззараживаются йодом, накладывается чистая мар¬
левая повязка.
При венозных кровотечениях рекомендуется поврежденную ко¬
нечность поднять кверху, наложить давящую повязку и отправить по¬
страдавшего в больницу.
При артериальных кровотечениях поврежденную конечность при¬
поднимают вверх и накладывают жгут. Жгут накладывается выше
раны, под него, чтобы не повредить кожу, подкладывают чистую мате¬
рию. Обязательно к жгуту прикладывают записку с указанием точного
333
времени наложения жгута, так как через 2 часа жгут необходимо осла¬
бить, чтобы избежать омертвения конечности. Пострадавшего отправ¬
ляют в больницу.
11ри носовом кровотечении пострадавшего кладут горизонтально
и вставляют в нос тампон, смоченный раствором пероксида водорода,
а на переносицу помещают кусок материи, смоченный холодной во¬
дой, или лед.
Знай основные термины и понятия
Кровообращение, большой круг кровообращения, малый круг кровообра¬
щения, аорта, артерии, артсриолы, капилляры, вены, венулы, верхняя и ниж¬
няя полые вены, легочный ствол, легочные артерии, артериальная и венозная
кровь, сердце, предсердие, желудочек, эндокард, эпикард, миокард, околосер¬
дечная сумка (перикард), створчатые клапаны, полулунные клапаны, сердеч¬
ный цикл, систола, диастола, общая пауза, автоматия сердца, узел-водитель
ритма, кровяное давление (систолическое, диастолическое), пульс, лимфа,
лимфатические сосуды и узлы, лимфатическая система, сосудодвигательный
центр, гиподинамия, ишемическая болезнь сердца, стенокардия, инфаркт
миокарда, склероз, гипертоническая болезнь, гипертонический криз, гемато¬
ма, кровотечение (венозное, артериальное, внутреннее, внешнее).
Вопросы для самоконтроля
1. Что входит в состав системы кровообращения?
2. В чем состоит отличие вен от артерий?
3. Почему стенки желудочков толще стенок предсердий?
4. В чем роль клапанов, расположенных в сердце?
5. Чем обусловлено последовательное сокращение и расслабление
различных отделов сердца? Опишите последовательность и дли¬
тельность фаз сердечного цикла. '
6. Почему сердце способно работать непрерывно и без видимого
утомления в течение всей жизни?
7. Как осуществляется регуляция сердечной деятельности? Что та¬
кое автоматия сердца?
334
8. Каковы причины движения крови по сосудам?
9. Кровь поступает в артерии только в момент сокращения желудоч¬
ков. Почему же в кровеносных сосудах кровь течет непрерывно?
10. Как создается давление крови в сосудах?
11. Что такое артериальный пульс? Чем вызывается пульсация?
12. Что представляет собой лимфатический узел?
13. Где происходит слияние лимфы с кровыо?
14. Как отличить артериальное кровотечение от венозного?
Тренировочные задания
1. К большому кругу кровообращения принадлежат сосуды:
а) легочные артерии; б) легочные вены;
в) полые вены; г) все перечисленные сосуды.
2. При слиянии капилляров образуются более крупные сосуды;
а) артерии; б) артериолы;
в) вены; г) венулы.
3. Кровь к сердцу из большого круга попадает по:
а) легочным артериям; б) легочным венам;
в) воротной вене; г) верхней и нижней полым венам.
4. Насыщенная кислородом кровь в организме человека движется по:
а) легочным артериям; б) легочным венам;
в) нижней полой вене; г) верхней полой вене.
5. Обогащенная углекислым газом кровь в организме человека дви¬
жется по:
а) легочным артериям; б) легочным венам;
в) печеночной артерии; г) сонной артерии.
6. Толщина стенки желудочка сердца;
а) больше в правом желудочке;
б) больше в левом желудочке;
в) одинакова в обоих желудочках;
г) изменяется в зависимости от нагрузки.
335
7. Толщина мышечного слоя стенки сердца:
а) одинакова в желудочках и предсердиях;
б) толще в предсердиях;
в) толще в желудочках;
г) изменяется попеременно в зависимости от фазы сердечного цикла.
8. Створчатые клапаны в сердце людей расположены между:
1) левым предсердием и левым желудочком;
2) левым желудочком и аортой;
3) верхней полой веной и правым предсердием;
4) правым желудочком и легочной веной;
5) правым предсердием и правым желудочком;
6) нижней полой веной и правым предсердием;
7) легочной веной и левым предсердием;
8) между правым и левым предсердием.
а) 1,3, 5, 6; б) только 1 и 5;
в) 1,3,8; г) 1,2, 4, 5, 7;
д) только 1, 5, 7.
9. Трехстворчатый клапан сердца находится между:
а) левым предсердием и левым желудочком;
б) правым предсердием и правым желудочком;
в) левым желудочком и аортой;
г) правым желудочком и легочным стволом.
10. Сердечные клапаны открываются и закрываются в нужный мо¬
мент под действием:
а) сокращения мышц предсердия;
б) нервных импульсов;
в) сокращения сосочковых мышц;
г) давления крови.
11. Створчатые клапаны закрыты в течение:
а) систолы предсердий;
б) систолы желудочков;
в) диастолы;
г) всего сердечного цикла.
12. Трехстворчатый клапан открыт в течение:
а) систолы предсердий; б) систолы желудочков;
в) диастолы; г) всего сердечного цикла.
336
13. Полулунные клапаны имеются:
а) во всех сосудах;
б) в лимфатических сосудах, крупных венах нижних конечностей, у корня
аорты и легочной артерии;
в) в крупных венах верхних конечностей;
г) в мелких венах верхних конечностей.
14. Полулунные клапаны открыты в течение:
а) систолы предсердий; б) систолы желудочков;
в) диастолы; г) всего сердечного цикла.
15. В момент систолы желудочков максимальное давление крови в:
а) аорте; б) сонной артерии;
в) верхней полой вене; г) нижней полой вене.
16. Наименьшая скорость кровотока регистрируется в:
а) легочной артерии;
б) воротной вене;
в) верхней полой вене;
г) капиллярах малого круга кровообращения.
17. Максимальное давление крови в крупных артериях в норме достигает:
а) 10-40 мм рт. ст.; б) 60-85 мм рт. ст.;
в) 100-120 мм рт. ст.; г) 130-140 мм рт. ст.
18. Самое высокое давление крови наблюдается в капиллярах:
а) легких; б) кожи;
в) почек; г) селезенки.
19. Наибольшей суммарной емкостью в организме человека обладают:
а) артерии; б) артериолы;
в) вены; г) капилляры.
20. Лимфа, движущаяся по лимфатическим сосудам от тканей и орга¬
нов, вливается в:
а) артериальное русло большого круга кровообращения;
б) артериальное русло малого круга кровообращения;
в) венозное русло большого круга кровообращения;
г) венозное русло малого круга кровообращения.
21. Узел-водитель ритма расположен в:
а) левом предсердии, вблизи места впадения легочных вен;
б) правом предсердии, вблизи места впадения верхней полой вены;
в) предсердно-желудочковой перегородке;
г) перегородке между желудочками.
337
22. Стенки кровеносных сосудов образованы тканями:
а) эпителиальной и мышечной;
б) эпителиальной и соединительной;
в) эпителиальной, мышечной и соединительной;
г) мышечной и соединительной.
23. Измерение пульса позволяет выяснить:
а) давление крови;
б) скорость движения крови;
в) ритмичность работы сердца;
г) продолжительность сердечного цикла.
24. Звуки, слышимые при работе сердца, вызываются:
а) сокращением сердечной мышцы;
б) срабатыванием створчатых и полулунных клапанов;
в) ударением сердца о стенки грудной клетки;
г) ударением крови о стенки аорты.
25. Основной причиной движения крови по сосудам является:
а) разница в давлении в различных участках кровеносной системы;
б) присасывающая сила грудной клетки при ее расширении;
в) ритмическая работа сердца;
г) все перечисленное.
26. Сосудодвигательный центр располагается в:
а) продолговатом мозге; б) среднем мозге;
в) промежуточном мозге; г) спинном мозге.
27. Просвет кровеносных сосудов расширяется при раздражении нервов:
а) симпатических; б) парасимпатических;
в) двигательных; г) чувствительных.
28. Сужение кровеносных сосудов происходит под воздействием
гормона:
а) щитовидной железы; б) надпочечников;
в) эпифиза; г) поджелудочной железы.
29. Для остановки артериального кровотечения на конечности необ¬
ходимо:
а) обработать рану пероксидом водорода, смазать йодом и зажать рану
марлевым тампоном;
б) смазать края раны йодом и наложить ватную повязку;
в) наложить жгут выше места повреждения, обработать рану и наложить
повязку;
г) наложить жгут ниже места повреждения, обработать рану и наложить
повязку.
338
30. Жгут для остановки кровотечения накладывают:
а) только при артериальном кровотечении;
б) только при венозном кровотечении;
в) при артериальном и сильном венозном кровотечениях;
г) при капиллярном кровотечении.
31. При кровопотерях в кровяное русло можно вводить:
а) гипертонический раствор соли;
б) гипотонический раствор соли;
в) дистиллированную воду;
г) физиологический раствор.
32. Установите последовательность событий, составляющих сердеч¬
ный цикл:
1) диастола желудочков;
2) диастола предсердий;
3) систола желудочков;
4) систола предсердий;
5) поступление крови в аорту и легочный ствол;
6) поступление крови из предсердий в желудочки;
7) наполнение предсердий кровью;
8) общая пауза.
33. Выберите особенности, характерные для артерий:
1) в стенках нет эластичных волокон;
2) мышечный слой тонкий;
3) мышечный слой толстый;
4) стенки состоят из одного слоя мышц;
5) стенки очень эластичны;
G) высокая скорость крови;
7) низкая скорость крови;
8) кровь течет к сердцу;
9) кровь течет от сердца;
10) внутри имеются клапаны.
34. Выберите признаки большого круга кровообращения:
1) начинается от левого желудочка;
2) начинается от правого желудочка;
3) кровь течет к легким;
4) кровь течет ко всем органам;
5) кровь из артериальной превращается в венозную;
6) кровь из венозной превращается в артериальную.
339
35. Соотнесите виды кровотечения с его признаками.
A. Артериальное.
Б. Венозное.
B. Капиллярное.
1. Кровь вишневого цвета, вытекает довольно
сильной струей.
2. Ярко-алая кровь вытекает пульсирующей
струей или бьет фонтаном.
3. Кровь как бы сочится из раны.
36. Средний слой сердца — ... .
37. Ритмические толчкообразные колебания стенок артерий, вызы¬
ваемые выбрасыванием крови в результате сокращения сердца,
называются ... .
Дыхание
Значение дыхания. В процессе дыхания происходит постоянный
обмен газами между организмом и окружающей средой. Основным ис¬
точником энергии в организме служит АТФ, которая в свою очередь
образуется за счет энергии, выделяющейся при окислении питательных
веществ. В этом процесс важную роль играет кислород. Его непрерыв¬
ное поступление в организм обеспечивает система органов дыхания.
Удаление образующегося в результате обмена веществ углекислого
газа также осуществляется органами дыхания.
Органы дыхания. Система органов дыхания состоит из воздухонос¬
ных путей (носовая полость, носоглотка, гортань, трахея и бронхи),
по которым проходит вдыхаемый и выдыхаемый воздух, а также из
альвеол и альвеолярных ходов легких, где совершается газообмен между
вдыхаемым воздухом и кровью.
В верхних дыхательных путях воздух согревается, очищается от
различных частиц и увлажняется. В альвеолах легких происходит га¬
зообмен.
Полость носа выстлана слизистой оболочкой, в которой выделяют
две отличающиеся по строению и функции части: дыхательную и обо¬
нятельную.
Дыхательная часть покрыта ресничным эпителием, выделяющим
слизь. Слизь увлажняет вдыхаемый воздух, обволакивает твердые
частички. Слизистая оболочка согревает воздух, так как она обильно
снабжается кровеносными сосудами. Три носовые раковины увеличи¬
вают общую поверхность полости носа. Под раковинами находятся
нижний, средний и верхний носовые ходы.
340
Воздух из носовых ходов поступает через хоаны в носовую, а затем
в ротовую часть глотки и в гортань.
Гортань выполняет две функции — дыхательную и образования
голоса. Гортань расположена на уровне IV—VI шейных позвонков
и соединяется связками с подъязычной костью. Образована гортань
хрящами. Снаружи выступает «кадык» («адамово яблоко»), наиболее
заметный у мужчин, который образован соединением под углом пла¬
стинок щитовидного хряща. В основании гортани находится перстневид¬
ный хрящ, соединяющийся суставами с щитовидным и двумя черпа¬
ловидными хрящами. Вход в гортань прикрыт эластичным хрящевым
надгортанником, прикрепленным к щитовидному хрящу и подъязыч¬
ной кости связками.
Между черпаловидными хрящами и внутренней поверхностью щито¬
видного хряща находятся голосовые связки, состоящие из эластических
волокон соединительной ткани. Звук возникает в результате колебания
голосовых связок. Гортань принимает участие только в образовании
звука. В членораздельной речи принимают участие губы, язык, мягкое
небо, околоносовые пазухи. Из гортани воздух поступает в трахею.
Трахея — трубка, состоящая из 16-20 хрящевых незамкнутых сза¬
ди колец. Кольца соединены связками. Задняя стенка трахеи образо¬
вана плотной волокнистой соединительной тканью. Пищевой комок,
проходящий по пищеводу, прилегающему к задней стенке трахеи, не
испытывает сопротивления с ее стороны.
Трахея делится на два упругих главных бронха. Главные бронхи
ветвятся на более мелкие бронхи — бронхиолы. Бронхи и бронхиолы
выстланы реснитчатым эпителием.
Легкие — парные органы, расположенные в грудной полости. Ко¬
нечные ветви бронхиального дерева в легких разветвляются на альве¬
олярные ходы с мешочками, стенки которых образованы множеством
легочных пузырьков — альвеол. Общая поверхность альвеол достигает
100-150 м2. Большая поверхность альвеол способствует лучшему га¬
зообмену.
Стенки альвеол состоят из одного слоя эпителиальных клеток. Ка¬
ждая альвеола окружена снаружи густой сетью капилляров. Через
стенки альвеол и капилляров происходит обмен газами: из альвеоляр¬
ного воздуха в кровь переходит кислород, а из крови в альвеолы посту¬
пают углекислый газ и вода.
Снаружи каждое легкое покрыто внутренним листком плевры. Ее
наружный листок (пристеночная плевра) выстилает грудную полость
и образует мешок, в котором находится легкое. Между наружным
341
и внутренним листками находится плевральная полость, заполненная
небольшим количеством жидкости, облегчающей движения легких
при дыхании. Давление в плевральной полости меньше атмосферного
и составляет около 751 мм рт. ст.
Газообмен в легких и тканях происходит путем диффузии газов из
одной среды в другую. Парциальное давление кислорода в атмосфер¬
ном воздухе выше, чем в альвеолярном, и газ диффундирует в альвеолы.
Из альвеол по тем же причинам кислород проникает в венозную кровь,
насыщая ее, а из крови — в ткани.
Парциальное давление углекислого газа в тканях выше, чем в крови,
а в альвеолярном воздухе выше, чем в атмосферном, поэтому он диф¬
фундирует из тканей в кровь, затем в альвеолы и в атмосферу.
Кислород транспортируется к тканям в составе оксигемоглобина.
От тканей к легким небольшая часть углекислого газа переносится
карбогемоглобином. Большая же часть образует с водой углекислоту,
которая в свою очередь образует бикарбонаты калия и натрия. В их со¬
ставе углекислый газ переносится к легким.
Механизм дыхательных движений. При вдохе грудная полость
расширяется, диафрагма опускается, легкие растягиваются. При выдохе
объем грудной полости уменьшается, диафрагма расслабляется и под¬
нимается. В дыхательных движениях участвуют наружные и внутренние
межреберные мышцы, мышцы диафрагмы. При усиленном дыхании
участвуют все мышцы груди, поднимающие ребра, грудину и мышцы
брюшной стенки.
Жизненная емкость легких. Дыхательный объем — количество
воздуха, вдыхаемое и выдыхаемое человеком в спокойном состоянии.
Он равен 500 см1. Резервный объем —■ количество воздуха, которое че¬
ловек может выдохнуть при волевом напряжении после спокойного
выдоха. Он равен 1500 см1. Дополнительный объем — количество воз¬
духа, которое человек может вдохнуть после спокойного вдоха (около
1500 см'1). Все три величины составляют жизненную емкость легких.
Остаточный воздух — количество воздуха, которое остается в лег¬
ких после самого глубокого выдоха. Он равен 1000 см-*.
Дыхательные движения контролируются дыхательным центром
продолговатого мозга. Центр имеет отделы вдоха и выдоха. От центра
вдоха импульсы поступают к дыхательным мышцам. Происходит
вдох. От дыхательных мышц импульсы поступают в дыхательный
центр по блуждающему нерву и тормозят центр вдоха. Происходит
выдох. На деятельность дыхательного центра влияют уровень артери¬
342
ального давления, температурные, болевые и другие раздражители.
Гуморальная регуляция происходит при изменении концентрации уг¬
лекислого газа в крови. Ее увеличение возбуждает дыхательный центр
и вызывает учащение и углубление дыхания. Возможность произволь¬
но задержать дыхание на некоторое время объясняется контролиру¬
ющим влиянием на процесс дыхания коры головного мозга.
Гигиена органов дыхания. На органы дыхания вредное влияние
оказывает курение. Дым раздражает слизистые оболочки органов ды¬
хания, а содержащийся в табачном дыме яд никотин является причи¬
ной многих заболеваний, даже рака легких.
Отрицательное влияние на органы дыхания оказывает запыленный
воздух, примеси, содержащиеся в воздухе, а также возбудители ин¬
фекционных заболеваний, передающиеся капельно-воздушным путем.
Искусственное дыхание. Для оказания первой помощи при пора¬
жении электрическим током, ударом молнии, при спасении утоплен¬
ника необходимо восстановить дыхание. Для этого нужно удалить
слизь из ротовой полости, вытащить язык пострадавшего, освободить
верхнюю часть тела от одежды. Пострадавшего следует уложить на
спину, запрокинуть его голову и сделать ему искусственное дыхание
одновременно с массажем сердца. Для этого нос или рот пострадавшего
нужно накрыть носовым платком и вдувать выдыхаемый воздух в его
нос или рот с частотой 16 раз в минуту. Одновременно после каждого
вдувания воздуха делают 4-5 надавливаний на нижнюю треть грудины.
Если первая помощь оказывается утопленнику, то предварительно
из воздухоносных путей легких удаляют воду. Для этого оказыва¬
ющий помощь укладывает пострадавшего себе на бедро, чтобы его голо¬
ва и грудь свисали, и надавливает на спину для удаления воды.
Знай основные термины и понятия
Дыхание, воздухоносные пути, носовая полость, носоглотка, гортань,
бронхи, бронхиолы, альвеолы, альвеолярные ходы, кадык, надгортанник, го¬
лосовые связки, голосовая щель, плевра, плевральная полость, жизненная ем¬
кость легких, дыхательный объем, резервный объем выдоха, резервный объем
вдоха, спирометр, дыхательный центр, карбоксигемоглобин, искусственное
дыхание, респиратор, флюорография.
343
Вопросы для самоконтроля
1. Что такое дыхание?
2. Какую функцию выполняют органы дыхания человека?
3. Как строение легких приспособлено к их функциям?
4. Каковы особенности строения гортани, трахеи, бронхов?
5. Как возникают звуки человеческой речи и какие органы участвуют
в их формировании?
6. Каков механизм вдоха и выдоха?
7. Как осуществляется регуляция дыхательных движений?
8. Что называется жизненной емкостью легких? Как ее определяют?
9. Каковы признаки удушья? -
10. Какова последовательность действий при оказании помощи утоп¬
леннику?
Тренировочные задания
1. Ресничный эпителий выстилает:
а) все воздухоносные пути; б) только носовую полость;
в) только гортань; г) только бронхи.
2. Гортань образована:
а) хрящевыми полукольцами;
б) мелкими хрящами с прикрепленными к ним мышцами;
в) крупными хрящами, соединенными между собой суставами, связками
и мышцами;
г) хрящевыми прокладками и мышцами.
3. Голосовая щель во время разговора:
а) не изменяется; б) увеличивается;
в) уменьшается; г) зависит от силы звука.
4. Значение плевральной полости заключается в том, что она:
а) защищает легкие от механических повреждений;
б) предотвращает чрезмерное растяжение легких;
в) участвует в удалении скапливающейся в легких жидкости;
г) уменьшает трение легких о стенки грудной полости и участвует в ме¬
ханизме растяжения легких.
344
5. Стенки альвеол образованы:
а) одним слоем плоского эпителия;
б) несколькими слоями плоского эпителия;
в) одним слоем ресничного эпителия;
г) фиброзно-мышечной стенкой, выстланной изнутри слоем ресничного
эпителия.
6. Бронхи не спадаются потому, что:
а) их удерживает давление воздуха;
б) их удерживают дыхательные мышцы;
в) их стенки имеют хрящевые кольца;
г) их стенки образованы хрящевыми полукольцами.
7. Основным гуморальным регулятором дыхания является;
а) адреналин; б) норадреналин;
в) кислород; г) углекислый газ.
8. Давление в плевральной полости:
а) равно атмосферному; б) ниже атмосферного;
в) выше атмосферного; г) зависит от глубины вдоха.
9. Частота дыхания в плохо проветриваемом помещении:
а) не изменяется;
б) уменьшается;
в) увеличивается;
г) у одних людей уменьшается, а у других увеличивается.
10. Голосовые связки прикреплены к хрящам:
а) клиновидным и рожковидным;
б) надгортаннику и щитовидному;
в) щитовидному и перстневидному;
г) щитовидному и черпаловидному.
11. Площадь поверхности всех легочных пузырьков в легких челове¬
ка составляет около 150 м2, т. е. она в 75 раз больше поверхности
тела. Какое это имеет значение:
а) согревает выдыхаемый воздух;
б) вдыхаемый воздух очищается от пыли;
в) повышается поступление кислорода в кровяное русло;
г) ускоряется выведение углекислого газа из организма;
д) увеличивается скорость поглощения кислорода и выведения углеки¬
слого газа?
345
12. Дыхательными мышцами человека являются:
а) внутренняя косая мышца живота и диафрагма;
б) наружные и внутренние межреберные мышцы и прямая мышца живота;
в) наружные и внутренние межреберные мышцы и диафрагма;
г) большая и малая грудные мышцы и диафрагма.
13. Не участвуют в дыхательных движениях мышцы:
а) межреберные; б) диафрагма;
в) спинные; г) брюшные.
14. Объем воздуха, который человек может выдохнуть после спокой¬
ного выдоха, называется:
а) резервным объемом входа;
б) дыхательным объемом;
в) резервным объемом выдоха;
г) остаточным объемом.
15. Жизненная емкость легких:
а) количество воздуха, которое человек вдыхает при спокойном вдохе;
б) количество воздуха, которое человек выдыхает при спокойном выдохе;
в) количество воздуха, которое может выдохнуть человек после самого
глубокого вдоха;
г) количество воздуха, которое может выдохнуть человек при волевом
усилии после спокойного выдоха.
16. Жизненную емкость легких измеряют с помощью:
а) динамометра; б) спирометра;
в) респиратора; г) осмометра.
17. При спокойном вдохе в легкие поступает следующий объем воздуха:
а) 100 см3; б) 500 см3;
в) 1000 см3; г) 1500 см3.
18. Во вдыхаемом воздухе кислорода содержится, %:
а) 21; б) 16; в) 10; г) 4.
19. В выдыхаемом воздухе кислорода содержится, %:
а) 21; б) 16; в) 4; г) 0,4.
20. В выдыхаемом воздухе содержание углекислого газа, %:
а) 21; б) 16; в) 4; г) 0,4.
346
21. Углекислый газ транспортируется из тканей в легкие:
а) в растворенном состоянии;
б) гемоглобином эритроцитов;
в) в связанном солями плазмы виде;
г) всеми перечисленными способами.
22. Центры кашля и чихания находятся в мозге:
а) переднем; б) среднем;
в) продолговатом; г) спинном.
23. Дыхательный центр располагается в:
а) продолговатом мозге; б) среднем мозге;
в) мозжечке; г) спинном мозге.
24. Ритмичная смена вдоха и выдоха регулируется:
а) дыхательным центром;
б) изменением концентрации кислорода в крови;
в) изменением концентрации углекислого газа в крови;
г) усилием воли. ■
25. Выберите рефлекторную дугу дыхательного рефлекса:
а) рецепторы легочных пузырьков — средний мозг — дыхательные мышцы;
б) рецепторы внутренних органов — промежуточный мозг — дыхатель¬
ные мышцы;
в) рецепторы аорты — промежуточный мозг — межреберные мышцы; -
г) рецепторы аорты — продолговатый мозг — межреберные мышцы.
26. Установите соответствие между органами дыхания и особенно¬
стями их строения.
Л. Носовая полость.
Б. Гортань.
В. Трахея.
Г. Бронхи.
Д. Альвеолы.
1. Состоит из хрящей, связок и мышц.
2. Состоит из хрящевых колец.
3. Состоит из хрящевых полуколец.
4. Выстлана ресничным эпителием.
5. Густо оплетены капиллярами.
27. У становите соответствие между органами дыхания и их функциями.
A. Носовая полость.
Б. Гортань.
B. Надгортанник.
Г. Трахея.
Д. Легкие.
1. Газообмен.
2. Защита входа в гортань.
3. Образование звука.
4. Проведение воздуха.
5. Согревание и очистка воздуха.
347
28. Установите последовательность прохождения воздуха в легкие:
1) бронхиола; 2) бронхи;
3) гортань; 4) носовая полость;
5) носоглотка; 6) трахея.
29. Установите последовательность событий, составляющих механизм
вдоха:
1) движение воздуха из окружающей среды;
2) понижение давления воздуха в легких;
3) расширение легких;
4) сокращение межреберных мышц и диафрагмы;
5) увеличение объема грудной клетки.
Пищеварение
Значение пищеварения. Вещества, необходимые для роста и восста¬
новления клеток и тканей, поддержания жизнедеятельности и воспол¬
нения расходуемой энергии, поступают в организм с пищей. Продукты
питания содержат питательные вещества — белки, жиры, углеводы,
а также воду, минеральные вещества и витамины. Благодаря усвоению
питательных веществ организм растет, клетки его размножаются, за¬
меняются новыми. Следовательно, одна из функций питательных ве¬
ществ — строительная. Кроме того, питательные вещества служат
источником химической энергии, которая превращается в организме
в другие виды энергии (например в тепловую, механическую). Таким
образом, другая функция питательных веществ — энергетическая.
Чтобы питательные вещества могли быть усвоены организмом
и использованы в нужных целях, требуется предварительная переработ¬
ка пищевых продуктов: их измельчение и расщепление на более простые
химические соединения. Совокупность процессов, обеспечивающих
механическое измельчение пищи и химическое расщепление ее на ве¬
щества, пригодные к участию в обмене веществ, называется пищеварением.
Механическая обработка пищи осуществляется с помощью зубов
и мускулатуры органов пищеварительного тракта, а химическая — при
участии ферментов.
Пищеварительные ферменты. Это биологические катализаторы
белковой природы. Под влиянием ферментов, содержащихся в пище¬
варительных соках, белки расщепляются до аминокислот, жиры — до
глицерина и жирных кислот, а сложные углеводы — до простых саха¬
ров (глюкоза и др.).
348
Характерное свойство ферментов — их специфичность: каждый
фермент действует на вещество или группу веществ только определен¬
ного химического состава и строения, на определенный тип химиче¬
ских связей в молекуле.
У человека ферменты наиболее активны при температуре 37-38 °С.
Для действия ферментов нужна определенная реакция среды. Напри¬
мер, фермент желудочного сока пепсин, расщепляющий белок, дейст¬
вует только в кислой среде, а ферменты сока поджелудочной железы
активны лишь в щелочной среде.
Пищеварение происходит в пищеварительной системе. Пищевари¬
тельная система выполняет ряд важных функций: секреторную, свя¬
занную с выделением определенных секретов пищеварительными
железами, под влиянием которых вещества, содержащиеся в пище,
расщепляются; моторную, обусловленную передвижением пищи в пи¬
щеварительном канале и ее перемешиванием; всасывательную, связан¬
ную со всасыванием питательных веществ и их поступлением в кровь
и лимфу; экскреторную, связанную с выделением непереваренных ос¬
татков. Пищеварительная система подразделяется на пищеваритель¬
ный тракт и пищеварительные железы.
Пищеварительный тракт состоит из отделов: ротовая полость, глотка,
пищевод, желудок, тонкий кишечник, толстый кишечник. К пищева¬
рительным железам относятся слюнные, желудочные, поджелудочная
и кишечные железы, секретирующие пищеварительные ферменты,
а также печень, которая продуцирует желчь. Желчь нейтрализует ки¬
слое содержимое, поступающее в двенадцатиперстную кишку из же¬
лудка, эмульгирует жиры, активизирует пищеварительные ферменты,
особенно липазу, усиливает выделение ферментов поджелудочной
железой и стенками кишечника, способствует всасыванию продук¬
тов расщепления жиров.
В ротовой полости пища подвергается механической и химической
обработке; она измельчается при помощи зубов, перемешивается и под¬
вергается влиянию ферментов, содержащихся в слюне. Зубы закрепле¬
ны в альвеолах челюстей и состоят из зубной коронки, шейки и одного
или нескольких корней. Зубная полость заполнена пульпой — соеди¬
нительной тканыо, пронизанной кровеносными сосудами и нервами.
Основу зуба составляет дентин — разновидность костной ткани.
Коронка зуба покрыта эмалью, а в области корней — цементом.
У взрослого человека 32 зуба — 8 резцов, 4 клыка, 8 малых коренных
и 12 больших коренных зубов. У детей к 7-9 годам молочные зубы ме¬
няются на постоянные.
349
Слюна — секрет слюнных желез. Крупные слюнные железы —
подъязычные, околоушные, подчелюстные. Секреция слюны проис¬
ходит рефлекторно и координируется центрами продолговатого мозга.
Основными ферментами слюны являются амилаза и мальтаза. Амилаза
расщепляет крахмал до мальтозы, а мальтаза расщепляет мальтозу до
глюкозы. Слюна также содержит бактерицидное вещество лизоцим
и вещество, скрепляющее пищевой комок, — муцин.
Далее пищевой комок проталкивается в глотку, затем в пищевод
и далее в желудок. Центр глотания находится в продолговатом мозге.
Желудок — расширенная часть пищеварительной трубки, в которой
накапливается и переваривается пища. Мускулатура желудка состоит
из трех слоев гладких мышечных волокон, что способствует переме¬
шиванию и передвижению пищевой массы из желудка в кишечник.
В желудке начинают перевариваться белки и жиры. Слизистая обо¬
лочка желудка включает несколько видов клеток. Железистые клетки
желудка выделяют 2-2,5 л желудочного сока в сутки. Его состав зависит
от характера пищи. Обкладочные клетки выделяют соляную кислоту,
необходимую для активации пищеварительных ферментов желудка.
Главные клетки образуют пищеварительные ферменты. Добавочные
клетки выделяют слизистый секрет.
Желудочный сок имеет кислую реакцию. Соляная кислота активи¬
рует фермент желудочного сока — пепсин, вызывает набухание и дена¬
турацию белков и способствует последующему их расщеплению до
аминокислот. Слизь защищает желудок от механических и химиче¬
ских раздражений. Кроме пепсина желудочный сок содержит ферменты:
желатиназу, гидролизующую желатин; липазу, расщепляющую эмуль¬
гированные жиры молока на глицерин и жирные кислоты; химозин,
створаживающий молоко.
Рецепторы ротовой полости и желудка возбуждаются действием
химических веществ пищи. Импульсы поступают в центр пищеваре¬
ния в продолговатом мозге, а затем от него к железам желудка, вызы¬
вая отделение желудочного сока.
Регуляция сокоотделения происходит также гуморальным путем.
Пищевой комок из желудка переходит в двенадцатиперстную кишку че¬
рез пилорический отдел, снабженный сфинктером (мышечным кольцом).
Пищеварение в тонком кишечнике. Всасывание. Тонкий кишеч¬
ник состоит из двенадцатиперстной, тощей и подвздошной кишок. На¬
чальный отдел тонкого кишечника — двенадцатиперстная кишка,
в которую открываются протоки печени и поджелудочной железы.
350
Поджелудочный сок, вырабатываемый поджелудочной железой, со¬
держит ферменты, расщепляющие белки, жиры и углеводы.
Слизистая оболочка тонкой кишки выделяет кишечный сок, фер¬
менты которого обеспечивают окончательное расщепление питатель¬
ных веществ. В состав кишечного сока входит более 20 ферментов,
расщепляющих органические вещества до низкомолекулярных соеди¬
нений, способных всосаться, т. е. проникнуть из кишечника в кровь
и лимфу. Пищеварение происходит как в полости кишки (полостное),
так и на клеточных мембранах (пристеночное). Слизистая оболочка
тонкой кишки имеет выпячивания — ворсинки. Наружная мембрана
эпителия ворсинок образует огромное количество микроворсинок,
увеличивающих всасывающую поверхность кишечника. На мембра¬
нах ворсинок действуют пищеварительные ферменты. В центре каждой
ворсинки проходят лимфатический капилляр и кровеносные капил¬
ляры. В лимфу поступают продукты переработки жиров, а в кровь —
аминокислоты и простые углеводы. Перистальтика тонкого кишечника
обеспечивает продвижение пищи к толстой кишке. Кишечные клетки
вырабатывают секретин, серотонин, гастрин и другие биологически
активные вещества, которые участвуют в гуморальной регуляции сек¬
реции пищеварительных ферментов.
Толстый кишечник. Он образован слепой, ободочной и прямой
кишками. Слепая кишка имеет отросток — аппендикс. Железы толстой
кишки вырабатывают сок, не содержащий ферментов, но содержащий
слизь, необходимую для формирования кала. Бактерии толстого ки¬
шечника выполняют ряд функций — брожение клетчатки, синтез ви¬
таминов К и В, гниение белков. В толстом кишечнике всасываются
вода, продукты гидролиза клетчатки. Продукты распада белков обез¬
вреживаются в печени. Пищевые остатки скапливаются в прямой
кишке и удаляются через анальное отверстие.
Печень. Крупными железами пищеварительной системы, приле¬
гающими к пищеварительной трубке, являются печень и поджелудоч¬
ная железа.
Печень — самая крупная железа пищеварительного тракта. Она вы¬
полняет целый ряд важнейших функций:
1) в ней обезвреживаются многие вредные продукты обмена ве¬
ществ, инактивируются гормоны, а также ряд лекарственных препаратов;
2) она участвует в защитных реакциях организма против микробов
и чужеродных веществ в случае проникновения их извне;
3) в ней образуется гликоген — главный источник поддержания по¬
стоянной концентрации глюкозы в крови;
351
4) в ней синтезируются важнейшие белки плазмы крови — фибри¬
ноген, альбумины, протромбин и др., метаболизируется железо (вновь
включается в обмен из разрушенных эритроцитов);
5) в ней образуется желчь, необходимая для всасывания жиров
в кишечнике;
6) она играет большую роль в обмене холестерина, который являет¬
ся важным компонентом клеточных мембран;
7) в ней накапливаются необходимые для организма жирораство¬
римые витамины A, D, Е, К и др.;
8) в эмбриональном периоде она является органом кроветворения.
Столь многочисленные и важные функции печени определяют ее
значение для организма как жизненно важного органа.
Поджелудочная железа. Это смешанная железа, включающая эк¬
зокринную и эндокринную части. В экзокринной части вырабатывает¬
ся панкреатический сок, богатый пищеварительными ферментами —
трипсином, химотрипсином, амилазой, липазой и др. Он поступает по
выводным протокам в двенадцатиперстную кишку.
В эндокринной части синтезируется ряд гормонов — инсулин, глю-
кагон, соматостатин и панкреатический полипептид, принимающий
участие в регуляции водного, белкового и жирового обменов в тканях.
Гигиена питания. Для человека очень важно правильное питание,
так как систематическое переедание может привести к накоплению
избыточной массы тела. При организации рационального питания
следует учитывать ряд факторов. Прежде всего, калорийность пищи
должна соответствовать энергетическим затратам организма. В пище
должно содержаться то количество энергии, которую организм тратит
в течение суток.
Ценность пищи определяется по содержанию в ней белков. Однако
пища должна содержать не только белки, но и другие необходимые ор¬
ганизму вещества: углеводы, жиры, витамины, минеральные соли.
Следует также учитывать индивидуальные особенности человека, его
образ жизни. Недостаток тех или иных необходимых веществ в пище
может привести к нарушению обмена веществ, стать причиной тяже¬
лых заболеваний.
Пищевые отравления и их предупреждение. При пищевых отрав¬
лениях, сопровождающихся недомоганием, болями в желудке, голово¬
кружением, необходимо в первую очередь вызвать рвоту. Для этого
больному нужно дать выпить большое количество воды или раствора
питьевой соды, а затем очистить желудок. Далее больного следует на¬
поить теплым чаем, уложить в постель и вызвать врача.
352
Знай основные термины и понятия
Пищевые продукты, питательные вещества, пищеварительные ферменты
(амилаза, мальтаза, пепсиноген, пепсин, химозин, липаза, трипсин), фистуль¬
ный метод, фистула, зонд, эндоскоп, пищеварительный тракт, глотка, пищевод,
желудок, тонкий кишечник, двенадцатиперстная кишка, тощая и подвздош¬
ная кишки, толстый кишечник, твердое небо, мягкое небо, щеки, губы, язык,
зубы (коронка, шейка, корень), дентин, эмаль, зубной цемент, пульпа, молочные
и постоянные зубы, зубы мудрости, слюнные железы (подъязычные, подче¬
люстные, околоушные), муцин, лизоцим, центр глотания, центр слюноотделе¬
ния, желудочные железы (главные клетки, обкладочные клетки, добавочные
клетки), печень, желчь, поджелудочная железа, поджелудочный (панкреати¬
ческий) сок, перистальтика, всасывание, ворсинки, микроворсинки, гликоген,
слепая кишка, аппендикс, восходящая поперечная, нисходящая, сигмовидная,
прямая кишки, пищевые отравления, ботулизм, стафилококковые отравле¬
ния, сальмонеллез, холера, цирроз печени.
'Ч •
Вопросы для самоконтроля
1. Для чего организму человека нужны питательные вещества?
2. Какие вы знаете питательные вещества?
3. Что необходимо для усвоения питательных веществ?
4. Что такое пищеварение?
5. Из каких отделов состоит пищеварительная система? Что входит
в состав каждого из них?
6. Каков состав и строение зубов? Сколько и какие зубы расположе¬
ны в ротовой полости ребенка и взрослого человека?
7. Что происходит с пищей в ротовой полости? Какова функция
слюны?
8. Как происходит глотание?
9. Какие функции выполняет желудок? Каковы состав и функции
желудочного сока? Как осуществляется секреция желудочного сока?
Что влияет на секрецию желудочного сока?
10. Как возникает чувство голода и насыщения? Как осуществляется
нервная регуляция работы желудка?
11. Какие функции выполняет кишечник?
353
12. Какие функции выполняет печень? Каковы состав и функции
желчи в пищеварении?
13. Каков состав поджелудочного сока? Какова его роль в пищеварении?
14. Какими железами вырабатывается кишечный сок и какое значе¬
ние он имеет для переваривания питательных веществ?
15. Как осуществляется всасывание конечных продуктов расщепле¬
ния белков, жиров и углеводов?
1 б. Какие процессы происходят в толстом кишечнике?
17. Каков наиболее благоприятный режим питания?
18. Какие желудочно-кишечные заболевания наиболее часто встреча¬
ются и каковы меры их предупреждения?
Тренировочные задания
1. В каждой половине верхней и нижней челюсти содержится резцов (р),
клыков (к), малых коренных (мк) и больших коренных (бк) зубов
следующее количество:
а) 2р 2к Змк Збк; б) 2р 1к 2мк Збк;
в) 1р 1кЗмк4бк; г) 2р 1к 1мк4бк.
2. В ротовую полость открываются протоки крупных слюнных желез:
а) одной пары; б) двух пар;
в) трех пар; г) четырех пар.
3. В слюне содержатся ферменты:
а) амилаза и мальтаза;
б) пепсин и химозин;
в) амилаза, мальтаза, трипсин и липаза;
г) муцин и лизоцим.
4. Ферменты слюны расщепляют:
а) белки;
б) жиры;
в) углеводы;
г) слюна не содержит пищеварительных ферментов.
5. Центр глотания находится в:
а) мозжечке; б) продолговатом мозге;
в) промежуточном мозге; г) среднем мозге.
354
6. Главные клетки желудочных желез вырабатывают:
а) соляную кислоту;
в) пепсиноген;
б) слизь;
г) мальтазу.
7. Обкладочные клетки желудочных желез вырабатывают:
а) мальтазу;
в) соляную кислоту;
б) амилазу;
г) слизь.
8. Соляная кислота, выделяемая в желудке, не:
а) активизирует ферменты, расщепляющие белки;
б) активизирует ферменты, расщепляющие жиры;
в) способствует перевариванию белков;
г) оказывает губительного действия на бактерии.
9. В желудке под действием ферментов расщепляются:
а) белки и углеводы;
б) жиры в любой форме и белки;
в) белки и эмульгированные жиры;
г) белки, жиры, углеводы.
10. В желудке под действием ферментов желудочного сока расщепля¬
ются:
а) белки до пептидов;
б) белки до аминокислот;
в) углеводы до простых сахаров;
г) белки до аминокислот, углеводы до простых сахаров, жиры до глице¬
рина и жирных карбоновых кислот.
11. Белки расщепляются в пищеварительном тракте ферментами, ко¬
торые выделяют:
а) слюнные железы, желудок, поджелудочная железа;
б) печень, желудок, поджелудочная железа, тонкий кишечник;
в) желудок, поджелудочная железа, тонкий кишечник;
г) желудок, поджелудочная железа, тонкий кишечник, толстый кишечник.
12. Стенкй желудка не перевариваются пищеварительными фермен¬
тами, потому что:
а) в пищеварительном соке отсутствуют протеолитические ферменты;
б) внутренняя стенка желудка покрыта слизью;
в) пищеварительные ферменты не способны гидролизовать белки орга¬
низма, который их производит.
355
13. Кислое содержимое желудка, поступающее в двенадцатиперстную
кишку, нейтрализуется:
а) поджелудочным соком;
б) кишечным соком;
в) гидрокарбонатом натрия, содержащимся в желчи;
г) желчными кислотами.
14. Какие функции осуществляет печень человека:
1) обезвреживает токсические вещества;
2) синтезирует пищеварительные ферменты;
3) синтезирует белки, участвующие в свертываемости крови;
4) осуществляет синтез аминокислот;
5) осуществляет синтез гемоглобина;
6) осуществляет синтез иммуноглобулинов?
а) 1, 2,3; б) 4, 5, 6; в) 1,3,4; г) 2, 5, 6.
15. Клетки поджелудочной железы секретируют вещества:
1) амилазу, мальтазу;
2) гастрин;
3) глюкагон, инсулин;
4) желчные кислоты;
5) липазу, трипсин, химотрипсин;
б) пепсиноген, соляную кислоту.
а) 1,2,3; 6)4,5, 6; в) 2,4,6; г) 1,3,5.
16. Всасывание продуктов расщепления белков, жиров и углеводов
происходит в:
а) ротовой полости; б) желудке;
в) тонком кишечнике; г) толстом кишечнике.
17. Кишечная ворсинка — это выпячивание:
а) всей стенки кишечника;
6) эпителия кишечника;
в) эпителия и мышечных слоев;
г) соединительнотканного слоя.
18. В лимфатический сосуд ворсинок кишечника всасываются рас¬
творенные продукты расщепления:
а) только жиров; б) жиров и углеводов;
в) белков и жиров; г) белков и углеводов.
356
19. Установите последовательность превращения жиров в пищевари¬
тельном тракте человека и их транспорт:
а) эмульгирование — образование соединений с желчными кислотами —
расщепление — всасывание — кровеносные сосуды — лимфатические
сосуды;
б) эмульгирование — расщепление — образование растворимых соедине¬
ний высших карбоновых кислот с желчными кислотами — всасывание —
синтез специфических жиров — лимфатические сосуды — кровенос¬
ные сосуды;
в) образование соединений с желчными кислотами — растепление —
эмульгирование — всасывание — воротная вена — подкожная жировая
клетчатка.
20. В эпителиальных клетках ворсинок кишечника синтезируются:
а) гликоген; б) жиры;
в) желчные кислоты; г) глюкоза.
21. Некоторые аминокислоты синтезируются в организме человека в:
а) клетках ворсинок кишечника;
б) любой клетке организма;
в) клетках печени;
г) клетках селезенки.
22. Основная масса воды всасывается в:
а) ротовой полости; б) желудке;
в) тонком кишечнике; г) толстом кишечнике.
23. Не является функцией пищеварительной системы:
а) механическая обработка пищи и выведение наружу неусвоенных со¬
ставных частей пищи;
б) ферментативное расщепление сложных органических веществ до бо¬
лее простых;
в) всасывание продуктов расщепления в кровь и лимфу;
г) выведение воды, излишка солей и продуктов обмена веществ.
24. Процесс расщепления питательных веществ в пищеварительном
тракте человека завершается в:
а) желудке;
б) толстом кишечнике;
в) двенадцатиперстной кишке;
г) тонком кишечнике.
357
25. Поперечнополосатые мышечные волокна входят в состав стенок:
а) пищевода: б) желудка;
в) тонкого кишечника; г) слепой кишки.
26. Симбиотические бактерии, вырабатывающие целлюлетические
ферменты, обитают в пищеварительном тракте человека в:
а) ротовой полости; б) желудке;
в) тонком кишечнике; г) толстом кишечнике.
27. Инсулин является протеином. Если у человека вырабатывается
недостаточное количество инсулина, возможна его компенсация
путем применения инъекции гормона. Почему невозможно повы¬
шать концентрацию инсулина в крови его приемом через рот:
а) инсулин расщепляется в пищеварительной системе;
б) увеличение концентрации инсулина в пищеварительной системе пре¬
пятствует расщеплению углеводов;
в) увеличение концентрации инсулина в пищеварительной системе по¬
давляет его секрецию поджелудочной железой;
г) инсулин ингибирует пищеварительные ферменты?
28. При отсутствии воды человек погибает на 5-6-е сутки, в то время
как при отсутствии пищи он может жить 2-3 недели при условии
потребления воды. Чем можно объяснить эти факты:
а) высокой энергетической ценностью воды;
б) нарушением функции почек;
в) изменением осмотического давления и последующим нарушением
физиологических функций организма;
г) снижением артериального давления?
29. Какую из перечисленных ниже функций не выполняет печень:
а) детоксикация продуктов обмена;
б) выработка желчи;
в) синтез белков плазмы крови, участвующих в ее свертывании;
г) синтез ренина;
д) участие в обмене углеводов;
е) участие в обмене жиров;
ж) синтез витамина А?
30. Установите соответствие между отделами пищеварительного тракта
и кислотностью среды в них.
A. Ротовая полость.
Б. Желудок.
B. Тонкий кишечник.
1. Щелочная.
2. Слабощелочная.
3. Кислая.
358
31. Определите функции, которые выполняет печень:
1) обезвреживание ядовитых веществ;
2) обеспечивает расщепление жиров в тонком кишечнике;
3) участвует в расщеплении белков;
4) вырабатывает пищеварительные ферменты;
5) осуществляет синтез аминокислот;
6) осуществляет синтез мочевины;
7) вырабатывает гастрнн и секретин;
8) синтезирует гликоген.
32. Установите соответствие между отделами пшцеварительногЬ тракта
и их функциями.
A. Ротовая полость.
Б. Желудок.
B. Тонкий кишечник.
Г. Толстый кишечник.
1. Всасывание аминокислот.
2. Всасывание воды и минеральных солей.
3. Всасывание глицерина и высших карбо¬
новых кислот.
4. Всасывание глюкозы.
5. Механическая обработка пищи.
6. Обеззараживание пищи.
7. Расщепление белков до аминокислот.
8. Расщепление белков до пептидов.
9. Расщепление жиров.
10. Расщепление углеводов.
11. Расщепление клетчатки.
Витамины
Кроме белков, жиров, углеводов, воды и минеральных солей пища
должна содержать также особые органические соединения — витамины
(лат. vita — жизнь). По сравнению с остальными питательными веще¬
ствами витамины требуются организму в малых количествах, изме¬
ряемых миллиграммами. Вместе с тем они имеют огромное значение
для нормальной жизнедеятельности: активно участвуют в обмене ве¬
ществ и оказывают сильное и специфическое влияние на рост и разви¬
тие организма. Известно около 30 витаминов, которые участвуют во
всех реакциях обмена веществ и являются предшественниками кофер-
ментов и небелковой частью ферментов. Витамины обеспечивают
(особенно в детском и юношеском возрасте) нормальный рост, под¬
держание работоспособности и устойчивость человека к заболеваниям.
359
Часть витаминов синтезируется в организме, но 20 витаминов в ор¬
ганизме не синтезируются, а поступают вместе с пищей. Витамины со¬
держатся в растительной пище (не подвергнутой тепловой обработке),
в пищевых продуктах животного происхождения (печень, рыбий жир).
Некоторые витамины вырабатываются в кишечнике человека микро¬
организмами (например кишечной палочкой).
При недостатке витаминов или при подавлении их действия, на¬
пример, антибиотиками развиваются гиповитаминозы (недостаток)
и авитаминозы (отсутствие).
Витамины делятся на жиро- (A, D, Е, К) и водорастворимые (В,, В2,
в«, в12, РР, С).
А (ретинол) — влияет на рост, развитие, зрение. Поступает в орга¬
низм с животными жирами, мясными продуктами, яйцами. При гипо¬
витаминозе наступает куриная слепота.
D (кальциферол) — регулирует обмен кальция и фосфора. При ги¬
повитаминозе развивается рахит.
Е (токоферол) — при гиповитаминозе ослабляется половая функ¬
ция, развивается дистрофия скелетных мышц.
К (викасол) — при гиповитаминозе снижается свертываемость крови.
В, (тиамин) — участвует в обмене белков, жиров и углеводов, в про¬
ведении нервного импульса. Гиповитаминоз связан с понижением
двигательной активности.
В2 (рибофлавин) — участвует в клеточном дыхании. Гиповитаминоз
вызывает помутнение хрусталика, поражение слизистой оболочки рта.
В(; ( пиридоксин) — участвует в обмене веществ, при гиповитами¬
нозе возникают заболевания кожи, судороги, анемия.
В12 (цианкобаламин) — при гиповитаминозе возникает анемия.
Участвует в белковом обмене.
РР (никотиновая кислота) — участвует в клеточном дыхании, ра¬
боте пищеварительной системы. При гиповитаминозе развивается пел¬
лагра (понос, судороги, анемия).
С (аскорбиновая кислота) — участвует в окислительно-восстано¬
вительных процессах, повышает устойчивость к инфекциям. При ги¬
повитаминозе развивается болезнь десен — цинга, поражаются стенки
кровеносных сосудов.
При резком дефиците или отсутствии в. пище того или иного вита¬
мина возникают серьезные нарушения обмена веществ и заболева¬
ния — авитаминозы, которые могут закончиться гибелью организма.
Вместе с тем потребление человеком больших доз витаминов А и D
360
может привести к отравлению организма — гипервнтаминозу, поэто¬
му рациональное потребление пищи, богатой витаминами,— залог здо¬
ровья человека.
Знай основные термины и понятия
Витамины, гиповитаминоз, авитаминоз, гипервитаминоз, жирораствори¬
мые витамины, витамин А (ретинол), провитамин А (p-каротин), D (кальцифе¬
рол), Е (токоферол), К (викасол, филлохинон), водорастворимые витамины,
В( (тиамин), В2 (рибофлавин), В:! (РР, никотиновая кислота), В5 (пантотено-
вая кислота), В(; (ииридоксин), В12 (цианкобаламин), В(фолиевая кислота),
С (аскорбиновая кислота), Н (биотин), рахит, бери-бери.
Вопросы для самоконтроля
1. Какова роль витаминов в организме?
2. Каким образом витамины попадают в организм? Что является ос¬
новным источником витаминов?
3. На какие группы делятся витамины? Приведите примеры витами¬
нов, относящихся к разным группам.
4. Какие витамины вы знаете? Какова их физиологическая роль?
5. Какие заболевания развиваются при недостатке в организме вита¬
минов А, В12, D, С?
6. Что такое гипервитаминозы? Каковы их последствия?
7. Как избежать разрушения витаминов в пищевых продуктах?
Тренировочные задания
1. Витамины открыл в 1880 г.:
а) Н. И. Лунин; б) И. И. Мечников;
в) И. П. Павлов; г) К. Фукс.
361
2. Витамины в организм человека:
а) поступают только с пищей;
б) синтезируются в кишечнике;
в) в основном поступают с пищей, некоторые синтезируются в организме
человека;
г) поступают с пищей и водой.
3. Викасолом, или филлохиноиом, называют витамин:
а) А; б) К; в) РР; г) В2.
4. Тиамином называют витамин:
а) В,; б) В2; в) В(;; г) В12.
5. Витамин А в большом количестве содержится в:
а) цельном зерне пшеницы, риса, ржи, бобов, гороха;
б) рыбьем жире, жареной рыбе;
в) животном и растительном масле, молоке, кисломолочных продуктах;
г) черной смородине, плодах шиповника, лимона.
6. Витамин D в большом количестве содержится в:
а) моркови; б) отваре шиповника;
в) семенах бобовых растений; г) рыбьем жире.
7. Кишечными бактериями у человека синтезируются витамины:
а) А, В5, С; б) В„, Н, К;
в) все витамины группы В; г) все водорастворимые витамины.
8. Плоды черной смородины, лимон, шиповник, капуста содержат
в большом количестве витамин:
а) А; б) В; в) С; г) D2.
9. В пищевой рацион человека должна включаться растительная пища,
так как в ней содержатся:
а) необходимые для организма жирные кислоты;
б) много витаминов, минеральных веществ и клетчатка;
в) гормоны, необходимые для роста человека;
г) необходимые для синтеза белков аминокислоты.
10. При отсутствии в пище витамина А развивается:
а) малокровие (анемия);
б) куриная слепота, замедление роста молодого организма, поражение
кожи, роговицы глаз;
в) общая слабость, головокружение, нейромоторные нарушения, дерма¬
титы, поражение слизистых оболочек;
г) сердечная недостаточность, мышечная слабость, отеки, судороги,
паралич.
362
11. При отсутствии витамина D в большей степени страдает:
а) обмен белков; б) обмен липидов;
в) обмен углеводов; г) обмен кальция и фосфора.
12. Рахит у детей развивается при недостатке витамина:
а) А; б) В|2; в) РР; г) D.
13. Отсутствие витамина К вызывает:
а) нарушение кроветворения;
б) нарушение функции сумеречного зрения;
в) нервные расстройства, воспаление кожи, нарушение работы пищева¬
рительного тракта;
г) снижение свертываемости крови.
14. Для профилактики вирусных заболеваний необходимо увеличи¬
вать дозу приема витамина:
а) А; б) D; в) Е; г) С.
15. Распределите витамины на водорастворимые и жирорастворимые.
А. Водорастворимые. 1. А.
Б. Жирорастворимые. 2. В2.
3. РР.
4. D.
5. Н.
6. Е.
7. С.
16. Соотнесите некоторые показатели жизненных функций с диагно¬
зами заболеваний:
A. Болезнь бери-бери.
Б. Гастрит.
B. Сахарный диабет.
Г. Базедова болезнь.
Д. Рахит.
Е. Цинга.
1. Повышенная кислотность желудочно¬
го сока.
2. Присутствие избытка глюкозы в кро¬
ви и моче.
3. Увеличение количества гормона ти¬
роксина.
4. Авитаминоз С.
5. Авитаминоз D.
6. Судороги, паралич, авитаминоз В.
Выделение
Выделение — процесс, обеспечивающий выведение из организма
продуктов обмена веществ, которые не могут быть использованы орга¬
низмом. К органам выделения человека относятся кожа, легкие, ки¬
шечник и почки. Через кожу выделяются вода, некоторое количество
минеральных солей и продуктов азотистого обмена. Через легкие из
организма удаляются углекислый газ и немного паров воДы, через ки¬
шечник — в основном непереваренные твердые остатки пищи. Основ¬
ным же органом выделения продуктов обмена и минеральных солей
являются почки.
Система органов мочевыделения. Мочевыделительная система —
часть мочеполового аппарата, который объединяет мочевыделитель¬
ную и половую системы.
Система органов мочевыделения представлена почками, мочеточ¬
никами, мочевым пузырем и мочеиспускательным каналом.
Почка человека и других млекопитающих имеет бобовидную форму
с закругленными верхним и нижним полюсами. Расположены почки
на задней стенке брюшной полости, по бокам от позвоночника, на
уровне XII грудного и I—II поясничных позвонков, однако левая не¬
сколько выше, чем правая.
В почке различают два края — выпуклый и вогнутый. Вогнутый
внутренний край образует ворота ночки, через которые входят почеч¬
ная артерия и почечная вена, нервы, лимфатические сосуды и моче¬
точник. К верхним полюсам почки прилегают надпочечники. Почки
покрыты соединительнотканной и жировой оболочками.
В почке различают наружный, более темный — корковый и внутрен¬
ний, более светлый — мозговой слои. У человека мозговой слой распо¬
ложен в виде 7-10 пирамид, между которыми заходят прослойки
коркового вещества. Основание каждой пирамиды направлено к кор¬
ковому веществу.
Структурной единицей почки является нефрон. Он состоит из по¬
чечного тельца, включающего капсулу Шумлянского—Боумена с ка¬
пиллярным клубочком, и извитых канальцев. В корковом слое находят¬
ся капсулы с клубочками. В мозговом (пирамидальном) слое находятся
почечные канальцы, образующие пирамиды. Между пирамидами нахо¬
дится слой коркового вещества почки (почечные столбы).
От капсулы отходит извитой каналец первого порядка, который
в мозговом слое образует петлю Гейле и затем снова поднимается
в корковый слой, где переходит в извитой каналец второго порядка.
364
Этот каналец впадает в собирательную трубочку нефрона. Все собира¬
тельные трубочки образуют выводные протоки, открывающиеся на
верхушках пирамид в мозговом веществе почки.
Почечная артерия распадается на артериолы, а затем на капилляры,
образуя мальпигиев клубочек почечной капсулы. Капилляры собираются
в выносящую артериолу, которая снова распадается на сеть капилляров,
оплетающих извитые канальцы. Затем капилляры образуют вены, по
которым кровь поступает в почечную вену.
Образование мочи, или диурез, проходит в два этапа — фильтрация
и реабсорбция (обратное всасывание). На первом этапе плазма крови
фильтруется через капилляры мальпигиева клубочка в полость капсу¬
лы нефрона. В капиллярах клубочков необычайно высокое кровяное
давление — 70-90 мм рт. ст. Это является причиной фильтрации ве¬
ществ из плазмы крови в нефрон. Так образуется первичная моча, отли¬
чающаяся от плазмы крови отсутствием белков. За сутки образуется
около 150 л первичной мочи, содержащей мочевину, мочевую кислоту,
аминокислоты, глюкозу, витамины.
В капиллярах, оплетающих канальца нефрона, давление крови от¬
носительно низкое — около 10-12 мм рт. ст., что способствует второй
фазе мочеобразования, при которой происходит обратное всасывание
ряда веществ из нефрона в кровь (около 85 % натрия и воды, а также
глюкозы, аминокислот, кальция, фосфора). Процесс продолжается по
мере прохождения мочи по канальцу, а также в собирательных трубоч¬
ках. В результате количество окончательной (вторичной) мочи по
сравнению с количеством первичной резко снижается (до 1,5 л в су¬
тки), но при этом резко возрастает концентрация веществ, не подлежа¬
щих обратному всасыванию (мочевины, мочевой кислоты, солей).
Конечная моча поступает из канальцев в почечную лоханку. Пол/о-
четочникам моча стекает в мочевой пузырь. При наполнении мочевого
пузыря его стенки растягиваются, сфинктер расслабляется и происхо¬
дит рефлекторное мочеиспускание через мочеиспускательный канал.
Деятельность почек регулируется нейрогуморальным механизмом.
В кровеносных сосудах находятся осмо- и хеморецепторы, переда¬
ющие информацию о давлении крови и составе жидкости в гипотала¬
мус по проводящим путям вегетативной нервной системы.
Гуморальная регуляция деятельности почек осуществляется гор¬
моном гипофиза — вазопрессином, гормоном коры надпочечников —
алъдостеропом, гормоном паращитовидных желез — пар am гормон ом.
Вазопрессин уменьшает диурез, усиливая реарсорбцшо воды в почеч¬
365
ных канальцах, что предохраняет организм от обезвоживания. Альдо-
стерон увеличивает реабсорбцию ионов натрия и усиливает секрецию
ионов калия в канальцах. Паратгормон стимулирует реабсорбцию калия.
Таким образом, основной функцией почек является выведение
вредных и избыточных для организма веществ. Не менее важной
функцией является и поддержание относительного постоянства хи¬
мического состава и свойств крови, лимфы и межклеточной жидкости,
т. е. внутренней среды организма.
Еще одной важной функцией почек является синтез биологически
активных веществ (например белков, повышающих кровяное давле¬
ние); предшественников некоторых гормонов; веществ, увеличивающих
сопротивляемость организма инфекции и стимулирующих процесс
кроветворения.
Признаком заболевания почек является присутствие в моче белка,
сахара, повышение количества лейкоцитов или эритроцитов в крови.
Знай основные термины и понятия
Выделение, система мочевыделения, почки, мочеточники, мочевой пу¬
зырь, мочеиспускательный канал, ворота почки, корковое и мозговое вещество
почки, почечные столбы, почечные пирамиды, нефрон, капсула Шумлянского—
Боумена, извитые канальцы I и II порядков, петля Генле, собирательные тру¬
бочки, почечная лоханка, первичная капиллярная сеть (мальпигиев клубочек),
вторичная капиллярная сеть, фильтрация, первичная моча, реабсорбция, вто¬
ричная моча, антидиуретический эффект, непроизвольное мочеиспускание,
произвольная регуляция мочеиспускания, энурез.
Вопросы для самоконтроля
1. Какими путями из организма удаляются конечные продукты об¬
мена веществ?
2. Какие вещества удаляются из организма с мочой и потом?
3. Каковы строение и функции почек?
4. Что является структурной и функциональной единицей почки?
366
5. Как организован нефрон и каково расположение его частей в почке?
6. Как происходит образование первичной и вторичной мочи? Как
работает почечный фильтр?
7. Как регулируется образование и выведение мочи у человека?
Тренировочные задания
1. Через органы выделения из организма человека удаляются:
а) мочевина, мочевая кислота, вода;
б) мочевина, избыток минеральных солей;
в) мочевина, мочевая кислота, избыток минеральных солей, вода, угле¬
кислый газ;
г) мочевина, аммиак, вода, углекислый газ.
2. Среди конечных продуктов белкового обмена, удаляемых орга¬
низмом через мочевыделительную систему, преобладает:
- • 'У ,
а) азотистая кислота; б) аммиак;
в) мочевая кислота; г) мочевина.
3. Капсулы Шумлянского—Боумена и канальцы нефронов располо¬
жены в почке следующим образом:
а) капсулы и канальцы — в корковом веществе почки;
б) капсулы — в корковом веществе, канальцы — преимущественно в моз¬
говом веществе;
в) капсулы и канальцы — в мозговом веществе;
г) капсулы — в мозговом веществе, канальцы — преимущественно в кор¬
ковом веществе.
4. Извитой каналец II порядка впадает в:
а) лоханку; б) мочеточник;
в) мочевой пузырь; г) собирательную трубочку.
5. Почечные столбы образованы:
а) частями почечных пирамид;
б) мозговым слоем почек;
в) участками коркового вещества;
г) собирательными трубочками.
367
6. В мозговом слое почки находится часть нефрона:
а) капсула Шумлянского—Боумену;
б) извитой каналец I порядка;
в) петля Генле;
г) извитой каналец II порядка.
7. Наиболее высокое кровяное давление в почках достигается в:
а) приносящей артериоле;
б) первичной капиллярной сети;
в) выносящей артериоле;
г) вторичной капиллярной сети;
д) почечной вене.
8. Мочевина у человека синтезируется главным образом в клетках:
а) печени; б) мышц;
в) почек; г) крови;
д) во всех Клетках тела.
9. Первичная моча образуется в:
а) почечной лоханке;
б) собирательных трубочках;
в) почечных канальцах;
г) капсуле Шумлянского—Боумена.
10. Образование первичной мочи происходит путем:
а) фильтрации; б) секреции;
в) реабсорбцни; г) диффузии.
11. В первичной моче содержатся компоненты плазмы крови:
а) все без исключения;
б) все, за исключением белков;
в) все, за исключением фибриногена;
г) все, за исключением альбуминов.
12. В первичной моче обычно не содержатся:
а) вода, минеральные соли, мочевина, мочевая кислота;
б) аминокислоты и глюкоза;
в) витамины;
г) крупные белковые молекулы и форменные элементы крови.
13. Суммарное количество первичной мочи, образующееся за сутки
при обычных условиях, составляет следующее количество литров:
а) 1-2; б) 5-7; в) 15-18; г) 150-180.
368
14. Вторичная моча образуется в:
. а) капсулах Шумлянского—Боумена;
б) почечных канальцах;
в) капиллярах, оплетающих канальцы;
г) собирательных трубочках.
15. Вторичная моча образуется в результате процесса:
а) фильтрации; б) растворения;
в) реабсорбции; г) разбавления.
16. Обратному всасыванию в почечных канальцах не подвергаются:
а) глюкоза; б) мочевина;
в) витамины; г) аминокислоты.
17. Наиболее высокая концентрация мочевины в:
а) почечной артерии;
б) почечной вене;
в) извитом канальце I порядка;
г) собирательной трубочке.
18. Наиболее низкое содержание мочевины у человека в:
а) почечной артерии;
б) почечной вене;
в) извитом канальце I порядка;
г) мочеточниках.
19. Основу стенки мочевого пузыря составляет:
а) поперечнополосатая мышечная ткань;
б) гладкая мышечная ткань;
в) однослойный эпителий;
г) фиброзная оболочка.
20. Центр мочеиспускания располагается в:
а) промежуточном мозге;
б) продолговатом мозге;
в) грудных сегментах спинного мозга;
г) крестцовых сегментах спинного мозга.
21. Антидиуретическим гормоном является:
а) тироксин; б) вазопрессин;
в) норадреналин; г) окситоцин.
369
22. Действие антидиуретического гормона на работу почки прояв¬
ляется в:
а) усилении выделения избытка солей из крови в канальцы;
б) усилении реабсорбции воды из канальцев в капиллярную сеть;
в) уменьшении выделения солей из кро¬
ви в канальцы;
г) повышении давления в почечной ар¬
терии.
23. Цифрой 15 на рисунке обозначена:
а) артерия;
б) вена;
в) приносящая артериола;
г) выносящая артериола.
24. Извитой каналец II порядка обозна¬
чен на рисунке цифрой;
а) 3; б) 4-
в) 5; г) 7;
д> 11-
Кожа
Кожа — наружный покровный орган тела. Она выполняет защит¬
ную, терморегуляционную, выделительную и рецепторную функции.
Кожа состоит из эпидермиса, который развивается из эктодермы,
и дермы (собственно кожи), имеющей мезодермальное происхождение.
Эпидермис состоит из нескольких слоев клеток. На поверхности
эпидермиса находятся мертвые, ороговевшие клетки, которые выпол¬
няют защитную функцию. Клетки самого наружного рогового слоя
эпидермиса полностью обновляются за 7-10 дней. Под мертвыми
клетками находятся живые клетки, содержащие пигмент. От количе¬
ства пигмента меланина зависит цвет кожи.
Дерма — собственно кожа; состоит из двух слоев — сосочкового
и сетчатого. Сосочковый слой снабжен мышечными клетками, крове¬
носными и лимфатическими сосудами, нервными окончаниями. Рас¬
положение сосочков этого слоя образует индивидуальный рисунок,
что используется в криминалистике. Сетчатый слой образован пучка¬
ми коллагеновых и эластических волокон, придающих коже проч¬
370
ность. В дерме находятся: рецепторы, сальные железы, которые
выделяют сало, смягчающее кожу, смазывающее волосы и не пропус¬
кающее воду; потовые железы, которые выводят из организма вместе
с потом воду, мочевину, ряд минеральных солей; волосяные сумки.
К дерме прилегает слой подкожной жировой клетчатки. Он состоит
из рыхлой соединительной ткани, содержащей запас питательных ве¬
ществ и предохраняющей организм от переохлаждения, ушибов.
Производными кожи являются волосы, ногти, потовые и сальные
железы.
Волосы и ногти — производные эпидермиса. Содержат белок кератин.
Волос состоит из корня и стержня. Корень волоса погружен в волосяную
луковицу, окруженную волосяной сумкой. Она снабжена сосудами
и нервами. Рост волоса происходит за счет деления клеток волосяной
сумки. Волосы поднимаются сокращением гладких мышц. В основание
стержня волоса открываются протоки сальных желез. Снаружи волос
покрыт кутикулой. К старости волосы седеют из-за потери пигмента.
Ногти — эго роговые пластинки, лежащие в ногтевом ложе, состо¬
ящем из ростового эпителия и соединительной ткани. Кожа ногтевого
ложа снабжена кровеносными сосудами и нервными окончаниями.
Потовые железы своими выводными протоками открываются на
поверхности кожи порами. Их начальные отделы залегают глубоко
в дерме. Больше всего потовых желез находится в коже ладоней, под¬
мышечных впадин, подошв ног. Пот но составу близок к моче и содер¬
жит воду, хлорид натрия, мочевую кислоту, аммиак, мочевину. Потоот¬
деление обеспечивает терморегуляцию и выведение продуктов обмена.
Сальные железы открываются своими протоками в волосяную сумку.
Их секрет смазывает волосы и придает коже эластичность, предохра¬
няет ее от микроорганизмов. Там, где нет волос, протоки сальных же¬
лез открываются на поверхность кожи.
Кожа играет важную роль в терморегуляции. При понижении тем¬
пературы воздуха кровеносные капилляры кожи сужаются, в резуль¬
тате чего уменьшается теплоотдача. При повышении температуры
воздуха сосуды расширяются и теплоотдача увеличивается.
Гигиена кожи. В коже находится большое количество потовых
и сальных желез, выделения которых скапливаются на коже, создавая
условия, благоприятные для загрязнения кожи и размножения болез¬
нетворных микроорганизмов. При загрязнении кожи затрудняется га¬
зообмен, поры забиваются выделениями кожных желез и грязью,
поэтому чистота кожи — необходимое условие ее нормального функцио¬
371
нирования. Для поддержания кожи в чистом состоянии необходимо со¬
блюдать правила личной гигиены: ежедневно умываться, принимать душ,
мыться с мылом, так как оно растворяет жиры на поверхности кожи.
Первая помощь при тепловом и солнечном ударах, ожогах, обмо¬
рожении. Тепловой и солнечный удары чаще всего происходят в жар¬
кую погоду. Для оказания первой помощи пострадавшего следует уло¬
жить в прохладном месте, приподнять его голову, расстегнуть одежду,
положить холодный компресс на лицо, шею, доставить пострадавшего
в пункт врачебной помощи. При ожогах I степени, сопровождающихся
покраснением участка кожи, место ожога промывается раствором со¬
ды, к нему прикладывается содовая примочка.
При ожогах II степени появляются водянистые пузыри. Место
ожога промывают холодной водой и накладывают на него сухую сте¬
рильную повязку.
Бри ожогах III степени, когдй кожа обугливается, на нее накладывают
сухую стерильную повязкуп доставляют пострадавшего в больницу.
При обморожении I степени кожу растирают и накладывают ватно¬
марлевую или шерстяную повязку.
При обморожении II степени на обмороженный участок кожи с пу¬
зырями накладывают повязку со стрептоцидовой мазью.
При обморожениях II и III степени пострадавшего отправляют
в больницу.
Знай основные термины и понятия
Кожа, эпидермис, дерма, подкожная жировая клетчатка, ростковый слой
эпидермиса, Меланин, потовые и сильные железы, кожное сало, молочные же¬
лезы, волосы, волосяная луковица, волосяная сумка, ногти, ногтевое ложе,
ногтевая пластинка, угри, терморегуляция, осязание, тактильное чувство, вибраци¬
онное чувство, тепловой и солнечный удары, ожоги кожи, обморожения.
Вопросы для самоконтроля
1. Какие функции выполняет кожа?
2. Какова роль кожи в обмене веществ?
3. Благодаря чему кожа обладает эластичностью?
372
4. Как быстро и благодаря чему происходит смена эпидермиса?
5. Что представляют собой волосы и ногти? Как растут ногти?
6. Какую роль играет секрет сальных желез?
7. Какие рецепторы имеются в коже? В каком слое кожи они распо¬
ложены?
8. Каково строение и функции потовых желез?
9. Где расположены клетки, содержащие меланин? Какую функцию
он выполняет?
10. Что такое терморегуляция? Каким образом кожа участвует в про¬
цессе терморегуляции организма?
11. Каковы функции подкожной жировой клетчатки?
12. Как предупредить тепловые и солнечные удары?
13. Что нужно предпринять при ранении кожи, ожоге, обморожении?
Тренировочные задания
1. Колса состоит из:
а) эпидермиса, дермы и подкожной жировой клетчатки;
б) рогового и живого слоев;
в) эпидермиса и дермы;
г) однослойного эпителия, дермы и подкожной жировой клетчатки.
2. Роговой слой наиболее развит на:
а) веках; б) ладонях;
в) локтях; г) стугшях.
3. Эпидермис не выполняет функцию:
а) защитную;
б) образования новых клеток;
в) синтеза меланина и витамина D;
г) терморегулирующую.
4. Дерма образована:
а) плотной соединительной тканью;
б) многослойным эпидермисом;
в) жировой тканью;
г) многослойным эпидермисом и мышечной тканью.
373
5. Дерма не содержит:
а) кровеносных сосудов и нервов;
б) осязательных и болевых рецепторов;
в) меланина;
г) волосяных луковиц.
6. Подкожная жировая клетчатка выполняет функции:
1) выделения конечных продуктов обмена;
2) механическую;
3) предохранения кожи от высыхания и смачивания водой;
4) терморегуляции;
5) чувствительную.
а) 1,2; 6)3,4; в) 2, 4; г) 3,5.
7. Производными кожи являются:
а) волосы и ногти;
6) потовые и сальные железы;
в) молочные железы;
г) все перечисленные образования.
8. Волосы — это производные:
а) эпителия;
б) рыхлой соединительной ткани;
в) мышечной ткани;
г) хряща.
9. Кожные железы расположены в:
а) эпидермисе, одноклеточные;
б) дерме, многоклеточные;
в) по всей толще кожи, многоклеточные;
г) подкожной жировой клетчатке.
10. Сальные железы образованы:
а) плотной соединительной тканыо;
б) рыхлой соединительной тканью;
в) подкожной жировой клетчаткой;
г) эпителием.
11. Выводные протоки сальных желез открываются:
а) на поверхность кожи;
б) в волосяные сумки;
в) в дерму;
г) в подкожную жировую клетчатку.
374
12. Волосяные луковицы расположены в:
а) глубине эпидермиса;
б) ростковом слое эпидермиса;
в) собственно коже;
г) подкожной жировой клетчатке.
13. На каких частях тела кожа обладает наибольшей чувствительностью:
а) на носу и губах;
б) груди и животе;
в) кончиках пальцев рук;
г) кончиках пальцев и подошвах ног?
14. Рефлекс «гусиная кожа», сопровождающийся поднятием волос¬
ков, возникает при:
а) болевом раздражении кожи;
б) тепловом воздействии на кожу;
в) химических ожогах;
г) холодовом воздействии на кожу.
15. Центральный отдел кожного анализатора находится в:
а) затылочной доле коры больших полушарий;
б) лобной доле коры больших полушарий;
в) теменной доле коры больших полушарий;
г) спинном мозге.
16. Какое из следующих высказываний, касающихся кожи человека,
правдиво?
1. Экспозиция солнечного излучения стимулирует образование
как витамина D, так и пигмента кожи.
2. Большое количество пигмента в коже ингибирует синтез вита¬
мина D.
а) только 1; б) только 2; в) 1 и 2; г) ни одно.
17. Организм человека согревается прежде всего за счет:
а) метаболизма; б) мышечной дрожи;
в) теплой одежды; г) пребывания на солнце;
д) потоотделения.
18. При повышении температуры окружающей среды кровеносные
сосуды кожи:
а) расширяются и теплоотдача уменьшается;
б) расширяются и теплоотдача увеличивается;
в) сужаются и теплоотдача уменьшается;
375
г) сужаются и теплоотдача увеличивается;
д) не изменяют просвет.
19. При понижении температуры окружающей среды кровеносные
сосуды кожи:
а) не изменяют просвета; б) расширяются;
в) сужаются; г) закрываются.
20. При ожоге кожи щелочью рекомендуется поврежденный участок:
а) промыть холодной водой, а затем слабым раствором борной или уксус¬
ной кислоты;
б) промыть теплой водой, а затем слабым раствором щелочи;
в) смазать раствором йода;
г) промыть раствором питьевой соды.
21. При термических ожогах кожи пораженный участок рекомендуется:
а) промыть холодной водой;
б) промыть раствором уксусной кислоты;
в) смазать раствором йода;
г) промыть раствором питьевой соды, приложить содовую примочку.
22. При обморожениях II степени рекомендуется:
а) наложить на поврежденный участок сухую стерильную повязку;
б) растереть обмороженный участок шерстяной варежкой и вскрыть пу¬
зыри;
в) растереть обмороженный участок снегом;
г) промыть поврежденный участок 2%-ным раствором питьевой соды
и смазать раствором йода.
23. При нахождении человека в, условиях повышенной температуры
и влажности может возникнуть:
а) дрожь; б) лихорадка;
в) тепловой удар; г) озноб.
Развитие организма человека
Мужские половые органы представлены половыми железами — яич¬
ками (семенниками), семявыносящими протоками, предстательной
железой и семенными пузырьками, половым членом. В яичках образу¬
ются сперматозоиды и половые гормоны. Яички находятся в мошонке.
Сперматозоиды из семенников выходят в семявыносящий проток, где
376
смешиваются с секретом предстательной железы и семенных пузырь¬
ков, образуя сперму. Через мочеиспускательный канал полового члена
сперма выводится наружу.
Женская половая система представлена внутренними и наружными
половыми органами. Внутренние органы находятся в области малого
таза. К ним относятся: яичники, маточные трубы, матка и влагалище;
к наружным половым органам относятся большие и малые половые
губы и клитор.
Яичники — парные половые железы, расположенные в малом тазу.
В отличие от мужских, размножение женских половых клеток происхо¬
дит во внутриутробном периоде, в результате чего образуются первич¬
ные фолликулы, каждый из которых содержит диплоидный предшест¬
венник яйцеклетки (ооцит I порядка). У новорожденной девочки
в обоих яичниках имеется до 800 тыс. первичных фолликулов. Коли¬
чество их после рождения уменьшается благодаря рассасыванию. Ко
времени наступления половой зрелости в корковом веществе сохраняется
лишь 400-500 первичных фолликулов, которые преобразуются в зре¬
лые пузырчатые фолликулы яичника (граафовы пузырьки). Первич¬
ный фолликул растет, в нем в результате сложных процессов овогенеза,
которые происходят циклически каждые 28 дней, интенсивно размно¬
жаются клетки фолликулярного эпителия. Вокруг него начинает разви¬
ваться соединительнотканная оболочка, клетки начинают вырабатывать
жидкость фолликула, содержащую гормоны — эстрогены. Одновремен¬
но растет и яйцеклетка {ооцит), вокруг которой образуется блестящая
оболочка. Снаружи от неё находится слой клеток, выполняющих по
отношению к ооциту трофическую, защитную и барьерную функции,
а также вырабатывающих женские половые гормоны. Яйцеклетка,
окруженная одним слоем фолликулярных клеток, оттесняется к одному
из полюсов фолликула, образуя быстро увеличивающуюся в размерах
полость — граафов пузырек.
После созревания пузырек разрывается. Яйцеклетка (ооцит I по¬
рядка), окруженная блестящей оболочкой и 3-4 тыс. фолликулярных
клеток, входит в брюшную полость, откуда попадает в маточную трубу.
Во время созревания яйцеклетка претерпевает мейотическое деление,
в результате чего приобретает гаплоидный набор хромосом. У челове¬
ка выход яйцеклеток из яичника (овуляция) происходит регулярно.
Фолликулы развиваются под влиянием фолликулостимулирующего
гормона гипофиза, а овуляция — под действием лютеинизирующего
гормона гипофиза. В полость лопнувшего пузырька изливается кровь,
которая замещается соединительной тканью. Под влиянием лютеини-
377
зирующего гормона здесь развивается желтое тело. Клетки фоллику¬
лярного эпителия размножаются, в них накапливается пигмент. Они
начинают продуцировать гормон прогестерон. Если яйцеклетка не
была оплодотворена, то желтое тело функционирует 12-14 дней. Если
наступает беременность, то желтое тело сохраняется в течение всей бе¬
ременности.
У женщин созревание и выделение яйцеклетки из граафова пузырька
происходит циклически. Этот процесс называется овуляцией. Овуля¬
ция сопровождается значительными изменениями всей половой сис¬
темы. Только у женщин и обезьян-приматов периодически возникают
маточные кровотечения — менструации. Они связаны с отторжением
поверхностного функционального слоя слизистой оболочки матки.
Если беременность не наступает, то количество прогестерона и эст¬
рогена уменьшается и желтое тело разрушается. Слизистая матки от¬
торгается и выходит вместе с кровью во влагалище.
Маточная, или фаллопиева, труба — парная, цилиндрической
формы. Она проходит через стейку матки и открывается в ее полость.
Другой конец ее представляет собой расширенную воронку, откры¬
вающуюся в брюшную полость вблизи яичника. Она выстлана ресничным
и слизистым эпителием. Благодаря перистальтическим сокращениям
мышечной оболочки трубы и движению ресничек клеток эпителия яй¬
цеклетка передвигается по трубе в сторону матки. Оплодотворение
яйцеклетки происходит в фаллопиевой трубе.
Матка — полый толстостенный мышечный орган, выстланный
слизистой оболочкой, в которую имплантируется зародыш. Шейка
матки открывается во влагалище отверстием, через которое проника¬
ют сперматозоиды.
Влагалище — трубка, длиной 9-12 см, соединяющая полость матки
с наружными половыми органами. Оплодотворение происходит в те¬
чении 12-14 часов после овуляции. После оплодотворения зародыш
спускается в матку и внедряется в ее слизистую оболочку. В матке
происходит развитие зародыша.
Развитие организма. В развитии зародыша человека выделяют эм¬
бриональный и постэмбриональный периоды.
Эмбриональный период (в среднем 280 суток) делится на началь¬
ный, зародышевый и плодный периоды. Начальный период — 1-я неде¬
ля развития. В этот период происходит формирование бластулы и ее
прикрепление к слизистой матки.
Зародышевый период — 2-8-я недели, в течение которых образуются
зародышевые оболочки: аллантоис, амнион, хорион, желточный мешок.
378
Аллантоис образует основную часть плаценты. Амнион содержит ам¬
ниотическую жидкость, предохраняющую зародыш от повреждений.
Хорион — это ворсинчатая оболочка амниона, образующая часть пла¬
центы. Желточный мешок временно выполняет кроветворную функ¬
цию. Кроме того, в его стенках образуются первичные половые клетки,
перемещающиеся затем в зачатки половых желез.
Плацента делится на материнскую часть и детское место, образо¬
ванное хорионом. Ворсинки хориона погружаются в слизистую оболочку
матки, снабженную сетью кровеносных сосудов. Кровь матери и плода
не смешивается. Органы начинают закладываться к концу третьей не¬
дели. На пятой неделе образуются зачатки конечностей, на 6-8-й не¬
делях глаза смещаются к передней поверхности лица, черты которого
начинают обозначаться. К концу восьмой недели закладка органов за¬
канчивается и начинается формирование органов и систем органов.
Плодный период — с 9-й недели до рождения. Головка и туловище
формируются к концу 2-го месяца. На третьем месяце формируются
конечности. На 5-м месяце начинаются шевеления плода, к концу 6-го
месяца заканчивается формирование внутренних органов. На 7-8 ме¬
сяцах плод жизнеспособен. На 40-ц неделе наступают роды. Постэм¬
бриональный период развития ребенка включает следующие периоды:
новорожденности — первые 4 недели после рождения; грудной — с 4-й
недели до 1 года; ясельный — от 1 до 3 лет; дошкольный — с 3 до 6 лет;
школьный — с 6-7 до 16-17 лет.
Знай основные термины и понятия
Репродукция, половое размножение, первичные половые признаки, вто¬
ричные половые признаки, мужские половые органы, половой член, половые
железы, предстательная железа, яички (семенники), семенной канатик, семя¬
провод, семенные канальцы, семенные пузырьки, мошонка, сперматозоиды,
сперматогонии, сперматоцит первого порядка, сперматоцит второго порядка,
сперматида, женские половые органы, яичники, маточные трубы, матка, вла¬
галище, оогонии, ооцит первого порядка, ооцит второго порядка, граафов пузы¬
рек, направительные тельца, первичные фолликулы, овуляция, менструация,
беременность, дробление, морула, трофобласт, плодный пузырек, бластула,
бластомеры, зародышевые листки, эктодерма, эндодерма, виезародышевые
оболочки, амнион, хорион, аллантоис, амниотическая полость, амниотиче¬
ская жидкость, плацента, пуповина, роды, послед, венерические заболевания,
трихомоноз, хламидиоз, кандндоз, герпес, сифилис, гонорея, СПИД.
379
Вопросы для самоконтроля
1. Какие функции выполняют семенники?
2. Для чего служит предстательная железа?
3. Какие функции выполняют яичники?
4. Чем объясняется расположение мужских половых желез вне ту¬
ловища?
5. В чем состоит принципиальное отличие образования женских по¬
ловых клеток от мужских?
6. Что собой представляет первичный фолликул?
7. Как образуется граафов пузырек?
8. Какие факторы влияют на развитие фолликулов?
9. Как проходит менструальный цикл?
10. Что позволяет яйцеклетке передвигаться по маточной трубе?
11. Где и как происходит оплодотворение яйцеклетки?
12. Что представляет собой плацента?
13. Как происходит обмен веществами между организмом матери
и плодом?
14. Что такое критические периоды развития? Какие критические пе¬
риоды известны для развития человеческого эмбриона?
15. Какие выделяют периоды постэмбрионального развития человека?
16. Какой возрастной период наиболее важен для развития мышле¬
ния, речи и трудовой деятельности?
Тренировочные задания
1. Процесс формирования половых клеток в женском организме на¬
чинается в:
а) эмбриональном периоде; б) 12-15 лет;
в) 16-18 лет; г) 20-25 лет.
2. Процесс формирования половых клеток у мужчин начинается в:
а) эмбриональном периоде; б) 12-15 лет;
в) 16-18 лет; г) 20-25 лет.
3. Сперматозоиды созревают в:
а) семенниках; б) предстательной железе;
в) семенных пузырьках; г) мошонке.
4. Функция предстательной железы:
а) выработка половых гормонов;
б) образование жидкости, питающей сперматозоиды;
в) накопление сперматозоидов;
г) образование сперматозоидов.
5. Выведение наружу сперматозоидов в составе семенной жидкости:
а) сперматогенез; б) овуляция;
в) эякуляция; г) поллюция.
6. Оплодотворение яйцеклетки происходит в:
а) начальной части маточной трубы;
б) нижней части маточной трубы;
в) влагалище;
г) матке.
7. Гормон, оказывающий в норме стимулирующее влияние на разви¬
тие вторичных половых признаков: особенности характера, низ¬
кий тембр голоса, рост волос на лице:
а) тестостерон; б) альдостерон;
в) адреналин; г) кортикотропин.
8. В желтом теле вырабатывается:
а) пролактин; б)
в) тестостерон; г)
прогестерон;
фолликулостимулирующий гормон.
9. Лютеотропный гормон гипофиза регулирует работу:
а) поджелудочной железы; б) тимуса;
в) семенников; г) яичников.
10. Какие из перечисленных гормональных состояний справедливы
для женщин на поздних сроках беременности:
а) эстроген повышенный, прогестерон повышенный;
б) эстроген сниженный, прогестерон сниженный;
в) эстроген повышенный, прогестерон сниженный;
г) эстроген сниженный, прогестерон повышенный;
д) лютеинизирующий гормон повышенный (LH), человеческий гонадо¬
тропин хориона повышенный (HCGn)?
381
11. Пол будущего ребенка определяется при:
а) оплодотворении;
в) формировании гамет;
б) рождении;
г) формировании половых органов.
12. Формирование пола у человека происходит под влиянием:
а) генетических факторов;
б) гормонов;
в) внутриутробного развития;
г) условий воспитания.
13. Зародышевая оболочка, образующая полость вокруг зародыша,
заполненную околоплодными водами:
а) аллантоис; б) амнион;
в) хорион; г) хориоаллантоис.
14. Плацента формируется из:
а) внезародышевых оболочек плода;
б) наружной зародышевой оболочки;
в) ворсинчатой оболочки зародыша и видоизмененной слизистой обо¬
лочки матки;
г) тканей матки.
15. Процесс внедрения зародыша в слизистую оболочку матки:
а) менструация; б) овуляция;
в) имплантация; г) эякуляция.
16. Пупочный канатик выполняет функцию:
а) прикрепления зародыша к телу матери;
б) прикрепления к плаценте;
в) соединения кровеносной системы зародыша и матери;
г) соединения дыхательной и выделительной систем зародыша и материн¬
ского организма.
17. Все основные органы и системы органов зародыша закладываются:
а) на первой-второй неделе беременности;
б) на третьей-четвертой неделе беременности;
в) к шестому месяцу беременности;
г) к девятому месяцу беременности.
18. При рождении в яичниках девочки находятся:
а) первичные фолликулы; б) ооциты второго порядка;
в) полярные тельца; г) яйцеклетки.
19. Ежемесячный процесс отторжения внутренней эпителиальной
оболочки матки:
а) овуляция; б) менструация;
в) репродукция; г) эякуляция.
382
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
Первый вдох ребенка происходит под влиянием:
а) поступления кислорода в легкие;
б) накопления углекислого газа в крови;
в) выделения адреналина;
г) шлепка акушерки.
Первые условные рефлексы развиваются у ребенка:
а) в утробе матери;
б) сразу после рождения;
в) к концу 1-го года жизни;
г) к концу 3-го года жизни.
Изгибы позвоночника формируются у ребенка в возрасте до:
а) 1 года; б) Злет; в) 7 лет; г) 16-18 лет.
Полностью процесс окостенения у человека заканчивается к:
а) 15 годам; б) 20 годам;
в) 25 годам; г) 30 годам.
Вирус иммунодефицита человека поражает клетки:
а) слизистой оболочки ротовой полости;
б) печени;
в) легких;
г) крови (лимфоциты).
Возбудителем гонореи является:
а) бледная трепонема; 6) ВИЧ;
в) дрожжи; г) гонококк.
Установите соответствие между внутренними женскими половыми
органами и их функциями.
A. Яичник.
Б. Маточные трубы.
B. Матка.
Г. Влагалище.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Передвижение яйцеклеток.
Образование женских половых гормонов.
Образование яйцеклеток.
Оплодотворение.
Развитие и вынашивание плода.
Соединение полости матки с наружными
половыми органами.
Разрыв стенки фолликула и выход яйцеклетки в брюшную по¬
лость называется ....
Связь между организмом матери и зародышем осуществляется через....
Тяж, соединяющий плод с плацентой и через нее — с организмом
матери, — ....
Вещества, поступающие в организм в малых количествах и явля¬
ющиеся необходимыми для роста, развития и обмена веществ, —....
383
РАЗДЕЛ
ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ
Общая биология — раздел биологии,
изучающий общие закономерности
живого
Общая биология — раздел биологии, рассматривающий наиболее
общие свойства живых систем и закономерности, которые проявляются
на разных уровнях организации живой материи.
По современным представлениям жизнь — это способ существования
открытых коллоидных систем, обладающих свойствами саморегуля¬
ции, воспроизведения и развития на основе биохимического взаимо¬
действия белков, нуклеиновых кислот и других соединений вследст¬
вие преобразования веществ и энергии из внешней среды.
Живые системы обладают рядом общих свойств и признаков, кото¬
рые отличают их от неживой природы.
Живые организмы отличаются высокоупорядоченным строением.
Их структурной и функциональной единицей является клетка.
Все организмы представляют собой открытые системы, явля¬
ющиеся устойчивыми лишь при ус/ювии непрерывного доступа к ним
веществ и энергии извне. 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. Таким образом, для организмов характерны обмен веществ с окру¬
жающей средой и энергозависимость.
384
Для живых систем характерно такое свойство, как дискретность
(:прерывистость). Это означает, что живой организм или иная биоло¬
гическая система отграничены от окружающей среды структурами,
которые затрудняют обмен веществ, сводят к минимуму потери ве¬
ществ и служат для поддержания пространственного единства системы.
В то же время любая живая система характеризуется целостностью,
т. е. составляющие ее дискретные части интегрированы в единое целое.
Живые организмы обладают способностью поддерживать постоян¬
ство своего химического состава и интенсивность обменных процессов.
Недостаток поступления каких-либо веществ мобилизует внутренние
ресурсы организмов, а избыток вызывает прекращение синтеза этих
веществ. Такое свойство называется саморегуляцией.
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 развитию.
Живые организмы размножаются. При размножении они воспро¬
изводят себе подобных, увеличивая численность.
Воспроизведение себе подобных тесно связано с наследственно¬
стью — способностью организмов передавать потомкам свои призна¬
ки и свойства в неизменном виде. В основе наследственности лежит
стабильность носителей генетической информации — нуклеиновых ки¬
слот. Генетический материал определяет возможные пределы разви¬
тия организма, его структур, функций и реакций на окружающую
среду. В то же время потомки обычно бывают похожи на своих родите¬
лей, а не идентичны им. Способность организмов приобретать новые
свойства и признаки называется изменчивостью.
Живые организмы адаптированы к среде обитания. Особенности
строения, функций и поведения данного организма, соответствующие
его образу жизни, называют адаптациями.
Для живых организмов характер на раздражимость — способность
отвечать на определенные внешние воздействия специфическими реак¬
циями. Любое изменение в окружающей среде является раздражите¬
лем, а реакция организма — проявлением раздражимости. Сочетания
раздражитель -- реакция могут накапливаться в виде опыта и исполь¬
зоваться в дальнейшем.
Живая природа представляет собой сложноорганизованную иерар¬
хическую систему. На основании особенностей проявления свойств
живого выделяют несколько уровней организации живой материи.
385
1. Молекулярный. Любая живая система проявляется на уровне
взаимодействия биологических макромолекул: нуклеиновых кислот,
белков, полисахаридов и др. С этого уровня начинаются процессы
жизнедеятельности организма: обмен веществ, превращение энергии,
передача наследственной информации.
2. Клеточный. Клетка — структурная и функциональная единица,
а также единица размножения и развития всех живых организмов. Не¬
клеточных организмов нет, а существование вирусов только подтвер¬
ждает это правило, так как вирусы могут проявлять свойства живых
систем только в клетках.
3. Организменный. Единица этого уровня — особь. Это живая систе¬
ма от момента зарождения до смерти. На этом уровне возникают взаи¬
мосвязанные системы органов, специализированных для выполнения
различных функций.
4. Популяционно-видовой. Это уже совокупность организмов одно¬
го и того лее вида, объединенная общим местом обитания. В такой со¬
вокупности создаются популяции — надорганизменные системы, где
происходят элементарные эволюционные процессы.
5. Биогеоценотический. Биогеоценоз — это эволюционно сложи¬
вшаяся, пространственно ограниченная, длительно самоподдержива-
ющаяся, однородная природная система функционально взаимосвя¬
занного комплекса живых организмов и окружающей среды. Характе¬
ризуется относительно самостоятельным обменом веществ и особым
типом использования потока солнечной энергии. Живые компоненты
биогеоценоза: продуценты, консументы, редуценты. Неживые компо¬
ненты: солнечная энергия, атмосфера, вода и субстраты (почва и др.).
6. Биосферный. Совокупность всех биогеоценозов. Это самый вы¬
сокий уровень организации жизни. На данном уровне происходят кру¬
говорот веществ и превращение энергий, миграция атомов.
Знай основные термины и понятия
Общая биология, жизнь, уровни организации живой материи (молекуляр¬
ный, клеточный, организменный, популяционно-видовой, биогеоценотический,
биосферный), свойства живых организмов (питание, дыхание, раздражимость,
выделение, размножение, рост и развитие, поведение, продолжительность
жизни, плодовитость, образ жизни, взаимоотношения с окружающей средой),
386
цитология, гистология, эмбриология, биология развития, биохимия, молеку¬
лярная биология, биофизика, генетика, эволюционное учение, популяцион¬
ная биология, биоценология, биогеография, биотехнология, агробиология,
селекция, методы исследования (наблюдение, сравнение, эксперимент, моде¬
лирование, исторический метод).
Вопросы для самоконтроля
1. Какие общие свойства характерны для живых организмов?
2. Какие выделяют уровни организации жизни?
3. Какие из уровней организации живой материи относятся к надор-
ганизменным?
4. На каком уровне организации протекают процессы взаимодейст¬
вия между особями одного вида?
5. Какие основные методы используются в биологических исследо¬
ваниях?
6. В чем сущность сравнительного метода исследований?
7. Какие науки исследуют живую материю на разных уровнях ее ор¬
ганизации?
Тренировочные задания
1. На любом уровне организации жизнь представляет собой одну из
систем:
а) автономную; б) закрытую;
в) механическую; г) открытую.
2. Уровнем организации жизни является:
а) биохимический; б) генетический;
в) клеточный; г) прокариотический.
3. Примером биогеоценотического уровня организации живой мате¬
рии является:
а) березовая роша;
б) стадо коров;
в) колония мышевидных грызунов;
г) рыбы в аквариуме.
387
4. Элементарными единицами молекулярного уровня являются:
5. На клеточном уровне организации материи проявляются процессы:
а) включение химических элементов в состав клетки;
б) регуляция химических реакций;
в) запасание и расходование энергии;
г) все перечисленные.
6. Процесс ферментативного расцепления крахмала у животных осу¬
ществляется на уровне организации живого:
а) молекулярном; б) клеточном;
в) организменном; г) популяционно-видовом.
7. Способность организмов реагировать на изменения в окружа¬
ющей среде называется:
а) адаптацией; б) обменом веществ;
в) раздражимостью; г) саморегуляцией.
8. Способность организма передавать свои признаки и свойства по¬
томкам называется:
а) адаптацией; б) изменчивостью;
в) наследственностью; г) саморегуляцией.
9. Способность живых организмов поддерживать постоянство сво¬
его химического состава и интенсивность обменных процессов на¬
зывается:
а) обменом веществ; б) саморегуляцией;
в) раздражимостью; г) самовоспроизведением.
10. Наука, изучающая ткани организмов, называется:
а) цитология; б) гистология;
в) эмбриология; г) анатомия.
11. Общие закономерности индивидуального развития организмов
изучает:
а) биохимия; б) биофизика;
в) гистология; г) эмбриология.
12. Прикладными биологическими науками являются:
1) биотехнология;
2) биохимия;
3) ветеринария;
а) виды;
в) органоиды;
б) макромолекулы;
г) клетки.
388
4) микробиология;
5) палеонтология;
6) эволюционное учение.
а) 1,3; 6)2,4; в) 5, 6; г) 3, 5.
13. Метод изучения свойств живых организмов в строго контроли¬
руемых условиях:
а) моделирование; б) наблюдение;
в) сравнение; г) эксперимент.
14. Метод исследования живых систем, позволяющий имитировать
многие процессы, недоступные для непосредственного наблюдения:
а) моделирование; б) наблюдение;
в) сравнение; г) эксперимент.
15. Установите соответствие между уровнями организации жизни
и науками, занимающимися их изучением.
A. Молекулярный.
Б. Клеточный.
B. Организменный.
Г. Популяционно-видовой.
1. Анатомия.
2. Биохимия.
3. Популяционная биология.
4. Систематика.
5. Физиология.
6. Цитология.
7. Эволюционное учение.
8. Экология.
9. Эмбриология.
Клетка — структурная и функциональная
единица жизни
Клетка — наименьшая структурная единица организма, наделен¬
ная всеми основными признаками живого, а именно: обменом веществ
и преобразованием энергии, наследственностью и изменчивостью, са¬
морегуляцией, размножением, ростом и развитием, раздражимостью.
В более мелких единицах материи все эти свойства в совокупности не
проявляются. Из клеток построены тела всех организмов — бактерий,
протестов, грибов, растений и животных. Свободноживущих некле¬
точных форм жизни не существует.
389
Многие процессы, характерные для живых организмов, протекают
именно в клетках (например синтез органических веществ, дыхание
и т. д.), т. е. клетка является единицей функционирования живых орга¬
низмов.
Организмы начинают свое развитие с одной клетки (делящаяся
клетка одноклеточных организмов, спора или зигота) или группы кле¬
ток (почкование, фрагментация и т. п.). Это означает, что клетка явля¬
ется также единицей развития живых организмов.
Паука о клетке — цитология — изучает химический состав клетки,
ее структуру и процессы жизнеобеспечения. В настоящее время цито¬
логия — одна из интенсивно развивающихся дисциплин биологии.
Начало изучению клетки было положено английским физиком Р. Гу¬
ком еще в 1665 г. Именно Р. Гук с помощью созданного им микроскопа
впервые рассмотрел срез пробки и увидел ее ячеистое строение. Ячей¬
ку он назвал латинским словом «cellula» — клетка. Тогда он видел
стенки мертвых клеток из целлюлозы (обратите внимание на сходство
названий). Позже клеточное строение растений подтвердили италья¬
нец М. Мальпиги (1675), англичанин Н. Грю (1682). Животные клетки
(эритроциты и сперматозоиды) впервые увидел голландец А. ван Ле¬
венгук (1674). Он также впервые описал одноклеточные организмы —
инфузории, амебы, бактерии. В дальнейшем проводились работы на
разных объектах, совершенствовалась техника микроскопирования,
что позволило получить много ценного материала по изучению клет¬
ки. Были открыты цитоплазма, ядро и другие органоиды клетки. Все
научные достижения того времени были обобщены немецким зоологом
Т. Шванном в виде клеточной теории (1839). Основу теории составляло
положение о том, что все живые организмы состоят из клеток; а клетки
растений и животных принципиально сходны между собой. Впослед¬
ствии это положение дополнил немецкий врач Р. Вирхов постулатом
«клетка — от клетки» (1858). В XX в. благодаря комплексному изуче¬
нию клетки с использованием новых методов исследования удалось
развить и углубить теорию Шванна. В настоящее время выделяют сле¬
дующие положения клеточной теории:
1) клетка как элементарная открытая живая система способна к са¬
мообновлению, саморегуляции и самовоспроизведению, является ос¬
новой строения и развития всех живых организмов;
2) клетки всех организмов построены по единому принципу, сход¬
ны (гомологичны) по химическому составу, основным проявлениям
жизнедеятельности и обмену веществ;
390
3) размножение клеток происходит путем их деления, и каждая но¬
вая клетка образуется в результате деления исходной (материнской)
клетки;
4) в многоклеточных организмах клетки специализированы по вы¬
полняемым функциям и образуют ткани. Из тканей состоят органы
и системы органов.
Химический состав клеток. Роль неорганических и органических
веществ. В клетках разных организмов обнаружено около 70 элемен¬
тов Периодической системы Д. И. Менделеева, по только 24 из них
имеют установленное значение и встречаются во всех типах тканей.
Элементарный состав клеток. Основные элементы (95 % массы
клеток): кислород, углерод, водород, азот. Макроэлементы (от 80 до
0,01 % массы клеток): кальций, фосфор, сера, калий, хлор, натрий, маг¬
ний. Микроэлементы (не более 0,01 % массы клеток): железо, йод,
медь, марганец, цинк, молибден, бор, кремний и др. Процентное содер¬
жание того или иного элемента не характеризует степень его важности
в организме. Например, йод входит в состав гормона тироксина, медь
и цинк участвуют в клеточном дыхании, для процессов кроветворения
нужны железо и медь. Элементы в виде атомов входят в состав моле¬
кул неорганических и органических веществ клетки.
Роль воды в клетке. Вода — самое распространенное неорганиче¬
ское соединение в живых организмах. В среднем количество воды
в клетке составляет 70-80 % массы клетки. Наибольшее содержание
воды в организме наблюдается в эмбриональном периоде (95 %) и по¬
степенно уменьшается с возрастом. Количество воды неодинаково
в разных тканях. Так, в сером веществе мозга ее содержание составляет
85 %, в костях — 20, в эмали зубов — 10 %. Чем больше в клетке воды,
тем интенсивнее обмен веществ. При потере организмом 20 % воды
может наступить смерть. Без потребления воды человек может жить
не более пяти-семи дней.
Биологическая роль воды в клетке велика и определяется особенно¬
стями строения ее молекул (молекулы воды имеют малые размеры,
полярны и способны образовывать водородные связи).
1. Вода является растворителем органических и минеральных ве¬
ществ, газов; полярные вещества (например соли, сахара) хорошо рас¬
творимы в воде и называются гидрофильными, неполярные (например
жиры, воски) в воде практически не растворяются и называются гид¬
рофобными.
391
2. Участвует в образовании коллоидных растворов (цитоплазмы,
межклеточной жидкости) благодаря способности воды формировать
вокруг молекул веществ оболочку, препятствующую образованию
крупных частиц молекул.
3. Является средой, в которой протекают химические реакции.
4. Обеспечивает приток веществ в клетку и удаление из нее продук¬
тов жизнедеятельности.
5. Определяет объем клетки и упругость тканей (тургор), обеспечи¬
вает осмотические явления.
6. Участвует в химических реакциях гидролиза белков, жиров, уг¬
леводов.
7. Участвует в терморегуляции благодаря наивысшей удельной те¬
плоемкости; ткани животных и растений защищены от быстрого
и сильного повышения температуры.
8. Высокая теплота парообразования позволяет предохранять орга¬
низм от перегрева, так как для испарения воды необходимы затраты
энергии.
9. Обеспечивает равномерное распределение тепла по организму
благодаря высокой теплопроводности.
10. Является источником кислорода и ионов водорода при фото¬
синтезе.
11. Способствует передвижению крови по сосудам, неорганиче¬
ских и органических веществ — по проводящим тканям растений бла¬
годаря силе сцепления и высокому поверхностному натяжению.
Минеральные соли. Большинство неорганических веществ клетки
находится в виде солей (либо диссоциированных на ионы, либо в твер¬
дом состоянии). Наиболее важны среди ионов катионы К+, Na+, Са2+,
Mg2+ и анионы HCOi, Н2РО;,НРО2", Cl", HSO“.
Роль солей:
1) внутри клетки много К+ и мало Na+ (после гибели или поврежде¬
ния клетки эта разность исчезает). За счет этой разности концентра¬
ций поддерживается мембранный потенциал. При уменьшении этой
разности снижается возбудимость клеток. Ионы Са2+ необходимы для
осуществления мышечного сокращения, свертываемости крови, вхо¬
дят в состав костей; ионы Mg2' включены в состав костей и зубов, акти¬
визируют энергетический обмен и синтез АТФ, атом магния входит
в состав молекулы хлорофилла;
2) от наличия НС0з,И2Р0),НР02" зависят буферные свойства
клетки — способность поддерживать слабощелочную реакцию (pH = 7,4)
392
внеклеточной среды (плазма крови; IIСО ,,) и слабокислую (pH = 6,9)
внутриклеточной среды (анионы фосфорной кислоты);
3) от наличия солей зависят осмотические свойства клетки;
4) нерастворимые соли (карбонат и фосфат кальция) входят в со¬
став зубов, костей, раковин.
Органические вещества. В состав клетки входят также различные
органические вещества. Важнейшими из них являются углеводы, ли¬
пиды, белки и нуклеиновые кислоты.
Углеводы — это органические соединения, состав которых можно
выразить формулой С„(Н20),„. У большинства углеводов водород
и кислород содержатся в таком же соотношении, как и в воде, отсюда
и название углеводы. В животной клетке содержание углеводов не
превышает 10 % (иногда 5 %), в растительной, оно может достигать
90 % сухой массы (клубни картофеля, семена). Выделяют три группы
углеводов; 1) моносахариды, или простые сахара; 2) олигосахариды;
3) полисахариды. Моносахариды содержат от трех до семи атомов уг¬
лерода (триозы, тетрозы, пептозы, гексозы, гептозы). Наиболее рас¬
пространены пентозы — рибоза и дезоксирибоза, входящие в состав
РНК, ДНК, АТФ. Гексозы (глюкоза, фруктоза) содержатся в ягодах,
фруктах, меде. Олигосахариды -■ соединения, состоящие из 2-10 по¬
следовательно соединенных молекул простых сахаров. К наиболее
важным олигосахаридам относятся мальтоза (солодовый сахар), лактоза
(молочный сахар) и сахароза (тростниковый или свекловичный сахар).
Если в одной молекуле объединяются два моносахарида, такое соедине¬
ние называют дисахаридом (сахароза). Сложные углеводы, образован¬
ные многими моносахаридами, называются полисахаридами (крахмал,
гликоген, целлюлоза, хитин, пектин, агар). Углеводы в комплексе
с белками образуют гликопротеиды, а с липидами — гликолипиды.
С увеличением молекулярной массы уменьшается растворимость
и теряется сладкий вкус углеводов.
Биологическая роль углеводов'.
1) структурная — целлюлоза образует стенки растительных кле¬
ток; хитин — компонент наружного скелета членистоногих, входит
в клеточную стенку грибов;
2) энергетическая — при полном окислении 1 г углеводов освобож¬
дается 17,6 кДж энергии;
3) резервная — крахмал и гликоген образуют в'клетках запас пита¬
тельных веществ;
4) рибоза и дезоксирибоза входят в состав нуклеотидов молекул
ДЫК, РНК, АТФ.
393
Липиды — это сложные эфиры высших карбоновых кислот и ряда
спиртов (чаще всего трехатомного спирта глицерина). Наиболее из¬
вестные среди них жиры и фосфолипиды. К липидам также относятся
воски и стероиды. Содержание липидов в клетке колеблется в преде¬
лах 5-15 % массы сухого вещества. В жировой ткани количество жира
возрастает до 90 %. Липиды не растворяются в воде, но хорошо раство¬
римы в неполярных органических растворителях (эфир, бензин, хло¬
роформ и др.).
Биологическая роль липидов:
1) энергетическая — при расщеплении 1 г жира образуется 38,9 кДж
энергии;
2) защитная — подкожный слой создает теплоизоляцию;
3) источник метаболической (эндогенной) воды — при окислении
1 кг жира образуется 1,1 л воды;
4) резервная — в клетках жир образует запас питательного материала;
5) структурная — входят в состав биологических мембран;
6) являются составной частью некоторых гормонов и витаминов.
Белки — основа живой материи, на их долю приходится 50-80 % су¬
хой массы клетки. Белки имеют большую молекулярную массу (от
10 тыс. до нескольких миллионов). Молекулы белков представляют
собой полимеры, мономерами которых являются аминокислоты с об¬
щей формулой:
R
1
н2м-с-с-он
Н
Всего в образовании белков участвуют 20 видов аминокислот.
Аминокислоты различаются только радикалами, обладают амфотер¬
ными свойствами, что важно при создании буферное™ клетки.
В белках аминокислоты соединены между собой пептидными свя¬
зями (NH — СО) в полипептидные цепи:
ОН
I
сн, о сн, о сн2
I II I II I о
NH, - СН - С - N - СН - С - N - СН - С
I I он
н н
394
Пептидные связи образуются при взаимодействии карбоксильной
группы одной аминокислоты с аминогруппой другой.
Цепочка из аминокислотных остатков — полипептид — может быть
образована из многих (не менее 50) аминокислот и представляет со¬
бой первичную структуру белковой молекулы. Это наиболее важная
структура, так как на ее основе создаются другие виды структур. Мно¬
гообразие первичной структуры определяется набором, количеством
и порядком следования аминокислот в полипептидной цепи. Поли-
пептидная цепь обычно закручивается в спираль, образуя вторичную
структуру белка. Эта структура поддерживается водородными связями
между N11- и СО-группами соседних витков. Третичная структура
создается — S — S-связями («дисульфиДными мостиками») между остат¬
ками цистеина (аминокислота, содержащая серу), а также водородными,
ионными и гидрофобными взаимодействиями. Третичной структурой
определяются специфичность белковых молекул, их биологическая
активность.
В некоторых случаях несколько полипептидных цепей с третичной
организацией объединяются в единый комплекс, при этом образуется
четвертичная структура. В четвертичной структуре белковые субъ¬
единицы не связаны ковалентно, а ее прочность обеспечивается взаи¬
модействием слабых межмолекулярных сил. Пример четвертичной
структуры белка — гемоглобин, состоящий их четырех белковых субъ¬
единиц и небелковой части — гема.
Белок, имеющий третичную и четвертичную структуру, под влия¬
нием каких-либо факторов (высокая температура, облучение и др.)
может денатурировать, т. е. изменять свою структуру вследствие раз¬
рыва водородных и ионных связей. Процесс денатурации иногда обра¬
тим; при создании нормальных условий среды может происходить
ренатурация. Однако при разрушении первичной структуры (форма¬
лином, спиртом, щелочами) происходит необратимая денатурация.
Функции белков (биологическая роль в организме):
1) структурная — все клеточные компоненты содержат белки;
2) каталитическая — белки-ферментьт являются биологическими
катализаторами всех реакций, протекающих в клетке;
3) двигательная — сократительные белки, обеспечивающие движение
мышц, ресничек, жгутиков, перемещение хромосом при делении и т. д.;
4) транспортная — гемоглобин переносит кислород и углекислый
газ по организму, белки цитоплазматической мембраны транспорти¬
руют вещества в клетку;
395
5) защитная — в ответ на проникновение чужеродных тел — антиге¬
нов — в клетке вырабатываются антитела — особые белки, называемые
иммуноглобулинами, которые обеспечивают иммунитет;
6) регуляторная — белки-гормоны влияют на обмен веществ;
7) энергетическая — при полном окислении 1 г белка выделяется
17,6 кДж энергии;
8) сигнальная — белки-рецепторы, изменяя свою структуру, пере¬
дают сигнал в клетку и включают цепи химических реакций;
9) токсическая — обнаруживается в яде змей, насекомых, в грибах,
растениях, у микроорганизмов.
Нуклеиновые кислоты — это органические вещества, характерные
для клеток всех организмов. Впервые были открыты в ядрах лейкоци¬
тов, затем обнаружены в клетках растений, животных, грибов, бакте¬
рий, протистов и в вирусах.
Существуют два вида нуклеиновых кислот: рибонуклеиновая (РНК)
и дезоксирибонуклеиновая (ДНК). РНК входит в состав ядрышек, яд¬
ра, рибосом, митохондрий, пластид и цитоплазмы, а ДНК присутству¬
ет в ядре, митохондриях, хлоропластах.
ДНК и РНК — это биополимеры, состоящие из нуклеотидов, т. е.
нуклеотиды — это мономеры нуклеиновых кислот.
Нуклеотид имеет следующий состав: 5-углеродный сахар (рибоза
или дезоксирибоза), азотистое основание, остаток фосфорной кислоты.
Нуклеотиды соединяются между собой в цепочку прочными кова¬
лентными связями, возникающими между фосфатом одного нуклео¬
тида и гидроксильной группой пентозы соседнего.
Различают пять типов азотистых оснований: аденин (А), гуанин (Г),
цитозин (Ц), тимин (Т), урацил (У). Название нуклеотида определяется
входящим в него азотистым основанием (например тиминовый нук¬
леотид).
Нуклеотиды, образующие ДНК, отличаются от нуклеотидов, вхо¬
дящих в состав РНК.
Нуклеотиды ДНК состоят из: 1) углевода дезоксирибозы (отсюда
название дезоксирибонуклеиновая кислота); 2) одного из азотистых
оснований (А, Г, Ц, Т); 3) остатка фосфорной кислоты.
Нуклеотиды РНК состоят из: 1) углевода рибозы (отсюданазвание
рибонуклеиновая кислота); 2) одного из азотистых оснований (А, Г, Ц,
У — урацил вместо тимина); 3) остатка фосфорной кислоты.
Строение ДНК. Молекула ДНК состоит из двух полинуклеотид-
ных цепей, закрученных в спираль одна вокруг другой. В одну молеку¬
лу могут входить 108 и более нуклеотидов.
396
Двойная спираль ДНК характеризуется строгим соответствием по¬
следовательности нуклеотидов одной цепи порядку расположения
нуклеотидов другой. Обе цепи соединены между собой водородными
связями между азотистыми основаниями таким образом, что аденин
всегда связан с тимином, а гуанин — с цитозином. Это обусловлено
особенностями строения азотистых оснований. По своей структуре
аденин как бы дополняет тимин, а гуанин — цитозин. По этой причине
азотистые основания А и Т, а также Ц и Г называются дополнительными,
или комплементарными. Если известна последовательность основа¬
ний в одной цепи (например Т—Ц—А—Т—Г), то благодаря принципу
комплементарное™ будет известна последовательность оснований
противоположной цепи (А—Г—Т—А—Ц).
Цепи нуклеотидов образуют правозакрученные объемные спирали
по 10 пар оснований в каждом витке. Последовательность соединения
нуклеотидов в одной цепи противоположна таковой в другой, т. е. цепи
антипараллельны. Углеводно-фосфатные группировки нуклеотидов рас¬
положены снаружи спирали, а комплементарно связанные азотистые
основания — внутри.
Модель молекулы ДНК разработали в 1953 г. американский биохи¬
мик Дж. Уотсон и английский биофизик Ф. Крик.
Функции ДНК:
1) хранение наследственной информации, записанной посредст¬
вом нуклеотидного кода;
2) передача наследственной информации благодаря редупликации
(удвоению) материнской молекулы и образованию идентичных до¬
черних молекул;
3) является матрицей в процессе передачи генетической информа¬
ции из ядра в цитоплазму, к месту синтеза белка;
4) является матрицей для синтеза всех видов тРНК и рРНК.
Редупликация ДНК. Редупликацией называется удвоение моле¬
кул ДНК, в результате чего образуются две двойные спирали ДНК.
Процесс редупликации основан на ряде принципов.
1. Комплементарностъ. Каждая из двух цепей материнской моле¬
кулы ДНК служит матрицей для синтеза дополняющей ее комплемен¬
тарной цепи (Г—Ц; А—Т).
2. Полуконсервативность. Каждая из вновь образованных двойных
спиралей несет одну нить материнской ДНК.
3. Антипараллельность. Каждая цепь ДНК имеет определенную
ориентацию. Один конец несет гидроксильную группу (— ОН), при¬
397
соединенную к З'-атому углерода в дезоксирибозе, а на другом конце
цепи находится остаток фосфорной кислоты в 5'-положении сахара.
Две комплементарные цепи в молекуле ДНК расположены в противо¬
положных направлениях, т. е. антипараллельны. Ферменты (ДНК-поли-
меразы) могут передвигаться вдоль матричных цепей только от 5'-
к З'-концу, поэтому в процессе редупликации синтез новых цепей идет
антипараллельно.
4. Прерывистость. Редупликация начинается одновременно в не¬
скольких местах молекулы ДНК. Участок между двумя точками, в ко¬
торых начинается синтез дочерних цепей, называется репликоном. Он
является единицей редупликации. В каждой молекуле ДНК эукарио¬
тической клетки много репликонов. В каждом репликоне можно ви¬
деть репликативную «вилку», т. е. ту часть молекулы, которая уже
расплелась и на которой уже идет синтез дочерней цепи. В ходе редуп¬
ликации «вилка» перемещается вдоль материнской молекулы. В каждой
«вилке» несколько молекул ферментов одновременно ведут синтез
ДНК в виде фрагментов по тысяче нуклеотидов. Эти фрагменты имеют
противоположную направленность. Когда «вилка» перемещается, син¬
тезированные фрагменты, комплементарные одной цепи, сшиваются
друг с другом, образуя дочерние цепи. Такой механизм синтеза новых
цепей ДНК фрагментами называется прерывистым.
Строение РНК. Молекула РНК является также полимером, по¬
строенным из нуклеотидов, но в отличие от ДНК имеет одну цепь значи¬
тельно меньших размеров. В состав нуклеотидов РНК входит углевод
рибоза и вместо тимина — урацил. РНК не способна к редупликации,
за исключением РНК вирусов.
Существует три вида РНК: рибосомальная (рРНК), информацион¬
ная (иРНК) и транспортная (тРНК). Рибосомальная РНК (рРНК) со¬
держится в рибосомах и составляет 80-90 % РНК клетки. Молекулы
рРНК состоят из 3-5 тыс. нуклеотидов.
Информационная РНК (иРНК) переносит информацию о первич¬
ной структуре белка от молекулы ДНК к рибосомам. Молекулы иРНК
состоят из 300-30 гыс. нуклеотидов, на их долю приходится около 5 %
всей РНК клетки. Транспортная РНК включает 76-85 нуклеотидов
и доставляет определенные аминокислоты из цитоплазмы в рибосому,
к месту синтеза белка (полипептида).
Таким образом, функции РНК в клетке связаны с процессами био¬
синтеза белка.
398
Аденозинтрифосфорная кислота (АТФ). В состав молекулы АТФ
входят азотистое основание адеиин, углевод рибоза и три остатка фос¬
форной кислоты:
Аденин — рибоза — Ф„ - Ф„ - Ф„.
макроэргические связи
Связи между молекулами фосфорной кислоты богаты энергией
и называются макроэргическими.
Отщепление концевого фосфата АТФ сопровождается выделением
40 кДж энергии вместо 12 кДж, выделяемых при разрыве обычных хи¬
мических связей:
АТФ +Н20 =АДФ + Ф„+40 кДж;
аденозиндйфосфат
АДФ +Н20 =АМФ + Ф„+40 кДж.
аденозинмонофосфат
АТФ является универсальным источником энергии в клетках жи¬
вых организмов, доступной для выполнения работы.
Биологические мембраны, их строение и функции. Плазматиче¬
ская мембрана, или плазмалемма, присущая всем клеткам, состоит из
молекул белков и фосфолипидов. В соответствии с жидкостно-мозаич¬
ной моделью молекулы фосфолипидов расположены в два ряда — гид¬
рофобными концами внутрь, гидрофильными головками к внутренней
и внешней водной среде. В отдельных местах бислой фосфолипидов
пронизан белковыми молекулами. Внутри таких белковых молекул
имеются каналы — поры, через которые проходят водорастворимые
вещества. Другие белковые молекулы погружены в бислой липидов
наполовину с одной или с другой стороны мембраны. На поверхности
мембран эукариотических клеток имеются периферические белки.
В состав плазмалеммы эукариотических клеток входят также полисаха¬
риды. Их короткие, сильно разветвленные молекулы ковалентно связаны
с белками (гликопротеиды) или липидами (гликолипиды). Полисаха¬
риды, связанные с белками и липидами мембраны, образуют внешний
по отношению к липопротеидной мембране слой, называемый глико-
каликсом. Гликокаликс характерен для животных клеток. Он придает
мембране механическую устойчивость и выполняет другие функции.
Функции плазмалеммы.
1) отграничивает содержание цитоплазмы от внешней среды, обра¬
зуя поверхность клетки, которая находится в постоянном движении;
2) электрическая — создает трансмембранный потенциал (разность
потенциалов между внутренней и наружной стороной мембраны, соз¬
даваемая за счет разделения мембраной ионов);
399
3) метаболическая — участие в примембранном переваривании (клет¬
ки кишечного эпителия);
4) секреторная — образование и выделение клеткой веществ во
внешнюю среду;
5) транспортная — перенос веществ в клетку и из нее. Транспорт ве¬
ществ носит избирательный характер (избирательная проницаемость).
Существует несколько механизмов транспорта веществ через мембрану:
а) диффузия (транспорт веществ по градиенту концентрации: из
области большей концентрации в область меньшей) без затраты энер¬
гии (молекулы Н20, С02, 02, ионы, мелкие органические молекулы);
6) облегченная диффузия (специальные мембранные белки-пере¬
носчики избирательно связываются с тем или иным ионом или моле¬
кулой и переносят их через мембрану по градиенту концентрации);
в) активный транспорт происходит с затратой энергии и служит
для переноса веществ против градиента концентрации (K+/Na+-nacoc).
Молекулы белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов сквозь
клеточные мембраны не проходят. Транспорт макромолекул, их ком¬
плексов и частиц внутрь клетки происходит эндоцитозом. Выведение
внутриклеточных продуктов или непереваренных остатков, заклю¬
ченных в мембранные пузырьки, осуществляется экзоцитозом;
б) рецепторная — благодаря гликопротеидам происходят узнава¬
ние яйцеклеткой сперматозоида при оплодотворении, сцепление между
клетками и дифференцировка тканей. Белки-переносчики, встроенные
в мембрану, узнают определенные вещества и взаимодействуют с ними,
в плазмалемме локализованы специфические рецепторы, реагиру¬
ющие на физические факторы (например на свет).
Клеточная оболочка. Она находится над мембраной, состоит из
целлюлозы, гемицеллюлозы и пектиновых веществ (у растений), хи¬
тина (у грибов), муреина (у бактерий). Клеточная оболочка выполняет
функции опоры и защиты. У животных клеток оболочка отсутствует.
Цитоплазма. Клетка как единица живого имеет единый принцип
организации. Эукариотическая клетка состоит из цитоплазмы и ядра,
которые вместе образуют живое содержимое — протопласт. Цитоплаз¬
ма представляет собой полужидкое основное вещество (гналоплазму),
в которую погружены органоиды (специализированные структуры опре¬
деленного строения, выполняющие определенные функции). Сущест¬
вуют органоиды общего и специального назначения. К первым отно¬
сятся органоиды, имеющиеся у большинства клеток, а ко вторым —
у специализированных (жгутики, реснички, пульсирующие вакуоли
и др.). В клетке могут находиться включения — запасные питательные
вещества или конечные продукты обмена.
400
Строение эукариотической клетки
Структура
Особенности организации
Функции
Двумембранные органоиды
Ядро
В ядерную оболочку заклю¬
чена нуклеоплазма, в состав
которой входит хроматин, яд¬
рышко
Хранение и передача наслед¬
ственной информации; регу¬
ляция клеточной активности
Митохондрии
Наружная мембрана гладкая,
а внутренняя образует кристы.
Внутри расположен матрикс,
который содержит кольцевую
ДНК, рибосомы, ферменты
Осуществление аэробного ды¬
хания; синтез АТФ
Пластиды
Характерны только для кле¬
ток растений и фотосинтези¬
рующих протестов. Наружная
мембрана гладкая, внутрен¬
няя образует впячивания — ти-
лакоиды, которые образуют
граны. Содержат кольцевую
ДНК, рибосомы, хлорофилл
и другие пигменты, ферменты
Фотосинтез (хлоропласты),
запасание питательных ве¬
ществ (лейкопласты), прида¬
ют окраску плодам, корне¬
плодам (хромопласты)
Одномембранные органоиды
ЭПР
Система уплощенных мем¬
бранных мешочков-цистерн,
полостей, трубочек
На гранулярном ЭПР осуще¬
ствляется синтез белка на ри¬
босомах; транспорт белков
к КГ; на мембранах гладкого
ЭПР — синтез липидов
Комплекс
Гольджи (КГ)
Система плоских цистерн, рас¬
ширенных на концах, и пу¬
зырьков, отщепляющихся или
присоединяющихся к цистер¬
нам
Н акоплен! те, преобразование,
сортировка белков; образо¬
вание секреторных пузырь¬
ков, транспортирующих про¬
дукты внутри или за пределы
клетки; образование лизосом;
синтез полисахаридов
Л изосомы
Пузырьки, содержащие гидро¬
литические ферменты. В боль¬
шом количестве содержатся
в лейкоцитах
Внутриклеточное перевари¬
вание; расщепление повреж¬
денных органоидов, отмер¬
ших клеток, органов
401
Окончание таблицы
Структура
Особенности организации
Функции
Вакуоли
Образуются из пузырьков ЭПР
и КГ. У растений содержат кле¬
точный сок
Запасание воды, минераль¬
ных и органических веществ;
осморегуляция
Немембранные органоиды
Рибосомы
Две субъединицы — большая
и малая, состоящие из РНК
и белков
Синтез белковых молекул
Центриоли
Цилиндрики, построенные из
микротрубочек (9x3); в интер¬
фазе в клетке две центриоли,
расположенные препендику-
лярно одна к другой
Центры организации микро¬
трубочек; входят в состав кле¬
точного центра
Микротрубоч¬
ки
Трубочки, построенные из спи¬
рально уложенных белковых
субъединиц
Образование цитоскелета,
центриолей, жгутиков, ресни¬
чек, веретена деления
Микрофила-
менты
Белковые нити, образованные
актином, миозином и другими
белками
Образование цитоскелета,
обеспечение немышечиых со¬
кращений
Реснички
и жгутики
Система микротрубочек, по¬
крытых плазмалеммой
Перемещение клеток; форми¬
рование потоков жидкости
у поверхности клеток
Ядро, его строение и функции, хромосомы, кариотип. Для всех
живых организмов характерно исключительно упорядоченное строе¬
ние. Эта упорядоченность определяется генетической информацией,
записанной у каждого организма в виде определенной и строгой спе¬
цифической последовательности нуклеотидов ДНК. У прокариотов
наследственная информация находится в ядерном веществе (нуклео-
иде), а у эукариотов — в ядре. Именно ядро, благодаря наличию в нем
ДНК, является информационным центром эукариотической клетки,
местом хранения и воспроизводства наследственной информации, ко¬
торая определяет все признаки данной клетки и организма в целом
и служит центром управления обменом веществ в клетке.
Ядро — важнейший органоид клетки. Большинство клеток имеет
одно ядро. Нередко в клетке содержится два-три (например в клетках
печени) и более ядер. По форме ядро бывает шаро-, линзо- и веретено¬
видным или многолопастным.
402
От цитоплазмы ядро отделено ядерной оболочкой, состоящей из
двух мембран. Пространство между мембранами называется перинук-
леарным. Наружная мембрана переходит непосредственно в эндоплаз¬
матическую сеть. Обмен веществ между ядром и цитоплазмой осуще¬
ствляется двумя основными путями. Во-первых, ядерная оболочка
пронизана многочисленными порами, через которые происходит об¬
мен молекулами между ядром и цитоплазмой. Во-вторых, вещества из
ядра в цитоплазму и обратно могут попадать посредством отшнуровы-
вания выпячиваний и выростов ядерной оболочки.
Внутреннее содержимое ядра подразделяют на кариоплазму (ядер-
ный сок), хроматин и ядрышко.
Кариоплазма представлена гелеобразным матриксом (РЫК, белки,
свободные нуклеотиды и другие вещества), в котором расположены
хроматин и одно или несколько ядрышек.
Хроматин представляет собой молекулы ДНК, связанные с белками.
Он может находиться в виде тонких, неразличимых в световой микро¬
скоп нитей (эухромагин), и в виде глыбок, лежащих главным образом
по периферии ядра (гетерохроматин). Различная степень конденсации
(спирализации) хроматина обусловлена разной генетической актив¬
ностью расположенных в нем участков ДНК.
Ядрхлшко — плотное округлое тельце, не ограниченное мембраной.
Число ядрышек в ядре колеблется от одного до пяти, семи и более. Яд¬
рышко не является самостоятельной структурой ядра. Оно образуется
вокруг участка хромосомы, в котором закодирована информация
о структуре рРНК. Этот участок хромосомы называется ядрышковым
организатором, и на нем происходит синтез рРНК. Кроме рРНК в яд¬
рышке формируются субъединицы рибосом (рРНК соединяется с бел¬
ковыми молекулами). Таким образом, ядрышко — это скопление рРНК
и субъединиц рибосом на разных этапах формирования, в основе кото¬
рого лежит участок хромосомы — ядрышковый организатор.
Главными функциями ядра являются:
1) хранение генетической информации и передача ее дочерним
клеткам в процессе деления;
2) управление обменом веществ клетки путем определения, какие
белки, в какое время и в каких количествах должны синтезироваться.
Это осуществляется путем синтеза иРНК и реализации генетической
информации в ходе трансляции.
Все клетки, имеющие ядра, называются эукариотическими, а орга¬
низмы с такими клетками — эукариотами. К ним относятся растения,
403
животные, протисты и грибы. Клетки, которые не имеют оформленного
ядра, называются прокариотическими, а организмы — прокариотами.
Они имеют аналог ядра — нуклеоид. К прокариотам относятся бактерии.
Хромосомы. В процессе деления клеток эукариот хроматин спирали-
зуется и укорачивается, уплотняясь в компактные палочковидные хро¬
мосомы, которые можно различить с помощью светового микроскопа.
У каждой хромосомы есть первичная перетяжка — центромера, ко¬
торая делит хромосому на два плеча. В зависимости от расположения
центромеры определяют три основных вида хромосом: 1) равнопле¬
чие — с плечами равной длины; 2) неравноплечие — с плечами неравной
длины; 3) одноплечие (палочковидные) — с одним длинным и другим
очень коротким, едва заметным плечом. Некоторые хромосомы имеют
вторичную перетяжку. В этой области хромосомы расположены гены
рибосомальной РНК.
Понятие о кариотипе. Каждой клетке того или иного вида живых
организмов свойственны определенное количество, размеры и формы
хромосом. Число хромосом не зависит от уровня организации вида
и не всегда указывает на его родственные связи: количество их может
быть одинаковым у представителей очень далеких друг от друга систе¬
матических групп и может сильно различаться у близких по происхо¬
ждению видов. Например, у таких разных организмов, как шимпанзе,
таракан и перец, диплоидное число хромосом одинаково и равно 48;
у человека — 46 хромосомы; у сазана — 104.
Совокупность количественных (число и размеры) и качественных
(форма) признаков хромосомного набора соматической клетки назы¬
вается кариотипом.
Число хромосом в кариотипе большинства видов живых организ¬
мов четное. Это объясняется тем, что в каждой соматической клетке
находятся две одинаковые по форме и размеру хромосомы: одна — из
отцовского организма, другая — из материнского.
Хромосомы, одинаковые по форме и размеру и несущие одинако¬
вые гены, называют гомологичными. Хромосомный набор соматиче¬
ской клетки, в котором каждая хромосома имеет пару, носит название
двойного (или диплоидного) и обозначается 2п. Из каждой пары гомо¬
логичных хромосом в половые клетки попадает только одна, поэтому
хромосомный набор гамет называют одинарным (или гаплоидным).
После завершения деления клетки хромосомы деспирализуются,
и в ядрах образовавшихся дочерних клеток снова становятся различи¬
мыми только тонкая сеточка и глыбки хроматина.
404
Особенности строения животной и растительной клеток. Они
имеют как черты сходства, так и различия. Сходство: общие структуры
и их функции, в частности плазматическая мембрана, ЭПР, рибосомы,
митохондрии, комплекс Гольджи, лизосомы, ядро; схожий химиче¬
ский состав. Различия (см. таблицу).
Признак
Клетка
растительная
животная
Клеточная стенка
Из целлюлозы
Нет
Центральная вакуоль
Есть
Нет
Пластиды
Есть
Нет
Центриоли
Только у некоторых мхов
и папоротников
Есть
Способ питания
Автотрофный
Гетеротрофный
Резервный углевод
Крахмал
Гликоген
■_ 4 -
Знай основные термины и понятия
Клетка, клеточная теория, цитология, световая микроскопия, электронная
микроскопия, цито- и гистохимические методы изучения клетки, дифферен¬
циальное центрифугирование, рентгеноструктурный анализ, кино- и фото¬
съемка, микрохирургия, метод клеточных культур, макро- и микроэлементы,
гидрофильные и гидрофобные вещества, амфифильные вещества, биополи¬
меры, белки, нуклеиновые кислоты, липиды, жиры, фосфолипиды, сфинголи-
пиды, стероиды, стеролы, терпены, углеводы, моносахариды, олигосахариды,
полисахариды, аминокислоты, первичная, вторичная, третичная и четвертичная
структуры белка, денатурация, ренатурация, ферменты (энзимы), апофер-
мент, кофактор, кофермент, теория активного центра, модуляторы, ингибиторы,
нуклеотид, комплементарность, ДНК, РНК (матричная, рибосомная, транс¬
портная), АТФ, цитоплазма, гиалоплазма, цитоскелет, микротрабекулы,
плазмалемма, избирательная проницаемость, диффузия, осмос, облегченная
диффузия, активный транспорт, эндо- и экзоцитоз, клеточная оболочка, ядро,
про- и эукариоты, ядерная оболочка, ядерный матрикс, хроматин, ядрышко,
хромосомы, плечи, первичная перетяжка, кинетохор, вторичная перетяжка,
ядрышковый организатор, кариотип, хромосомный набор (гаплоидный, дипло¬
идный), полиплоиды, гомологичные хромосомы, наследственная (генетиче¬
ская) информация, митохондрии, пластиды (хлоропласты, лейкопласты, хро¬
405
мопласты), эндоплазматический ретикулум (гранулярный, агранулярный),
транспортная система клетки, комплекс Гольджи, диктиосома, лизосомы,
первичная и вторичная лизосомы, аутофагия, гетерофагия, автолиз, вакуоли,
клеточный сок, тонопласт, пульсирующие (сократительные) вакуоли, рибосомы,
микротрубочки, микрофиламенты, промежуточные филаменты, миофибрилла,
1-диск, А-диск, Z-диск, протофибрнллы (актиновые, имозиновые), опорно¬
двигательная система клетки, клеточный центр, центриоли, базальные тель¬
ца, реснички, жгутики.
Вопросы для самоконтроля.
1. Почему клетку считают наименьшей структурной и функциональ¬
ной единицей жизни?
2. Кто и когда создал клеточную теорию? Каковы основные постула¬
ты клеточной теории?
3. С помощью каких методов изучают клетку?
4. Перечислите важнейшие макроэлементы и их функции в живых
организмах.
5. Какие элементы называют микроэлементами? В чем состоит их
значение для жизнедеятельности организмов?
6. Какими свойствами молекул воды объясняется ее важнейшая роль
в жизни организмов? Каковы функции воды в организмах?
7. Что такое буферные свойства клетки и чем они определяются?
8. Какие основные классы органических веществ входят в состав
клетки? Каковы строение и функции липидов и углеводов в клетке?
9. Что представляют собой аминокислоты? Какие аминокислоты на¬
зывают незаменимыми? Почему?
10. Какие связи обеспечивают существование каждого структурного
уровня белковой молекулы?
11. Каковы основные функции белков? Как организованы и работают
ферменты?
12. Что такое нуклеотид? Чем отличаются нуклеотиды, входящие
в состав ДНК и РНК?
13. Как организована молекула ДНК? Что такое комплеменгарность
и антипараллельность полинуклеотидных цепей молекулы ДНК?
14. Перечислите виды РНК и их функции.
15. Что такое АТФ и какова ее функция в клетке?
406
16. Каковы основные различия в строении клеток про- и эукариот?
17. Что лежит в основе структурной организации клетки? Как связа¬
но строение клеточных мембран с их функциями?
18. Как организована цитоплазматическая мембрана? Какие функ¬
ции она выполняет?
19. Как осуществляется перенос веществ через мембрану?
20. Что представляют собой цитоплазма, гиалоплазма, цитоскелет?
21. Что собой представляет гликокаликс и каковы его функции?
22. Чем образована клеточная оболочка у грибов и растений?
23. На какие группы делят органоиды клетки?
24. Как организовано клеточное ядро?
25. Что представляют собой хроматин, хромосомы? Какие хромосо¬
мы называют гомологичными?
26. Что такое кариотип, хромосомный набор?
27. Каковы строение и функции эндоплазматического ретикулума,
комплекса Гольджи, лизосом?
Тренировочные задания
1. Автором клеточной теории является:
а) Р. Гук; б) Р. Броун;
в) Т. Шванн; г) М. Шлейден.
2. Макроэлемент, участвующий в свертывании крови:
а) калий; б) кальций;
в) сера; г) фосфор.
3. В состав молекулы инсулина входит ион:
a) Na+; б) Са2+; в) Zn2+; г) Mg2+.
4. В состав молекул хлорофилла входят ионы:
а) Са2+; б) Fe2+; в) Mg2+; г) Zn2+.
5. В процессе свертывания крови участвует ион:
а) Са2+; б) Ыа2+, К+, СГ;
в) Mg2+; г) Zn2+.
407
6. Проницаемость клеточных мембран обеспечивают ионы:
а) Са2+; б) Zn2+;
в) Mg2+; г) Na+, К+, СГ.
7. Кровь некоторых моллюсков имеет голубой цвет благодаря при¬
сутствию в ней:
а) алюминия; б) железа;
в) меди; г) цинка.
8. Вода обладает способностью растворять полярные вещества, по¬
тому что:
а) содержит ионы;
б) ее молекулы полярны;
в) атомы в ее молекулах соединены ионными связями;
г) атомы в ее молекулах соединены ковалентными связями.
9. Вода в живых организмах выполняет функции:
1) гормональную;
2) каталитическую;
3) структурную;
4) термостабилизирующую и терморегулирующую;
5) транспортную;
6) энергетическую.
а) 1,2,3; б) 4,5,6; в) 2,4,6; г) 3,4,5.
10. В межклеточном пространстве в норме поддерживается реакция
среды:
а) кислая; б) слабокислая;
в) нейтральная; г) щелочная;
д) слабощелочная.
11. Внутри клетки в норме поддерживается реакция среды:
а) кислая; б) слабокислая;
в) нейтральная; г) щелочная;
д) слабощелочная.
12. Необходимую кислотность среды внутри клетки поддерживает
буферная система, создаваемая анионами кислоты:
а) азотной; б) серной;
в) угольной; г) фосфорной.
408
13. В состав молекул липидов входят:
а) аминокислоты и вода;
б) глюкоза и фруктоза;
в) глицерол и высшие карбоновые кислоты;
г) этиловый спирт и уксусная кислота.
14. К липидам относятся:
а) гликоген, хитин;
б) половые гормоны (тестостерон, прогестерон);
в) коллаген, кератин;
г) инсулин, глюкагон.
15. Основная функция углеводов в клетке:
а) каталитическая; б) сигнальная;
в) транспортная; г) энергетическая и структурная.
16. К дисахаридам относится:
а) целлюлоза; б) галактоза;
в) лактоза; г) фруктоза.
17. Углеводы в клетках печени человека откладываются в запас в виде:
а) крахмала; б) инсулина;
в) гликогена; г) глюкозы;
д) сахарозы.
18. Запасным углеводом в клетках растений является:
а) целлюлоза; б) хитин;
в) гликоген; г) крахмал.
19. Специфичность аминокислот определяется:
а) радикалом;
б) аминогруппой;
в) типом пептидных связей;
г) числом связей с другими аминокислотами.
20. Из перечисленных аминокислот заменимой для человека является:
а) валин; б) лизин;
в) метионин; г) серин.
21. Незаменимыми аминокислотами являются:
1) аланин, аргинин, аспарагиновая кислота;
2) валин, лейцин, изолейцин, лизин;
3) глицин, глутамин, гистидин;
4) пролин, серин, тирозин, цистеин;
5) метионин, треонин, триптофан, фенилаланин.
а) 1,2; 6)2,3; в) 2, 5; г) 3, 4.
409
22. Пептидная связь является:
а) электростатической; б) гидрофобной;
в) ковалентной; г) ионной;
д) водородной.
23. Особенности строения и функции белка в первую очередь опреде¬
ляются:
а) количеством аминокислот в молекуле белка;
б) аминокислотным составом молекулы белка;
в) последовательностью аминокислот в молекуле белка;
г) молекулярной массой аминокислот, входящих в состав белка.
24. Вторичная структура белка представляет собой:
а) глобулу; б) спираль;
в) цепочку из аминокислот; г) фибриллу.
25. Стабилизация вторичной структуры белка обеспечивается:
а) пептидными связями;
б) дисульфидными связями;
в) водородными связями;
г) электростатическим взаимодействием заряженных групп.
26. К сократительным белкам относятся:
а) кератин, фиброин; б) актин, миозин;
в) тубулин, коллаген; г) фибриноген, альбумин;
д) казеин, тромбин.
27. Транспортную функцию в организме выполняют молекулы:
а) углеводов; б) липидов;
в) белков; г) нуклеиновых кислот.
28. Из приведенного перечня выберите белки, выполняющие защит¬
ные функции:
1)инсулин; 2)актин;
3) миозин; 4) фибрин;
5) фибриноген; 6) кератин;
7) коллаген; 8) иммуноглобулин,
а) 1,4; б) 5,8; в) 2,3; г) 6,7.
29. Молекула белка не восстанавливает свою природную структуру,
если нарушена ее структура:
а) первичная; б) вторичная;
в) третичная; г) четверичная.
410
30. Химические реакции в клетке ускоряют биологически активные
вещества, которые называют:
а) ферментами; б) гормонами;
в) витаминами; г) минеральными добавками.
31. Небелковая часть молекулы фермента, если она представлена
низкомолекулярным органическим веществом, называется:
а) апоферментом; б) коферментом;
в) кофактором; г) активным центром.
32. Среди перечисленных белков ферментом является:
а) коллаген; б) тубулин;
в) миозин; г) химозин.
33. Каталаза ускоряет реакции расщепления Н202 на воду и кисло¬
род, поэтому ее относят к:
а) витаминам; б) гормонам;
в) ферментам; г) пигментам.
34. Регуляторную функцию выполняет белок:
а) актин; б) миозин;
в) оссеин; г) вазоирессин.
35. Аминокислоты не входят в состав вещества:
а) гемоглобин; б) трипсин;
в) инсулин; г) гликоген.
36. Не является белком вещество:
а) гемоглобин; б) амилаза;
в) хлорофилл; г) инсулин.
37. Запасные питательные вещества в организме животных и челове¬
ка откладываются в виде:
а) белков и жиров;
б) только жиров;
в) жиров и углеводов;
г) белков, жиров и углеводов.
38. Мономерами нуклеиновых кислот являются:
а) азотистые основания;
б) рибоза или дезоксирибоза;
в) азотистые основания, рибоза или дезоксирибоза;
г) нуклеотиды.
411
39. В состав нуклеотида входят:
1) азотистое основание;
2) аминокислота;
3) белок;
4) липид;
5) остаток фосфорной кислоты;
6) пятиуглеродный сахар;
7) три остатка фосфорной кислоты;
8) шестиуглеродный сахар.
а) 1,5,6; б) 1,6,7; в) 6,8; г) 2,4,6.
40. Нуклеотиды — это мономеры молекул:
а) крахмала; б) ДНК;
в) инсулина; г) хитина.
41. Тимидиловый нуклеотид — это мономер молекулы:
а) иРНК; б) рРНК;
в) тРНК; г) ДНК;
д) белка.
42. Урациловый нуклеотид — это один из мономеров молекулы:
а) ДНК; б) белка;
в) РНК; г) полисахарида.
43. Какие из нижеперечисленных типов связей отсутствуют в ДНК:
а) 3'-5'-фосфадиэфирная;
б) N-гликозидная связь;
в) водородная связь;
г) гидрофобные взаимодействия;
д) дисульфидные связи?
44. Денатурация ДНК — это:
а) выпадение в осадок ДНК;
б) разъединение нитей в молекуле ДНК;
в) восстановление двухспиральной структуры ДНК;
г) необратимая анактивация ДНК;
д) фрагментация молекулы ДНК.
45. В одной молекуле ДНК тиминовый нуклеотид (Т) составляет 16 %
от общего количества нуклеотидов. Определите правильное процент-
ное соотношение
в ДНК каждого из остальных видов нуклеотидов:
а) А-32%
Г - 24 %
Ц - 30 %;
б) А-16%
Г-34%
Ц - 34 %;
в) А-16%
Г - 40 %
Ц - 42 %;
г) А-18%
Г - 42 %
Ц-46%.
412
46. При анализе генетического материала бактериофага было обнару¬
жено, что в его состав входит 25 % А, 33 % Т, 24 % Г и 18 % Ц. Это
можно объяснить тем, что:
а) результаты эксперимента неверны, где-то произошла ошибка;
б) можно допустить, что процентное содержание А приблизительно рав¬
но Т, а содержание Г приблизительно равно Ц и полученные результа¬
ты правильно отражают строение ДНК вируса;
в) поскольку процентные соотношения А и Т, Г и Ц различны, можно
предположить, что одна из цепей находится в состоянии репликации;
г) поскольку А не равно Т, Г не равно Ц, то ДНК одноцепочечная.
47. Определите, какое количество адениловых нуклеотидов содер¬
жится во фрагменте ДНК, если установлено, что в нем содержится
36 цитидиловых нуклеотидов, что составляет 20 % от общего ко¬
личества нуклеотидов в данном фрагменте.
а) 36; б) 18; в) 108; г) 54.
48. Из остатков азотистого основания, дезоксирибозы и фосфорной
кислоты состоят:
а) аденозинтрифосфат; б) аминокислоты;
в) транспортная РНК; г) некоторые нуклеотиды.
49. Из одной молекулы ДНК в соединении с белком состоит:
а) рибосома; б) хромосома;
в) микротрубочка; г) микрофиламент.
50. Кроме ядра, молекула ДНК содержится в:
а) рибосомах;
б) митохондриях;
в) эндоплазматической сети;
г) комплексе Гольджи.
51. Самыми длинными в клетках являются молекулы:
а) целлюлозы; б) крахмала;
в) ДНК; г) белков.
52. Образование всех видов РНК связано с одной из структур ядра:
а) ядерной оболочкой; б) ядерным матриксом;
в) хромосомами; г) ядрышком.
53. Сигнальную функцию в клетке выполняют молекулы:
а) воды; б) белков;
в) липидов; г) нуклеиновых кислот.
413
54. К биополимерам относятся:
1)белки;
3) фосфолипиды;
5) полисахариды;
а) 1,2,3; 6)4, 5, 6;
2) АТФ;
4) полиэтилен;
б) нуклеиновые кислоты.
в) 1,5,6; г) 3,4,5.
55. Установите соответствие между химическими элементами и груп¬
пами, к которым они принадлежат.
А. Макроэлементы.
Б. Микроэлементы.
1. Са.
2. Mg.
3. N.
4. S.
5. Ее.
6. Zn.
7. Мп.
8. Р.
56. Не является функцией цитоплазматической мембраны:
а) рецепторная; б) барьерная;
в) транспортная; г) энергетическая.
57. Сколько слоев липидов входит в состав биологической мембраны?
а) 1; б) 2; в) 3; г) 4.
58. Поверхностный слой клеток животных, образованный молекула¬
ми углеводов, связанных с молекулами белков и липидов плазма-
леммы, называют:
а) оболочкой;
б) клеточной стенкой;
в) цитоплазматической мембраной;
г) гликокаликсом.
59. Ионы калия поступают в клетку путем:
а) диффузии; б) осмоса;
в) активного транспорта; г) диффузии и активного транспорта.
60. Поступление веществ в клетку, осуществляемое с затратой энер¬
гии, называют:
а) диффузией; б) облегченной диффузией;
в) осмосом; г) активным транспортом.
414
61. Осмос — это процесс передвижения:
а) воды в корневые волоски живых растений;
б) концентрированного раствора в раствор меньшей концентрации сквозь
полупроницаемую мембрану;
в) воды из раствора более высокой концентрации в раствор с более низ¬
кой концентрацией через полупроницаемую мембрану;
г) воды из раствора более низкой концентрации в раствор с более высо¬
кой концентрацией через полупроницаемую мембрану.
62. В каком растворе вода под действием осмотических сил будет вы¬
деляться из клетки;
а) гипертоническом;
б) изотоническом;
в) гипотоническом;
г) ни в одном из перечисленных случаев вода не будет выделяться из
клетки?
63. Перенос малых заряженных частиц через клеточную мембрану
осуществляется:
а) только пассивным транспортом;
б) активным и пассивным транспортом;
в) диффузно;
г) только активным транспортом.
64. Фагоцитоз — это:
а) избирательный транспорт в клетку и из нее сахаров и аминокислот;
б) поступление воды в клетку;
в) захват плазматической мембраной твердых частичек и втягивание их
внутрь клетки;
г) поступление в клетку ионов.
65. Оболочка клеток растений может содержать целлюлозу, лигнин,
пектин. В какой последовательности включаются эти компоненты
в оболочку в течение ее образования:
а) целлюлоза — лигнин — пектин;
б) целлюлоза — пектин — лигнин;
в) пектин — целлюлоза — лигнин;
г) пектин — лигнин — целлюлоза?
66. Двухмембранное строение имеют органеллы:
а) ядро, пластиды, митохондрии;
б) митохондрии, лизосомы, рибосомы;
в) комплекс Гольджи, экзоплазматическая сеть.
415
67. К немембранным органоидам клетки относятся:
а) митохондрии;
в) клеточный центр;
б) аппарат Гольджи;
г) ЛИЗОСОМЫ.
68. Не имеют мембранного строения органеллы:
а) пластиды, митохондрии;
б) комплекс Гольджи, экзоплазматическнй ретикулум;
в) лизосомы, глиоксисомы;
г) рибосомы, жгутики.
69. Цитоплазма обеспечивает:
а) поступление веществ в клетку;
б) передачу наследственной информации;
в) связь между органоидами клетки;
г) хранение гидролитических ферментов.
70. Органоиды, обеспечивающие клетку энергией:
а) ядро; б) митохондрии;
в) лизосомы; г) рибосомы.
А-
71. В митохондриях в отличие от хлоропластов не происходит син¬
теза молекул:
72. Наибольшее количество митохондрий содержится в клетках:
73. Большинство белков, входящих в состав хлоропластов, кодирует¬
ся ядерной ДНК. Их синтез происходит:
а) в гиалоплазме;
б) в эндоплазматическом ретикулуме;
в) на плазмалемме;
г) в комплексе Гольджи.
74. Лейкопласты — это органоиды клетки, в которых:
а) осуществляется дыхание;
б) происходит фотосинтез;
в) накапливаются запасные питательные вещества;
г) накапливаются конечные продукты жизнедеятельности клетки.
а) АТФ;
в) белка;
б) иРНК;
г) глюкозы.
а) крови;
в) нервных;
б) мышечных;
г) эпителиальных.
416
75. В главных клетках желудочных желез, вырабатывающих пепсино-
ген, особенно развиты:
а) цистерны шероховатого эндоплазматического ретикулума;
б) цистерны гладкого эндоплазматического ретикулума:
в) цистерны комплекса Гольджи;
г) лизосомы.
76. Фибробласты являются клетками соединительной ткани, которые
синтезируют фибриллы коллагена, гликопротеины и протеогли-
каны. Какие(ая) органеллы(а) этих клеток работают(ет) в фиб¬
робластах наиболее активно:
а) шероховатый и гладкий эндоплазматический ретикулум;
б) аппарат Гольджи;
в) шероховатый и гладкий эндоплазматический ретикулум и свободные
рибосомы;
г) аппарат Гольджи и шероховатый эндоплазматический ретикулум;
д) шероховатый эндоплазматический ретикулум?
77. Какие из перечисленных ниже функций осуществляются в глад¬
ком эндоплазматическом ретикулуме гепатоцитов:
1) присоединение углеводов к белкам;
2) синтез мембранных фосфолипидов;
3) присоединение углеводов к липидам;
4) синтез холестерола;
5) обезвреживание лекарств?
а) 1,2,4; б) 2, 3,4; в) 2, 4, 5; г) 1,4,5; д) 1, 3, 5.
78. Накопление синтезированных в клетке веществ, их модификацию
и вывод из клетки обеспечивает:
а) гладкий эндоплазматический ретикулум;
6) шероховатый эндоплазматический ретикулум;
в) комплекс Гольджи;
г) лизосомы.
79. В клетках печени, поджелудочной железы, пищеварительных же¬
лезах желудочно-кишечного тракта, вырабатывающих секретор¬
ные вещества, хорошо развит органоид:
а) хлоропласт; б) клеточный центр;
в) ядро; г) комплекс Гольджи.
80. Клетки растений отличаются от клеток животных наличием:
а) хлоропластов и митохондрий;
б) митохондрий и рибосом;
в) ресничек и жгутиков;
г) пластид, целлюлозной оболочки и вакуолей с клеточным соком.
417
81. В детоксикации вредных веществ в клетке участвуют оргаиеллы:
1) эндоплазматический ретикулум;
2) лизосомы;
3) пероксисомы;
4) митохондрии;
5) комплекс Гольджи.
а) 1,3; 6)2,4; в) 3, 5; г) 2, 3.
82. Лизосомы содержат ферменты, которые:
а) регулируют процессы жизнедеятельности в клетке;
6) участвуют в расщеплении органических веществ, попавших в клетку
при эндоцитозе;
в) ускоряют реакции расщепления простых органических веществ до уг¬
лекислого газа и воды;
г) ускоряют реакции синтеза сложных органических веществ из неорга¬
нических.
83. Одной из функций лизосом является:
а) синтез РНК;
б) запасание углеводов;
в) саморазрушение клетки;
г) синтез ДНК.
84. Опорную функцию в клетке выполняют:
а) эндоплазматическая сеть;
б) комплекс Гольджи;
в) реснички и жгутики;
г) микрофиламенты, микротрубочки, промежуточные филаменты.
85. Из белка и РНК состоят органоиды:
а) центриоли; б) рибосомы;
в) митохондрии; г) эндоплазматический ретикулум.
86. Имеют собственную ДНК органоиды:
а) лизосомы; б) комплекс Гольджи;
в) рибосомы; г) митохондрии.
87. Полые цилиндры, состоящие из микротрубочек, участвующие
в формировании веретена деления клетки, — это:
а) реснички; б) центриоли;
в) микрофиламенты; г) промежуточные филаменты.
418
88. Какие клетки человека наиболее существенно различаются по
числу хромосом:
а) клетки соединительной и эпителиальной тканей;
б) мужские и женские половые клетки;
в) половые и соматические;
г) эпителиальной и нервной тканей?
89. Распределите приведенные вещества по соответствующим группам.
A. Полисахариды.
Б. Олигосахариды.
B. Шестиуглеродные моносахариды.
Г. Пятиуглеродные моносахариды.
1. Галактоза.
2. Гемицеллюлоза.
3. Гликоген.
4. Глюкоза.
5. Дезоксирибоза.
6. Крахмал.
7. Лактоза.
8. Мальтоза.
9. Пектин.
10. Хитин.
90. Отметьте клеточные структуры, не содержащие ДНК:
1) базальные тельца;
3) микротрубочки;
5) пластиды;
7) центриоли;
2) митохондрии;
4) микрофиламенты;
6) рибосомы;
8) ядро.
91. Внутренняя полужидкая среда клетки, в которой расположены
ядро и все органоиды, называется — ....
92. Внутреннее содержимое клетки, за исключением ядра, — это ... .
93. Наука, изучающая клетку как наименьшую живую систему, — ....
94. Тонкие белковые нити диаметром около 7 мм, содержащиеся
в гиалоплазме и состоящие из актина и других белков, — ... .
95. Наружный слой клеток животных, состоящий из олиго- и полиса¬
харидов, — ....
96. Процесс выведения из клетки продуктов жизнедеятельности и не¬
переваренных частиц — ....
97. Одномембранные органоиды, заполненные гидролитическими
ферментами, — ....
419
98. Перенос ионов через цитоплазматическую мембрану против гра¬
диента концентрации с затратой энергии называется ....
99. Структура, ограничивающая содержимое любой клетки от внеш¬
ней среды, — ....
100. Поступление веществ в клетку и выведение из нее по градиенту
концентрации — ... .
101. Самопереваривание клетки, вызываемое действием высвобож¬
денного содержимого лизосом, — ....
102. Складки внутренней мембраны митохондрий, увеличивающие
площадь их внутренней поверхности, — ... .
103. Система внутренних мембран хлоропластов, собранных в стопки
и содержащих световоспринимающие пигменты, — ....
104. Полые цилиндры, образованные микротрубочками и выполня¬
ющие функцию центров организации микротрубочек, — ....
105. Электронноплотная зона ядра, в которой осуществляются син¬
тез рРНК и сборка субъединиц рибосом, называется ....
106. Одномембранные структуры растительной клетки, заполненные
клеточным соком, — ... .
107. Двухмембранные органоиды растительной клетки, в которых
осуществляется вторичный синтез веществ, — ....
108. Органоиды растительной клетки, в которых откладываются за¬
пасные углеводы, — это ... .
Обмен веществ и энергии —
основа жизнедеятельности клетки
Совокупность химических реакций, происходящих в клетке (орга¬
низме), называется обменом веществ, или метаболизмом. В зависимости
от общей направленности процессов различают анаболизм и катаболизм.
Анаболизм — совокупность реакций синтеза сложных органиче¬
ских веществ из более простых (биосинтез белка, образование углеводов
из углекислого газа и воды в ходе фотосинтеза, синтез полисахаридов,
липидов, нуклеотидов, ДНК, РНК и других веществ).
420
Катаболизм — совокупность реакций, приводящих к образованию
более простых соединений из сложных (гидролиз полимеров до моно¬
меров, расщепление жиров и т. п.).
Синтез веществ в клетках живых организмов называют пластиче¬
ским обменом, а расщепление веществ, их окисление с последующим
синтезом АТФ — энергетическим обменом.
Главной особенностью пластического обмена растений является
то, что ведущее значение в нем имеет процесс фотосинтеза, продукты
которого (ассимилягы) — основа для синтеза всех других органиче¬
ских соединений растений, а также источник вещества и энергии для
большинства других живых организмов.
Фотосинтез — это процесс образования органического вещества из
углекислого газа и воды на свету в хлоропластах с выделением кислорода.
Суммарная реакция фотосинтеза:
6С02 + 6Н20 ->CeH120G + 602.
Ведущую роль в процессах фотосинтеза играют пигменты, способ¬
ные улавливать свет. Главный из них — хлорофилл, который встроен
во внутреннюю мембрану хлоропластов растительной клетки.
Процесс фотосинтеза представлен двумя последовательными фа¬
зами: световой и темповой. Световая фаза происходит только на свету
в мембранах тилакоидов гран при участии хлорофилла, фермента
АТФ-синтетазы, встроенных в мембрану тилакоидов и белков-пере-
носчиков. Темновая фаза осуществляется наряду со световой с ис¬
пользованием продуктов, образованных в световой фазе; место ее
прохождения — строма хлоропласта. Она характеризуется преобразо¬
ванием солнечной энергии, поглощенной хлорофиллом и другими
пигментами, сначала в электрохимическую энергию, а затем в энергию
макроэргических связей АТФ. Это достигается путем переноса элек¬
тронов и протонов с помощью специальных переносчиков через мем¬
брану тилакоидов. Выяснен этот процесс еще не до конца, но в общих
чертах его можно представить следующим образом.
1. Свет, попадая на молекулы хлорофилла, которые находятся
в мембранах тилакоидов гран, приводит их в возбужденное состояние.
В результате этого хлорофилл теряет электроны:
хлорофилл = хлорофилл + + е. .
2. Электроны передаются переносчиками на наружную, т. е. обра¬
щенную к матриксу, поверхность мембраны тилакоидов, где акцепти¬
421
руются (принимаются) коферментом НАДФ (никотинамидаденин-
динуклеотидфосфат), к которому присоединяются два протона из
матрикса. Образуется НАДФ-восстановленный (НАДФ • Н2):
НАДФ++2е +2Н+ = НАДФ Н2.
Связывание протонов приводит к формированию отрицательного
электрического поля вокруг тилакоидов.
3. Место вышедших электронов в молекулах хлорофилла заполня¬
ется электронами из молекул воды, находящейся внутри тилакоида.
Молекулы воды при этом разрушаются:
2Н20 -4е = 4Н+ + 02.
Этот процесс называется фотоокислением или фотолизом воды.
Благодаря фотолизу внутри тилакоида накапливаются протоны
и образуется молекулярный кислород, который диффундирует в атмо¬
сферу. Кислород является побочным продуктом реакций фотосинтеза.
Протоны водорода, образовавшиеся при фотолизе, не могут про¬
никнуть через мембрану тилакоида и накапливаются внутри его, соз¬
давая положительно заряженное электрическое поле.
4. По мере накопления по обе стороны мембраны противоположно
заряженных частиц нарастает разность потенциалов. При достижении
критической величины около 200 мВ начинает действовать протон¬
ный канал в молекулах фермента АТФ-синтетазы, которые встроены
в мембрану тилакоида. Через протонный канал ионы Н+ устремляются
в строму. На выходе из протонного канала создается высокий уровень
энергии, используемой для фосфорилирования молекул АДФ:
АДФ +ФН =АТФ.
Образовавшиеся молекулы АТФ участвуют в реакциях фиксации
углерода. Ионы водорода, оказавшиеся в строме, идут на восстановле¬
ние НАДФ.
Конечные продукты световой фазы:
а) 02 — диффундирует в атмосферу (побочный продукт);
б) НАДФ • Н2;
в) АТФ.
Темновая фаза (реакции фиксации углерода) — ряд последова¬
тельных преобразований С02, поступающего в лист, а затем в строму
хлоропласта при использовании атомов водорода (из НАДФ ■ Н2),
и АТФ, полученных в световой фазе и имеющихся в пластиде пятиуг¬
422
леродных сахаров, один из которых — рибулезодифосфат, является
акцептором С02. Ферменты связывают пятиуглеродный сахар с С02
с образованием соединений, которые последовательно восстанавлива¬
ются до шестиуглеродной молекулы глюкозы. Следовательно, конечным
продуктом темновой фазы является глюкоза, которая полимеризуется
в крахмал.
Биологическая роль фотосинтеза:
1) космическая (по Тимирязеву): создаются запасы солнечной энер¬
гии в зеленой массе, плодах, семенах, необходимых для питания орга¬
низмов, а также запасы торфа, нефти, газа, каменного угля;
2) кислород, выделяемый растениями, необходим для дыхания всего
живого;
3) часть кислорода преобразуется в озон, который защищает по¬
верхность Земли от жесткого ультрафиолетового излучения, губи¬
тельного для всего живого;
4) С02 поглощается из атмосферы, что обеспечивает поддержание
определенного его количества в воздухе.
Таким образом, автотрофные организмы, осуществляя фотосинтез,
обеспечивают существование всех живых организмов на Земле, созда¬
вая запас органических веществ для питания и кислород для дыхания.
Биосинтез белка. В клетках живого организма возможен особый
тип реакций — матричный синтез. Одна молекула — матрица, а другая
строится по ее программе. Редупликация ДНК, синтез всех типов
РНК и сборка молекул белка в соответствии со структурой иРНК —
все это примеры матричного синтеза, который всегда происходит при
участии нуклеиновых кислот.
Особенности матричного синтеза.
1) обеспечивает точность воспроизведения копии;
2) обеспечивает механизм стягивания компонентов к месту реак¬
ции, что ускоряет процесс;
3) доказывает свойство живого — воспроизведение себе подобных;
4) характерен для живых организмов.
Информация о всех белках данного организма, а следовательно,
обо всех его признаках и свойствах данного организма находится в генах.
Ген — функциональный участок молекулы ДНК, в котором закодиро¬
вана информация о первичной структуре белка. Информация о первич¬
ной структуре белков закодирована в виде генетического кода.
Генетический код — это свойственная организмам единая система
«записи» наследственной информации в молекулах нуклеиновых ки¬
слот в виде последовательности нуклеотидов.
423
Генетический код характеризуется следующими свойствами.
1. Код триплетеп: каждая из 20 видов аминокислот кодируется из¬
вестным сочетанием из трех последовательно расположенных нуклео¬
тидов, которое называется триплетом или кодоном. Таким образом,
триплет (кодон) является единицей генетического кода.
2. Код вырожден (избыточен): существует 64 (4‘) вида триплетов,
которыми кодируется 20 аминокислот. Это означает, что одна и та же
аминокислота может кодироваться несколькими триплетами (от 2 до 6).
Исключение составляют метионин и триптофан, которые кодируются
только одним триплетом: АУГ и УГГ (в иРНК).
Из 64 видов триплетов три (УАА, УАГ, УГА) не кодируют амино¬
кислот. Это стоп-кодоны; такой триплет останавливает работу рибо¬
сомы на иРНК во время трансляции.
3. Код является неперекрывающимся, т. е. один и тот же нуклеотид
не может входить одновременно в состав двух соседних нуклеотидов.
4. Код однозначен — каждый триплет кодирует только одну амино¬
кислоту.
5. Код не имеет знаков препинания. Это значит, что если произой¬
дет выпадение одного нуклеотида, то при считывании его место зай¬
мет ближайший нуклеотид из соседнего кодона, из-за чего изменится
порядок считывания.
6. Код универсален для всех живых организмов и вирусов: одинаковые
триплеты кодируют одинаковые аминокислоты.
Биосинтез белка включает два процесса: транскрипцию и трансляцию.
Транскрипция происходит в ядре. Транскрипция — это процесс пе¬
реписывания информации о первичной структуре белка с ДНК (с гена)
на иРНК. Молекула ДНК деспирализуется в определенном участке и на
одной из полинуклеотидных цепочек (на гене) синтезируется иРНК
по принципу комплементарное™, затем иРНК подвергается измене¬
ниям и выходит из ядра в цитоплазму через поровый комплекс. На
ДНК также синтезируется рРНК (входит в состав субъединиц рибосо¬
мы) и тРНК, которые выходят в цитоплазму.
Трансляция представляет собой сборку полипептидиой цепи из
аминокислот по «заданию иРНК» при участии рибосом. иРНК, вы¬
шедшая из ядра в цитоплазму, прикрепляется к рибосоме. Нить иРНК
проходит между большой и малой субъединицами рибосомы, а цепоч¬
ка вновь синтезированного полипептида оказывается в цистерне эндо¬
плазматического ретикулума.
Трансляция начинается со стартового кодона АУГ. От него моле¬
кула иРНК прерывисто продвигается через рибосомы, что сопровож¬
424
дается ростом полипептидной цепи на ее большой субъединице.
Число аминокислот в построенной молекуле белка будет соответство¬
вать числу триплетов иРНК. Доставку соответствующих аминокислот
к рибосоме осуществляют тРНК, имеющие форму «клеверного лис¬
та». На акцепторном конце тРНК находится активированная особым
ферментом и АТФ аминокислота, а на противоположной части моле¬
кулы расположены триплет (антикодон), ответственный за прикреп¬
ление по принципу комплементарности к определенному триплету
иРНК (кодону).
К малой субъединице рибосомы подходит тРНК, и антикодон тРНК
присоединяется водородными связями комплементарно к кодону
иРНК. Затем к следующему триплету иРНК подходит другая тРНК.
В рибосоме оказываются две аминокислоты, которые соединяются
пептидной связью. Первая тРНК, освобожденная от аминокислоты,
оставляет рибосому, а к образовавшемуся дипептиду присоединяются
следующие аминокислоты, принесенные в рибосомы своими тРНК.
Процесс синтеза белковой молекулы (полипептида) продолжается до тех
пор, пока в рибосоме не окажется один из кодонов (УАА, УАГ, УГА),
не кодирующих аминокислоты. После этого синтез белка прекращается.
Свободная рибосома распадается на две субъединицы, которые
уходят в цитоплазму. Другие рибосомы продолжают работать на этой
иРНК, собирая одинаковый белок. Скорость сборки одной молекулы
белка из 200-300 аминокислот 1-2 мин. Синтезированный полипеп¬
тид погружается в каналы ЭПР, где формируются вторичная и другие
структуры белка.
Для реакций синтеза белка необходимы АТФ и участие ферментов.
Последовательность реакций биосинтеза белка можно выразить
следующим образом:
ДНК (транскрипция) в ядре —> РНК (трансляция) в рибосоме —> белок.
Энергетический обмен: гликолиз, клеточное дыхание. Для про¬
цессов жизнеобеспечения клетки нужна энергия. Образование и нако¬
пление энергии, доступной клетке, происходят в процессе клеточного
дыхания. Исходными веществами для дыхания служат богатые энер¬
гией органические молекулы, на образование которых также затрачи¬
вается энергия. Однако ни сами органические вещества, ни продукты
их расщепления не могут непосредственно служить «топливом» для
протекания в клетке процессов. Потенциальная энергия органических
молекул должна быть высвобождена и переведена в пригодную для
425
использования форму — энергию макроэргических связей АТФ (адено-
зинтрифосфорной кислоты). Синтез АТФ происходит в результате ды¬
хательного обмена — системы множества строго регулируемых химиче¬
ских реакций. Существуют два типа дыхания — аэробное и анаэробное.
Энергетический обмен {диссимиляция) — совокупность реакций рас¬
щепления и окисления органических веществ с образованием энергии.
Протекает в три этапа: подготовительный, бескислородный и кисло¬
родный.
I. Подготовительный этап: крупные полимеры распадаются на мо¬
номеры, при этом энергия рассеивается в виде тепла:
белки —> аминокислоты;
липиды -» высшие карбоновые кислоты + глицерин;
углеводы (полисахариды) —» глюкоза.
Происходит в пищеварительной системе и цитоплазме клеток.
II. Бескислородный (анаэробный) этап осуществляется в гиало¬
плазме клеток. На данном этапе дыхательный субстрат подвергается
ферментативному расщеплению без участия кислорода. Примером та¬
кого процесса является гликолиз — многоступенчатое бескислородное
расщепление глюкозы. Суммарно гликолиз можно записать в следу¬
ющем виде:
СеН,20() + 2АДФ + 2Н;,Р04 + 2НАД -> 2С:,НИ03 + 2АТФ +
+ 2IIАД • Н2 + 2Н20. ииронииоградная
кислота
Полезный выход в энергетических реакциях этого этапа — две мо¬
лекулы АТФ (40 %), 60 % энергии рассеивается в виде тепла.
III. Кислородный (аэробный) этап протекает в митохондриях, куда
проникают продукты гликолиза; пировиноградная кислота подверга¬
ется расщеплению:
2С;,Н403 + 6Н20 +8НАД +2ФАД ->6С02 +811АД ■ Н2 +
+2ФАД • Н2 + 2АТФ.
Углекислый газ выделяется из митохондрий в окружающую среду.
Атомы водорода, акцептированные НАД и ФАД, включаются в цепь
реакций, конечный результат которых — синтез АТФ.
Последовательность реакций:
1) атомы водорода Н отщепляются от НАД ■ Н2 и ФАД • Н2 и посту¬
пают во внутреннюю мембрану митохондрий (кристы) с помощью мо-
лекул-переносчиков, где окисляются (теряют электрон) Н -эе+ Н+;
426
2) протоны выносятся переносчиками на наружную поверхность
мембраны крист, накапливаются в межмембранном пространстве, об¬
разуя протонный резервуар;
3) электроны, отщепившиеся от атомов водорода, перемещаются во
внутренней мембране крист по цепи дыхательных ферментов, отдают
постепенно свою энергию и в конце пути присоединяются к кислоро¬
ду, который постоянно поступает в митохондрию; атомы кислорода
при этом приобретают отрицательный заряд: ()2 + 2е -э 2023
4) энергия электронов используется для того, чтобы между наруж¬
ной и внутренней мембраной митохондрий постоянно накапливались
протоны; когда разность потенциалов на внутренней мембране достиг¬
нет 200 мВ, начинает действовать протонный канал в молекулах фер¬
ментов АТФ-синтетазы, которые встроены во внутреннюю мембрану;
5) через протонный канал протоны устремляются обратно в мат¬
рикс митохондрий и создают высокий уровень энергии, большая часть
которой идет на синтез АТФ из АДФ и ФН, а протоны соединяются
с отрицательно заряженным кислородом, образуя воду — второй ко¬
нечный продукт клеточного дыхания: 2Н+ + О2 -> Н20.
Таким образом, 02, поступивший в митохондрии, необходим для
присоединения электронов, а затем и Н+. При отсутствии 02 процесс
в митохондриях прекращается, так как электрон-транспортная цепь
перестает функционировать.
Образование АТФ — главная цель энергообмена. АТФ образуется
путем присоединения к уже имеющейся в клетке АДФ третьей моле¬
кулы фосфорной кислоты, т. е. происходит фосфорилирование АДФ
до АТФ. А так как фосфорилирование протекает с участием кислорода,
то оно называется окислительным. Энергообмен может происходить
только в целых митохондриях, где сопряжены процессы окисления
и фосфорилирования.
Суммарная реакция бескислородного и кислородного этапов:
C(iH)20(i + 602 + 6Н20 + 38АД Ф + 38ФН -> 38 АТФ + 6С02 + 12Н20.
При распаде одной молекулы глюкозы высвобождается энергии
200 кДж/моль, КПД процесса дыхания в митохондриях составляет
55 %, остальная энергия рассеивается в виде тепла.
427
Знай основные термины и понятия
Обмен веществ (метаболизм), анаболизм, катаболизм, пластический об¬
мен, энергетический обмен, биосинтез белка, генетический код, свойства гене¬
тического кода (гриплетность, множественность, неперекрываемость, одно¬
значность, непрерывность, универсальность), ген, рибосомы, транскрипция,
трансляция, инициирующие и терминирующие триплеты, полисома, кодон,
антикодон, реакции матричного синтеза, фотосинтез, авто- и гетеротрофы,
пластиды, хлоропласты, тилакоиды, строма, граны, хлорофилл, каротиноиды,
лейкопласты, хромопласты, фазы фотосинтеза, фотосистема, антенный ком¬
плекс, фотоокисление, или фотолиз воды, хемиосмос, электрохимический
мембранный потенциал, АТФ-синтетаза, НАДФ, цикл Кальвина, хемосинтез;
клеточное дыхание, митохондрии, перимитохондриальное пространство, кристы,
матрикс, аэробное дыхание, гликолиз, НАД, ФАД, анаэробное дыхание, мо¬
лочнокислое брожение, спиртовое брожение.
Вопросы для самоконтроля
1. Что называют обменом веществ?
2. Что такое анаболизм и катаболизм, пластический й энергетиче¬
ский обмен? Как они связаны между собой?
3. Что такое генетический код? Каковы свойства генетического кода?
4. Что такое транскрипция? Каковы основные этапы транскрипции?
5. Что представляет собой трансляция? Где осуществляется этот
процесс? Каков механизм трансляции?
6. Какие выделяют фазы фотосинтеза? Какие процессы происходят
в каждой из фаз? Какие продукты образуются в результате свето¬
вой фазы?
7. Какова роль хлорофиллов в фотосинтезе?
8. Какова роль фотосинтеза в природе?
9. В чем состоит принципиальное отличие хемосинтеза от фотосинтеза?
10. В чем заключается сущность клеточного дыхания? Каковы этапы
и механизм этого процесса?
11. Что такое гликолиз? Каков энергетический выход гликолиза?
12. Какова роль кислорода в клеточном дыхании?
13. Каков механизм процесса брожения?
428
Тренировочные задания
1. Участок молекулы ДН К, содержащий информацию о последователь¬
ности расположения аминокислот в полипептйдной цепи, называют:
а) триплет; б) кодон;
в) антикодон; г) ген.
2. Транскрипция — это процесс:
а) синтеза молекулы иРНК на ДЫК;
б) переноса молекул иРНК к месту синтеза белка;
в) переноса аминокислот к месту синтеза белка;
г) синтеза белка по иДНК.
3. В клетках эукариот подвергается сплайсингу:
а) ДНК; б) иРНК;
в) рРНК; г) тРНК.
4. Сплайсинг — это:
а) процесс объединения субъединиц рибосом;
б) процесс удаления участков иРНК, соответствующих интронам в генах
эукариот;
в) процесс объединения фрагментов ДНК в единую молекулу.
5. Аминокислота присоединяется к тРНК:
а) аминогруппой к З'-концу;
б) аминогруппой к 5'-концу;
в) карбоксильной группой к З'-концу;
г) карбоксильной группой к 5'-концу.
6. Какое из перечисленных заключений о кодоне является неверным:
а) состоит из трех нуклеотидов;
б) является основной единицей генетического кодона;
в) одной аминокислоте может соответствовать несколько кодонов;
г) расположены на тРНК;
д) одному кодону не может соответствовать несколько аминокислот?
7. Интроны — это:
а) инициирующие кодоны;
б) некодирующие участки гена, которые удаляются путем сплайсинга на
уровне иРНК;
в) уникальные последовательности гена;
г) терминирующие кодоны.
429
8. Соединение аминокислот в полипептидную цепь в процессе био¬
синтеза белка происходит:
а) в ядре; б) в лизосомах;
в) на рибосомах; г) на мембранах комплекса Гольджи.
9. Среди перечисленных триплетов отметьте терминирующие:
а) УАА, УАГ, УГА;
б) АУГ, УГГ, УГЦ;
в) ААА, ААГ, ГАА.
10. Трансляцией называют процесс:
а) переписывания генетической информации с ДНК на иРНК;
б) синтез молекулы полипептида на иРНК в рибосоме;
в) перенос аминокислот с помощью тРНК к месту синтеза полипептида;
г) транспорт белковых молекул от ЭПС к комплексу Гольджи.
11. Каким образом происходит взаимодействие между антикодоном
тРНК и соответствующим кодоном иРНК:
а) с участием фермента аминоацил-тРПК-синтетазы;
б) посредством разности заряда иРНК (заряжена отрицательно) и тРНК
(заряжена положительно);
в) посредством гидрофобного взаимодействия;
г) путем образования ковалентных связей с помощью ГТФ;
д) посредством образования водородных связей?
12. Если в состав белковой молекулы входят 102 аминокислоты, то
в кодирующей части гена число нуклеотидных пар равно:
а) 102; б) 204; в) 306; г) 51.
13. Если в состав белковой молекулы входит 124 аминокислоты, то
число кодирующих триплетов в молекуле РНК будет равно:
а) 124; б) 372; в) 248; г) 62.
14. Если в состав кодирующей части молекулы иРНК входит 306 нук¬
леотидов, то на этой РНК будет синтезирован полипептид, со¬
стоящий из аминокислот:
а) 102; б) 204; в) 306; г) 918.
15. Если считать, что одна аминокислота в белке весит примерно
100 Да, то как много нуклеотидов присутствует в иРНК, кодиру¬
ющей полипептид с молекулярной массой 27 000 Да:
а) 270; б) 810;
в) 1620; г) нет верного ответа?
430
16. Число нуклеотидов в иРНК, соответствующей молекуле инсули¬
на, которая состоит из 21 аминокислотного остатка, составляет:
а) 106; б) 78; в) 63; г) 21.
17. Какой антикодон тРНК будет соответствовать триплету ДЫК
с последовательностью нуклеотидов ТЛЦ;
а) УАУ; б) ЦЦА; в) УАЦ; г) АТГ?
18. Если часть гена, кодирующая белок, содержит 3300 пар основа¬
ний, то число аминокислот в молекуле белка будет равно:
а) 6600; б) 3300; в) 1650; г) 1100.
19. Выберите последовательность органелл, вовлеченных в синтез и се¬
крецию модифицированных белков в эукариотичческих клетках:
а) рибосома, эндоплазматический ретикулум, комплекс Гольджи, плаз¬
малемма;
б) рибосома, комплекс Гольджи, эндоплазматический ретикулум, нлаз-
малемма;
в) ядро, митохондрия, рибосома, комплекс Гольджи, плазмалемма;
г) рибосома, эндоплазматический ретикулум, комплекс Гольджи, лнзо-
сома, плазмалемма.
20. Установите последовательность этапов биосинтеза белка:
1) трансляция;
2) перенос иРЫК в цитоплазму;
3) перенос аминокислот к месту синтеза белка;
4) транскрипция;
5) связывание свободных аминокислот с тРНК;
6) созревание белка;
7) связывание иРНК с рибосомами.
а) 4—>2—> 7 ■ -э 5 —>3—> 1 —эб;
б) 1 -» 2 -» 3 -»4 -» 5 -» 6 -» 7;
в) 5—эЗ—>2—э1—>7 —> 4 -э 6;
г) 5 —> 7 —э 3 —^ 2 —> 1 —> 4 —> 6.
21. Организмы, синтезирующие необходимые им органические веще¬
ства за счет энергии света:
а) автотрофы; б) гетеротрофы;
в) хемотрофы; г) фототрофы.
22. Процесс фотосинтеза протекает в:
а) лейкопластах; б) хлоропластах;
в) хромопластах; г) цитоплазме;
д) ядре.
431
23. Фотосиитетические пигменты в хлоропластах находятся в:
а) наружной оболочке хлоропласта;
б) строме хлоропласта;
в) мембранах тилакондов граны;
г) мембранах тилакондов стромы.
24. Хлорофилл поглощает из солнечного спектра преимущественно
лучи;
а) красные;
б) синефиолетовые;
в) красные и синефполетовые;
г) синефполетовые и зеленые.
25. Световая фаза фотосинтеза протекает:
а) в строме;
б) на мембранах тилакондов;
в) на внешней мембране хлоропластов;
г) на мембранах ЭГ1Р;
д) в оболочке клетки.
26. Фотолиз воды в клетке происходит в процессе:
а) гликолиза;
б) хемосинтеза;
в) световой фазы фотосинтеза;
г) темповой фазы фотосинтеза.
27. В ходе фотосинтеза АТФ образуется в:
а) световой фазе;
б) темповой фазе;
в) световой и темповой фазе;
г) в ходе фотосинтеза АТФ не образуется.
28. Конечными продуктами световых реакций фотосинтеза являются:
а) АТФ, вода, кислород;
б) АТФ, углеводы, кислород;
в) НАДФ ■ Н2, АТФ и кислород;
г) НАДФ • Н2, АТФ и углеводы.
29. Во время фотосинтеза происходит образование молекулярного
кислорода. Этот процесс осуществляется:
а) в световой фазе;
б) в темповой фазе;
в) постоянно;
г) образование молекулярного кислорода растениями не связано с фото¬
синтезом.
432
30. Источником кислорода, образующегося в ходе фотосинтеза, является:
а) вода; б) НАДФ;
в) углекислый газ; г) органические вещества клетки.
31. Побочным продуктом фотосинтеза является:
а) ЛТФ; б) НАДФ;
в) глюкоза; г) кислород.
32. Роль световых реакций фотосинтеза в основном заключается в:
а) разложении воды;
б) образовании молекулярного кислорода;
в) образовании НАДФ ■ Н2 и АТФ;
г) образовании НАДФ+ и АДФ.
33. В гемновой фазе фотосинтеза происходит:
а) окисление и восстановление молекул хлорофилла;
б) фотоокисление воды;
в) образование НАДФ • Н2;
г) образование АТФ;
д) восстановление С02.
34. Какие из веществ, образующихся в процессе фотосинтеза, необхо¬
димы для восстановления С02 в углеводы:
а) С02 и И20; б) АТФ и НАДФ • Н2;
в) АТФ и Н20; г) 02 и НАДФ • Н2?
35. Реакции темповой фазы фотосинтеза протекают:
а) в строме хлоропластов; б) внутри тилакоидов;
в) на мембранах тилакоидов; г) в цитоплазме.
36. Конечными продуктами темповой стадии фотосинтеза являются,
кроме триозофасфата и неорганического фосфата:
а) глюкоза, кислород и АДФ;
б) глюкоза, НАДФ+ и АДФ;
в) НАДФ+, кислород, АТФ;
г) глюкоза и АТФ.
37. Первичный крахмал у покрытосеменных образуется в:
а) амилопластах; б) лейкопластах;
в) хлоропластах; г) хромопластах.
38. В биосинтезе каких веществ принимает участие глицеральдегид-
3-фосфат из цикла Кальвина в хлоропластах:
а) жирных кислот; б) глицерола;
в) глюкозы; г) аминокислот;
д) всех перечисленных?
433
39. При повышении концентрации углекислого газа в атмосфере
и увеличении температуры выше 35 °С интенсивность фотосинтеза:
40. Сахарный тростник, кукуруза, сорго обладают С 4 - ф о т о с и п т е з о м.
Такие растения обладают определенным преимуществом по срав¬
нению с растениями с С;!-фотосинтезом:
а) требуют меньше света для фотосинтеза;
б) фотосинтез может проходить при более низких концентрациях угле¬
кислого газа в воздухе;
в) требуют для фотосинтеза меньшего количества воды;
г) фотосинтез может проходить при более низких температурах.
41. Энергия для поддержания процессов жизнедеятельности орга¬
низмов высвобождается в:
а) пищеварительной системе; б) дыхательной системе;
в) кровеносной системе; г) каждой клетке тела.
42. Процессы окисления органических веществ происходят в орга-
неллах клетки;
а) рибосомах;
б) митохондриях;
в) эндоплазматическом ретикулуме;
г) аппарате Гольджи.
43. Гликолиз — это процесс бескислородного расщепления:
а) белков до аминокислот;
б) глюкозы до пировиноградной кислоты;
в) крахмала до глюкозы;
г) липидов до высших карбоновых кислот и глицерина.
44. Гликолиз в клетке осуществляется в:
а) цитоплазме; б) лизосомах;
в) митохондриях; г) комплексе Гольджи.
45. Ферменты гликолиза локализованы:
а) в цитоплазме;
б) в матриксе митохондрий;
в) на кристах митохондрий;
г) на мембранах эндоплазматического ретикулума.
а) умеренно возрастает;
в) снижается;
б) значительно возрастает;
г) не изменяется.
434
46. Для осуществления гликолиза необходимы:
а) глюкоза, 02;
б) глюкоза, АТФ, НАД+, АДФ, Ф„;
в) глюкоза, АТФ, 02;
г) пировиноградная кислота, АДФ, Ф„.
47. Энергетическим выходом гликолиза является образование двух
молекул:
а) пировиноградной кислоты; б) молочной кислоты;
в) АТФ; г) этилового спирта.
48. Чистый выход энергии в виде АТФ в ходе гликолиза при расщеп¬
лении одной молекулы глюкозы составляет:
а) 2; б) 4; в) 36; г) 38.
49. При аэробном дыхании пировиноградная кислота расщепляется до:
а) углекислого газа и воды;
б) этилового спирта и углекислого газа;
в) молочной кислоты и углекислого газа;
г) молочной кислоты, этилового спирта и углекислого газа.
50. Реакции цикла Кребса происходят в:
а) митохондриях; б) гиалоплазме;
в) хлоропластах; г) ядре;
д) на шероховатой эндоплазматической сети.
51. Ферменты дыхательной цепи, обеспечивающие протекание реак¬
ций окислительного фосфорилирования, расположены:
а) в матриксе митохондрий;
б) на наружной мембране митохондрий;
в) на внутренней мембране митохондрий;
г) в лизосомах.
52. Наиболее эффективной стадией дыхания является:
а) гликолиз;
б) окислительное декарбоксилирование;
в) цикл Кребса;
г) электрон-транспортная цепь.
53. Результатом окислительного фосфорилирования является обра¬
зование:
а) глюкозы, АТФ и 02; б) АТФ, С02 и Н20;
в) белков и углеводов; г) НАДФ • Н2, ФАД ■ Н2.
435
54. Заключительный этап клеточного дыхания протекает в:
а) цитоплазме; б) митохондриях;
в) ядре; г) лизосомах.
55. Кислородный этап клеточного дыхания осуществляется в;
а) цитоплазме; б) митохондриях;
в) хлоропластах; г) лизосомах.
56. Конечными акцепторами электронов, отщепляемых от атомов во¬
дорода в ходе клеточного дыхания, являются молекулы:
а) воды;
б) кислорода;
в) пировиноградной кислоты;
г) углекислого газа.
57. Молочная кислота образуется в процессе:
1) темновой фазы фотосинтеза;
2) гликолиза в мышцах при недостатке кислорода;
3) цикла Кребса;
4) фотодыхания;
5) скисания молока;
6) квашения капусты.
а) 1,2,3; 6)4, 5,6; в) 2, 3, 5; г) 2, 5, 6; д) 1,3,4.
58. Наибольшее количество энергии выделяется в процессе:
а) гликолиза;
б) гидролиза крахмала;
в) окислительного фосфорилирования;
г) фотолиза воды.
59. Наибольшее количество энергии запасается в форме АТФ в реак¬
циях:
а) гликолиза;
б) окислительного декарбоксилирования;
в) цикла Кребса;
г) окислительного фосфорилирования.
60. При полном окислении белки распадаются до:
а) пептидов; б) аминокислот;
в) С02, Н20, NH3; г) СО(1ЧН2)2.
436
61. Источником атомов кислорода, участвующих в образовании воды
на конечном этапе окислительного фосфорилирования (называ¬
емом также конечным окислением), является:
а) глюкоза;
б) диоксид углерода;
в) пировиноградная кислота;
г) молекулярный кислород.
62. Установите последовательность этапов клеточного дыхания;
а) окислительное декарбоксилирование — гликолиз — цикл Кребса —
электрон-транспортная цепь;
б) гликолиз — цикл Кребса — окислительное декарбоксилирование —
электрон-транспортная цепь;
в) электрон-транспортная цепь — гликолиз — окислительное декарбок¬
силирование — цикл Кребса;
г) гликолиз — окислительное декарбоксилирование — цикл Кребса —
электрон-транспортная цепь.
63. Конечными продуктами спиртового брожения являются;
а) спирт, молочная кислота, АТФ;
б) молочная кислота и АТФ;
в) вода и СО2;
г) спирт, АТФ, С02, Н20.
64. В клетках эукариот в процессах дыхания и фотосинтеза участвуют
мембраны митохондрий и хлоропластов. Какие структуры участ¬
вуют в этих процессах у прокариот:
а) нуклеоид;
б) цитоплазма;
в) вакуоли;
г) цитоплазматическая мембрана;
д) рибосомы?
65. При голодании, зимней спячке запасенные энергетические мате¬
риалы расходуются в последовательности:
а) углеводы, жиры, белки;
б) жиры, белки, углеводы;
в) жиры, углеводы, белки;
г) белки, углеводы, жиры.
437
66. Отнесите перечисленные процессы, протекающие в живых орга¬
низмах, к анаболизму или катаболизму.
А. Анаболизм. 1. Образование аминокислот в пищеварительном
Б. Катаболизм. тракте.
2. Образование глюкозы из гликогена.
3. Образование глюкозы в ходе фотосинтеза.
4. Расщепление жиров в процессе пищеварения.
5. Синтез холестерина в клетках печени.
6. Образование глюкозы из крахмала в семенах во
время прорастания.
7. Окисление глюкозы в ходе клеточного дыхания.
67. Установите последовательность этапов фотосинтеза:
1) образование глюкозы;
2) синтез АТФ;
3) образование НАДО • Н2;
4) фотолиз воды;
5) восприятие света хлорофиллом;
6) потеря молекулой хлорофилла электронов,
а) 5,4, 6,2, 1,3; б) 5, 4, 3, 6, 1, 2;
в) 4,5, 6,2,3,1; г) 5, 6,4, 3,2, 1.
68. Установите соответствие между фазами фотосинтеза и происхо¬
дящими процессами.
А. Световая фаза.
Б. Темповая фаза.
1. Возбуждение молекул хлорофилла.
2. Восстановление молекул хлорофилла.
3. Перенос Н+ и е“ через мембрану тилакоида.
4. Образование НАДФ • Н2.
5. Образование АТФ.
6. Образование свободного кислорода.
7. Синтез углеводов.
8. Фотолиз воды.
9. Цикл Кальвина.
69. Установите последовательность этапов энергетического обмена:
1) окисление пировиноградной кислоты до углекислого газа и воды;
2) поступление субстратов дыхания в клетку;
3) расщепление биополимеров до мономеров;
4) синтез двух молекул АТФ;
5) расщепление глюкозы до пировиноградной кислоты;
6) синтез 36 молекул АТФ.
а) 3,2, 5,4, 1,6; б) 2, 3, 6, 5, 4,1;
в) 3,2, 1,4, 5, 6; г) 5,6,3, 4,2,1.
438
70. Отметьте структурные элементы клетки, в которых сосредоточе¬
ны цепи переноса электронов:
1) наружная мембрана митохондрий;
2) внутренняя мембрана митохондрий;
3) наружная мембрана хлоропластов;
4) внутренняя мембрана хлоропластов;
5) цитоплазматическая мембрана эукариот;
6) цитоплазматическая мембрана прокариот;
7) мембрана эндоплазматического ретикулума.
а) 1,2,3; б) 2,4,6; в) 1,3,5; г) 5, 6, 7.
71. Совокупность реакций синтеза в клетке высокомолекулярных ор¬
ганических соединений, сопровождающихся затратой энергии,
называется ....
72. Совокупность реакций, которые ведут к образованию простых со¬
единений из более сложных, ■—....
73. Совокупность химических реакций, осуществляемых в клетках
живых организмов, — ....
74. Первичная структура всех белков клетки зашифрована в составе
молекул ....
75. Участок молекулы тРНК из трех нуклеотидов, комплементарно
связывающийся с определенным участком иРНК в ходе синтеза
белка, есть ....
76. Процесс перевода генетической информации, записанной на иРНК,
в структуру белковой молекулы, синтезируемой на рибосомах при
участии тРНК, называется ... .
77. Комплекс из 5-70 рибосом, связанных одной молекулой иРНК, —
это ....
78. Процесс синтеза РНК на ДНК, осуществляющийся как первый
этап реализации генетической информации, — ... .
79. Акцептором углекислого газа в темповых реакциях фотосинтеза
служит ....
80. Установлено, что в образце ДНК содержится 150 адениловых нук¬
леотидов, что составляет 30 % от общего количества нуклеотидов
этого образца. Определите количественный состав нуклеотидов
данной молекулы ДНК.
439
81. Исследования показали, что в иРНК содержится 34 % гуанина,
18 % урацила, 28 % цитозина, 20 % аденина. Определите процент¬
ный состав оснований в соответствующем участке ДНК.
82. Укажите последовательность нуклеотидов в обеих цепочках фраг¬
мента молекулы ДНК, если известно, что иРНК, синтезированная
на этом участке, имеет вид ЦАЦААЦГГАГУУУУГ.
83. Запишите участок молекулы иРНК, синтезируемой в ядре, если
известно, что нетранскрибируемая цепь ДНК, с которой считыва¬
ется информация, имеет следующий вид: З'ЦТГТАЦЦАТГЦАЗ'.
84. Одна цепь участка ДНК, выделенной из кишечной палочки, имеет
такую последовательность нуклеотидов: 5ТТАГЦЦТАЦЦЦАЗ'.
С этой ДНК транскрибируется иРНК, причем матрицей служит
комплементарная цепь. Какова будет последовательность иРНК?
85. День участка ДНК имеет вид АТГГЦЦТЦГГААЦАТ. Запишите
последовательность нуклеотидов в молекуле иРНК, если извест¬
но, что транскрипция осуществляется с комплементарной цепи.
Сколько аминокислот закодировано в данной цепи?
86. Участок молекулы иРНК имеет вид ГУУ АЦУ ЦЦУ УГУ ПТ
У А А. Сколько аминокислот закодировано в этой последователь¬
ности?
87. Белок мышц миоглобин состоит из одной цепи, включающей
155 аминокислот. Какова длина участка молекулы ДНК, если из¬
вестно, что расстояние между соседними нуклеотидами составляет
3, 4 Е?
Воспроизведение клетки
Клеточный цикл. Новые клетки возникают в результате деления
надвое уже существующих. Если делится одноклеточный организм, то
из него образуются два новых. Многоклеточный организм также начи¬
нает развитие с одной клетки. Путем многократных делений образуется
огромное количество клеток, которые и составляют организм. Значит,
деление клеток обеспечивает непрерывность жизни.
440
Клеточный (жизненный) цикл — это период существования клетки
от момента ее образования путем деления материнской клетки до соб¬
ственного деления или смерти.
Митотический цикл — совокупность последовательных и взаимо¬
связанных процессов, происходящих в клетке в период подготовки ее
к делению и в период деления.
У одноклеточных организмов клеточный цикл совпадает с жизнью
особи. А у таких клеток, как нервные и мышечные, в клеточном цикле
нет митотического. Эти клетки не делятся и функционируют на про¬
тяжении всей жизни организма.
В непрерывно размножающихся клетках тканей (костный мозг,
эпителий кишечника) клеточный цикл совпадает с митотическим
и включает интерфазу — период жизнедеятельности клетки между
двумя делениями и само деление.
События, происходящие в интерфазе
Название периода,
время его протекания
Основные процессы,
содержание генетического материала
1. Постмитотический (G|) —
от нескольких часов до не¬
скольких десятилетий
Рост клетки, синтез РНК, АТФ и белка,
особенно ферментов, воссоздание и образо¬
вание цитоплазматических структур
Генетическая информация 2и2с (каждая
хромосома состоит из одной хроматиды)
2. Синтетический (S) — от не¬
скольких минут до 6-12 ч
Репликация ДЫК. Содержание генетиче¬
ской информации — 2пАс; набор хромосом
остается прежним, но каждая хромосома
состоит из двух хроматид, так как произо¬
шло удвоение наследственного материала
3. Премитотический (G2) —
3-4 ч
Завершение подготовки клетки к делению,
активный синтез иРНК, белков, особенно
тех, из которых образуются трубочки вере¬
тена деления. Содержание генетической
информации — 2п2хрАс. Накопление энер¬
гии, удвоение центриолей
Далее наступает деление клетки.
Митоз (непрямое деление) — основной способ деления клеток эу¬
кариотов — протекает в несколько стадий, характеризуется образова¬
нием хромосом и веретена деления. Митоз впервые наблюдал русский
ученый И. Д. Чистяков в 1874 г. Длится митоз от 0,5 до 3 ч и занимает
1 /25 времени всего митотического цикла.
441
В митозе выделяют профазу, метафазу, анафазу и телофазу.
Профаза — первая фаза митоза. Ядро набухает, хромосомы спи¬
рально закручиваются, в результате чего укорачиваются и утолщаются.
Хромосомы двойные — состоят из двух хроматид. Исчезает ядрышко,
фрагментируется ядерная оболочка. Центриоли расходятся к полю¬
сам клетки. В конце профазы начинает образовываться веретено деле¬
ния, которое формируется из микротрубочек. Генетическая инфор¬
мация — 2пАс.
Метафаза — вторая фаза митоза. Нити веретена деления прикреп¬
ляются к центромерам. Хромосомы располагаются на экваторе клетки
и образуют метафазную пластинку. Генетическая информация — 2пАс.
Анафаза — третья фаза митоза. Центромеры делятся, и из каждой
удвоенной в интерфазе хромосомы образуются две отдельные, совер¬
шенно идентичные дочерние хромосомы. Они начинают расходиться
к полюсам с помощью микротрубочек. Хромосомы двигаются цен¬
тромерами вперед. Генетическая информация — 2п2с (у каждого по¬
люса клетки).
Телофаза — четвертая фаза митоза. Хромосомы перестают двигать¬
ся, теряют свою форму за счет деспирализации, набухают и становятся
плохо различимыми в микроскоп. Вокруг хромосом у каждого полюса
формируется ядерная оболочка. Разрушается веретено деления, возни¬
кают ядрышки. Деление клетки завершается цитокинезом — делением
цитоплазмы, в результате чего образуются дочерние клетки. Генети¬
ческая информация — 2п2с.
Таким образом, при митозе из одной диплоидной клетки образуются
две дочерние клетки с тем же набором хромосом. Биологический смысл
митоза — строго одинаковое распределение между дочерними клетка¬
ми материальных носителей наследственной информации — молекул
ДНК, входящих в состав хромосом материнской клетки. Благодаря
этому сохраняется преемственность в ряду поколений. Митоз обеспе¬
чивает эмбриональное развитие и рост организмов, восстановление
органов и тканей после повреждения, бесполое размножение.
Мейоз и его биологическое значение. Эго особый тип деления
клеток, который сопровождается редукцией (уменьшением) числа хро¬
мосом по сравнению с материнской клеткой в 2 раза.
Мейоз впервые открыл В. Флемминг в 1882 г. у животных и Э. Страс-
бургер в 1888 г. — у растений.
Мейоз включает два деления: первое — редукционное, второе —
уравнительное. Каждое деление проходит четыре фазы: профазу, ме¬
442
тафазу, анафазу и телофазу. Перед началом мейоза каждая хромосома
реплицируется (удваивается): в ядре содержится 2п хромосом, а коли¬
чество ДНК — Ас.
Первое мейотическое деление — редукционное, сопровождается умень¬
шением числа хромосом вдвое.
Профаза I: спирализация хромосом, сближение гомологичных хро¬
мосом одинаковыми участками — конъюгация (в митозе нет). В ре¬
зультате конъюгации образуются хромосомные пары — биваленты. Во
время конъюгации может произойти обмен участками гомологичных
хромосом — кроссинговер (обмен информацией), увеличивающий ком-
бинативную изменчивость. После конъюгации гомологичные хромосо¬
мы несколько расходятся, образуется веретено деления, разрушается
ядерная оболочка.
Метафаза I: нити веретена деления прикрепляются к центромерам
хромосом, биваленты устанавливаются на экваторе клетки.
Анафаза Г. гомологичные хромосомы (а не хроматиды) расходятся
к полюсам клетки, при этом к каждому полюсу отходит гаплоидный
набор хромосом (каждая хромосома состоит из двух хроматид).
Телофаза I короткая: у полюсов деления собирается гаплоидный
набор хромосом, в котором каждый вид хромосом представлен уже не
парой, а одной хромосомой, состоящей из двух хроматид. Восстанав¬
ливается ядерная оболочка, после чего материнская клетка делится на
две дочерние.
Второе мейотическое деление называют митозом мейоза, но, в от¬
личие от митоза, клетки, вступившие в него, имеют гаплоидный набор
хромосом. Интерфаза перед вторым делением отсутствует, удвоение
ДНК не происходит.
Профаза II: короткая, так как хромосомы спирализованы еще в пер¬
вом делении.
Метафаза II: хромосомы располагаются на экваторе клетки и взаи¬
модействуют с веретеном деления.
Анафаза II: происходит разделение центромер, и каждая хроматида
становится самостоятельной хромосомой. Хромосомы направляются
к полюсам клетки.
Телофаза II: завершается расхождение дочерних хромосом к полю¬
сам; наступает деление клеток: из двух гаплоидных клеток образуются
четыре гаплоидные дочерние. Таким образом, в результате мейоза из
одной диплоидной клетки образуются четыре клетки с гаплоидным
набором хромосом.
443
С помощью мейоза образуются гаметы и споры. В результате умень¬
шения хромосомного набора в каждую гаплоидную гамету (или спору)
попадает по одной хромосоме из каждой пары хромосом, имеющихся
в данной клетке. При оплодотворении организм нового поколения по¬
лучит также диплоидный набор хромосом, т. е. кариотип остается в ряду
поколений постоянным.
Биологическое значение мейоза:
1) поддерживает определенное и постоянное число хромосом во
всех поколениях каждого вида;
2) обеспечивает появление разнообразного и разнокачественного
потомства при половом размножении (благодаря кроссинговеру, неза¬
висимому расхождению гомологичных хромосом в анафазе 1 и свобод¬
ному сочетанию гамет при оплодотворении).
Сходство митоза и мейоза:
1) имеют одинаковые фазы (профаза, метафаза, анафаза, телофаза);
2) перед обоими делениями происходит самоудвоение хромосом,
редупликация ДНК, клетка проходит подготовительный этап;
3) распространены у всех живых организмов (кроме прокариотов).
Различия'.
Митоз
Мейоз
1) Одно деление;
2) образуются соматические клетки;
3) ДНК удваивается перед каждым
делением;
4) в профазе парные хромосомы не
притягиваются друг к другу;
5) в метафазе выстраиваются по эк¬
ватору удвоенные хромосомы;
6) в анафазе к полюсам клетки рас¬
ходятся хроматиды;
7) в телофазе дочерние клетки со¬
храняют диплоидный набор хромо¬
сом (2п), и каждая хромосома состо¬
ит из одной хроматиды;
8) интерфаза перед митозом продол¬
жительная, в 5-периоде происходит
удвоение ДНК.
1) Два деления (1 — редукционное;
2 — уравнительное);
2) образуются половые клетки, спо¬
ры;
3) ДНК удваивается один раз перед
первым делением;
4) в профазе I пары гомологичных
хромосом конъюгируют, происходит
кроссинговер;
5) в метафазе I выстраиваются пары
гомологичных хромосом;
6) в анафазе I к полюсам клетки рас¬
ходятся гомологичные хромосомы;
7) в телофазе I образуются дочер¬
ние клетки с гаплоидным числом
хромосом п ив каждой хромосоме
две хроматиды;
8) интерфаза между I и II деления¬
ми короткая, ДНК не удваивается.
444
Знай основные термины и понятия
Клеточный, или жизненный, цикл, митотический цикл, интерфаза, митоз,
фазы митоза (профаза, метафаза, анафаза, телофаза), прямое бинарное деле¬
ние, мейоз, конъюгация хромосом, биваленты, кроссинговер.
Вопросы для самоконтроля
1. Что такое митотический цикл?
2. Из каких периодов состоит интерфаза? Что происходит в каждом
из периодов?
3. Каков набор хромосом в клетке в G]-периоде, (^-периоде?
4. В чем заключается сущность и биологическое значение митоза?
5. Какие выделяют фазы митоза и какие события происходят в каж¬
дой из фаз?
6. В каких случаях клетки делятся амитозом? Чем амитоз отличается
от митоза и прямого бинарного деления?
7. Какие клетки делятся мейозом? Каковы основные отличия мейо-
за от митоза?
8. Какие события происходят в каждом из делений мейоза?
9. Какие механизмы обусловливают генетическое разнообразие га¬
мет, образуемых данным организмом?
10. Что называется кроссинговером, когда происходит этот процесс
и каково его значение?
11. В чем состоит биологическое значение мейоза?
Тренировочные задания
1. Жизнь клетки от деления до следующего деления называется:
а) профазой; б) интерфазой;
в) телофазой; г) метафазой.
445
2. В синтетическом периоде клеточного цикла главным событием
является синтез:
а) белка; б) ДНК;
в) тРНК; г) иРНК.
3. В результате митоза могут образовываться;
а) соматические клетки; б) яйцеклетки;
в) сперматозоиды; г) все перечисленные клетки.
4. В интерфазе происходит самоудвоение молекул ДНК, благодаря
чему число хромосом в дочерних клетках после митоза оказывается;
а) равным набору хромосом в материнской клетке;
б) в 2 раза больше, чем в материнской клетке;
в) на несколько хромосом больше, чем в материнской клетке;
г) в 2 раза меньше, чем в материнской клетке.
5. В анафазе митоза происходит расхождение хромосом:
а) гомологичных; б) негомологичных;
в) дочерних; г) материнских.
6. В ходе деления клетки хромосомы выстраиваются в экваториаль¬
ной плоскости в:
а) профазе; б) метафазе;
в) анафазе; г) телофазе.
7. В митозе расхождение хроматид к полюсам клетки происходит в:
а) профазе; б) метафазе;
в) анафазе; г) телофазе.
8. Самой продолжительной фазой митоза является:
а) профаза; б) метафаза;
в) анафаза; г) телофаза.
9. Диплоидный набор хромосом львиного зева равен 16. Сколько
хроматид содержится в клетке в начале телофазы I мейоза:
а) 8; б) 16; в) 32; г) 64?
10. Обмен участками гомологичных хромосом в мейозе называется:
а) репликацией; б) конъюгацией;
в) гибридизацией; г) кроссинговером.
446
11. Конъюгация гомологичных хромосом и кроссинговер осуществ¬
ляются в мейозе I на стадии:
а) профазы; б) метафазы;
в) анафазы; г) телофазы.
12. Диплоидный набор клетки составляет 24 хромосомы. Сколько хро¬
мосом направляется к каждому полюсу клетки во время анафазы
II мейоза:
а) 3; б) 6;
в) 12; г) 24?
13. Диплоидный набор шимпанзе составляет 48 хромосом. Сколько
хроматид направляется к каждому полюсу в анафазе II мейотиче-
ского деления при образовании половых клеток:
а) 6; б) 12;
в) 24; г) 48?
14. Диплоидный набор огурца посевного составляет 14 хромосом. Сколь¬
ко хроматид содержится в клетках после анафазы II мейоза:
а) 7; б) 14;
в) 28; г) 56?
15. Диплоидный набор хромосом клетки свиньи состоит из 40 хромо¬
сом. В конце телофазы II мейоза каждая образовавшаяся клетка
содержит следующее количество хроматид:
а) 10; б) 20;
в) 40; г) 80.
16. В половых клетках капусты содержится 9 хромосом. Сколько хро¬
матид содержится в клетках растущих листьев в анафазе митоза:
а) 9; б) 18;
в) 27; г) 36?
17. Диплоидная клетка томатов (2п) имеет 24 хромосомы. В процессе
мейоза образуется только одна мегаспора, которая сразу же пре¬
терпевает три последовательных митотических деления. Сколько
ядер и какой плоидности будет находиться в каждом зародыше¬
вом мешке после этого:
а) 4 ядра с 12 хромосомами; б) 4 ядра с 24 хромосомами;
в) 8 ядер с 12 хромосомами; г) 8 ядер с 24 хромосомами?
447
18. Установите соответствие фаз митоза происходящим при этом
процессам.
A. Профаза.
Б. Метафаза.
B. Анафаза.
Г. Телофаза.
1. Хромосомы Деспирализуются, вокруг них обра¬
зуется ядерная оболочка, исчезает веретено де¬
ления.
2. Хромосомы спирализуются, фрагментируется
ядерная оболочка, начинает формироваться вере¬
тено деления.
3. Хромосомы располагаются по экватору клетки, они
связаны в области центромеры с нитями верете¬
на деления.
4. Нити веретена деления перемешаются относи¬
тельно друг друга, благодаря чему дочерние хро¬
мосомы растягиваются к полюсам клетки.
19. Из перечня утверждений выберите те, которые характерны для
мейоза:
1) процессу деления клетки предшествует одно удвоение ДНК;
2) происходит конъюгация гомологичных хромосом;
3) гомологичные хромосомы расходятся к полюсам клетки в первом де¬
лении;
4) дочерние хромосомы расходятся к полюсам клетки, в результате чего
в дочерних клетках сохраняется диплоидный набор хромосом;
5) процесс деления состоит из двух следующих друг за другом делений;
6) процесс включает одно деление, состоящее из четырех фаз;
7) образуются две клетки с диплоидным набором хромосом?
20. Установите последовательность событий мейоза, начиная с ин¬
терфазы перед первым делением:
1) репликация ДНК;
2) расхождение гомологичных хромосом к полюсам клетки;
3) конъюгация хромосом;
4) кроссинговер;
5) расхождение дочерних хромосом к полюсам клетки;
6) выстраивание бивалентов в экваториальной плоскости.
21. Сравните анафазу I мейоза и анафазу митоза. Запишите номера
перечисленных событий, характерных для соответствующего типа
деления.
А. Анафаза I мейоза. 1. Хромосомы движутся к полюсам.
Б. Анафаза митоза. 2. Отдельныехроматиды движутся к полюсам.
3. Движущиеся хромосомы состоят из двух
хроматид.
448
4. Хромосомы несут два аллеля одного и того
же гена.
5. К каждому полюсу движется один гапло¬
идный набор хромосом.
6. Происходит деление центромеры.
22. Период жизни клетки между делениями называется ....
23. Пара гомологичных хромосом, конъюгирующих между собой
в ходе мейоза, образует ....
24. Процесс обмена участками гомологичных хромосом в ходе мейо¬
за, приводящий к перераспределению в них генов, называется ... .
25. Репродуктивные клетки растений и грибов, служащие для рассе¬
ления, — ....
26. Период между первым и вторым делениями мейоза — ....
27. Процесс деления ядра без образования веретена деления — ... .
■'М
Размножение и индивидуальное развитие
организмов
Способность размножаться, т. е. производить новое поколение особей
того же вида, — одно из обязательных и важнейших свойств всех жи¬
вых организмов. При размножении происходит передача генетического
материала от родителей к потомкам, что обеспечивает воспроизведение
признаков не только данного вида, но и конкретных родительских особей.
Различают два типа размножения организмов: бесполое и половое.
Бесполое размножение происходит без образования гамет. В нем
участвует лишь одна особь, которая делится, почкуется или формирует
споры. Деление — это самая простая форма бесполого размножения,
свойственная одноклеточным организмам. Исходная материнская клетка
делится митотически (ядерные организмы) на две или несколько клеток
(например амеба, эвглена, хламидомонада и др.). У доядерных орга¬
низмов происходит простое бинарное деление на две дочерние клетки.
Спорообразование (споруляция), или размножение посредством об¬
разования спор, встречается практически у всех растений, грибов и не¬
449
которых простейших (тип споровики). Спора — это клетка, покрытая
споровой оболочкой, позволяющей переносить действие различных
неблагоприятных факторов внешней среды. Споры образуются путем
митоза или мейоза в обычных вегетативных клетках материнского ор¬
ганизма или специальных органах — спорангиях.
Споры могут быть подвижными благодаря наличию жгутиков
(зооспоры) или неподвижными, лишенными способности активно пе¬
редвигаться. В последнем случае они распространяются ветром, во¬
дой, другими организмами.
Фрагментация представляет собой увеличение количества особей
путем распадения (разрыва) материнской особи на фрагменты и дост¬
раивания недостающих частей. Фрагментация характерна для водорос¬
лей, некоторых червей, губок, кишечнополостных. В основе фрагмен¬
тации лежит явление регенерации — восстановления утраченных час¬
тей тела.
В случае почкования новая особь образуется в виде выроста (почки)
на теле родительской особи и затем отделяется от нее в самостоятель¬
ный организм, совершенно идентичный родительскому. Почкование
характерно для некоторых кишечнополостных (гидра), дрожжевых
грибов. Если при этом дочерние особи не отделяются от материнской,
то могут возникать колонии.
Вегетативное размножение, как и фрагментация, основано на реге¬
нерации. Этот способ размножения широко распространен в природе,
но наибольшего развития он достигает у растений, особенно у цветко¬
вых. Например, ползучими побегами размножаются земляника, будра,
гусиная лапка и др.; корневищами — купена, ландыш, пырей; клубня¬
ми — виды картофеля; луковицами — лук, тюльпан; корневыми отпры¬
сками — вишня, слива, сирень, малина, вьюнок полевой; листьями —
сердечник луговой.
Вегетативное размножение широко используется человеком. Мно¬
гие культурные растения размножаются исключительно вегетатив¬
ным путем — так удается сохранять сортовые качества растений.
Разновидностью вегетативного размножения является прививка,
т. е. пересадка одной части тела одного организма (привой) на другой
организм (подвой). Делается это в том случае, когда необходимо со¬
хранить полезные качества, не закрепленные на генетическом уровне
и не передающиеся по наследству в процессе полового размножения.
Прививки широко используются в плодоводстве, декоративном садо¬
водстве.
450
Клонирование — это искусственный способ размножения, не встре¬
чающийся в естественных условиях. В особых условиях путем приме¬
нения различных питательных сред, определенных гормонов и других
биологически активных веществ культивируются кусочки тканей или
отдельные клетки, из которых образуются целые, нормально развитые
организмы. При этом можно получить огромное количество совершенно
одинаковых в генетическом отношении потомков, называемых клонами.
Клонирование широко используется в размножении растений, а в по¬
следнее время предпринимаются попытки клонирования животных.
Бесполое размножение, особенно в природных условиях, характе¬
ризуется определенным преимуществом. Прежде всего это простота
и эффективность — не нужно искать партнера, потомство может оста¬
вить любая особь в любом месте, удачные сочетания генов не теряются.
При этом возникает огромное количество потомков.
Однако есть и явный недостаток — все потомки идентичны друг
другу и при резком изменении условий среды гибель постигает всех
особей.
Половое размножение существенно отличается от бесполого тем,
что в данном случае наследственные признаки потомков возникают
в результате перекомбинации генов, принадлежащих обоим родите¬
лям. Это повышает возможности организмов в приспособлении к из¬
меняющимся условиям среды.
Половое размножение характеризуется наличием полового про¬
цесса, одним из важнейших этапов которого является оплодотворение —
слияние половых клеток-гамет. Гаметы различаются по строению
и физиологическим свойствам и подразделяются на мужские (подвиж¬
ные — сперматозоиды, неподвижные — спермин) и женские (яйцеклетки).
В отличие от спор одна гамета, как правило, не может дать начало
новой особи. Этому предшествует оплодотворение, в результате кото¬
рого образуется зигота. Оплодотворение бывает наружным (например
у рыб, земноводных) и внутренним (у пресмыкающихся, птиц, млеко¬
питающих, семенных растений). В дальнейшем из зиготы развивается
зародыш нового организма.
Одним из видов полового размножения является партеногенез,
или развитие особей без оплодотворения (тли, дафнии, самцы пчел,
муравьев, ос).
Половое размножение характерно для подавляющего большинства
живых существ. Совокупность явлений, связанных с половым размно¬
жением, складывается из четырех процессов: образования половых
451
клеток (гаметогенез), оплодотворения и образования зиготы, дробле¬
ния зиготы и формирования зародыша (эмбриогенез), роста и разви¬
тия организма (постэмбриональный период).
Онтогенез, или индивидуальное развитие, — это период жизни особи
с момента оплодотворения и до гибели организма. Онтогенез делится
на два периода: 1) эмбриональный (зародышевый) — от образования
зиготы до рождения или выхода из яйцевых оболочек; 2) постэмбрио¬
нальный — от выхода из яйцевых оболочек или рождения до гибели.
Этапы эмбрионального периода: дробление, гаструляция и органо¬
генез.
1. Дробление — зигота делится 7-8 раз митозом с образованием кле-
ток-бластомеров, которые с каждым делением становятся мельче. Ес¬
ли желтка в яйцеклетке мало, все бластомеры будут одинаковыми по
величине (ланцетник), если желтка много (лягушка), одни бластоме¬
ры получаются мелкими, а другие — крупными. Так как интерфаза
очень короткая, клетки не успевают вырасти, поэтому данная стадия
называется дроблением. На стадии 64 бластомеров образуется бла¬
стула — однослойный зародыш. Внутренняя полость — бластоцель
(первичная полость тела); слой клеток, ограничивающий бластоцель, —
бластодерма.
2. Гаструляция — образование двухслойного зародыша — гастру-
лы, наружный слой которого называется эктодермой, а внутренний —
энтодермой. Эго два зародышевых листка. Энтодерма ограничивает
полость первичной кишки (полость гаструлы). У многоклеточных жи¬
вотных, кроме губок и кишечнополостных, развитие приводит к за¬
кладке третьего зародышевого листка — мезодермы, расположенной
между экто- и энтодермой. Мезодерма выделяется из состава энтодер¬
мы в виде карманов. Внутри мезодермальных карманов формируется
вторичная полость тела — целом. После завершения гаструляции фор¬
мируется осевой комплекс (нервная трубка, хорда, кишечник). На
этой стадии развития зародыш называется нейрулой.
3. Органогенез. Органы и ткани развиваются одинаково у всех трех¬
слойных животных: из эктодермы — эпителий кожи, кожные железы
(сальные, потовые, молочные), волосы, перья, чешуя, нервная систе¬
ма, органы чувств, эмаль зубов; из энтодермы — пищеварительная сис¬
тема (желудок, кишечник, печень, поджелудочная железа), органы
дыхания (жабры, легкие), плавательный пузырь, щитовидная железа,
хорда; из мезодермы — соединительная ткань (кровь, хрящевая, кост¬
ная), мышцы, кровеносные сосуды, сердце, выделительная и половая
системы, целомический эпителий.
452
Постэмбриональное развитие может быть прямым и непрямым, т. е.
с превращением, метаморфозом. При прямом развитии, в котором из
яйцевых оболочек или из тела матери выходит организм, заложены
все основные органы, свойственные взрослому животному (пресмы¬
кающиеся, птицы, млекопитающие). При метаморфозе из яйца выходит
личинка со специальными органами, отсутствующими во взрослом со¬
стоянии. Например, личинка лягушки (головастик) имеет хвостовой
плавник, жабры, один круг кровообращения, двухкамерное сердце.
Взрослая лягушка имеет две пары конечностей, легочное и кожное ды¬
хание, два круга кровообращения, трехкамерное сердце.
У насекомых развитие бывает с полным и неполным превращением.
Стадии развития с полным превращением: яйцо — личинка — кукол¬
ка — взрослое насекомое. Характерны для чешуе-, дву-, жестко- и пе¬
репончатокрылых. Для прямо- и полужесткокрылых характерен тип
развития с неполным превращением (нет стадии куколки). Значение
метаморфоза заключается в том, что личинки могут самостоятельно
питаться и расти, накапливая клеточный материал для формирования
органов взрослого организма. Кроме того, снижается интенсивность
борьбы за существование внутри вида благодаря использованию раз¬
ных источников питания и неодинаковых сред обитания.
Знай основные термины к понятия
Размножение, бесполое размножение, почкование, деление, фрагментация,
вегетативное размножение, спорообразование, половое размножение, гаметы,
гаметогенез, архегонии, антеридии, раздельнополые организмы, гермафроди¬
ты, сперматогенез, оогенез, семенники, семенные канальцы, сперматогонии,
сперматоциты первого и второго порядков, сперматиды, сперматозоиды, яич¬
ники, оогонии, ооциты первого порядка, граафов пузырек, ооциты второго по¬
рядка, направительные тельца, яйцеклетка, желток, оболочки яйцеклетки
(первичная, вторичная, третичная), осеменение, оплодотворение, наружное
осеменение, внутреннее осеменение, оболочка оплодотворения, зигота, муж¬
ской гаметофит, женский гаметофит, микроспора, пыльцевые зерна, спермин,
семязачаток, мегаспорангий, нуцеллус, пыльцевход, мегаспора, синергиды, ан¬
типоды, зародышевый мешок, опыление, самоопыление, перекрестное опыле¬
ние, двойное оплодотворение, эндосперм, партеногенез, гаплоидный (генера¬
тивный) и диплоидный (соматический) партеногенез, апомиксис, онтогенез,
453
эмбринальное, или зародышевое, развитие, бластомеры, дробление, бластула,
бластодерма, бластоцель, бласгопор, гаструляция, зародышевые листки, экто-
и энтодерма, первичная кишка, первичный рот, мезодерма, вторичная полость
тела, органогенез, нервная пластинка, нейрула, хорда, амнион, аллантоис, хо¬
рион, постэмбриональное (прямое, непрямое) развитие, метаморфоз (полный,
неполный), эмбриогенез, морула, трофобласт, плодный пузырь, имплантация
зародыша, плацента, пупочный канатик.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
Вопросы для самоконтроля
В чем состоит биологический смысл размножения?
Какие существуют формы размножения организмов?
По какому принципу выделяют бесполое и половое размножение?
У каких организмов встречается спорообразование?
Каковы преимущества и недостатки полового и бесполого размно¬
жения?
Где происходит развитие гамет у животных?
Какие периоды различают в сперматогенезе, оогенезе? Какие про¬
цессы происходят во время каждого из них?
Что такое осеменение? Для каких организмов характерно внут¬
реннее, а для каких — внешнее осеменение?
Что такое оплодотворение? Что происходит с яйцеклеткой после
проникновения в нее сперматозоида?
Что такое партеногенез? Чем гаплоидный партеногенез отличается
от диплоидного?
Что такое онтогенез? Какие выделяют периоды онтогенеза?
Какие стадии проходит зародыш в ходе эмбрионального разви¬
тия? Охарактеризуйте каждую стадию.
Перечислите производные трех зародышевых листков.
Чем отличается прямое развития зародыша от непрямого? Для ка¬
ких групп организмов характерно прямое развитие?
У каких организмов встречается непрямое эмбриональное разви¬
тие? Каково биологическое значение наличия личиночной стадии
в развитии организмов?
Каковы особенности размножения и развития растений?
454
Тренировочные задания
1. Из перечисленных форм размножения отметьте те, при которых
имеет место половой процесс:
1) конъюгация;
2) споруляция;
3) партеногенез;
4) простое бинарное деление клетки;
5) фрагментация;
6) стробиляция;
7) почкование;
8) множественное деление клетки.
а) 1, 3; 6) 4, 8; в) 5, 7; г) 2, 6.
2. К генетическому разнообразию потомства приводит размножение:
а) вегетативное; б) спорообразование;
в) фрагментация; г) половое.
. • *
3. Некоторые растения размножают в культуре исключительно че¬
ренками, потому что:
а) получается больше посадочного материала, чем при посадке семенами;
б) из черенков формируются более жизнеспособные растения, чем из семян;
в) при размножении черенками у растений появляются новые признаки;
г) сохраняются сортовые особенности.
4. Гермофродитами не являются:
а) бычий цепень; б) человеческая аскарида;
в) медицинская пиявка; г) дождевой червь.
5. В процессе сперматогенеза редукция числа хромосом происходит
при образовании:
а) сперматоцитов I порядка;
б) сперматоцитов II порядка;
в) сперматид;
г) сперматозоидов.
6. Сперматогенез у человека происходит:
а) только в период полового созревания;
б) на протяжении всей жизни; ; -
в) начиная с периода полового созревания;
г) до периода полового созревания.
455
7. Образование сперматозоидов у человека начинается:
а) на эмбриональном этапе;
б) сразу после рождения;
в) спустя несколько лет после рождения;
г) в период полового созревания.
8. При сперматогенезе у животных в семенниках в зоне созревания
происходит:
а) деление диплоидных сперматоцитов I порядка и образование сперма-
тоцитов II порядка;
б) деление диплоидных сперматоцитов I порядка мейозом, образование
гаплоидных сперматоцитов II порядка и их развитие в сперматиды;
в) развитие диплоидных сперматоцитов I и II порядков в гаплоидные
сперматиды;
г) деление гаплоидных сперматид и их развитие в сперматозоиды.
9. При оогенезе у животных в яичниках в зоне размножения проис¬
ходит:
а) деление диплоидных оогониев митозом;
б) рост диплоидных оогониев и их превращение в ооциты I порядка;
в) деление диплоидных ооцитов I порядка мейозом и образование гапло¬
идных ооцитов II порядка и направительных телец;
г) рост и деление диплоидных ооцитов I порядка митозом и образование
диплоидных ооцитов II порядка и направительных телец.
10. Для оогенеза характерно:
а) завершение образования из одного оогония одной гаметы;
б) завершение образования из одного оогония четырех гамет;
в) начало периода полового созревания;
г) наличие четырех периодов.
11. Оогенезу не свойствен период:
а) размножения; б) роста;
в) созревания; г) формирования.
12. Овуляцией называется:
а) образование яйцеклетки в ходе мейоза;
б) выход яйцеклетки из фолликула;
в) передвижение яйцеклетки по маточной трубе;
г) погружение яйцеклетки в слизистую оболочку матки.
13. Предшественники мужских половых клеток в ходе сперматогене¬
за проходят мейотическое деление в:
а) предстательной железе; б) семенниках;
в) семенных пузырьках; г) куперовых железах.
456
14. При образовании гамет у человека редукционное деление проис¬
ходит на стадии:
а) размножения; б) роста;
в) созревания; г) формирования.
15. У покрытосеменных растений мейозом образуются:
а) мега- и микроспоры; б) спермин;
в) яйцеклетка; г) синергиды;
д) антиподы; е) клетки эндосперма.
16. Клетки вегетативных органов фасоли обыкновенной содержат
22 хромосомы. Сколько хромосом будут содержать клетки нуцел-
луса семязачатка фасоли:
а) 22; 6)11; в) 33; г) 44?
17. В клетках пыльцы картофеля содержится 24 хромосомы. Сколько
хромосом будет содержаться в материнских клетках мегаспор
в метафазе II мейоза:
а) 6; б) 12; в) 24; г) 48?
18. Бластула образуется в результате:
а) оплодотворения; б) дробления;
в) гаструляции; г) органогенеза.
19. Из эктодермы у позвоночных животных формируются:
а) покровный эпителий, его железы и производные (ногти, волосы), нерв¬
ная система, органы чувств;
б) покровный эпителий, его железы и производные (ногти, волосы), жабры,
легкие, плавательный пузырь;
в) покровный эпителий, его железы и производные (ногти, волосы), пе¬
чень, щитовидная железа;
г) покровный эпителий, его железы и производные (ногти, волосы), скелет.
20. Из наружного зародышевого листка (эктодермы) в эмбриогенезе
хордовых животных развиваются:
а) кожные покровы, нервная система и органы чувств;
б) органы пищеварения и дыхания;
в) скелет и мускулатура, органы кровообращения и выделения;
г) органы дыхания, кровообращения и выделения.
21. Развитие цыпленка в яйце до его вылупливания называют:
а) непрямым; б) эмбриональным;
в) постэмбриональным; г) с метаморфозом.
457
22. На поперечном срезе эмбриона ланцетника видно, что клетки распо¬
ложены в два слоя. Эмбрион был взят для исследования на стадии:
23. Гастула — это:
а) однослойный зародыш;
б) двухслойный зародыш;
в) многослойный зародыш;
г) зародыш с комплексом осевых органов;
д) название личинки насекомых.
24. Нервная трубка образуется из:
а) эктодермы; б) мезодермы;
в) эндодермы; г) хорды.
25. Кровь и органы кровообращения являются производными:
а) эктодермы;
б) энтодермы;
в) мезодермы.
26. Зародыш человека в самом начале своего развития соединен со
стенкой матки посредством:
а) амниона;
б) хориона;
в) аллантоиса;
г) трофобласта.
27. Плацента (детское место) формируется из:
а) хориона, амниона и аллантоиса;
б) видоизмененной слизистой оболочки матки;
в) амниона и тканей стенки матки;
г) хориона и видоизмененной слизистой оболочки матки.
28. Прямое постэмбриональное развитие характерно для:
а) червей, насекомых, рыб, земноводных и млекопитающих;
б) моллюсков, червей, земноводных, птиц и млекопитающих;
в) пауков, рыб, птиц и млекопитающих;
г) пауков, пресмыкающихся, птиц и млекопитающих.
а) морулы;
в) гаструлы;
б) нейрулы;
г) бластулы.
458
29. Установите соответствие между формами полового и бесполого
размножения.
А. Бесполое.
Б. Половое.
1. Вегетативное.
2. Деление клетки надвое.
3. Множественное деление клетки.
4. Конъюгация.
5. Копуляция.
G. Спорообразование.
7. Фрагментация.
8. Стробиляния.
9. Партогенез.
30. Установите соответствие между половыми клетками, их предше¬
ственницами и количеством хромосом и хроматид в них.
A. Оогонии.
Б. Оотиды.
B. Ооцит I порядка.
Г. Ооцит II порядка.
Д. Яйцеклетка.
1. ПС..
2. п2с.
3. 2п2с.
4. 2пАс.
31. Установите последовательность стадий эмбриогенеза хордовых:
а) зигота — бластула — дробление — гаструла — гаструляция — нейрула;
б) зигота — дробление — морула — бластула — гаструляция — гаструла —
нейрула;
в) зигота — бластула — дробление — нейрула — гаструляция — гаструла;
г) зигота — дробление — бластула — нейрула — морула — гаструла.
32. Установите соответствие между зародышевыми листками и орга¬
нами (системами органов), которые из них возникают.
A. Эктодерма.
Б. Энтодерма.
B. Мезодерма.
1. Выделительная система.
2. Кровеносная система.
3. Легкие.
4. Молочные железы.
5. Мускулатура.
6. Органы чувств.
7. Печень.
8. Поджелудочная железа; покровный эпителий;
центральная нервная система.
9. Покровный эпителий.
10. Центральная нервная система.
459
33. Установите соответствие между типом постэмбрионального раз¬
вития и группой животных.
А. Прямое развитие.
Б. Непрямое развитие.
1. Крокодилы.
2. Кузнечики.
3. Пауки.
4. Плоские черви.
5. Птицы.
6. Рыбы.
7. Стрекозы.
34. Процесс образования и развития половых клеток — это ... .
35. Процесс выхода созревших яйцеклеток из яичника в полость тела
у млекопитающих называется ....
36. Развитие зародыша у животных из неоплодотворенной клетки
есть ....
37. Процесс зародышевого развития организма — это ....
38. Индивидуальное развитие организма от момента оплодотворения
до конца жизни — Х:..
39. Гаплоидная клетка — результат второго деления мейоза при обра¬
зовании мужских половых клеток — называется ....
40. Гаплоидная клетка — результат второго деления мейоза при обра¬
зовании женских половых клеток. Это ... .
Закономерности наследственности
Генетика — наука, изучающая закономерности наследственности
и изменчивости.
Наследственность — способность организмов передавать из поко¬
ления в поколение признаки, свойства и особенности развития.
Изменчивость — способность организмов изменяться в процессе
индивидуального развития под воздействием факторов среды, т. е.
приобретать новые признаки и утрачивать прежние.
Основоположником генетики является Г. Мендель, проводивший
опыты по скрещиванию различных форм гороха, разработавший ме¬
тод гибридологического анализа и установивший ряд законов насле¬
дования (1865 г.).
460
Современная генетика располагает комплексом различных методов.
1. Метод гибридологического анализа — метод скрещивания особей
с альтернативными признаками; анализ проявления у гибридов только
исследуемых признаков без учета остальных; выращивание и анализ
потомства каждой особи отдельно от других; ведение строгого количе¬
ственного учета гибридов, различающихся по исследуемым признакам.
2. Цитологический метод — изучает морфологию хромосом.
3. Биохимический метод — исследует содержание нуклеиновых ки¬
слот, белков и других веществ; изучает нарушения обмена веществ,
возникающих в результате генных наследственных изменений.
4. Онтогенетический метод — изучает действия генов в процессе
индивидуального развития организма, выявляет присутствие рецес¬
сивных генов в гетерозиготном состоянии.
5. Популяционно-статистический метод — определяет частоту встре¬
чаемости различных генов в популяциях; метод позволяет вычислить
количество гетерозиготных организмов и прогнозировать количество
особей с мутантными проявлениями действия генов.
Основные понятия генетики «
Генотип — совокупность всех генов одного организма.
Фенотип — совокупность всех признаков организма, формиру¬
ющихся в процессе взаимодействия генотипа с окружающей средой.
У всех организмов одного и того же вида каждый ген расположен в одном
и том же месте — локусе строго определенной хромосомы. В гаплоид¬
ном наборе хромосом (в гаметах) представлен один ген, ответственный
за развитие признака. В диплоидном наборе хромосом (в соматиче¬
ских клетках) содержатся две гомологичные хромосомы, соответст¬
венно два идентично расположенных аллельных гена, определяющих
развитие признака.
Альтернативные признаки — контрастные, взаимоисключающие при¬
знаки (например белый — красный, гладкий — морщинистый и т. д.).
Доминантный признак — преобладающий признак, подавляющий
развитие другого альтернативного признака. Проявляется всегда как
в гомозиготном, так и в гетерозиготном состоянии. Ген, его контроли¬
рующий, обозначается заглавной буквой, например А.
Рецессивный признак — подавляемый признак. Проявляется только
в гомозиготном состоянии. Ген, его контролирующий, обозначается
строчной буквой, например а.
461
Гомозиготный организм (гомозигота) — особь, дающая при само¬
опылении однородное, нерасщепляющееся потомство. В гомологич¬
ных хромосомах содержатся одинаковые аллельные гены (/1/1 или аа)
и образуется один сорт гамет: только с геном А или только с геном а.
Гетерозиготный организм (гетерозигота) — особь, дающая при скре-
щиваннии с такой же особыо расщепление. В гомологичных хромосо¬
мах содержатся разные аллели (Аа) и образуется два сорта гамет:
с геном Лис геном а.
В генетике используют следующие общепринятые символы-.
Р — родительские организмы, взятые для скрещивания;
Q — знак зеркала Венеры — женский пол (при записи схемы скре¬
щивания его ставят первым);
(5* — знак «щит и копье Марса» — мужской пол (при составлении
схемы скрещивания знак записывается вторым);
«х» — знаком умножения обозначают скрещивание.-,
F— гибридное потомство с цифрой, соответствующей номеру поко¬
ления (например — первое поколение, Г2 — второе поколение и т. д.).
Генетические эксперименты Г. Менделя. В 1855-1865 гг. чешский
исследователь Грегор Мендель раскрыл закономерности и механизмы
наследования признаков на садовом горохе. Выбор гороха в качестве
объекта исследований был продиктован следующими обстоятельствами:
1) растения легко выращиваются (неприхотливы); 2) имеется много
сортов, четко различающихся по ряду альтернативных признаков; 3) до¬
пускается возможность скрещивания сортов и получения плодовитых
гибридов; 4) является однолетним растением, что дает возможность
получить за вегетационный период результаты опыта; 5) позволяет
получить большое количество потомства; 6) пестики и тычинки цвет¬
ков полностью прикрыты лепестками, и растения самоопыляемые, т. е.
сорта гороха размножаются в чистых линиях и признаки из поколения
в поколение не изменяются.
Из 34 сортов гороха Г. Мендель выбрал 22, четко различавшихся по
семи признакам: окраске (желтые и зеленые), поверхности (гладкие
и морщинистые) семян, положению цветков на побегах (верхушечные
и пазушные), высоте стебля (длинные и короткие), форме бобов (взду¬
тые и членистые), окраске цветков (фиолетовые и белые), окраске
плодов (зеленые или желтые).
Главная заслуга Г. Менделя заключается в правильной постановке
задачи исследования — выяснить, каким образом наследуются отдель¬
462
ные признаки. Для этого он применил гибридологический метод. Для
скрещивания ученый отбирал родительские особи с признаками, кото¬
рые воспроизводились из поколения в поколение при скрещивании
в пределах родственных форм. Гибридизация (скрещивание) проводи¬
лась по каждой паре альтернативных (взаимоисключающих) признаков.
Кроме того, Г. Мендель использовал метод точного количественного
учета распределения признаков в гибридных поколениях и проводил
индивидуальный анализ потомства от каждого гибридного поколения
отдельно по каждой паре признаков.
Закон единообразия гибридов первого поколения. В первых наи¬
более простых наблюдениях Г. Мендель изучал характер наследования
у растений гороха, которые отличаются одной парой альтернативных
признаков. Скрещивание, в котором принимают участие родители, от¬
личающиеся по одной паре альтернативных признаков, называется
моногибридным. При скрещивании Мендель использовал чистосорт¬
ные растения, все предки которых в ряду поколений имели определен¬
ный признак. В первом поколении у гибридов всегда проявлялся только
один из двух альтернативных признаков (он называется доминантным);
второй признак не развивался, он находился в подавленном состоянии
(так называемый рецессивный). Преобладание у гибрида признака од¬
ного из родителей Мендель назвал доминированием. Так, при скрещива¬
нии растений, выросших из желтых семян, с растениями, выросшими
из зеленых семян, в гибридном поколении проявился признак только
одного родителя:
Р: желтый цвет х зеленый цвет
горошин горошин
i-р все растения имеют зеленый цвет
Мендель обнаружил, что по всем семи изучаемым признакам гиб¬
риды оказались единообразными.
Явление доминирования одного признака над другим у гибридов
первого поколения и единообразие гибридов по этому признаку было
названо первым законом Менделя, или законом единообразия гибридов
первого поколения, который формулируется следующим образом: при
скрещивании двух особей чистых линий одного вида, отличающихся
463
по одному признаку, гибриды первого поколения по данному признаку
будут единообразными.
Закон расщепления. Потомство, получаемое от скрещивания та¬
ких гибридов, было неоднородным. В нем были растения как с доми¬
нантными, так и с рецессивными признаками. При изучении этого
явления и точных количественных подсчетах растений второго поко¬
ления было установлено не только расщепление, но и определенное
соотношение растений с доминантными и рецессивными признаками,
которые систематически повторяются. Растения с доминантными
признаками обычно составляют 3/4 общего количества второго поко¬
ления, растения с рецессивными признаками — 1 /4.
Появление во втором поколении гибридов растений с доминантными
и рецессивными признаками в соотношении 3:1 — основное положе¬
ние второго закона Менделя (закона расщепления): при скрещивании
гибридов первого поколения между собой во втором поколении на¬
блюдается расщепление по альтернативным признакам в соотноше¬
нии: три части особей с доминантным признаком и одна часть особей
с рецессивным признаком.
Многочисленные наблюдения многих исследователей в последу¬
ющие годы позволили установить универсальный характер менделев-
ских законов. Им подчиняются все живые организмы, в том числе
человек, у которого изучено и описано множество пар альтернативных
признаков.
Молекулярный механизм законов Менделя (цитологические осно¬
вы) был выяснен гораздо позже. Растения гороха, на которых откры¬
ты законы, диплоидны, как и большинство организмов, т. е. состоят
из клеток, содержащих двойной набор хромосом. Гомологичные хро¬
мосомы имеют идентичные участки — гены, в которых заключена ин¬
формация о том или ином признаке. Однако этот признак может
проявляться в фенотипе различным образом. Например, семена мо¬
гут быть зелеными или же желтыми. Окраска семян определяется
той или иной формой гена. Ген, определяющий окраску, имеет две
альтернативные формы (аллели). Соматические клетки содержат
два аллеля одного гена (два доминантных, доминантный и рецессив¬
ный, два рецессивных).
Образующиеся в результате гаметогенеза гаплоидные гаметы со¬
держат всего один аллель того или иного гена. На схемах скрещивания
доминантные гены обозначаются прописными латинскими буквами,
например А, рецессивные — строчными, например а:
464
Р
Ю
£
<5 аа
желтые
зеленые
семена
семена
Гаметы:
Га)
F{-
Аа
все семена желтые
Р:
а
О
X
СS Аа
Гаметы:
(а) (а)
(А) (а)
F2: АА, Аа, Аа :
аа
3 желтые
1 зеленые
В первом скрещивании участвуют растения чистых линий. Это озна¬
чает, что они гомозиготны по выбранному признаку (АЛ или аа). В ходе
образования половых клеток они образуют только по одному типу
гамет: А либо а. При слиянии гамет образуется единый генотип Аа, но,
поскольку доминантный аллель А подавляет рецессивный аллель а,
все гибриды I) имеют одинаковый генотип А а и семена у них имеют
желтую окраску.
Гибриды первого поколения образуют два типа гамет: А и а, каждая
из которых при самоопылении с равной вероятностью может слиться
с любой другой. В результате во втором поколении образуются сле¬
дующие генотипы: АА, аа, Аа и А а (или АА, 2 Аа, аа). Генотипов, содержа¬
щих два рецессивных гена, втрое меньше. Этим объясняется расщеп¬
ление по фенотипу 3:1.
Дигибридное скрещивание. Закон независимого наследования.
Известно, что организмы различаются по многим признакам. Мендель
проанализировал одновременно характер наследования нескольких
признаков. Скрещивание, при котором родительские формы отлича¬
ются по двум парам альтернативных признаков (по двум парам алле¬
лей), называется дигибридным. Гибриды, гетерозиготные по двум ге¬
нам, называются дигетерозиготными.
Мендель провел опыты с горохом, где в качестве родителей были
взяты чистые линии по признакам окраски и поверхности семян: жел¬
тые гладкие (ААВВ) и зеленые морщинистые (aabb). Семена гибрид¬
465
ных растений Ft оказались желтыми с гладкой поверхностью, т. е.
проявились доминантные признаки (гибриды единообразны по гено¬
типу и фенотипу).
Схема скрещивания-.
Р\ ААВВ
желтые
гладкие
G: (АВ)
F{-
aabb
зеленые
морщинистые
АаВЪ
желтые гладкие
(дигетерозиготные)
Во втором поколении после самоопыления гибридов Ft в соответ¬
ствии с законом расщепления вновь появились зеленые и морщини¬
стые семена. При этом получились четыре фенотипические группы
в следующем соотношении: 315 — с желтыми гладкими семенами,
101 — с желтыми морщинистыми, 108 — с зелеными гладкими и 32 —
с зелеными морщинистыми. Если число потомков в каждой группе раз¬
делить на число потомков в самой малочисленной группе, то в F2 соот¬
ношение фенотипических классов составит приблизительно 9:3:3:1.
Чтобы выяснить, как ведет себя каждая пара аллелей в потомстве
дигетерозиготы, нужно провести учет каждой пары признаков. Из
556 семян Менделем получено 423 гладких, 133 морщинистых, 416 жел¬
тых, 140 зеленых. Как видно, соотношение доминантных и рецессивных
форм по каждой паре признаков свидетельствует о моногибридном
расщеплении по фенотипу 3:1. На основании полученных результатов
был сформулирован третий закон Менделя (закон независимого насле¬
дования признаков): неаллельные гены и определяемые ими признаки
наследуются независимо друг от друга и комбинируются у потомков
во всех возможных сочетаниях.
Цитологические основы дигибридного скрещивания. При образо¬
вании гамет дигетерозиготная особь АаВЬ даст четыре типа половых
клеток. Вспомним, что в профазе I мейоза гомологичные хромосомы
конъюгируют, образуя биваленты. В метафазе I мейоза биваленты рас¬
полагаются по экватору веретена деления случайно. Благодаря этому
в анафазе I мейоза к каждому из полюсов клетки отходят материнские
и отцовские хромосомы во всех возможных сочетаниях. Ген Л может
попасть в одну гамету с геном В или Ь, с равной вероятностью ген а мо¬
466
жет объединиться в одной гамете с геном В или Ь. Так как в каждом ор¬
ганизме образуется много половых клеток, в силу статистических за¬
кономерностей у гибрида АаВЬ образуется четыре типа гамет в одина¬
ковом количестве: АВ, Ab, аВ, ab. При оплодотворении каждая из
четырех типов гамет одного организма случайно встречается с любой
из гамет другого организма. Все возможные сочетания мужских и жен¬
ских гамет можно установить с помощью решетки Пеннета. В обра¬
зующихся зиготах возникают различные комбинации генов.
Схема скрещивания'.
Р\ АаВЬ х АаВЬ
желтые желтые
гладкие гладкие
G: @@@@ @@@@
/V
\ б
9 \
АВ
аВ
АЬ
ab
АВ
ААВВ
АаВВ
ААВЬ
АаВЬ
аВ
АаВВ
ааВВ
АаВЬ
ааВЬ
АЬ
ААВЬ
АаВЬ
ААЬЬ
АаЬЬ
ab
АаВЬ
ааВЬ
АаЬЬ
aabb
Расщепление по генотипу:
1ААВВ: 2ААВЬ: А АаВЬ: 2АаВВ:\AAbb: 2АаЫ>: 1 ааВВ: 2ааВЬ: \aabb.
Расщепление по фенотипу:
9 желтых гладких: 3 желтых морщинистых: 3 зеленых гладких: 1 зе¬
леный морщинистый.
Таким образом, закон независимого наследования признаков при¬
меним только к генам, расположенным в разных (негомологичных)
хромосомах, которые в мейозе характеризуются случайным и незави¬
симым распределением между гаметами.
Взаимодействие неаллельных генов. Иногда один признак орга¬
низма контролируется несколькими генами, расположенными в разных
парах хромосом. Гены, расположенные в разных парах хромосом или
в разных локусах гомологичных хромосом, называются пеаллелъными.
467
За развитие одного и того же признака может отвечать не одна пара
аллелей, а две, три и более. Неаллельные гены взаимодействуют не¬
сколько иначе, чем аллельные. Например, у дигибридной особи АаВЬ
при обычном аллельном наследовании каждая пара аллелей взаимо¬
действует по принципу доминирования (Л подавляет а и В подавляет Ь),
так что фенотип особи АаВЬ отличается по двум признакам. При взаи¬
модействии же неаллельных генов у гибридной особи АаВЬ обе пары
аллелей отвечают за развитие одного какого-либо признака. Здесь, по¬
мимо взаимодействия аллельных генов, наблюдается совместное дей¬
ствие генов из разных пар хромосом.
Формы взаимодействия неаллельных генов различны. Среди них
можно выделить комплементарность, эпистаз и полимерию.
Комплементарным, или дополнительным, называется такое взаи¬
модействие неаллельных доминантных генов, в результате которого
развивается признак, не определявшийся ни одним, ни другим геном.
Примером комплементарного взаимодействия генов является на¬
следование окраски цветков у душистого горошка:
Ген
Признак
А-В-
фиолетовые цветки
А-ЪЪ
белые
ааВ-
белые
aabb
белые
Р:
9 ААЬЬ
X
в ааВВ
белые
белые
G:
@
@
Fu
АаВЬ
фиолетовые
В данном случае ни ген А, ни ген В в отдельности не определяет окра¬
ску цветка. Фиолетовая окраска развивается лишь при наличии в ге¬
нотипе обоих доминантных генов в гомозиготном или гетерозиготном
состоянии, поэтому можно предположить, что каждый ген контроли¬
рует какой-то один этап в развитии признака, а при отсутствии одного
из них признак не развивается.
468
Для анализа такого взаимодействия неаллельных генов в F2 можем
использовать формулу расщепления при дигибридном скрещивании,
так как гены А и В локализованы в разных парах хромосом:
АаВЬ х АаВЬ
фиолетовые фиолетовые
F2: 9А-В-: ЪА-bb : 3 ааВ-: aabb
фиолетовые белые белые белые
Наблюдается расщепление по фенотипу в соотношении 9:7.
Эпистаз (гр. epistasis — остановка, препятствие) — взаимодействие
неаллельных генов, при котором аллели одного гена подавляют дейст¬
вие доминантного гена другой пары аллелей.
Гены, подавляющие действие других генов, называются генами-су¬
прессорами (лат. supressio — давление, подавление), или генами-ингиби¬
торами (лат. inhibeo — сдерживаю, останавливаю), или анастатическими
генами.
Рассмотрим наследование окраски оперения у кур: ген С контроли¬
рует наличие пигмента, с — его отсутствие; ген / из другой пары хромо¬
сом подавляет действие гена С, ген i не оказывает такого действия:
Р: $ ССП х <3 ccii
белая (порода леггорн) белый (порода виандот)
F{-
Ccii
белые
F2: 9C-I-
: 3 С-п :
3 ccl-
: 1 ccii
белые
окрашенные
белые
белые
Таким образом, у кур породы леггорн признак не формируется
из-за наличия в генотипе эпистатического гена /, а у кур породы виан¬
дот — из-за отсутствия гена С. При скрещивании белых леггорнов и бе¬
лых виандотов во втором поколении наблюдается расщепление в соот¬
ношении 3:13.
Существуют и другие случаи взаимодействия неаллельных генов
по типу эпистаза. Примером рецессивного эпистаза, когда геном-инги¬
битором является рецессивный ген, может служить наследование окра¬
ски шерсти у мышей. Белая окраска развивается у особей ааВВ и aabb
в силу того, что ген а подавляет ген В. Такой тип эпистаза называется
криптомерией.
469
В некоторых случаях геиы-супрессоры сами контролируют прояв¬
ление определенного признака, оказывая при этом эгпкстатическое
действие на другие гены. Примером является наследование масти
у лошадей, при котором ген А обусловливает серую масть т подавляет
ген В, определяющий черную масть. Рецессивные аллели этих генов
контролируют рыжую масть:
Р: 9 ААВВ
X
в aabb
серая
рыжая
/у
АаВЬ
серые
F2: 9А-В- :
3 A-bb :
ЗааВ- :
1 aabb
серые
серые
черные
рыжие
Полимерия (или однозначное действие генов) — это взаимодейст¬
вие нескольких неаллельных генов с одинаковым действием. Многие
количественные и некоторые качественные признаки у растений, жи¬
вотных и человека определяются не одной, а несколькими парами
взаимодействующих генов, например рост, масса тела, молочная про¬
дуктивность крупного рогатого скота, яйценоскость кур, цвет кожи
у человека и др.
Примером полимерии является наследование цвета колеи у человека.
Этот признак определяется четырьмя генами, ответственными за выра¬
ботку пигмента меланина. Чем больше активных генов, запускающих
синтез меланина, имеется в клетке, тем темнее ее окраска. Эти гены ло¬
кализованы в четырех парах разных хромосом. У людей с самой темной
окраской кожи (негры) имеется восемь аллелей этих генов (поскольку
клетки диплоидны): AlAlA2A2A:tA:iA/fA4 (гены действуют одинаково,
поэтому их обозначают одной и той же буквой). У человека с самой-
светлой кожей нет ни одного активного аллеля: а^а^а^а^а^а^. Дети
таких двух людей получат четыре активных (доминантных) аллеля от
одного из родителей, и цвет их кожи будет промежуточным. Генотип
детей будет: Ata{A2a2A:ia4A4a4.
В зависимости от числа доминантных генов в генотипе может фор¬
мироваться более светлый или более темный цвет кожи. Такой тип
взаимодействия генов называется кумулятивной полимерией. Г1о этому
типу наследуются многие хозяйственные признаки животных и расте¬
ний: содержание сахара в корнеплодах, длина колоса, длина початка
кукурузы, плодовитость животных и т. д.
470
При некумулятивной полимерии характер проявления признака не
зависит от числа доминантных генов в генотипе. Так, у кур оперен-
ность ног определяется доминантными аллелями разных генов — Л, и Аг.
При скрещивании кур, имеющих оперенные ноги, с генотипом A]aiA2a2
наблюдается расщепление 15:1.
9А1-А2- : 3 А^-аа : 3ааА2- : 1 аааа
оперенные неоперенные
Сцепленное наследование. В работах американского генетика
Т. Моргана и его сотрудников было показано, что закон независимого
наследования признаков Менделя справедлив не всегда. Его принци¬
пы распространены в том случае, если гены, контролирующие призна¬
ки, лежат в разных парах хромосом. У любого организма признаков
много, а число хромосом ограничено. Следовательно, в каждой хромо¬
соме должно находиться много генов, и они наследуются совместно.
Явление совместного наследования генов, локализующихся в одной
паре хромосом, было названо Морганом сцепленным наследованием.
Гены, расположенные в одной хромосоме и наследующиеся вместе, назы¬
ваются сцепленными; гены одной пары хромосом образуют группу сцепле¬
ния, число групп сцепления соответствует гаплоидному набору хромосом.
Исследование проводилось на плодовой мушке дрозофиле, у кото¬
рой окраска тела и длина крыла определяются генами, локализован¬
ными в одной паре хромосом. Скрещивались дрозофилы, имеющие
серое тело и нормальные крылья, с мутантными дрозофилами, обла¬
дающими черным телом и зачаточными крыльями. В Ft получились
особи, дигетерозиготные по этим признакам. Все они были с серым те¬
лом и нормальными крыльями согласно правилу доминирования и за¬
кону единообразия первого поколения.
Схема скрещивания:
Ген
Признак
А
Серое тело
а
Черное тело
в
Длинные крылья
ь
Зачаточные крылья
471
АВ ’
ab
ab
серое тело,
длинные крылья
черное тело,
зачаточные крылья
G: АВ
ab
АВ
ab
(все с серым телом
и нормальными крыльями)
Далее проводились два типа анализирующего скрещивания. В пер¬
вом случае самцы из Ft скрещивались с гомозиготными по рецессив¬
ным признакам самками aabb, а во втором самки из Ft — с самцами
aabb. Результаты этих анализирующих скрещиваний оказались не¬
одинаковыми. В первом случае были получены дрозофилы только
двух типов независимо от пола: 50 % мух имели черное тело и зачаточ¬
ные крылья и 50 % были нормальными по обоим признакам.
С учетом того, что расщепление в анализирующем скрещивании
отражает соотношение типов гамет, продуцируемых особями Fit сле¬
дует заключить, что самцы Fu использовавшиеся в первом скрещива¬
нии, формировали гаметы только двух типов — с родительскими
сочетаниями аллелей ab и АВ. Следовательно, в 100 % случаев образо¬
вались гаметы с родительскими сочетаниями исследуемых признаков,
что свидетельствует о сцепленном наследовании генов, лежащих в од¬
ной хромосоме.
1-е скрещивание:
черное тело,
зачаточные крылья
серое тело,
нормальные крылья
ab
АВ: ab
ab
ab
50%
серое тело,
нормальные крылья
50%
черное тело,
зачаточные крылья
472
Во втором скрещивании в F2 появились четыре типа потомков: 83 %
были сходны с родительскими особями (41,5 % черных с зачаточными
крыльями; 41,5 % серых с нормальными крыльями) и два типа реком¬
бинантных особей, сочетающих в себе признаки обоих родителей
(8,5 % черных с нормальными крыльями и 8,5 % серых с зачаточными
крыльями). Следовательно, самки Ft давали четыре типа гамет АВ, АЬ,
аВ и ab. Однако, как видно из расщепления, в F2 от этого скрещивания
четыре типа гамет образовались неравновероятно. Образование гамет
АЬ и аВ свидетельствует о нарушении сцепления, которое произошло
в результате кроссинговера (англ, crossin-gover — перекрест) — взаим¬
ного обмена участками гомологичных хромосом в профазе I мейоза
в ходе образования гамет. Гаметы AbnaB называются кроссоверными,
а АВ и ab — некроссоверными.
2-е скрещивание:
р ■ о
X
<j4
ab
серое тело,
нормальные крылья
черное тело,
зачаточные крылья
G: АВ^ аВ^ АЬ.
ab
ab
р. АВ
Fr is
аВ
ab
м
ab
ab
ab
41,5 %
8,5%
8,5%
41,5 %
серое тело,
нормальные крылья
J рекомбинанты ^
черное тело,
зачаточные крылья
черное тело, серое тело,
нормальные крылья зачаточные крылья
Биологическая роль кроссинговера очень велика, так как генетиче¬
ская рекомбинация позволяет создавать новые, ранее не существова¬
вшие комбинации генов, а следовательно, повышается наследствен¬
ная изменчивость, поставляющая материал для естественного отбора.
На основании проведенных экспериментов Т. Морган сформули¬
ровал закон сцепленного наследования: гены, расположенные в одной
хромосоме, наследуются вместе, образуя группу сцепления, и сила
473
сцепления между ними обратно пропорциональна расстоянию между
этими генами. Этот закон был положен в основу создания ученым хро¬
мосомной теории наследственности (1911-1926).
Положения хромосомной теории наследственности
1. Передача наследственной информации связана с хромосомами,
в которых гены расположены в линейном порядке.
2. Гены, расположенные в хромосомах, образуют группу сцепления.
Число групп сцепления соответствует гаплоидному числу хромосом.
3. Чем ближе друг к другу расположены гены в хромосоме, тем
больше сила сцепления.
4. Частота кроссинговера прямо пропорциональна расстоянию ме¬
жду генами в хромосоме.
П р и мечани е. За единицу расстояния между генами, находящимися
в одной хромосоме, принята одна морганида (1 % кроссинговера). Для выявления
расположения генов в хромосомах и определения частоты кроссинговера между
ними строятся генетические карты, имеющие научное и практическое значение.
5. Каждый вид организмов характеризуется определенным набо¬
ром хромосом — кариотипом.
Генетика пола. У многих видов животных самым заметным фе¬
нотипическим различием между особями является пол. Пол — сово¬
купность признаков и свойств организма, обеспечивающих воспро¬
изведение потомства и передачу наследственной информации сле¬
дующему поколению за счет образования гамет.
Пол наследственно запрограммирован. Определение пола потом¬
ка зависит не от обоих родителей, а от одного из них: у человека —
от отца, у млекопитающих — от самца, у птиц — от самки. Такой ро¬
дитель является гетерогаметным. Он дает два вида гамет: при опло¬
дотворении один тип мужских гамет обеспечивает образование по¬
томков женского пола, другой — мужского. Второй родитель дает
одинаковые гаметы для всех потомков. Человек имеет 46 хромосом
(23 пары), из них 22 пары — аутосомы — содержат одинаковые пары
генов у мужчин и женщин. 23-я пара хромосом — это половые: у муж¬
чин Хи Y, а у женщин две Х-хромосомы. Таким образом, в яйцеклет¬
ках матери всегда имеется Х-хромосома и для сына, и для дочери,
а отец имеет два сорта сперматозоидов: чтобы родился мальчик,
нужен сперматозоид с F-хромосомой, а для появления девочки —
с X-хромосомой. Схематически это можно представить следующим
образом:
474
Мать ($):
в яичниках
22 пары аутосом
+ 2Х-хромосомы
I
мейоз
I
в яйцеклетках
Отец (С?):
в семенниках
22 пары аутосом
+ X + У-хромосома
I
мейоз
1
в сперматозоидах
22 аутосомы + X- хромосома
22 аутосомы + Х-хромосома;
22 аутосомы + У-хромосома
оплодотворение
в зиготе
22 пары аутосом + 2Х-хромосомы
(девочка)
или
22 пары аутосом + X- + У-хромосома
(мальчик)
Следовательно, пол чаще всего определяется в момент оплодотво¬
рения. Организм, который образует гаметы, одинаковые по половой
хромосоме, называется гомогаметным (XX). Организм, который фор¬
мирует гаметы, разные по половой хромосоме, называется гетерога-
метным (XV). У насекомых (прямокрылых, клопов, жуков), пауков
У-хромосома отсутствует, так что самец имеет генотип ХО, а самки XX.
У птиц, бабочек, пресмыкающихся самцы гомогаметные, а самки гете-
рогаметные.
В природе могут существовать и иные механизмы определения по¬
ла. Например, у пчел и муравьев нет половых хромосом: самки разви¬
ваются из оплодотворенных яиц, а трутни — из неоплодотворенных.
У червя бонеллии из личинки может развиться самец, если она попа¬
дет на хоботок взрослой самки, а если личинка останется в воде, то из
нее разовьется самка. Значит, определение пола может зависеть и от
внешних условий.
475
Знай основные термины и понятия
Генетика, наследственность, наследование, генотип, фенотип, гибридоло¬
гический метод, цитологический, биохимический, онтогенетический, стати¬
стические методы исследования, гибридизация, гибриды, альтернативные
признаки, доминантные и рецессивные признаки, чистая линия, моногибрид-
ное скрещивание, первый и второй законы Менделя, аллельные гены, гомо-
и гетерозигота, гипотеза чистоты гамет, аллелизм, полное и неполное домини¬
рование, сверхдоминирование, кодоминирование, анализирующее скрещива¬
ние, дигибридное скрещивание, дигетерозигота, третий закон Менделя,
иеаллельные гены, комплементарность, эпистаз, доминантный эпистаз, ре¬
цессивный эпистаз (криптомерия), полимерия (кумулятивная, иекумулятив-
ная), плейотропия, хромосомная теория наследственности, сцепленное на¬
следование, группа сцепления, кроссинговер, морганида, генетические карты,
пол, половой диморфизм, половые хромосомы, аутос.омы, гомогаметный и ге-
терогаметный пол, признаки, сцепленные с полом, гемофилия, цитоплазмати¬
ческая наследственность.
X. ' '
Вопросы для самоконтроля
1. Кто является первооткрывателем закономерностей наследования
признаков?
2. Благодаря каким приемам Г. Менделю удалось раскрыть законо¬
мерности наследования признаков?
3. В чем сущность гибридологического метода?
4. Сформулируйте первый, второй и третий законы Менделя.
5. Какие гены называются аллельными?
6. Что постулирует гипотеза чистоты гамет? Какой биологический
механизм обеспечивает несмешиваемость признаков при образо¬
вании половых клеток?
7. В чем выражается взаимодействие аллельных генов? Объясните,
что такое полное и неполное доминирование, кодоминирование,
сверхдоминирование.
8. Какое скрещивание называют анализирующим? В каких случаях
его применяют?
9. Какие гены называются неаллельными? Назовите типы взаимо¬
действия неаллельных генов.
476
10. Что такое сцепление генов? Что представляет собой группа сцеп¬
ления? Какие процессы могут нарушать сцепление генов?
11. Что отражает частота кроссинговера?
12. Какие структуры клеток являются материальной основой наслед-'
ственности?
13. Что такое генетические карты хромосом?
14. Каковы основные положения хромосомной теории наследствен¬
ности?
15. Каким образом определяется пол будущего организма? Какие
хромосомы называют половыми? Что означают понятия «гомога-
метный пол», «гетерогаметный пол»?
16. Какие признаки называются сцепленными с полом?
17. Что такое цитоплазматическая наследственность? Почему ее на¬
зывают материнской?
Тренировочные задания
1. Основной метод изучения закономерностей наследственности, ис¬
пользованный Г. Менделем:
а) генеалогический; б) статистический;
в) цитогенетический; г) гибридологический.
2. Финотип — это:
а) совокупность признаков организма;
б) совокупность генов организма;
в) совокупность генов всех организмов популяции;
г) число хромосом в клетках организма данного вида.
3. Генотип — это:
а) совокупность всех генов организма;
б) число, величина и форма хромосом в клетках организмов данного вида;
в) совокупность всех генов организмов популяции;
г) совокупность всех генов и признаков данного организма.
4. Альтернативные формы одного и того же гена называются:
а) доминантными; б) рецессивными;
в) комплементарными; г) аллельными.
477
5. В первом гибридном поколении проявляют свое действие гены:
6. Согласно второму закону Менделя расщепление по генотипу во
втором поколении при моногибридном скрещивании происходит
в соотношении:
7. У томатов ген красной окраски доминирует над геном желтой
окраски. Какие плоды по окраске и в каком соотношении следует
ожидать у растений после скрещивания гетерозиготных красно¬
плодных растений с желтоплодными:
а) 100 % красных;
б) 50 % красных и 50 % желтых;
в) 75 % красных и 25 % желтых;
г) 25 % красных, 50 % оранжевых и 25 % желтых?
8. У пшеницы геи карликовости А доминирует над геном нормаль¬
ного роста а. Каковы генотипы родительских особей, если в по¬
томстве оказалось 75 % карликовых растений:
а) аахаа-, б) ААхАа-,
в)ААхАА; г) АахАа?
9. Для выявления гетерозиготности гибридной особи ее нужно скре¬
стить с:
а) носителем рецессивного аллеля;
б) носителем доминантного аллеля;
в) гомозиготой по рецессивному аллелю;
г) гомозиготой по доминантному аллелю.
10. Эритроциты мужчины с третьей группой крови В были смешаны
с плазмой крови другого мужчины. При этом агглютинация не на¬
блюдалась. Из этого можно заключить, что группа крови донора
плазмы была:
а) только А; б) В или 0;
в) В или АВ; г) А, В или 0.
11. У мужчины вторая группа крови А, резус-фактор положительный.
У женщины вторая группа крови, резус-фактор отрицательный.
а) аллельные;
в) рецессивные;
б) сцепленные;
г) доминантные.
а) 1 :1 ; 1;
в) 3:1;
б) 1:2:1;
г) 9:3:3: 1.
478
У ребенка третья группа крови, резус-фактор отрицательный. Из
этого можно сделать вывод, что мужчина:
а) является отцом ребенка;
б) 25 % вероятности того, что он является отцом ребенка;
в) 50 % вероятности того, что он является отцом ребенка;
г) не является отцом ребенка.
12. В случае, если один из родителей имеет группу крови 0, а другой
АВ, ребенок может иметь группу:
а) 0, АВ, А, В; б) А, В;
в) 0, АВ; г) АВ.
13. У человека наличие в эритроцитах антигена резус-фактор Rh+ опре¬
деляется доминантным геном D. Его аллель d обусловливает от¬
сутствие этого антигена. Генотип мужа DdJKy, жены DdJliJn.
Какова вероятность рождения резус-положительного ребенка
с IV группой крови:
а) 25 %; б) 18, 25 %;
в) 0 %; г) 100%;
д) 37 %?
14. При скрещивании растений львиного зева, имеющих красные и ро¬
зовые цветки, в потомстве появляются растения с красными и розо¬
выми цветками, а при скрещивании растений с розовыми цветками
с растениями с белыми цветками в потомстве образуются расте¬
ния с розовыми и растения с белыми цветками. Какого потомства
следует ожидать от скрещивания между собой растений с розовыми
цветками?
15. Анализирующим скрещиванием называется:
а) скрещивание гомозиготной и гетерозиготной особей;
б) скрещивание двух гетерозиготных особей;
в) скрещивание двух гомозиготных особей;
г) скрещивание организма неизвестного генотипа с организмом, гомози¬
готным по рецессивным аллелям.
16. При моногибридном скрещивании гетерозигот при промежуточ¬
ном характере наследования признака наблюдается расщепление
по фенотипу:
а) 3 :1; б) 1 :1;
в) 1:2:1; г) 9:3:3: 1.
479
17. После оплодотворения двух разных яйцеклеток рождаются близ¬
нецы:
а) всегда одинакового пола, очень похожие друг на друга;
б) одинакового или разного пола, но очень похожи;
в) одинакового или разного пола, похожи, как остальные родственники;
г) всегда различного пола.
18. Дигетерозиготная особь образует следующее количество типов гамет:
а) 1; б) 2; в) 4; г) 8.
19. Гаметы, образуемые гомозиготными родительскими особями при
дигибридном скрещивании:
а) АЬ, аВ\ б) АВ, ab;
в) Аа, ВЬ; г) АВ, ab.
20. Гаметы, образуемые гомозиготными родительскими особями при
дигибридном скрещивании:
а) А, а; б) АА, ВВ;
в) АВ\ г) АВ, АЬ;
д) А, а, В, b. I,
21. У собак черный цвет шерсти доминирует над коричневым, а ко¬
роткая шерсть доминирует над длинной. Какой процент черных
короткошерстных щенков можно ожидать от скрещивания роди¬
телей, гетерозиготных по обоим признакам:
а) 50 %; б) 56,2 %; в) 75 %; г) 84,3 %?
22. У морских свинок вихрастая шерсть В доминирует над гладкой Ь,
а черная С — над белой с. В результате анализирующего скрещива¬
ния вихрастая черная самка дала потомство, состоящее из свинок
с вихрастой шерстью, половина которых имела черную, полови¬
на — белую окраску. Определите генотип самки:
а) ВЬСс; б) ВВСс;
в) В Вес; г) bbccl
23. Мужчина и женщина, гетерозиготные по рецессивному гену аль¬
бинизма, поженились. У них родились разнояйцевые близнецы.
Какова вероятность того, что оба ребенка будут альбиносами:
а) 50 % (У2); б) 0 : (0);
в) 1,25 % (V8); г) 6,25% (Vie);
д) 25 % ('А)?
480
24. Гены черного и рыжего цвета шерсти у кошек аллельны и находятся
в Х-хромосоме, а при сочетании этих генов проявляется трехцвет¬
ная окраска (черепаховая). Трехцветная кошка скрещивается с чер¬
ным котом. Какова вероятность получения в потомстве трехцвет¬
ных котят:
а) 12,5%; 6)25%; в) 50 %; г) 75 %?
25. У человека гемофилия наследуется как сцепленный с Х-хромосомой
рецессивный признак. Альбинизм обусловлен аутосомным рецес¬
сивным геном. У супружеской пары, нормальной по этим двум
признакам, родился сын с обеими аномалиями. Какова вероят¬
ность того, что и у второго сына в этой семье обе аномалии про¬
явятся одновременно:
а) 50 %; б) 25 %; в) 12,5 %; г) 6,25 %?
26. Женщина, отец которой был гемофиликом, вышла замуж за муж¬
чину, отец которого тоже был гемофиликом. Какое суждение о здо¬
ровье их детей верно:
а) все их дети будут здоровыми;
б) все их дети будут больными;
в) сыновья будут здоровыми, половина дочерей больными;
г) дочери фенотипически будут здоровыми, половина сыновей больными;
д) половина сыновей и половина дочерей будут больными?
27. Какой из генотипов не дает расщепление при самоопылении:
а) ААВЬСС; б) АаВВсС;
в) ААЬЬСС; г) АаЬЬСс,
д) ааВЬсс?
28. Родители имеют генотипы ААВВСс и АаЬЬСс с полным доминиро¬
ванием и независимым наследованием по трем парам признаков.
Доля потомства, имеющего фенотип первого родителя, после их
скрещивания равна:
а) 1/4; б) 3/4; в) 1/8; г) 3/8.
29. Сколько типов гамет образует организм, имеющий генотип
AaBbDdEeFF:
а) 512; б) 256;
в) 64; г) 32;
д) 16?
481
30. Сопоставление поведения хромосом в процессе мейоза с наследо¬
ванием признаков при скрещивании было положено в основу:
а) правила чистоты гамет;
б) хромосомной теории наследственности;
в) первого закона Менделя;
г) мутационной теории.
31. Достоверным доказательством сцепления генов является то, что:
а) два гена находятся вместе в одной и той же гамете;
б) данный ген связан со специфическим фенотипом;
в) гены не расщепляются во время мейоза;
г) один ген влияет на два признака.
32. Сцепленными называют гены, находящиеся в:
а) гомологичных хромосомах;
б) аутосомах;
в) половых хромосомах;
г) одной хромосоме.
33. Сцепленное наследование генов, локализованных в одной паре го¬
мологичных хромосом, установил:
а) Г. Мендель; ч.. б) В. Иоганнсен;
в) Г. де Фриз; г) Т. Морган.
34. Число групп сцепления равно:
а) числу половых хромосом;
б) числу соматических хромосом;
в) числу всех хромосом в клетке;
г) числу хромосом в гаплоидном наборе.
35. Множественные действия гена, когда один ген отвечает за разви¬
тие нескольких признаков:
а) полимерия; б) пенетрантность;
в) плейотропия; г) экспрессивность.
36. Автором хромосомной теории наследственности является:
а) Г. Мендель; б) Я. П. Лотси;
в) Г. де Фриз; г) Т. Морган.
37. Взаимное расположение генов в хромосоме выявляют, изучая:
а) кариотип организмов;
б) поведение хромосом в мейозе;
в) потомство и вычисляя процент рекомбинантных особей от общего
числа потомков;
г) модифнкационную изменчивость организмов.
482
38. Какой парой представлены хромосомы в кариотипе женщины:
a) ХУ; б) ХО; в) ГО; г) XX?
39. Женская гетерогамегность присуща организмам:
а) человеку и дрозофиле;
б) человеку и бабочкам;
в) пресмыкающимся и дрозофиле;
г) птицам, пресмыкающимся и бабочкам.
40. Хромосомный набор половых клеток мужчины содержит:
а) 44 аутосомы, одну У-хромосому;
б) 22 аутосомы, одну Х'-хромосому или одну У-хромосому;
в) 44 аутосомы, одну X-хромосому или одну У-хромосому;
г) одну Х-хромосому или одну У-хромосому.
41. Хромосомный набор соматических клеток женщины содержит:
а) 44 аутосомы и одну Х-хромосому;
б) 22 аутосомы, одну Х-хромосому, одну У-хромосому;
в) 44 аутосомы и две Х-хромосомы;
г) 22 аутосомы и две Х-хромосомы.
42. Выберите хромосомный набор самца клопа протенора:
а) 12/1 + XX; б)12Л + Х0;
в) 12Л + ХУ; г) XX.
43. Выберите хромосомный набор курицы:
а) 76Л + ZZ; 6)7GA + ZW;
в) 76Л + Z0; г) 76Л + М).
44. Хромосомный набор самки кузнечика:
а) 16Л + ХХ; б) 16Л + ХО;
в) 16Л + ХУ; г) XX;
Д) ХУ.
45. Хромосомный набор мужчины:
а) 44Л+ХУ; б)44Л + ХХ;
в) ХУ + XX; г) ХУ.
46. Яйцеклетка человека главным образом отличается от спермато¬
зоида тем, что в ней находится:
а) только Х-хромосома;
б) только Х-хромосома и 22 аутосомы;
в) только X- или У-хромосома;
г) X- или У-хромосома и 22 аутосомы.
483
47. При наличии рецессивного гена в одной Х-хромосоме у женщины
признак будет проявляться:
а) только у мальчиков;
б) только у девочек;
в) независимо от пола;
г) признак не будет проявляться у потомков в первом поколении.
48. Способность организмов передавать свои признаки и особенности
развития следующему поколению называется ....
49. Совокупность всех признаков и свойств особи — это ....
50. Совокупность всех генов данного организма — ....
51. Различные формы одного и того же гена, расположенные в одина¬
ковых локусах гомологичных хромосом, — ....
52. Тип взаимодействия аллельных генов, при котором наблюдается
наибольшая степень проявления признака в гетерозиготной осо¬
би, чем в любой из гомозигот, — это ....
53. Тип взаимодействия двух доминантных аллелей одного гена,
имеющих самостоятельную выраженность признака, приводящий
к формированию нового признака, называется ....
54. Тип взаимодействия неаллельных генов, при котором рецессив¬
ный ген одной пары аллелей подавляет действие доминантного
гена другой пары аллелей, — ....
55. Тип взаимодействия нескольких неаллельных генов с одинако¬
вым действием — это... .
56. Схема взаимного расположения генов, которые находятся в одной
группе сцепления, — ... .
57. Единица расстояния между двумя генами в одной группе сцепле¬
ния, характеризующаяся частотой кроссинговера в 1 %, — ....
58. Тип взаимодействия неаллельных доминантных генов, при кото¬
ром развивается признак, который не определялся ни одним, ни
другим геном, называется ....
59. Тип взаимодействия неаллельных генов, при котором аллели од¬
ного гена подавляют действие доминантного гена другой пары ал¬
лелей, — ....
484
<)0. Способность организмов передавать свои признаки, свойства
и особенности развития следующему поколению называется ... .
61. Установите соответствие терминов их определению.
1. Совокупность свойств и признаков данного
организма, обусловленных взаимодействием
генотипа и условий внешней среды.
2. Участок молекулы ДНК, содержащий информа¬
цию о первичной структуре одного белка.
3. Совокупность всех генов данного организма.
4. Особь, несущая одинаковые аллели одного
гена (АА, аа).
5. Особь, несущая разные аллели одного гена (Ап).
Решите задачи
A. Ген.
Б. Генотип.
B. Фенотип.
Г. Гомозигота.
Д. Гетерозигота.
1. У человека ген длинных ресниц доминирует над геном коротких
ресниц. Женщина с длинными ресницами, у отца которой ресницы
были короткими, вышла замуж за мужчину с короткими ресницами.
Какова вероятность рождения в данной семье ребенка с длинными
ресницами? Сколько разных генотипов и фенотипов может быть у де¬
тей в этой семье?
2. У человека нормальный слух определяется согласованным дей¬
ствием двух разных доминантных генов. Определите вероятность ро¬
ждения глухих детей у нормально слышащих, гетерозиготных по этому
признаку родителей.
3. У кроликов гены дикой окраски С, гималайской С1’ и альбиноса с
составляют серию множественных аллелей, доминирующих в нисхо¬
дящем порядке, т. е. С доминирует над двумя другими, а ген С1’ — над
геном альбинизма. Какие фенотипы и генотипы можно ожидать в F, и F2
от скрещивания гомозиготных кроликов, не обладающих диким ви¬
дом окраски с гетерозиготными гималайскими?
4. У норки известны два разных рецессивных гена/? и г, каждый из
которых или оба одновременно в гомозиготном состоянии обусловли¬
вают платиновую окраску меха. При наличии доминантных аллелей Р
и I получается дикая коричневая окраска. При каком типе скрещива¬
ния двух платиновых норок все потомство первого поколения будет
коричневым? Укажите ожидаемые расщепления по фенотипу во втором
поколении от скрещивания особей первого поколения между собой.
485
5. У кур встречаются четыре формы гребня, обусловленные взаи¬
модействием двух пар генов. Ген R определяет розовидный гребень,
ген р _ гороховидный. При сочетании этих генов развивается оре¬
ховидный гребень. Птицы, рецессивные но обоим генам ггрр, имеют
простой листовидный гребень. Скрещены две особи с ореховидным
гребнем, гетерозиготные по генам R и Р. Какова доля потомков с оре¬
ховидным гребнем?
6. У душистого горошка пурпурная окраска цветков обусловлена
сочетанием двух неаллельных доминантных генов С и Р. При отсутствии
одного из них или обоих пигмент не синтезируется и цветки остаются
белыми. Скрещиваются два гетерозиготных растения с окрашенными
цветками. Определите характер расщепления по фенотипу от этого
скрещивания.
7. У большинства пород кур ген С определяет окрашенное опере¬
ние, а его аллель с — белое. У породы леггорн имеется эпистатический
ген /, подавляющий развитие пигмента даже при наличии гена С. Его
аллель i позволяет гену С проявлять свое действие. Леггорны с геноти¬
пом ССП имеют белое оперение в связи с эпистатическим действием
гена I над геном С, а виандоты с генотипом ccii имеют белое оперение
из-за отсутствия доминантного аллеля пигментации С. Белого леггор¬
на скрестили с белым виандотом. Определите расщепление по окраске
оперения во втором поколении.
8. У лошадей геи В определяет вороную масть; ген А является эпи¬
статическим и подавляет проявление гена В, но в то же время сам опре¬
деляет развитие серой окраски. Лошади с генотипом aabb имеют
рыжую окраску. При скрещивании лошадей серой и рыжей масти
в первом поколении все потомство оказалось серым. Во втором поко¬
лении на каждые 16 лошадей в среднем появилось 12 серых, 3 вороных
и 1 рыжая. Определите генотипы всех указанных животных.
9. У мышей ген В детерминирует серую окраску шерсти, ген b — чер¬
ную окраску шерсти, однако пигмент образуется только при наличии
доминантного гена С, асе — подавляет образование пигмента. Опреде¬
лите генотипы и фенотипы потомков первого и второго поколения, по¬
лученных от скрещивания серой и белой мыши.
10. У пастушьей сумки форма плодов определяется двумя парами
полиморфных генов. Растения, имеющие хотя бы один доминантный
ген, производят плоды треугольной формы и тем самым не отличаются
486
от растений, имеющих два, три, четыре доминантных гена. Растения,
не имеющие ни одного доминантного гена, дают плоды овальной фор¬
мы. Скрещиваются гомозиготные растения с плодами овальной и тре¬
угольной формы. Определите расщепление но фенотипу во втором
поколении.
11. Количество пигмента в коже человека контролируется в основ¬
ном двумя полиморфными доминантными (А\А{А2А2) и рецессивными
(a^aia2a2) генами. Интенсивность окраски кожи зависит от соотноше¬
ния доминантных и рецессивных полиморфных генов: А1А1А2А2 — чер¬
ная кожа; alaia2a2 — белая кожа; любые три доминантных аллеля чер¬
ной кожи дают темную кожу, любые два доминантных — смуглую,
один — светлую. Какова вероятность рождения чернокожего ребенка
в браке двух мулатов со смуглой кожей?
12. У пшеницы красная й белая окраска зерна контролируется двумя
парами аллелей: R{ — г,, R2 — г2. Растения, рецессивные по всем парам
аллелей, имеют белые зерна. Наличие одного или более доминантных
генов обусловливает красную окраску зерна, усиливающуюся при
увеличении числа доминантных генов. Скрещивается гомозиготная
пшеница с красными семенами с растением, имеющим.белые семена.
Каково расщепление по фенотипу (окрашенные и неокрашенные) бу¬
дет наблюдаться во втором поколении?
13. У дрозофилы рецессивный ген s (укороченное тело) локализо¬
ван в Х-хромосоме. Самка, имеющая нормальное тело, гетерозиготна
по укороченному телу, скрещена с самцом, имеющим укороченное
тело. Определите фенотип самок и самцов в первом поколении.
14. У дрозофилы желтый цвет тела обусловлен рецессивным ге¬
ном, локализованным в Х-хромосоме. От скрещивания мух серого
цвета (дикий тип) в потомстве появились самцы желтого цвета. Объяс¬
ните полученные результаты.
15. У человека альбинизм обусловлен аутосомным рецессивным
геном. Отсутствие потовых желез проявляется как сцепленный с по¬
лом рецессивный признак. У одной супружеской пары, нормальной по
этим признакам, родился сын с обеими аномалиями. Укажите геноти¬
пы отца и матери.
487
16. У человека ген гемофилии (несвертываемость крови) рецессивен
и находится в Л'-хромосоме, а альбинизм (отсутствие пигментации)
обусловлен аутосомным рецессивным геном. У родителей, нормаль¬
ных по этим признакам, рождается ребенок с обеими аномалиями. Ка¬
ков пол ребенка? Какова вероятность рождения в этой семье здоровых
дочерей?
17. У человека в У-хромосоме находится ген, определяющий разви¬
тие перепонки между вторым и третьим пальцами ног. Определите,
какие будут дети и внуки у мужчины с перепонками между пальцами
и какова их вероятность?
18. Известен коричневый тип попугайчиков-неразлучников. Ко¬
ричневые самки скрещивались с нормальным самцом, имеющим зеле¬
ную окраску оперения. Первое поколение состояло исключительно из
зеленых птиц. При скрещивании коричневого самца с зелеными сам¬
ками в первом поколении самцы были зелеными, а самки коричневыми.
Что можно сказать о локализации гена коричневой окраски и о том,
доминантный он или рецессивный.
' ' '
19. У кур развитие ног нормальной длины определяется геном А,
а коротконогость — геном а, полосатая окраска оперения определяется
доминантным геном В, а черная — его рецессивным аллелем Ь. От не¬
известной курицы и петуха получены цыплята: 1/6 черных курочек
с нормальными ногами, 1/6 полосатых петушков с нормальными нога¬
ми, 1/3 черных коротконогих курочек и 1/3 полосатых коротконогих
петушков. Определите фенотипы и генотипы родителей.
20. При скрещивании дрозофил с серым телом и красными глазами
с дрозофилами, имеющими черное тело и пурпурные глаза, все гибри¬
ды имели серое тело и красные глаза. В потомстве от анализирующего
скрещивания получено: 52 черные с красными глазами; 288 черные
с пурпурными глазами; 46 серые с пурпурными глазами; 314 серые
с красными глазами.
Объясните полученные результаты.
21. У душистого горошка гены, отвечающие за развитие усиков
и окраску цветков, расположены в одной паре гомологичных хромосом.
Расстояние между ними — 16 морганид. Скрещивались гомозиготные
родительские растения, имеющие яркие цветки и усики с растениями
без усов и с бледными цветами. Гибриды первого поколения подвергли
488
анализирующему скрещиванию. Какова вероятность в процентах по¬
явления у гибридов второго поколения растений с бледными цветка¬
ми и усиками?
22. Женщина, мать которой — дальтоник, а отец — гемофилик,
вступает в брак с мужчиной, страдающим обоими заболеваниями.
Определите вероятность рождения детей в этой семье одновременно
с обеими аномалиями. Расстояние между генами гемофилии и дальто¬
низма равно 9,8 %. Оба признака рецессивны и сцеплены с полом.
Изменчивость организмов, ее типы
Изменчивость — это свойство живых организмов, связанное с их
способностью приобретать новые признаки и свойства и терять старые.
В зависимости от особенностей наследования изменений выделяют
два типа изменчивости: модификационную (фенотипическую) и на¬
следственную (генотипическую).
Модификационной изменчивостью называют изменение фенотипа
под действием факторов внешней среды, которое происходит без из¬
менения генотипа.
Модификации — это фенотипические различия у генетически тож¬
дественных особей, возникающие под воздействием факторов внеш¬
ней среды.
Норма реакции — это пределы модификационной изменчивости
признака.
Причиной возникновения модификаций является различная ско¬
рость ферментативных реакций, участвующих в формировании при¬
знака, зависящая от условий среды (света, температуры, влажности).
Особенности модификационной изменчивости-.
1) носит групповой характер, т. е. наблюдается у большого числа
особей в сходных условиях:
2) имеет обратимый характер в пределах одного поколения (у чело¬
века под действием ультрафиолетовых лучей появляется загар);
3) не передается по наследству, так как не затрагивает генотип;
4) адекватна условиям среды, т. е. степень выраженности признака
находится в прямой зависимости от вида и продолжительности дейст¬
вия фактора;
5) носит приспособительный (адаптивный) характер, т. е. повышает
жизнестойкость и способствует выживанию особей в изменившихся
условиях среды;
489
6) поддается статистической обработке, позволяющей отобразить
изменение признака в виде вариационного ряда и вариационной кривой.
Генотипическая изменчивость обусловлена изменением генотипа
и сохраняется в ряду поколений. Выделяют комбинативную и мута¬
ционную наследственную изменчивость.
Комбинативная изменчивость обусловлена свободным сочетанием га¬
мет при оплодотворении, независимым расхождением гомологичных
хромосом в мейозе, явлением кроссипговера в ходе образования гамет. При
этом типе изменчивости структура самих генов и хромосом не меняется,
а изменяются сочетания наследственного материала и характер его
взаимодействия в генотипе, а следовательно, имеющиеся признаки комби- '
нируюгся в разных сочетаниях, давая большое разнообразие фенотипов.
Мутационная изменчивость — это изменчивость самого генотипа.
Мутации — это внезапные скачкообразные и ненаправленные измене¬
ния исходной формы с появлением у живых организмов качественно
новых наследственных признаков и свойств, которых ранее в природе
не существовало.
По характеру изменения генетического материала различают сле¬
дующие виды мутацШ\ 1) генные; 2) хромосомные; 3) геномные.
1. Генные (точковые) мутации связаны с нарушением какого-либо
гена. При этом может происходить замена, выпадение или вставка
нуклеотидов в определенном участке ДНК. Мутантные гены передают
к месту синтеза белка иную информацию, что в свою очередь ведет
к синтезу других белков и возникновению новых признаков. Боль¬
шинство генных мутаций носит рецессивный характер. Например,
альбинизм — аутосомно-рецессивное заболевание, характеризующееся
полным или частичным отсутствием нормальной пигментации. У че¬
ловека может отсутствовать пигментация колеи, волос. Это заболевание
связано с изменением гена, отвечающего за формирование пигмента
меланина из аминокислоты тирозина.
Еще одним примером генной мутации является серповидноклеточ¬
ная анемия — заболевание, вызываемое у человека заменой нуклеотида
в одном из генов, ответственных за синтез гемоглобина. Это приводит
к тому, что эритроциты с таким гемоглобином деформируются (из
округлых становятся серповидными) и быстро разрушаются. При
этом развивается острая анемия и снижается количество кислорода,
переносимого кровью. Анемия вызывает физическую слабость, может
приводить к нарушению деятельности сердца и почек и ранней смерти
людей, гомозиготных по мутантному аллелю.
490
2. Хромосомные мутации сопровождаются структурными измене¬
ниями хромосом. Это могут быть:
а) нехватки (дефишенси) — потеря концевых участков хромосомы;
б) делеции — выпадение участка средней части хромосомы;
в) дупликации — удвоение фрагмента хромосомы;
г) инверсии — поворот участка хромосомы на 180° при разрыве хро¬
мосомы и встраивание фрагмента на то же место, в результате чего гены
в этом участке будут расположены в обратной последовательности но
сравнению с нормальной хромосомой;
д) транслокации — перенос участка одной хромосомы на другую
(чаще всего на негомологичную);
е) транспозиции — перемещение небольшого участка внутри одной
хромосомы.
Хромосомные перестройки обнаруживаются при микроскопических
исследованиях хромосом, что используется в диагностике наслед¬
ственных заболеваний. Нарушения структуры хромосом у человека
часто приводят к тяжелым формам умственной отсталости, заболева¬
ниям крови и резкому снижению жизнеспособности организма.
Например, потеря небольшой части 21-й хромосомы вызывает ост¬
рый лейкоз у детей.
3. Геномные мутации — это изменение числа хромосом в геноме
клеток организма, сопровождающееся изменением его признаков
и свойств. Типы мутаций: полиплоидия и гетероплоидия.
Полиплоидия — кратное увеличение гаплоидного набора хромосом.
Возникает при нарушении расхождения хромосом к полюсам клетки
при митозе или мейозе, в результате количество хромосом в клетке
становится триплоидным (Зи), тетраплоидным (4я), гексаплоидным
(6п), октаплоидным (8п). Полиплоиды характеризуются более мощ¬
ным ростом, продуктивностью, жизнеспособностью. Например, в роде
пшеница полудикий вид однозернянка имеет 14 хромосом (2п), твер¬
дая яровая пшеница — 28 (Ап), а мягкая, наиболее продуктивная, —
42 (6п) хромосомы.
Гетероплоидия (анеуплоидия) — мутации, связанные с избытком
или недостатком одной хромосомы из пары гомологичных хромосом.
Причина этих мутаций заключается в нарушении мейоза, когда после
конъюгации пара хромосом не расходится и в одну гамету попадают
обе гомологичные хромосомы, а в другую — ни одной. Слияние с нор¬
мальной гаплоидной гаметой при оплодотворении приводит к образо¬
ванию зиготы с меньшим или большим числом хромосом по сравнению
491
с диплоидным набором, характерным для данного вида. Например, бо¬
лезнь Дауна у человека вызвана присутствием в кариотипе трех хро¬
мосом 21-й пары (трисомия по 21-й паре хромосом).
Наследственная изменчивость играет важную роль в эволюции.
Эта роль заключается в поставке материала для естественного отбора.
В селекционной практике мутации и их комбинации являются ис¬
ходным материалом для искусственного отбора, с помощью которого
получают новые сорта растений и штаммы микроорганизмов и грибов.
Особенности наследственности и изменчивости человека. Гене¬
тика человека изучает наследственность и изменчивость в популяциях
людей, зависимость заболеваний от генетической предрасположенно¬
сти и окружающей среды, в том числе от социальных условий жизни.
Ее задача — выявление и предупреждение наследственных заболева¬
ний, так как именно они составляют значительную долю патологий,
особенно детских (более 5 % родившихся в каждом поколении имеют
генетически обусловленные отклонения в развитии).
Особенности человека как объекта генетических исследований:
1) невозможность подбора брачных пар;
2) невозможность экспериментального получения мутаций;
3) позднее половое созревание;
4) медленная смена поколений;
5) сложный кариотип с большим числом групп сцепления;
6) значительная фенотипическая изменчивость под влиянием ус¬
ловий среды.
Все это делает неприемлемым гибридологический метод для изу¬
чения генетики человека. Однако благодаря усилиям анатомов, фи¬
зиологов, врачей и других специалистов, фенотип людей всесторонне
изучен и разработаны специальные методы изучения генетики человека.
1. Генеалогический метод — изучение родословных. Позволяет
узнать тип наследования признака — доминантный или рецессивный.
Доминантный признак проявляется в каждом поколении. У человека
могут наследоваться математические или музыкальные способности.
2. Близнецовый метод позволяет судить о вкладе генотипа и среды
в проявление признака. У человека могут рождаться разно- или одно¬
яйцевые (идентичные) близнецы. Разнояйцевые близнецы — близне¬
цы, развивающиеся из двух яйцеклеток, оплодотворенных разными
сперматозоидами. Это непохожие дети, часто разного пола. Однояйце¬
вые близнецы — близнецы, возникшие из одной зиготы, имеют одина¬
ковый генотип. Однояйцевые близнецы представляют собой большой
492
интерес для изучения наследственности человека, так как различия
между ними объясняются не различными генотипами, а влиянием ус¬
ловий развития, т. е. среды.
3. Цитогенетический метод — изучение структуры и количества
хромосом (например, в соскобах со слизистых оболочек ротовой полос¬
ти клетки с интерфазными ядрами с определением Х-хроматииа). В де¬
лящихся клетках изучают метафазные хромосомы. Цитогенетический
метод используется как диагностический. С его помощью определяют
такие хромосомные заболевания, как трисомия по X-хромосоме, моно-
сомия по паре половых хромосом — синдром Шерешевского—Тернера,
трисомия по 21 -й аутосоме — синдром Дауна.
4. Биохимический метод — обнаружение в биохимических парамет¬
рах изменений, связанных с изменением генотипа. Например, умствен¬
ная отсталость при фенилкетонурии связана с появлением в моче
и крови фенилпировиноградной кислоты (ФПК), которой у здорового
человека нет. ФПК появляется как побочный продукт при отсутствии
фермента в цепи превращений аминокислоты фенилаланина в тиро¬
зин, что вызвано рецессивным генотипом аа. Перевод такого младенца
на диету без фенилаланина способствует развитию здорового человека.
5. Популяционно-статистический метод позволяет изучить рас¬
пространение отдельных генов или хромосомных аномалий в челове¬
ческих популяциях. Основан на данных демографической статистики.
Выяснено, например, что ген серповидноклеточной анемии распро¬
странен в странах Тропической Африки и Средиземноморья.
С помощью описанных методов изучен характер наследования бо¬
лее 2 тыс. признаков. Выявлены многие наследственные заболевания,
например генные аутосомные: сахарный диабет, полидактилия, фе-
нилкетонурия и др.; генные, сцепленные с Х-хромосомой: дальтонизм,
гемофилия; хромосомные: синдром кошачьего крика; геномные: бо¬
лезнь Дауна, синдром Шерешевского—Тернера, синдром Кляйн-
фельтера и др.
Медицинская генетика изучает наследственные нарушения в орга¬
низме человека, причины их появления и возможности предотвращения.
Это входит в задачу медико-генетического консультирования. Можно
определить степень риска рождения больного ребенка и дать совет бу¬
дущим родителям. Возможно обследование вступающих в брак, бере¬
менной женщины и развивающегося плода. Главная задача такого
консультирования — предупреждение рождения больного ребенка,
так как лечить наследственные нарушения очень трудно или вообще
невозможно.
493
Знай основные термины и понятия
Изменчивость, модификационная изменчивость, модификация, норма реак¬
ции, вариационный ряд, вариационная кривая, наследственная, комбинатив-
ная и мутационная изменчивость, мутации, генные, или точковые, мутации,
делеция, дупликация, инверсия, транслокация, хромосмные и геномные мута¬
ции, три-, моно-, нули-, поли- и тетрасомик, полиплоидия, гетероплоидия,
трнплоид, тетраплоид, соматические, генеративные, спонтанные и индуциро¬
ванные мутации, химические, физические и биологические мутагены, закон
гомологических рядов в наследственной изменчивости, методы изучения на:
следственности и изменчивости человека (генеалогический, близнецовый,
цитогенетический, биохимические, дерматоглифический), однояйцевые, или
идентичные, и разнояйцевые близнецы, дерматоглифика, дактилоскопия
(пальмоскопия, плантоскопия), наследственные болезни, медицинская гене¬
тика, генные и хромосомные болезни.
Вопросы для самоконтроля
1. Что такое изменчивость и какие формы изменчивости выделяют?
2. От чего зависит фенотипическое проявление генотипа? Чем опре¬
деляется возможность генотипа давать разные фенотипы?
3. Всегда ли внешние воздействия вызывают у особей приспособи¬
тельные изменения?
4. Какую изменчивость называют модификационной? Почему ее на¬
зывают групповой, определенной, ненаследственной?
5. Что такое норма реакции?
6. Каковы источники комбинативной изменчивости?
7. Каковы природа и механизмы появления мутаций у организмов?
8. Какие типы мутаций выделяют?
9. В чем заключаются различия в наследовании соматических и гене¬
ративных мутаций и каково их значение для организма и вида
в целом?
10. Какие факторы среды могут активизировать процесс возникнове¬
ния мутаций и почему?
11. Какие факторы среды оказывают наибольшее мутагенное действие?
12. Почему деятельность человека увеличивает мутагенное действие
среды?
494
13. Какие типы генных мутаций вам известны?
14. Какие типы хромосомных мутаций вам известны?
15. Что такое полиплоидия? Какие типы полиплоидии вам известны?
16. Какие методы используются в изучении наследственности и из¬
менчивости признаков у человека?
17. Какие генетические болезни человека вам известны?
18. Что такое медико-генетическое консультирование и каково его
значение?
19. В чем заключается опасность близкородственных браков?
Тренировочные задания
1. Модифицированная изменчивость:
а) является массовой;
б) не наследуется;
в) носит адаптивный характер;
г) характеризуется всеми перечисленными свойствами.
2. Пределы модифицированной изменчивости называются:
а) модификациями; б) мутациями;
в) корреляциями; г) нормой реакции.
3. В условиях Тропической Африки у капусты не образуется кочан.
Это проявление формы изменчивости:
а) коррелятивной; б) мутационной;
в) модификационной; г) комбинативной.
4. Различия в фенотипах земляники, выращенной из усов от одного
материнского растения, связаны с тем, что:
а) они имеют разные генотипы;
б) у них разная норма реакции;
в) они обладают разными мутациями;
г) они выросли в разных условиях.
5. У стрелолиста обычно формируются три формации листьев: стрело¬
видные (воздушные), округлые (плавающие) и лентовидные (под¬
водные). Такая разновидность является примером изменчивости:
а) модификационной; б) мутационной;
в) комбинативной; г) коррелятивной.
495
6. Основными источниками комбинативной изменчивости являются:
а) кроссинговер в профазе I мейоза;
б) независимое расхождение гомологичных хромосом в анафазе I мейоза;
в) независимое расхождение хроматид в анафазе II мейоза;
г) все перечисленные процессы.
7. Примерами комбинативной изменчивости являются:
1) потемнение кожи человека под влиянием ультрафиолета;
2) разнообразие величины листьев у клена;
3) разная длина колоса у растений пшеницы;
4) появление цветков с розовой окраской при скрещивании расте¬
ний ночной красавицы с красными цветками с растениями с бе¬
лыми цветками;
5) рождение голубоглазого ребенка у кареглазых родителей;
6) появление среди желтоцветного люпина растений с розовыми
цветками.
а) 1, 2; б) 3, 4; в) 4, 5; г) 5, 6.
8. Фенотипические различия родителей и детей связаны с изменчи¬
востью:
а) комбинативной; б) цитоплазматической;
в) модификацией ной; г) коррелятивной.
9. Источниками мутационной изменчивости организмов являются:
а) случайные сочетания гамет при оплодотворении, взаимодействие ал¬
лельных и неаллельных генов;
б) независимое расхождение хромосом в мейозе, случайные комбинации
генов в результате кроссинговера;
в) кроссинговер, независимое расхождение хромосом в мейозе, случай¬
ные сочетания гамет при оплодотворении;
г) случайные изменения генов, хромосом или всего генома.
10. Увеличение числа хромосом в клетке, кратное гаплоидному, назы¬
вается:
а) гетероплоидией; б) полиплоидией;
в) трисомией; г) нуллисомией.
11. Гуго де Фриз обнаружил гигантскую форму энотеры, которая
вместо 14 в своих клетках имела 28 хромосом. Появление такой
формы результат:
а) комбинативной изменчивости;
б) модификационной изменчивости;
в) генной мутации;
г) геномной мутации;
д) хромосомной мутации.
496
12. Основы учения о мутациях и причинах их появления заложил
в 1907 г.:
а) Г. де Фриз; б) В. Иоганнсен;
в) Г. Мендель; г) Т. Морган.
13. Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости сфор¬
мировал:
а) В. И. Вернадский; б) Г. де Фриз;
в) Н. И. Вавилов; г) В. Иоганнсен.
14. Цитоплазматическая изменчивость связана с наследованием при¬
знаков:
а) рибосом; б) лизосом;
в) митохондрий; г) комплекса Гольджи.
15. Поворот участка хромосом на 180° — это:
а) генная мутация; б) хромосомная мутация;
в) геномная мутация; г) цитоплазматическая мутация.
16. Определите тип мутации:
А
В
В
С
D
Е
А
В
С
D
Е
F
G
Н
а) делеция; б) дупликация;
в) инверсия; г) транслокация.
17. Генные мутации возникают в результате:
а) замены, выпадения или вставки одной или нескольких нуклеотидных
пар в молекуле ДНК;
б) утраты части хромосом;
в) перемещения участка хромосомы в новое положение;
г) увеличения числа хромосом.
18. Рецессивные мутации проявляются фенотипически:
а) всегда;
б) никогда;
в) только в гомозиготном состоянии;
г) только в гетерозиготном состоянии.
19. Мутации, возникшие в соматических клетках организма:
а) всегда передаются потомкам;
б) передаются потомкам в отдельных случаях;
в) никогда потомкам не передаются;
г) передаются потомкам через одно поколение, так как всегда являются
рецессивными.
497
20. Для больных с синдромом Шерешевского—Тернера характерен
набор хромосом в клетках:
а) 44 + X] б) 44 +XT;
в) 44 + XYY; г) 44 + XXX.
21. В клетках людей с синдромом Дауна обнаруживаются хромосомы:
а) 44 + XX(XY); б) 42 + XX(XY)\
в) 44 + 1 + XX(XY); г) 44 + XYY.
22. При синдроме Кляйнфельтера в клетках человека можно обнару¬
жить набор хромосом:
а) 44 + АТ; б) 44 +АТУ;
в) 44 + XXY; г) 44 + 1 + XY.
23. Как молено объяснить с биохимической точки зрения наиболее ве¬
роятную причину сахарного диабета:
а) изменяется последовательность нуклеотидов в гене, ответственном за
синтез белка инсулина, вследствие чего в клетках поджелудочной же¬
лезы синтезируется другой белок;
б) в результате нарушения обмена веществ в организме в клетках подже¬
лудочной железы синтезируется недостаточное количество инсулина,
который регулирует содержание сахара в крови;
в) хроническое воспаление поджелудочной железы сопровождается на¬
коплением в ее клетках инсулина, который способствует резкому уве¬
личению концентрации сахара в крови;
г) заболевание сахарным диабетом не связано с работой поджелудочной
железы?
24. Основной причиной возникновения синдрома Дауна является на¬
рушение процессов:
а) митоза; б) мейоза;
в) цитокинеза; г) редупликации ДНК;
д) транскрипции.
25. Установите соответствие между типом изменчивости и ее харак¬
тером.
А. Наследственная.
Б. Ненаследственная.
1. Возникает в результате колебаний пара¬
метров факторов окружающей среды.
2. Возникает в результате изменений в хро¬
мосомах, генах или генотипе.
3. Изменения передаются из поколения в по¬
коление.
498
4. Изменения затрагивают только сомати¬
ческие клетки.
5. Изменения приводят к изменению гене¬
тической структуры популяций.
6. Изменения не влекут за собой изменений
в генофонде популяции.
26. Возможный размах модификационной изменчивости при данном
генотипе — это ....
27. Форма изменчивости организмов, возникающая в результате раз¬
личных сочетаний ранее существующих генов, называется ... .
28. Некратное гаплоидному изменение числа хромосом у организ¬
мов — это ....
29. Кратное гаплоидному увеличение числа наборов хромосом у орга¬
низмов есть ....
Селекция, ее основные достижения
и методы. Основные направления
биотехнологии
Селекция — это наука о создании новых и улучшении существу¬
ющих пород домашних животных, сортов культурных растений,
штаммов микроорганизмов. Вместе с тем под селекцией понимают
и сам процесс изменения живых организмов, осуществляемый челове¬
ком для своих потребностей.
Сорт — группа организмов, отобранных человеком, которая харак¬
теризуется специфическим генофондом, наследственно закрепленны¬
ми морфологическими и физиологическими признаками, определен¬
ным уровнем и характером продуктивности.
Исходный материал — линии, сорта, виды культурных или диких
растений, обладающие ценными хозяйственными качествами.
499
Для успешной селекции необходимы: 1) разнообразие исходного
материала; 2) способность к легкому скрещиванию родительских пар;
3) большое количество приплода и быстрота размножения.
В селекции учитываются законы наследственности и изменчивости,
особенности гибридизации, а также роль среды в развитии и проявле¬
нии признаков, норма реакции и используется возможность получе¬
ния мутантов.
H. И. Вавилов установил центры происхождения (их семь) куль¬
турных растений. Эти центры совпадают с очагами древних культур.
Вавиловым основана мировая коллекция семян культурных растений
и их диких сородичей (около 400 тыс. образцов), которая используется
селекционерами в качестве исходного материала.
Селекция растений. Выделяют следующие методы селекции рас¬
тений: гибридизация, искусственный отбор, полиплоидия, искусст¬
венный мутагенез.
I. Гибридизация (скрещивание) — получение гибридов от скрещи¬
вания генетически разнородных организмов. Выделяют близкородствен¬
ное скрещивание (инбридинг) и неродственное (аутбридинг). Близко¬
родственная гибридизация основана на принудительном опылении
своей пыльцой перекрестноопыляемых растений. Это приводит к по¬
вышению гомозиготности и закреплению наследственных признаков.
Потомство самоопыляемой особи называется чистой линией. Все осо¬
би чистой линии имеют одинаковый генотип, гомозиготны. У любого
генотипа в организме накапливаются мутантные гены. Они чаще всего
рецессивны и фенотипически не проявляются, но при самоопылении
переходят в гомозиготное состояние, и такие растения выбраковыва¬
ются естественным путем (погибают).
Часто проводят межлинейную гибридизацию, при этом выбирают
те комбинации, которые дают эффект гетерозиса (гибридной силы),
что означает повышенную жизнеспособность и плодовитость в первом
поколении гибридов. Гетерозис объясняется переходом большинства
генов в гетерозиготное состояние. Считается, что при гетерозисе вос¬
станавливается активность ферментов, так как у чистых линий осла¬
бевают признаки жизнеспособности из-за перехода нежелательных
генов в гомозиготное состояние. Эффект гетерозиса получен у кукурузы,
пшеницы, овощных культур. У кукурузы урожайность повысилась на
20-30 %. Во втором и последующих поколениях эффект гетерозиса за¬
тухает из-за выщепления гомозигот, но его можно закрепить при веге¬
тативном размножении.
500
Схема межлинейного скрещивания:
Линия I
Линия II
G: АВС
F<:
Р: ААВВСС
aabbcc
abc
АаВЬСс
(гибрид)
более жизнеспособный
и продуктивный
Отдаленная гибридизация — скрещивание растений, относящихся
к разным видам и родам. Такая гибридизация осуществляется с тру¬
дом, и межвидовые гибриды бесплодны, так как затруднена конъюга¬
ция хромосом разных видов в профазе I мейоза.
И. В. Мичурин получил гибрид между двумя видами (вишня вла¬
димирская х черешня Винклера белая = вишня Краса Севера) и между
двумя родами (вишня х черемуха = церападус). В настоящее время из¬
вестны растение тритикале (пшеница х рожь), а также пшенично-пы-
рейный гибрид, на основе которого был выведен новый сорт пшеницы
зернокормовой, за три укоса он дает 300-450 ц/га зеленой массы.
Преодолеть бесплодность межвидовых гибридов впервые удалось
Г. Д. Карпеченко в 1924 г. Ученый получил бесплодный гибрид редьки
и капусты с диплоидным набором хромосом, равным 18 (9 «редечных»
и 9 «капустных»). Число хромосом было им удвоено, в результате
у полиплоидного гибрида в кариотипе оказалось 36 хромосом (по
18 «редечных» и «капустных»). Появилась возможность конъюгации
гомологичных хромосом капусты с «капустными» и редьки — с «ре¬
дечными». Каждая гамета несла по одному набору хромосом и капусты,
и редьки (9 + 9 = 18). В зиготе снова стало 36 хромосом. Полученный
межвидовый гибрид стал плодовитым.
2. Искусственный отбор служит для сохранения и размножения
растений с желаемой комбинацией признаков. Различают массовый
и индивидуальный отбор.
Массовый отбор — выделение группы растений с необходимыми
признаками. Применяется для перекрестноопыляемых растений, не
дает генетически однородного материала, многократный.
Индивидуальный отбор — выделение одной особи с нужными при¬
знаками и получение от нее потомства. Проводят среди самоопыля¬
ющихся растений и получают чистые линии. Может быть повторным
и однократным.
501
Естественный отбор действует одновременно с искусственным
и повышает приспособленность растений к условиям среды.
3. Полиплоидия — кратное увеличение числа хромосом, приводя¬
щее к укрупнению клеток, тканей и органов. Полиплоиды содержат
больше питательных веществ и более устойчивы к неблагоприятным
факторам среды. Многие сельскохозяйственные растения являются
полиплоидами (пшеница, картофель, свекла).
4. Искусственный мутагенез позволяет получить мутации с целью
увеличения продуктивности растений (например получение полипло¬
идных форм).
Селекционеры Республики Беларусь работают над созданием новых
сортов интенсивного типа, т. е. сортов, которые бы обладали высокими
продуктивностью и качеством, а также были отзывчивы к различным
удобрениям и химическим препаратам, без которых невозможно веде¬
ние современного сельского хозяйства.
Главные селекционные це)1тры в Беларуси
1. Белорусский научно-исследовательский институт земледелия
и кормов (г. Жодино). Здесь получены сорта многих зерновых культур
(ячменя, пшеницы, ржи, тритикале). В этом центре занимаются селек¬
цией гречихи, люпина, льна.
2. Институт генетики и цитологии Национальной академии наук
Беларуси проводит научные исследования с использованием совре¬
менных методов селекции. В этом институте работают известные уче¬
ные нашей республики: Л. В. Хотылева (гетерозис), А. Н. Полилова
(цитоплазматическая наследственность), В. Е. Бормотов (полиплои¬
дия), Н. А. Картель (мутагенез).
3. Белорусский НИИ картофелеводства (Самохваловичи). Здесь
работает школа селекционеров академика П. И. Альсмика. Выведено
более 50 сортов картофеля.
4. В Самохваловичах находится БелНИИ плодоводства, где создано
более 120 сортов плодовых и более 20 сортов ягодных культур: ябло¬
ни, земляники, смородины красной, смородины черной и др. Большая
заслуга в селекции плодовых растений принадлежит А. Г. Волузневу.
5. БелНИИ овощеводства (Самохваловичи) делает успехи в селек¬
ции моркови, капусты, огурцов, томатов. Здесь выведено более 70 сор¬
тов овощных культур. Большая заслуга принадлежит таким селекцио¬
нерам, как А. М. Полянская, Е. И. Чулкова, В. Ф. Девятова и др.
В республике действует большая сеть областных, районных сорто¬
испытательных станций.
502
Селекция животных. Селекция животных по основным принци¬
пам не отличается от селекции растений, но тем не менее имеет опре¬
деленные особенности. Так, у животных существует только половое
размножение, смена поколений происходит редко (через несколько
лет), количество особей в потомстве невелико, поэтому большую роль
приобретает анализ совокупности внешних признаков, характерных
для породы.
Основными направлениями селекции животных являются следующие:
1) сочетание высокой продуктивности с хорошей приспосабливаемо-
стыо пород к условиям среды нашей республики; 2) повышение роли
качественных показателей продуктивности животных — качество меха
пушных зверей, жирномолочность и содержание белка в молоке крупного
рогатого скота, соотношение мяса, жира, костей у мясных животных,
длина и крепость шерсти овец и т. д.; 3) повышение скороспелрсти и ясной
продуктивности у различных животных в сочетании с молочной про¬
дуктивностью у крупного рогатого скота, качеством шерсти у овец, яй¬
ценоскостью у кур; 4) повышение устойчивости к заболеваниям и др.
Качественное совершенствование сельскохозяйственных животных
осуществляется путем ведения племенной работы, основными эле¬
ментами которой являются:
1) тщательный отбор животных на племя, основанный на изучении
индивидуальных особенностей животных;
2) подбор родительских пар с целью получения от них потомства
с желательными признаками;
3) правильное выращивание молодняка в условиях, благоприят¬
ствующих проявлению хозяйственно полезных признаков.
В современной племенной работе наряду с различными формами
гибридизации и отбора используются и другие способы и приемы се¬
лекции:
— оценка племенных качеств по происхождению (родословной),
основанная на анализе качеств родителей и более далеких предков;
— искусственное осеменение, которое позволяет расширить воз¬
можность использования производителей (от одного быка в год может
быть произведено до 40 тыс. телят);
— прогнозирование племенной ценности на основе изучения хо¬
зяйственно ценных признаков родителей;
— использование маток-рекордисток;
— метод трансплантации оплодотворенных яйцеклеток или эмбрио¬
нов от высокоценных коров-доноров низкопродуктивным коровам-
реципиентам;
503
— получение химер — особей, развивающихся из эмбриональных
клеток животных, относящихся к разным породам (видам) — овцеко-
зы, химерные ягнята, телята;
— применение генной инженерии, когда гены одного организма встраи¬
ваются в генотип другого (трансгенные мыши, кролики, свиньи);
— глубокое замораживание эмбрионов, половых клеток.
В Беларуси осуществляется совершенствование продуктивных ка¬
честв районированных пород животных. Селекционерами республи¬
ки в черно-пестрой породе крупного рогатого скота получены линии
высокопродуктивных коров. Выведен мясной тип крупной белой по¬
роды свиней — белорусская крупная белая и белорусская черно-рябая
порода. Выведены также длинношерстный тип овец латвийской тем¬
ноголовой породы, жлобинская популяция уток. Ведется селекцион¬
ная работа по созданию породы белорусских запряжных лошадей,
высокопродуктивных пород кур, уток, белорусской породы карпа.
Основной селекционный центр животных — Белорусский научно-
исследовательский институт животноводства (г. Жодино).
Основные направления биотехнологии. Область прикладной био-
логии, занимающаяся изучением возможности применения и разра¬
боткой конкретных рекомендаций использования биологических
объектов, систем и процессов в практической деятельности человека,
называется биотехнологией.
Термин «биотехнология» вошел в обиход в 70-е гг. XX в., хотя многие
методы (виноделие, пивоварение, хлебопечение, сыроварение), осно¬
ванные на культивировании микроорганизмов, использовались давно.
Объекты биотехнологии — микроорганизмы (прокариоты — бакте¬
рии, цианобактерии; эукариоты — грибы, протесты). Их использование
является целесообразным благодаря простой организации генома, ко¬
роткому жизненному циклу, большому разнообразию биохимических
свойств, легкому получению мутантов и их эффективному использо¬
ванию. Основные методы биотехнологии — генная и клеточная инже¬
нерия, микробиологический синтез.
Генная инженерия — искусственное целенаправленное изменение
генотипа микроорганизмов с целью получения культур с заранее задан¬
ными свойствами. Этапы этого метода: выделение гена; его объедине¬
ние с молекулой ДНК клетки, способной воспроизводить донорский
ген в другой клетке (включение в плазмиду); введение плазмиды в ге¬
ном бактериальной клетки-реципиента; отбор бактериальных клеток
для практического использования. Метод генной инженерии актуален
при лечении болезней иммунной системы, в онкологии и других сферах.
504
Клеточная инженерия основана на культивировании раститель¬
ных и животных клеток и тканей, способных вне организма произво¬
дить нужные для человека вещества. Этот метод используется для
клонального (бесполого) размножения ценных форм растений; для
получения гибридных клеток, совмещающих свойства, например,
лимфоцитов крови и опухолевых клеток, что позволяет быстро полу¬
чить антитела. Микробиологический синтез проводится в биореакто¬
рах, где устанавливается оптимальный режим (температура, среда,
давление и др.) для жизнедеятельности ряда организмов.
Направления биотехнологии весьма многообразны.
1. Изготовление вакцин, гормонов, витаминов, ферментов, лекар¬
ственных препаратов, антибиотиков. Например, включение в геном
кишечной палочки гена, ответственного за образование у человека
гормона поджелудочной железы — инсулина, позволило получить
штаммы бактерий, выделяющих в среду этот гормон.
2. Получение относительно дешевых источников энергии, кисло¬
молочных продуктов, утилизация отходов производства, производст¬
во спиртов, уксусной кислоты и др. Например, с помощью бактерий из
руды извлекают уран, золото, серебро, удаляют мышьяк как вредную
примесь.
3. Получение кормовых и пищевых белков, добавок, средств биоло¬
гической борьбы с вредителями. Например, дрожжевые грибы, расту¬
щие на гидролизатах древесины или за счет потребления парафинов,
служат источником кормового белка. В дрожжах содержится до 60 %
белков. Применение этих высокобелковых концентратов позволит до¬
полнительно получить до 1 млн т мяса в год.
4. Конструирование штаммов бактерий, способных разрушать ве¬
щества, загрязняющие окружающую среду; получение биотоплива,
Например, бактерии могут концентрировать в себе Fe, Мп, Си, Сг. От¬
ходы нефтепродуктов перерабатываются для производства ценных
веществ, например кормового белка.
5. Производство различных биодобавок (в моющие средства).
6. Селекция растений — перенос генов позволит преодолеть межвидо¬
вые барьеры и передать отдельные признаки одних организмов другим.
В Республике Беларусь созданы гидролизные заводы по производ¬
ству кормовых дрожжей (Бобруйск, Речица). На Обольском биохимиче¬
ском заводе (Витебская область) получают аминокислоты, использу¬
емые в качестве пищевых добавок, а на Пинском биохимическом заводе
производят витамины. Несвижский завод поставляет закваску для си¬
лосования.
505
Знай основные термины и понятия
Селекция, сорт, порода, штамм, искусственный отбор, массовый отбор, ин¬
дивидуальный отбор, инбридинг, аутбридинг, гетерозис, метод автополиплои¬
дии, метод отдаленной гибридизации, мутагенез, агроиндустрия, гидропоника,
нонитные почвы, биотехнология, генная инженерия, трансгенные организмы,
клеточная инженерия, соматическая гибридизация.
Вопросы для самоконтроля
1. Что такое селекция и каковы ее цели и основные направления?
2. Какие формы искусственного отбора используются в селекции?
В чем их принципиальное различие?
3. Что такое инбридинг? Для чего его применяют? Каковы положи¬
тельные и отрицательные стороны инбридинга у домашних жи¬
вотных?
4. Что такое гетерозис и каково его практическое значение?
5. Какова роль полиплоидии и отдаленной гибридизации в селекции?
6. Каковы пути повышения продуктивности естественных и искус¬
ственных экосистем?
7. Каковы преимущества и недостатки агроиндустрии по сравнению
с традиционным естественным земледелием?
8. Что такое биотехнология? Каковы ее объекты, основные направ¬
ления и достижения?
9. Чем занимается генная инженерия и с какой целью? Приведите
примеры достижений генной инженерии.
10. Что такое клеточная инженерия?
11. Какие селекционные центры нашей республики вам известны?
Приведите примеры достижений отечественных и зарубежных се¬
лекционеров.
506
Тренировочные задания
1. Порода — это:
а) искусственно созданные человеком самостоятельные виды домашних
животных с определенными ценными наследственными качествами;
б) группа организмов какого-то вида, обитающих под охраной и заботой
человека;
в) группа сельскохозяйственных животных одного вида, имеющих общее
происхождение и отличающихся определенными ценными наслед¬
ственными признаками;
г) группа сельскохозяйственных животных, разводимых в пределах од¬
ного района или одного хозяйства.
2. Однородная группа микроорганизмов, отобранная человеком
и обладающая определенными наследственными особенностями:
а) сообщество; б) сорт;
в) порода; г) штамм.
3. Лутбридинг — это:
а) скрещивание между особями разных пород;
б) скрещивание между особями одной! породы;
в) близкородственное скрещивание;
г) скрещивание особей разных видов.
4. Инбридинг — это:
а) межвидовое скрещивание;
б) внутрипородное родственное скрещивание;
в) межпородное скрещивание;
г) межлинейное скрещивание.
5. Чистая линия — это:
а) сорт растений;
б) порода животных;
в) штамм микроорганизмов;
г) группа генетически однородных особей.
6. Гетерозис характеризуется:
а) повышением изменчивости;
б) понижением жизнеспособности;
в) понижением продуктивности;
г) повышением продуктивности.
507
7. Близкородственное скрещивание применяется в растениеводстве
в целях:
а) усиления жизненной силы;
б) получения гетерозиготного потомства;
в) образования более плодовитого потомства;
г) получения чистых линий.
8. Гетерозис может наблюдаться при скрещивании:
а) доминантных гомозигот;
б) гетерозигот;
в) рецессивных гомозигот;
г) доминантных гомозигот с рецессивными.
9. Перенос генов из одного вида организмов в другой на основе плаз¬
мид не включает:
а) выделение генов из клеток бактерий, растений или животных;
б) соединение (сшивание) отдельных фрагментов ДНК разных организ¬
мов в составе плазмиды;
в) введение гибридной (плазмидной) ДНК, содержащей нужный ген,
в клетки хозяина;
г) слияние двух клеток различных организмов в культуре клеток;
д) копирование (клонирование) этого нужного гена в новом хозяине.
10. Межлинейиая гибридизация растений приводит к:
а) получению новых чистых линий для дальнейшего скрещивания;
б) появлению гомозиготных гибридов, используемых для массового от¬
бора;
в) проявлению у гибридов эффекта гетерозиса;
г) снижению жизнеспособности и продуктивности гибридов.
11. Близкородственное скрещивание растений применяют с целью:
а) перехода летальных и снижающих жизнеспособность генов в гетеро¬
зиготное состояние;
б) повышения жизнеспособности и продуктивности гибридов;
в) получения чистых линий для дальнейшей межлинейной гибридизации;
г) проявления у гибридов в результате мутаций новых свойств.
12. В селекции животных практически не применяют:
а) массовый отбор;
б) индивидуальный отбор;
в) неродственное скрещивание;
г) близкородственное скрещивание.
508
13. Метод, применяемый в селекции и не сопровождающийся измене¬
нием генетических свойств организма:
а) гибридизация; б) искусственный мутагенез;
в) клонирование; г) полиплоидия.
14. Автополиплоидия — это:
а) кратное увеличение числа хромосом;
б) некратное увеличение числа хромосом;
в) спонтанные хромосомные мутации;
г) увеличение числа хромосом в клетках организма в результате сомати¬
ческой гибридизации.
15. Аллополиплоидия — это:
а) изменение структуры хромосом;
б) изменение числа хромосом, кратное гаплоидному;
в) изменение числа хромосом, некратное гаплоидному;
г) изменение числа наборов хромосом в результате межвидового скре¬
щивания организмов.
16. Соматическая гибридизация — это:
а) скрещивание близкородственных организмов;
б) скрещивание неродственных организмов;
в) увеличение числа хромосом в клетках в результате разрушения вере¬
тена деления;
г) слияние двух клеток одного или разных организмов в культуре тканей.
17. Отдаленную гибридизацию в селекции животных применяют с целью:
а) повышения плодовитости существующих пород;
б) получения бесплодных межвидовых и межвидовых гибридов с гетеро-
зисным эффектом;
в) получения межвидовых и межродовых гибридов с повышенной плодо¬
витостью;
г) преодоления бесплодия межвидовых и межродовых гибридов.
18. Трансгенными называются организмы:
а) геном которых изменен путем генноинженерных операций;
б) которые привезены из других областей и акклиматизированы в дан¬
ной местности;
в) которые содержат в своих клетках хромосомы двух разных видов;
г) в геноме которых произошли хромосомные или генные мутации.
19. Совокупность особей культурных растений одного вида, устойчиво
обладающих в конкретных условиях возделывания определенными
морфофизиологическими и хозяйственными признаками, — ....
509
20. Генетически однородное потомство, получаемое от самоопыля¬
ющейся или самооплодотворяющейся особи с помощью отбора, —....
21. Скрещивание близкородственных особей растений или животных
с обычно наступающим после этого снижением жизнеспособно¬
сти полученного потомства — ....
22. Наука, которая разрабатывает новые промышленные способы по¬
лучения различных веществ на основании использования микро¬
организмов, клеток и тканей других организмов, называется ....
Эволюция живых систем
Развитие эволюционных представлений. Биологическая эволюция —
исторический процесс развития во времени органического мира, сопро¬
вождающийся изменением организмов (развитием сложных организ¬
мов из более простых), вымиранием одних и появлением других форм.
Основные концепции биологии додарвиновского периода.
1. Трансформизм — концепция Ж. Бюффона основана на идее един¬
ства живой природы и единого плана строения живых существ. Рас¬
сматривает происхождение видов от одного предка под влиянием
среды и утверждает ограниченную изменчивость видов.
2. Искусственная классификация видов К. Линнея.
3. Ламаркизм — концепция эволюции органического мираЖ. Б. Ла¬
марка — включает принцип градации форм — стремление к совершен¬
ству и принцип прямого приспособле)шя организмов к условиям среды.
4. Катастрофизм — концепция Ж. Кювье — разновидность гипотез
органической эволюции, где прогресс органических форм объясняет¬
ся через признание неизменяемости отдельных биологических видов.
Концепция основана на принципе коренных качественных изменений
органического мира в результате катастроф и принципе прогрессивного
восхождения органических форм после катастроф, когда одни виды
исчезают, появляются другие, качественно новые. После катастроф
происходит повторное сотворение органического мира.
5. Дарвинизм — теория эволюции Ч. Дарвина базируется на пред¬
ставлениях о естественном отборе как механизме видообразования.
Первоначально биология носила описательный характер. Было на¬
коплено много фактического материала о разнообразных растениях
510
11 животных, не имевших общепринятых названий. Шведский натура¬
лист К. Линней (1707-1778) создал первую искусственную систему
органического мира. За основу своей системы он принял вид как эле¬
ментарную единицу живой природы. Близкие виды объединялись
и роды, роды — в отряды, отряды — в классы.
Линней ввел в биологию принцип бинарной (двойной) номенклату¬
ры для обозначения вида и его систематического положения.
Ученый описал более 10 тыс. видов растений и более 6 тыс. видов
животных, а также минералы. Однако система Линнея имела ряд не¬
достатков. При классификации учитывались только 1-2 признака,
позволявших распознать вид в природе, но не отражавших подлинного
родства (например, только количество тычинок у растений либо только
строение дыхательной, кровеносной системы у животных). Виды
в природе Линней считал неизменными, созданными творцом.
Ж. Б. Ламарк (1774-1829) первым предложил концепцию эволюции
органического мира и выдвинул гипотезу о механизме изменчивости видов.
Ламарк утверждал, что разнообразие животных и растений — это резуль¬
тат эволюции, т. е. исторического развития органического мира. Автор
концепции говорил о ступенчатом развитии, градации форм, т. е. услож¬
нении организации от низших форм к высшим. Он предложил свою
систему органического мира («лестницу существ»), где расположил
родственные группы в восходящем порядке — от простых к более слож¬
ным. Ламарк ввел термин «биология», создал систему животного мира,
где впервые разделил животных на позвоночных и беспозвоночных.
Изменчивость видов Ламарк объяснял следующим образом:
1) изменения окружающей среды вызывают изменение форм пове¬
дения и необходимость использования органов и частей организма
по-новому:
а) в случае интенсивного использования происходит увеличение
эффективности и размера органа,
б) при неиспользовании — дегенерация и атрофия органов;
2) признаки, приобретенные таким образом в течение жизни инди¬
вида, наследуются, т. е. передаются потомкам.
Так, с позиций ламаркизма длина шеи и ног жирафа — результат
того, что многие поколения предков жирафа (коротконогих и коротко¬
шеих), питаясь листьями деревьев, тянулись все выше. В каждом по¬
колении происходило постепенное удлинение ног и шеи до нынешней
длины. Аналогично сформировались перепонки между пальцами у водо¬
плавающих птиц и уплощенное тело камбалы, лежащей на дне водоема.
511
Заслуга Ламарка состоит в том, что впервые в истории биологии
учитывается важность времени как фактора эволюции; формируются
представления о развитии органических форм как о естественном про¬
цессе восхождения; учитывается роль условий окружающей среды
в развитии органических форм .(в возникновении таких фенотипиче¬
ских изменений у особей, как, например, увеличение объема мышц
при занятии физкультурой).
Ошибка учения Ламарка заключается в том, что причиной прогресса
он считал внутреннее стремление организмов изменяться, совершен¬
ствовать свою организацию, на основе врожденной способности к из¬
менению в соответствии с изменениями условий среды {принцип
градации). Ламарк ошибочно полагал, что изменения окружающей
среды вызывают только полезные изменения у организмов (принцип
прямого приспособления к условиям среды), которые передаются затем
потомкам (принцип наследования благоприобретенных индивидом
признаков). На самом деле подобные изменения затрагивают только
фенотип, но не генотип, поэтому не передаются потомству. В последу¬
ющем А. Вейсман для доказательства того, что фенотипические изменения
не затрагивают гены (половые клетки), отрезал хвосты нескольким по¬
колениям мышей и наблюдал рождение мышей с нормальными хвостами.
Общая характеристика эволюционной теории Ч. Дарвина.
Ч. Дарвин (1809-1882) создал эволюционное учение, изложив свои
взгляды на эволюцию живой природы в книге «Происхождение видов
путем естественного отбора, или Сохранение благоприятствуемых по¬
род в борьбе за жизнь» (1859). Учение Дарвина о естественном отборе
явилось исходным пунктом для формирования эволюционных взгля¬
дов на окружающий мир. И хотя многие представления Дарвина под¬
верглись критике, а значительная их часть трансформировалась,
именно они явились отправным пунктом для создания современных
эволюционных учений.
Суть эволюционной теории Ч. Дарвина можно свести к следующим
положениям:
1) все виды живых существ, населяющих Землю, никогда не были
кем-то созданы;
2) возникнув естественным путем, органические формы медленно
и постепенно преобразовывались и совершенствовались в соответ¬
ствии с окружающими условиями;
3) в основе преобразования видов в природе лежат такие свойства
организмов, как изменчивость и наследственность, а также происхо¬
512
дящий в природе естественный отбор, который осуществляется через
сложное взаимодействие организмов друг с другом и с факторами не¬
живой природы. Эти взаимоотношения называются борьбой за суще¬
ствование;
4) результатом эволюции является приспособление организмов
к условиям обитания и многообразие видов в природе.
Предпосылками возникновения учения Дарвина явилось накопление
к тому времени богатого материала по палеонтологии, географии, гео¬
логии, биологии развития, селекции, а также собственные наблюде¬
ния ученого во время кругосветного плавания на корабле «Бигль».
Огромное воздействие на формирование взглядов Дарвина оказал
труд священника Томаса Мальтуса «Трактат о народонаселении»,
в котором тот показал, что только наличие сдерживающих факторов
ограничивает прогрессивный рост населения. Выражение «борьба за
существование» тоже принадлежит Мальтусу. Идея о существовании
в природе конкурентных отношений между особями одного и разных
видов возникла у Дарвина на основе знакомства с экономическими
взглядами Адама Смита — автора учения о «свободной конкуренции»
в промышленности, который считал, что именно «естественное свое¬
корыстие», или «естественный эгоизм», человека может служить ис¬
точником национального богатства, а неприспособленные в процессе
свободной конкуренции устраняются.
Дарвин был не первым, кто заметил, что близкородственные особи
(одного вида) по внешним признакам схожи, но не идентичны, т. е. су¬
ществует изменчивость признаков. Однако именно Дарвин придал ей
важное значение. Он первым обратил внимание на изменчивость при¬
знаков в ряду поколений и изменчивость в течение жизни организмов.
Изменчивость первого вида он назвал «неопределенной», а второго —
«определенной». Основываясь на способности особей к размножению
в геометрической прогрессии и факте, что до взрослого состояния до¬
живает лишь малая часть многочисленного потомства, Дарвин сделал
вывод о наличии «борьбы за существование», в ходе которой все сла¬
бые особи погибают.
В борьбе за существование, считал ученый, преимуществом обла¬
дают наиболее приспособленные к данным условиям среды особи —
они выживают и оставляют потомство с большей вероятностью, чем
неприспособленные. Таким образом, осуществляется естественный
отбор, который и приводит к формированию новых видов.
Влияние учения Ч. Дарвина на развитие биологической науки
чрезвычайно велико, так как он впервые предложил естественнонаучное
513
объяснение эволюции. Им установлены движущие силы эволюционного
процесса: наследственная изменчивость и естественный отбор, в ос¬
нове которого лежит борьба за существование. Дарвин предложил
объяснение процессов видообразования и причин многообразия ви¬
дов в природе, а также выяснил, каким образом человек создает новые
сорта и породы живых существ.
Дарвин выделял три формы борьбы за существование.
1. Внутривидовая борьба за существование — это конкурентная
борьба растений одного вида за свет и воду, животных одного вида —
за пищу и территорию расселения и т. д.
2. Межвидовая борьба за существование — это взаимоотношения
между особями различных видов, которые могут развиваться, в част¬
ности, в форме паразитизма, хищничества, конкуренции и т. п. Приме¬
ром межвидовой борьбы могут служить взаимоотношения между
группами особей хищников (куницы, горностаи и т. п.) и мелких гры¬
зунов или вытеснение светолюбивыми растениями других светолюби¬
вых видов, которых они лишают необходимого освещения.
3. Борьба с неблагоприятными условиями среды происходит при
взаимодействии живых организмов с абиотическими факторами при¬
роды. Т. е. это борьба с недостатком или избытком влаги, освещенно¬
сти, перепадом температур, закислением или защелачиванием почвы и т. д.
Таким образом, все новые признаки, возникающие в результате на¬
следственной изменчивости, проходят проверку естественным отбором.
Учение Дарвина сводится к следующим положениям'.
1) изменчивость свойственна любой группе животных и растений,
и организмы отличаются друг от друга по многим признакам;
2) число организмов каждого вида, рождающихся на свет, больше
числа организмов, которые могут найти пропитание и выжить, поэтому
большая часть потомства гибнет;
3) поскольку рождается больше особей, чем может выжить, проис¬
ходит борьба за существование, конкуренция за пищу и место обитания;
4) из многих типов изменений, наблюдающихся у живых существ,
одни облегчают им выживание в борьбе за существование, другие приво¬
дят к гибели. Концепция «выживания» наиболее приспособленных —
ядро теории естественного отбора;
5) выживающие особи дают начало следующему поколению, и, та¬
ким образом, удачные изменения наследуются.
Если естественный отбор действует на протяжении многих лет, то
последние потомки могут настолько отличаться от предков, что их
можно выделить в самостоятельный вид, Возможно, что от одного
514
предкового вида при условии изоляции могут возникнуть два и более
разных вида. Это произойдет в том случае, если разные группы особей
приобретут неодинаковые изменения, дающие им возможность при¬
способиться к разным условиям среды.
Следовательно, естественный отбор включает в себя два взаимо¬
связанных, хотя и противоположных процесса: 1) выживание и обес¬
печение большого потомства целесообразно уклонившихся форм;
2) устранение форм с нецелесообразными уклонениями. Взаимодей¬
ствие этих двух элементов естественного отбора совершенствует орга¬
низмы и создает наибольшую приспособленность их к среде обитания.
Основными результатами эволюции, по Ч. Дарвину, являются со¬
вершенствование приспособленности организмов к условиям обитания,
что влечет за собой совершенствование их организации, и нараста¬
ющее многообразие видов в природе. Ч. Дарвин приводит множество
доказательств приспособленности организмов, появившейся благодаря
действию естественного отбора: защитная, или покровительственная,
окраска (у представителей разных групп животного мира, особенно
у насекомых и позвоночных); предупреждающая окраска (характерна
для животных, имеющих специальные защитные приспособления от
поедания их другими животными, или для тех, которые являются не¬
съедобными, например божья коровка). Многие животные, не име¬
ющие специальных средств защиты, подражают защищенным видам.
Это явление называется мимикрией.
Ч. Дарвин доказал, что любые самые сложные приспособления
(для перекрестного опыления у растений, органы полета у птиц и лету¬
чих мышей, инстинкты у животных) выработаны естественным отбором
путем накопления и усиления полезных уклонений. Вместе с тем уче¬
ный установил, что приспособления относительны. Любое приспособле¬
ние хорошо только для тех условий среды, в которых оно формирова¬
лось. Например, стриж, имея длинные крылья, прекрасно летает
и ловит добычу на лету, но совершенно беспомощен на земле. К тому
же любое приспособление не бывает абсолютно совершенным. Так,
жгучие волоски крапивы защищают ее от поедания улитками, однако
не спасают от гусениц.бабочки-крапивницы. Ядовитые железы змей не
защищают их от ежей и змееядов. Благодаря относительному характеру
приспособлений для естественного отбора всегда остается неограничен¬
ное поле деятельности. Однако среда жизни изменчива, и приспособле¬
ния, которые относительно целесообразны в прежних условиях, оказы¬
ваются менее целесообразными в новой обстановке. Это изменяет на¬
правление отбора и приводит к появлению новых направлений эволюции.
515 '
Доказательства эволюции. Для обоснования теории эволюции
Ч. Дарвин использовал многочисленные доказательства из области
морфологии, палеонтологии, биогеографии. Впоследствии были вы¬
явлены новые факты, служащие доказательствами единства происхо¬
ждения живых организмов и изменяемости видов в природе.
Палеонтологические доказательства:
1) окаменелости, отпечатки, ископаемые остатки, последователь¬
ность ископаемых форм;
2) ископаемые переходные формы — формы организмов, сочета¬
ющие признаки более древних и молодых групп. Примеры: псилофи-
ты — первые наземные растения; семенные папоротники, давшие на¬
чало голосеменным; стегоцефалы — первые земноводные;
3) палеонтологические ряды — ряды ископаемых форм, связанные
друг с другом в процессе эволюции и отражающие ход филогенеза.
В. О. Ковалевский показал последовательные ряды ископаемых форм
лошадиных, эволюция которых совершалась при переходе от жизни
в лесу к жизни в степях, изменялись конечности, размеры тела, челю¬
стей, строение зубов.
Морфологические доказательства:
1) общий план строения позвоночных;
2) гомологичные органы развиваются из одинаковых зародышевых
зачатков, имеют сходное строение и выполняют одинаковые или раз¬
личные функции. Примеры: ласты кита, лапы крота, крыло летучей
мыши, рука человека — конечности; колючки кактуса и барбариса, по¬
чечные чешуи, усики гороха — видоизмененные листья;
3) аналогичные органы развиваются из разных зародышевых зачатков
и приспособлены в результате конвергенции к выполнению одинако¬
вых функций. Примеры: жабры речного рака (выросты кожных покро¬
вов) и рыбы (внутренние органы); крылья бабочки (выросты кожных
покровов) и крылья птицы (передние конечности); усики винограда
(видоизмененные побеги) и усики гороха (видоизмененные листья);
4) рудименты — недоразвитые органы, ткани, имевшиеся у эволю¬
ционных предков, но в процессе эволюции утратившие свое значение.
Примеры: крылышки нелетающей птицы киви; рудиментарные зубы
у муравьеда; у человека — ушные мышцы;
5) атавизмы — появление у некоторых особей признаков, сущест¬
вовавших у предков, но затем утраченных в процессе эволюции. При¬
меры: трехпалость у лошадей, многососковость у человека.
516
Эмбриологические доказательства'.
1) закон зародышевого сходства К. Бэра устанавливает сходство
ранних стадий развития эмбрионов представителей разных классов
позвоночных животных. На более поздних стадиях эмбрионального раз¬
вития это сходство утрачивается, а развиваются наиболее специализиро¬
ванные признаки таксонов, вплоть до индивидуальных признаков особи;
2) биогенетический закон Геккеля—Мюллера: онтогенез есть крат¬
кое и быстрое повторение филогенеза.
Биогеографические доказательства позволяют найти объяснение,
почему часто сходные зоны оказываются заселены разными организ¬
мами, а разные зоны — сходными. Например, сходство фауны и флоры
Палеоарктической и Неоарктической областей указывает на долгую
сухопутную связь между ними. Чем древнее остров и чем значитель¬
нее преграда, тем больше различий обнаруживается в составе матери¬
ковой и островной фауны и флоры. Так, на Мадагаскаре нет типичных
для Африки крупных копытных и хищников, но много лемуров, отсут¬
ствующих на материке.
В настоящее время для доказательства эволюционных процессов
используются молекулярно-генетические методы. Все организмы на
молекулярном уровне имеют ДНК и РНК, универсальными являются
генетический код и репликация ДНК. Изучая нуклеотидную последо¬
вательность в нуклеиновых кислотах и белках у разных групп орга¬
низмов и обнаруживая сходства, можно судить об их родстве.
Клеточное строение всех живых организмов, а также сходство клеток
по химическому составу и структуре, сходные закономерности процес¬
сов метаболизма в клетках — свидетельство единства органического мира.
Современные представления об эволюции. Микроэволюция.
В 20-40-е гг. XX в. предпринимаются попытки синтеза классического
дарвинизма, генетики, экологии и других наук и на этой основе фор¬
мируются современные представления об эволюции. Создается синте¬
тическая теория эволюции (СТЭ), одной из особенностей которой
является замена организменного подхода к пониманию эволюции по¬
пуляционным. К важным достижениям СТЭ относятся;
— раскрытие сущности наследственности и изменчивости;
— доказательства того, что мутации являются материалом для эво¬
люции;
— дополнение представлений о механизмах эволюционного про¬
цесса открытиями потока и дрейфа генов;
— изучение сложной структуры биологического вида и выявление
роли популяций в эволюции;
517
— дальнейшее развитие теории естественного отбора — направля¬
ющего фактора эволюции.
СТЭ базируется на представлениях об историческом развитии живой
природы как процессе взаимодействия многих факторов при ведущей
роли естественного отбора. Такое взаимодействие можно проследить
при знакомстве с описанием микроэволюции.
Микроэволюция — эволюционные преобразования внутри вида на
уровне популяций, ведущие к внутривидовой дивергенции и видооб¬
разованию. Охватывает сотни, чаще тысячи лет. Микроэволюционные
преобразования популяций доступны экспериментальному изучению.
Микроэволюция начинается в популяциях, состоящих из особей с раз¬
ными генотипами. Совокупность всех генотипов популяции называется
генофондом. Под влиянием элементарных факторов эволюции (пред¬
посылки эволюции) генофонд популяции изменяется. Такими факторами
являются: 1) мутационный процесс и рекомбиногенез, приводящие
к возникновению элементарно-эволюционного материала: мутациям
и комбинативной изменчивости; 2) популяционные волны — колебания
численности особей популяции, изменяющие концентрацию отдельных
генов; 3) миграции, приводящие к обмену генами между популяциями
вследствие перемещения особей из одной популяции в другую с после¬
дующим скрещиванием; 4) изоляция, создающая преграды к свободно¬
му скрещиванию, приводящая к различиям в генном составе разных по¬
пуляций и их обособлению. Это ключевой фактор видообразования.
Все эти изменения в генофонде популяций носят ненаправленный,
случайный характер. Единственным направляющим фактором эволю¬
ции является естественный отбор, благодаря которому создаются новые
и совершенствуются приобретенные адаптации. Борьба за существо¬
вание обеспечивает оценку конкурентоспособности особи. На основе
эволюции адаптаций идет образование видов, что представляет собой
заключительный итог микроэволюции. Однако в малых и изолирован¬
ных популяциях микроэволюционные изменения могут происходить
в результате независимых от отбора (случайных) колебаний частот
аллелей — дрейфа генов, поэтому дрейф генов также включается в число
генетических факторов микроэволюции.
Модификационная изменчивость не передается по наследству, по¬
этому не может быть элементарным эволюционным материалом, но
она определяет выживание особей в новой среде и дает возможность
мутациям накопиться в популяциях.
Как видно, элементарные эволюционные факторы способствуют
изменению генофонда популяций, обеспечивают их генетическую ге-
518
терогегшость, разнокачественность и приводят к элементарному эво¬
люционному явлению. Это стойкие, происходящие на протяжении
нескольких поколений изменения генофонда популяций в одном
и том же направлении. Элементарное эволюционное явление — это
еще не эволюционный процесс, но без изменения генетического соста¬
ва популяции он не может происходить.
Именно популяция является элементарной единицей эволюции, так
как ни отдельные особи, ни временные группировки (например семьи)
не могут эволюционировать. Эволюция связана с преобразованием ге¬
нотипа, а особь в течение жизни не изменяет генотип и время ее жизни
ограничено, поэтому особь в популяции это только объект действия
естественного отбора.
Единицу эволюции должна представлять некая группа особей, су¬
ществующая на протяжении многих поколений.
На уровне вида микроэволюционные события изучать нельзя, по¬
скольку в нем невозможно заметить небольшие изменения частот генов
и генотипов, что составляет сущность микроэволюционных преобра¬
зований. Вид делим и прерывист. Отсюда следует, что самой мелкой
группой, способной к самостоятельной эволюции, является популя¬
ция, которая отвечает следующим требованиям:
— реально существует в природе;
— способна к самовоспроизведению;
— неделима и выступает как единое целое во времени (число поко¬
лений) и пространстве;
— относительно обособлена и имеет самостоятельность в пространстве;
— способна к изменениям.
Знай основные термины и понятия
Биологическая эволюция, креационизм, бинарная номенклатура, искусст¬
венная и естественная система живой природы, лестница существ, трансфор¬
мизм, градация, законы Ламарка, эволюционная теория Ч. Дарвина, изменчи¬
вость (определенная, неопределенная, соотносительная), искусственный отбор
(бессознательный, методический), борьба за существование (внутривидовая,
межвидовая, борьба с неблагоприятными условиями), естествнный отбор, за¬
щитная, или покровительственная, окраска, предупреждающая окраска, ми¬
микрия, дивергенция, палеонтологические находки, ископаемые переходные
формы, палеонтологические ряды, филогенез, гомологичные и аналогичные
органы, рудименты, атавизмы, закон зародышевого сходства К. М. Бэра, био¬
генетический закон Геккеля—Мюллера, синтетическая теория эволюции.
519
Вопросы для самоконтроля
1. Что такое креационизм, трансформизм?
2. Каковы движущие силы эволюции по Ламарку?
3. Каковы предпосылки возникновения эволюционной теории Ч. Дар¬
вина?
4. Какие формы изменчивости организмов выделял Дарвин?
5. Каковы движущие силы эволюции по Дарвину?
6. Каковы результаты эволюции по Дарвину?
7. Какие существуют доказательства эволюции?
8. Чем отличаются гомологичные органы от аналогичных и каково
их значение в доказательстве эволюции?
9. О чем свидетельствуют рудименты и атавизмы?
10. В чем суть и значение закона зародышевого сходства Бэра?
11. Какие методы в настоящее время используются для доказательства
родства между организмами разных видов?
12. Чем был вызван кризис эволюционной теории в начале XX века?
Каковы основные постулаты синтетической теории эволюции?
Почему она так называется?
Тренировочные задания
1. Автор теории катастроф:
а) Ж. Б. Ламарк; б) Ж. Кювье;
в) Э. Ж. Сент-Илер; г) Ж. Бюффон.
2. Первое эволюционное учение создал:
а) К. Линней; б) Ж. Кювье;
в) Ж. Бюффон; г) Ж. Б. Ламарк.
3. Главной движущей силой эволюции, по Ламарку, является:
а) постепенное усложнение организмов в ходе градации;
б) наследование благоприобретенных признаков;
в) внутреннее стремление организмов к самосовершенствованию;
г) упражнение или неупражнение органов.
4. Согласно взглядам Ж. Б. Ламарка о причинах изменяемости орга¬
низмов в природе, развитие длинной шеи у жирафа — результат:
а) прямого приспособления к среде;
б) упражнения органа под влиянием потребностей;
в) изначальной целесообразности в строении органа;
г) стремления организмов к самосовершенствованию.
5. Чарльз Дарвин во время кругосветного путешествия (1831-1836)
изучил в Южной Америке тяжелую жизнь полудиких коренных
жителей — индейцев, вытесненных белыми колонизаторами на
о. Огненная Земля и поэтому отставших в своем культурном раз¬
витии. Дарвин о них пишет, что «дикари» во время любого голода
сохраняют на племя хотя бы несколько своих лучших собак. О ка¬
кой форме отбора говорится в данном примере:
а) естественном;
б) искусственном бессознательном;
в) ' искусственном методическом?
6. Единицей эволюции, по Ч. Дарвину, является:
а) особь; б) популяция;
в) вид; г) семья.
7. Движущими силами эволюции, по Ч. Дарвину, являются:
а) изменение условий окружающей среды, влияние человека;
б) борьба за существование, естественный отбор;
в) определенная и коррелятивная изменчивость;
г) перенаселение.
8. Согласно взглядам Ч. Дарвина, для эволюции видов не имеет зна¬
чения изменчивость:
а) определенная, или групповая;
б) неопределенная, или индивидуальная;
в) соотносительная, или коррелятивная.
9. Пример неопределенной изменчивости, по Ч. Дарвину, — это:
а) возникновение разной окраски цветков у одного сорта растений;
б) наличие перепонок между пальцами у голубей с оперенными ногами;
в) увеличение массы тела у всех особей при их хорошем кормлении;
г) изменение волосяного покрова у животных под влиянием климата.
10. Пример определенной изменчивости, по Ч. Дарвину, — это:
а) появление коротконогого ягненка в стаде овец с нормальными ногами;
б) появление бульдогообразной морды у крупного рогатого скота;
в) появление дрозофил с черным телом;
г) развитие листьев вместо колючек у барбариса в условиях повышенной
влажности.
521
11. Пример коррелятивной изменчивости, по Ч. Дарвину, — это:
а) лентовидные подводные листья стрелолиста и стреловидные надводные;
б) появление кривоногое™ у собак породы такса;
в) интенсивный рост растений гречихи в присутствии солей калия;
г) красный стебель у львиного зева с красными цветками.
12. Причинами борьбы за существование организмов в природе, по
Ч. Дарвину, являются:
а) несоответствие между возможностью видов к беспредельному размно¬
жению и ограниченностью пищевых и других ресурсов;
б) ограниченность ресурсов среды и постоянно действующий естествен¬
ный отбор;
в) постоянно действующий естественный отбор;
г) появление в потомстве особей с измененными признаками.
13. Наиболее острой является форма борьбы за существование:
а) внутривидовая;
б) межвидовая;
в) борьба с неблагоприятными внешними условиями.
14. Результаты эволюции, по Ч. Дарвину, — это:
а) возникновение измененных форм, служащих материалом для разви¬
тия приспособлений;
б) снижение остроты борьбы за существование между особями;
в) приспособление организмов к условиям обитания и многообразие ви¬
дов в природе;
г) гибель менее приспособленных особей.
15. Эволюция видов живой природы, по Ч. Дарвину, может идти в на¬
правлении:
а) от низших форм к высшим;
б) упрощения организации;
в) без изменения уровня организации;
г) всех перечисленных вариантов.
16. Примером покровительственной окраски является:
а) зеленая окраска листьев растений;
б) зеленая окраска богомола;
в) черно-красная окраска клопа-солдатика;
г) оранжево-черно-полосатая окраска колорадского жука.
17. Термин «мимикрия» означает:
а) подражание незащищенных организмов защищенным;
б) уменьшение размеров тела животных;
522
в) поведение животных в период размножения;
г) состояние «оцепенения» при наступлении неблагоприятных условий.
18. Примером мимикрии служит:
а) окраска божьей коровки;
б) окраска мухи-журчалки;
в) окраска шмеля;
г) окраска белой березовой пяденицы.
19. Гомологичными называются органы:
а) сходные по внешнему виду;
б) выполняющие одинаковые функции;
в) выполняющие разные функции;
г) имеющие общее происхождение.
20. Гомологичными органами являются:
а) ласты кита, лапы крота, крылья птиц;
б) крылья бабочки, крылья птиц и летучих мышей;
в) колючки кактуса, шипы розы и боярышника;
г) жабры рака и окуня.
чф
21. Аналогичными называются органы:
а) выполняющие одинаковые функции и имеющие общее происхождение;
б) выполняющие разные функции, но имеющие общее происхождение;
в) имеющие одинаковое строение;
г) выполняющие сходные функции, но имеющие разное происхождение.
22. Из перечисленных органов человека рудиментами не являются:
а) третье веко;
б) копчиковая кость;
в) дельтовидная мышца спины;
г) аппендикс.
23. К морфологическим доказательствам эволюции относят:
1) наличие копчика, состоящего из недоразвитых позвонков;
2) окаменевшие отпечатки следов животных;
3) остатки зверозубых рептилий с признаками пресмыкающихся
и млекопитающих;
4) остаток третьего века у человека;
5) рождение людей с густым волосяным покровом на теле;
6) филогенетический ряд слонов,
а) 1,2,3; 6)4,5 6; в) 2,4,6;
523
г) 1,4,5.
24. Разделите приведенные ниже органы на две группы.
А. Рудименты.
Б. Атавизмы.
1. Хвостатость у человека.
2. Аппендикс у человека.
3. Сплошной волосяной покров у человека.
4. Тазовые кости у кита.
5. Остаток третьего века.
6. Многососковость у человека.
25. Разделите приведенные ниже органы на две группы.
А. Аналогичные.
Б. Гомологичные.
1. Иглы дикобраза и ежа.
2. Форма тела у дельфина и акул.
3. Ядовитые железы гадюки и скорпиона.
4. Конечности лошади и ласты тюленя.
5. Крылья летучей мыши, крылья насекомых.
6. Колючки кактуса и усики гороха.
26. Какие из перечисленных органов являются гомологичными (А),
а какие — аналогичными (Б):
1) колючки барбариса, усики гороха;
2) колючки дикой яблони, дикой груши, боярышника;
3) колючки розы, кактуса;
4) колючки шиповника, барбариса;
5) чашелистики, лепестки, тычинки, пестики?
27. Какие из перечисленных органов относятся к гомологичным (А),
а какие — к аналогичным (Б):
1) жабры рака, рыб;
2) жало пчелы, яйцеклад майского жука;
3) наружные жабры головастиков, жабры рыб;
4) сосущий хоботок пчелы, нижние челюсти таракана;
5) слюнные железы ящериц, ядовитые железы змей;
6) бивни моржа, бивни слона?
28. Процесс непрерывного, направленного и необратимого развития
живой природы называется ....
29. Учение о постоянстве видов, рассматривающее многообразие ор¬
ганического мира как результат творения, — ....
30. Появление у некоторых особей данного вида признаков предков,
утраченных в процессе эволюции, — ....
524
31. К органам, хорошо развитым и функционировавшим у предковых
форм, но утратившим свое значение в ходе эволюции и в силу это¬
го недоразвитым у современных организмов, относятся ....
Вид и его критерии.
Популяция — элементарная единица
эволюции
Вид — это исторически сложившаяся совокупность популяций жи¬
вых организмов, сходных по внешнему и внутреннему строению, способ¬
ных свободно скрещиваться между собой с образованием плодовитого
потомства, а также занимающих определенный ареал.
Каждый вид живых организмов можно описать совокупностью ха¬
рактерных черт, свойств, называемых признаками. Признаки вида,
с помощью которых один вид молено отличить от другого, называются
критериями вида. Выделяют шесть наиболее общих критериев вида.
Морфологический критерий основывается на внешнем и внутрен¬
нем сходстве особей одного вида. По внешнему виду, размерам, окра¬
ске можно легко отличить один вид от другого. Например клевер
луговой, клевер пашенный, клевер горный; василек луговой, василек
синий; лютик едкий, лютик ядовитый, лютик золотистый; ласточка го¬
родская, ласточка деревенская. Этот критерий самый удобный и пото¬
му широко используемый в систематике. Однако он недостаточен для
различения видов, имеющих внешнее сходство (например виды-двой¬
ники) либо резко отличающихся между собой особей одного вида (по¬
лиморфные виды). Затруднительно использование морфологического
критерия при диагностике одомашненных видов. Породы, выведен¬
ные человеком, могут значительно отличаться друг от друга, оставаясь
в пределах одного вида (например породы голубей).
Физиологический критерий заключается в сходстве жизненных
процессов, в первую очередь в возможности скрещивания между осо¬
бями одного вида с образованием плодовитого потомства. Между раз¬
ными видами существует физиологическая изоляция. В то же время
между некоторыми видами живых организмов скрещивание возможно;
при этом могут образовываться плодовитые гибриды (зяблики, кана¬
рейки, вороны, зайцы, ивы, тополя и др.).
525
Географический критерий основан на том, что каждый вид занимает
определенную территорию или акваторию. Иными словами, каждый
вид характеризуется определенным географическим ареалом. Многие
виды занимают разные ареалы. Однако огромное число видов имеет
совпадающие (накладывающиеся) или перекрывающиеся ареалы.
Кроме того, существуют виды, не имеющие четких границ распростране¬
ния, а также виды-космополиты, обитающие на огромных пространст¬
вах суши или океана. Космополитами являются некоторые обитатели
внутренних водоемов — рек и пресноводных озер (виды рдеста, ряски,
тростника). Много космополитов среди сорных растений (одуванчик
лекарственный, ярутка полевая, пастушья сумка и др.), синантропных
животных (постельный клоп, рыжий таракан, комнатная муха).
Существуют такие виды, которые имеют разорванный ареал (голу¬
бая сорока, соболь, вьюн). В силу этих обстоятельств географический
критерий, как и остальные, не является абсолютным.
Экологический критерий основан на том, что каждый вид может су¬
ществовать в определенных условиях, выполняя определенную функ¬
циональную роль в определенном биогеоценозе. Иными словами,
каждый вид занимает Определенную экологическую нишу. Так, лютик
едкий произрастает на пойменных лугах, лютик ползучий — по бере¬
гам рек и капав, лютик жгучий — на заболоченных местах. Существуют,
однако, виды, которые не имеют строгой экологической приуроченно¬
сти. Это виды, обитающие рядом с человеком или его жилищем (си-
нантропные виды), — вши, клопы, тараканы, мухи, крысы и т. д., а также
комнатные и культурные растения, сорняки, домашние животные.
Генетический критерий основан на различии видов по кариотипам
(число и форма хромосом в метафазе митоза). Для подавляющего
большинства видов характерен строго определенный кариотип. На¬
пример, два близких вида крыс различаются по числу хромосом: у од¬
ного вида их — 38, у другого — 48.
Однако и этот критерий не является универсальным. Встречаются
виды со сходными кариотипами (особенно близкородственные). Кроме
того, в пределах одного и того же вида могут встречаться особи с раз¬
ным числом хромосом (диплоидные и гаплоидные поколения; поли¬
плоиды — с кратным увеличением числа хромосом по сравнению с обыч¬
ными формами) и анеуплоиды (отсутствие одной или появление лишней
хромосомы в геноме). Во всех этих случаях на основе генетического
критерия нельзя достоверно определить принадлежность особи к кон¬
кретному виду.
526
Биохимический критерий позволяет различать виды по биохимиче¬
ским параметрам (состав и структура определенных белков, нуклеи¬
новых кислот и других веществ в клетках организмов). Известно, что
синтез определенных высокомолекулярных веществ свойствен лишь
отдельным группам видов. Например, по способности образовывать
и накапливать алкалоиды различаются виды растений в пределах се¬
мейств пасленовых, сложноцветных, лилейных, орхидных. Однако
и этот критерий далеко не универсальный. Существует значительная
внутривидовая изменчивость практически всех биохимических пока¬
зателей вплоть до последовательности аминокислот в молекулах бел¬
ков и нуклеотидов в отдельных участках ДЫК и РНК.
Таким образом, ни один из критериев в отдельности не может слу¬
жить для определения вида. Отличить один вид от другого можно
только по совокупности всех критериев.
В природных условиях организмы одного вида распределяются
в пространстве крайне неравномерно. Неравномерность распределения
вида в пространстве выражается наличием «островков плотности»,
«сгущений». Участки с относительно высоким распространением осо¬
бей данного вида чередуются с участками, имеющими низкую числен¬
ность. Такие «центры плотности» называются популяциями. Популя¬
ция — это совокупность особей данного вида, в течение длительного
времени (большого числа поколений) населяющих определенное про¬
странство (часть ареала), внутри которой практически осуществляет¬
ся свободное скрещивание и которая изолирована от других таких же
совокупностей. Иными словами, популяция — это группа свободно
скрещивающихся между собой особей, проживающих длительно на
определенной территории и относительно изолированная от других
таких же групп.
Вид представляет собой совокупность популяций, а популяция яв¬
ляется структурной единицей вида.
Таким образом, вид — это сложная биологическая система, состо¬
ящая из популяций, обладающих характерными особенностями строе¬
ния, физиологии, поведения.
Популяция — самая мелкая из групп особей, способная к эволюци¬
онному развитию, поэтому ее называют элементарной единицей эво¬
люции. Отдельно взятый организм не может быть единицей эволюции.
Эволюция идет только в группе особей — популяции. Совокупность
генотипов всех особей популяции — генофонд — основа микроэволю-
ционных процессов в природе. Каждая популяция характеризуется
527
определенной генетической структурой. Генетическая структура по¬
пуляции — соотношение в ней различных генотипов и частот аллель¬
ных генов. Частота аллеля — фактическая доля аллеля в общей сумме
аллелей данного гена. Сумма частот всех аллелей данного гена равна
единице.
Дж. Харди и В. Вайнберг установили закон (закон Харди—Вайн-
берга), позволяющий по фенотипам определять соотношение геноти¬
пов и аллельных генов в идеальной популяции:
(р +д )2 = р2(АА) + 2pq(Aa) + q2(aa) = 1,
где р — частота встречаемости доминантного аллеля гена Л; q — часто¬
та встречаемости рецессивного аллеля гена а\ р2 — частота гомозигот¬
ного доминантного генотипа; 2pq — частота гетерозиготного генотипа;
с/ — частота гомозиготного рецессивного генотипа.
Все возможные сочетания аллелей гена и их частоты можно устано¬
вить с помощью решетки Пеннета:
Частоты аллелей
Р(А)
а(а)
р(А)
р(АА)
pq(Aa)
<7 (л)
pq(Aa)
<7 (аа)
Для генов, имеющих более двух аллелей, частоты генотипов можно
рассчитать по следующей формуле: (p + q + r)* = 1, где/?, q, г — соответ¬
ствующие частоты аллелей.
При идеальных условиях — крупной популяции, отсутствии мута¬
ций, миграций и отбора — соотношение генотипов и аллельных генов
во всех поколениях в популяции будет постоянно, частоты встреча¬
емости генотипических комбинаций остаются неизменными и соот¬
ветствуют формуле. Например, в популяции дрозофилы число особей
с серым телом АА в 4 раза больше, чем с черным телом аа. Значит,
в этой популяции 0,8 женских и мужских гамет несет ген А и 0,2 — ген а.
Соотношение генотипов в сбудет следующим:
0,64 АА: 0,32 Аа: 0,04 аа.
Гаметы с геном А будут возникать с частотой 0,8 (0,64 от АА + 0,16
от Аа), а с геном а — ОД (0,04 аа + 0,16 Аа), т. е. в тех же частотах, что
и у исходных форм. Соотношение генотипов в F2 будет таким же.
По формуле Харди—Вайнберга можно прогнозировать эпидемии
и распространение аномалий в популяциях человека, определять час¬
тоты полезных и вредных мутаций в популяциях растений и живот¬
528
ных для учета, при восстановлении исчезающих видов и создании
новых сортов и пород. Эта формула служит стандартом при количест¬
венной оценке эволюционных изменений в популяциях.
Согласно теоретическому принципу равновесия Харди—Вайнберга
идеальная популяция находится в состоянии генетического равновесия,
т. е. ее генофонд не изменяется из поколения в поколение, и никаких
эволюционных изменений не происходит при наличии определенных
условий:
— размеры популяции велики;
— спаривание происходит случайным образом (свободное скрещи¬
вание — панмиксия);
— новых мутаций не возникает;
— все генотипы одинаково плодовиты, жизнеспособны;
— поколения не перекрываются;
— отсутствует обмен генами с другими популяциями (не происхо¬
дит ни миграции, ни иммиграции).
Однако реально в природе очень немногие популяции находятся
в условиях равновесия. Согласно современной синтетической теории
эволюции историческое развитие организмов определяется комплек¬
сом воздействия на популяцию эволюционных факторов (мутации, по¬
пуляционные волны, изоляция, естественный отбор) и абиотических
факторов среды (геологические, географические, климатические, фи¬
зико-химические, космические и др.).
Известно, что при наличии определенных условий частота аллелей
в генофонде популяции остается постоянной из поколения в поколе¬
ние. При таких условиях популяция будет находиться в состоянии ге¬
нетического равновесия и никаких эволюционных изменений проис¬
ходить не будет. По этой причине для осуществления эволюционных
процессов необходимо наличие факторов, поставляющих эволюцион¬
ный материал, т. е. приводящих к генетической изменчивости структуры
популяции. Эту роль выполняют мутационный процесс, комбинатив-
ная изменчивость, поток генов, периодические колебания численно¬
сти популяций (популяционные волны, или волны жизни), дрейф
генов. Имея различную природу, данные факторы действуют случай¬
но и ненаправленно и ведут к появлению в популяции разнообразных
генов. Важное значение для эволюции имеют факторы, обеспечива¬
ющие возникновение барьеров, которые препятствуют сводному скре¬
щиванию. Это различные формы изоляции, нарушающие панмиксию
(свободное скрещивание организмов) и закрепляющие любые разли¬
чия в наборах генотипов в разных частях популяции.
529
Главным источником появления новых аллелей в популяции слу¬
жат генные мутации. Частота возникновения новых мутаций обычно
невысока: 1 • 10 ь—1 • 10 ° (одна мутация на 10 тыс. — 1 млн особей (га¬
мет) в поколении). Однако в связи с большим числом генов (у высших
форм, например, их десятки тысяч) общая частота всех возникающих
мутаций у живых организмов достаточно высока. У некоторых видов
от 10 до 25 % особей (гамет) на одно поколение несут мутации. В боль¬
шинстве случаев возникновение мутаций снижает жизнеспособность
особей по сравнению с родительскими формами. Однако при переходе
в гетерозиготное состояние многие мутации не только не снижают
жизнеспособность несущих их особей, но и повышают ее (явление ин¬
бридинга и последующего гетерозиса при скрещивании инбредных ли¬
ний). Некоторые мутации могут оказаться нейтральными, а неболь¬
шой процент мутаций с самого начала в определенных условиях даже
приводит к повышению жизнеспособности особей. Какой бы малой ни
была доля таких мутаций, они в грандиозных временных масштабах
эволюционного процесса могут играть заметную роль. Вместе с тем не¬
обходимо отметить, что мутации сами по себе не приводят к развитию
популяции или вида. Они только являются материалом для эволюци¬
онного процесса. Без других факторов эволюции мутационный процесс
не может обеспечить направленное изменение генофонда популяции.
Определенный вклад в нарушение генетического равновесия в по¬
пуляциях вносит комбинативная изменчивость, которая достигается
в результате кроссинговера и независимого распределения хромосом
при мейозе, а также случайного скрещивания между особями. Возник¬
нув, отдельные мутации оказываются в соседстве с другими мутациями,
входят в состав новых генотипов, т. е. появляется множество сочета¬
ний аллелей и неаллельных взаимодействий.
Важным источником генетического разнообразия в популяциях
является поток генов — обмен генами между разными популяциями
одного вида вследствие миграции отдельных особей из популяции
в популяцию. При этом гены мигрирующих особей включаются при
скрещивании в генофонд популяции. В результате таких скрещиваний
генотипы потомства отличаются от генотипов родителей. В данном слу¬
чае происходит перекомбинация генов на межпопуляционном уровне.
Размеры популяций, как пространственные, так и по числу особей,
подвержены постоянным колебаниям. Причины этих колебаний разно¬
образны и в общей форме сводятся к влиянию биотических и абиоти¬
ческих факторов (запасы пищи, количество хищников, конкурентов,
530
возбудителей инфекционных болезней, климатические условия года
и т. п.). Колебание численности популяций в природе носит периоди¬
ческий характер: после нарастания числа особей идет закономерное
его снижение и т. д. Такие периодические колебания количества осо¬
бей в популяциях С. С. Четвериков в 1905 г. назвал «волнами жизни»
или «популяционными волнами».
Волны жизни оказывают влияние на изменение генетической струк¬
туры популяций. С возрастанием численности популяции повышается
вероятность появления новых мутаций и их комбинаций. После спада
численности сохранившаяся часть особей популяции по генетическому
составу будет значительно отличаться от ранее многочисленной попу¬
ляции: часть мутаций совершенно случайно исчезнет вместе с гибелью
несущих их особей, а некоторые мутации также случайно повысят
свою концентрацию. При последующем росте численности генофонд
популяции окажется иным, так как в нем закономерно возрастет коли¬
чество особей, несущих мутации. Таким образом, популяционные волны
не вызывают сами по себе наследственной изменчивости, но они спо¬
собствуют изменению частоты мутаций и их рекомбинаций, т. е. измене¬
нию частот аллелей и генотипов в популяции. Итак, популяционные
волны являются фактором, поставляющим материал для эволюции.
На генетическую структуру популяции оказывает влияние также
дрейф генов. Этот процесс характерен для малочисленных популяций,
где могут быть представлены не все аллели, типичные для данного вида.
Случайные события, например преждевременная гибель особи, бы¬
вшей единственным обладателем какого-то редкого аллеля, приведут
к исчезновению этого аллеля из популяции. Точно так же, как некий
аллель может исчезнуть из популяции, его частота может случайным
образом повыситься. Это случайное изменение концентрации аллелей
в популяции и называется дрейфом генов.
Дрейф генов непредсказуем. Небольшую популяцию он способен при¬
вести к гибели, но может сделать ее еще более приспособленной к дан¬
ной среде или усилить ее дивергенцию от родительской популяции.
Таким образом, генетическое разнообразие в популяциях достига¬
ется совокупным влиянием мутаций, их комбинаций, волн жизни, по¬
тока генов и дрейфа генов.
531
Знай основные термины и понятия
Вид, признаки и критерии вида, ареал, реликтовые виды, виды-космополиты,
эндемики, популяция, генетическая структура популяции, закон Харди—Вайн-
берга, динамика численности популяций, генофонд популяции, элементарное
эволюционное явление, элементарные факторы эволюции (предпосылки эво¬
люции), миграции, поток генов, популяционные волны (волны жизни), дрейф
генов, изоляция.
Вопросы для самоконтроля
1. Кто и когда ввел понятие «вид»?
2. Какой вклад внес К. Линней в разработку понятия «вид»?
3. Перечислите основные критерии вида и случаи их неприменения.
4. Применение каких критериев достаточно для выделения вида?
5. Какие критерии наиболее объективны при разделении близкород¬
ственных видов?
6. Что понимают под генетической структурой популяции?
7. Что описывает закон Харди—Вайнберга? Для каких популяций
он применим?
8. Какие популяционно-генетические закономерности выявил рус¬
ский биолог С. С. Четвериков? Какое это имело значение для соз¬
дания СТЭ?
9. Какова роль мутаций и рекомбинаций в эволюционном процессе?
10. Что такое элементарное эволюционное явление? Какие процессы
способствуют изменению генофонда популяции?
11. Почему популяции одного вида различаются своими генофондами?
12. В чем сущность изоляции как элементарного эволюционного фак¬
тора? Какие виды изоляции выделяют?
13. Почему популяцию считают единицей эволюции?
532
Тренировочные задания
1. Основатель научной классификации растений и животных:
а) Дж. Рей; б) К. Линней;
в) Ж. Б. Ламарк; г) Ч. Дарвин.
2. Первое научное определение вида дал;
а) Дж. Рей; б) К. Линней;
в) Ж. Б. Ламарк; г) Ч. Дарвин.
3. Для определения вида недостаточно использовать только морфо¬
логический критерий, так как:
а) близкие виды могут занимать сходные ареалы;
б) виды разделены на популяции;
в) особи разных видов могут скрещиваться;
г) в природе существуют виды-двойники.
4. Главный признак, объединяющий особей одного вида в популяцию:
а) общая территория, занятая особями в природе;
б) одинаковый набор хромосом в клетках организмов;
в) сходство внешнего и внутреннего строения;
г) свободное скрещивание особей друг с другом.
5. Элементарным материалом для эволюции является:
а) генофонд особей популяции;
б) генотип отдельной особи в популяции;
в) генотипическая изменчивость особей популяции;
г) фенотип отдельной особи в популяции.
6. Факторами, изменяющими генетическую структуру популяции,
являются:
а) мутации и их комбинации;
б) дрейф генов;
в) неслучайное скрещивание;
г) все перечисленные.
7. Миграция особей данного вида как фактор эволюции приводит к:
а) расселению особей на новые территории;
б) уменьшению или увеличению численности конкретной популяции;
в) обновлению генофонда конкретной популяции либо образованию но¬
вой популяции;
г) распад материнской популяции на несколько дочерних популяций.
533
8. Роль рецессивных мутаций в эволюции заключается в том, что они:
а) затрагивают гены соматических клеток, а не половых;
б) как правило, снижают жизнеспособность организмов;
в) проявляются в первом поколении;
г) являются скрытым резервом наследственной изменчивости.
9. Популяционные волны приводят к:
а) изменению частот определенных мутаций и комбинаций у организмов
популяции;
б) увеличению доли наследственной изменчивости у организмов в попу¬
ляции;
в) уменьшению доли наследственной изменчивости у организмов в по¬
пуляции;
г) расселению особей за пределы популяции.
10. Выберите пример популяции, в которой дрейф генов как фактор
эволюции имеет наибольшее значение;
а) садовые улитки в одном старинном парке, обработанном ядохимика¬
тами;
б) мыши в одном зернохранилище;
в) бабочки-капустницы на одном поле;
г) лютики на одном лугу.
11. Выберите пример популяции, в которой дрейф генов как фактор
эволюции имеет наименьшее значение;
а) комнатные мухи в одном помещении, обработанном дихлофосом;
б) рыжие полевки на лугу, затопленном весенним паводком;
в) тараканы на городской свалке, обработанной инсектицидом;
г) икотник серо-зеленый на одном пустыре.
12. Наибольшего эволюционного успеха за одинаковый промежуток
времени достигает популяция вида:
а) воробей домовой; б) бабочка-крапивница;
в) нильский крокодил; г) кишечная палочка.
13. Относительные частоты генов в популяции не будут изменяться
из поколения в поколение в случае, если:
а) популяция малочисленна, отсутствуют мутации генов, но есть мигра¬
ция особей;
б) популяция малочисленна, есть мутации генов, но отсутствует мигра¬
ция особей;
в) популяция многочисленна, есть мутации генов, миграция особей
и препятствия для свободного скрещивания;
г) популяция многочисленна, отсутствуют мутации генов, миграции
и препятствия для свободного скрещивания.
534
14. Известно, что доля особей АА в популяции равна 0,09. Какая часть
потомства гетерозиготна по гену А:
а) 42 %; б) 9 %;
в) 49%; г) 0%;
д) 92 %?
15. Из приведенных групп организмов не способны эволюционировать;
а) колония крыс в городе;
б) колония мышей в амбаре;
в) садовые улитки в одном старинном парке;
г) семья львов в зоопарке.
16. Скрытый резерв наследственной изменчивости в популяциях об¬
разуют мутации:
а) генные доминантные; б) генные рецессивные;
в) геномные; г) хромосомные.
17. Установите соответствие между элементарными факторами эво¬
люции и их характеристикой.
1. Обмен генами между популяциями одного
вида.
2. Случайные изменения частот генов в популя¬
ции.
3. Колебания численности особей в популяции
с течением времени.
4. Ограничение или прекращение потока генов.
5. Постоянно действующий источник наслед¬
ственной изменчивости в популяции.
18. Найдите соответствие между явлением и формой изоляции.
1. Несходство полового поведения (танцев) ба¬
бочек.
2. Наличие широкой реки между двумя популя¬
циями зайцев.
3. Питание гусениц на растениях разных видов
в пределах одного биоценоза.
4. Водораздел между двумя реками, в которых
обитают окуни одного вида.
5. Несходство брачных песен у зябликов одно¬
го вида.
A. Географическая.
Б. Экологическая.
B. Биологическая.
A. Дрейф генов.
Б. Изоляция.
B. Миграция.
Г. Мутации.
Д. Популяционные
волны.
535
19. Совокупность особей одного вида, занимающих в природе опреде¬
ленную территорию и способных свободно скрещиваться друг
с другом, называется ....
20. Свободное скрещивание особей в популяции — это ....
21. Существование барьеров, препятствующих скрещиванию между
особями популяций одного вида, — это ... .
22. Случайные изменения концентрации (частоты встречаемости)
аллелей в популяции — ... .
23. Периодические и непериодические изменения численности осо¬
бей в популяции, вызванные действиями биотических и абиотиче¬
ских факторов среды, — это ....
24. Переселение особей за пределы ареала материнской популяции,
после которого следует обновление генофонда другой популяции
либо образование новой популяции, называется ....
Ь ' '
Движущие силы эволюции. Адаптации
Движущие силы эволюции. Движущими силами эволюции с пози¬
ций СТЭ являются борьба за существование и естественный отбор.
Борьба за существование. Это сложный процесс противоречивых
взаимодействий особей одного и разных видов, который через уничто¬
жение менее приспособленных ведет к естественному отбору. Выделяют
две основные формы борьбы за существование: конкуренцию и пря¬
мую борьбу.
Конкуренция вызывается, с одной стороны, одинаковыми биологи¬
ческими потребностями (пищей, условиями размножения и т. п.),
а с другой — одинаковыми возможностями их удовлетворения. На¬
пример, у шмелей и белок пищевые интересы различны, им нечего «де¬
лить», поэтому они не конкурируют друг с другом за пищу. В то же
время за нее активно конкурируют друг с другом белки, особенно
в условиях дефицита. В зависимости от объекта конкуренции выде¬
ляют три основные формы конкуренции: трофическую (обусловлена
потребностями в одинаковой пище), топическую (обусловлена совме¬
стным обитанием в одной среде) и репродуктивную (выражается
в борьбе особей за воспроизведение потомства).
536
Прямая борьба проявляется в непосредственных взаимодействиях
организмов друг с другом (отношения типа паразит — хозяин, хищ¬
ник — жертва) и т. п.
Естественный отбор. Выделяют несколько форм естественного от¬
бора, главными из которых являются стабилизирующий и движущий.
. Стабилизирующий отбор способствует поддержанию в популяции
среднего, ранее сложившегося признака. Он происходит в тех случаях,
когда фенотипические признаки оптимально соответствуют условиям
среды и конкуренция между особями относительно слаба. Такой от¬
бор действует во всех популяциях, при этом уничтожаются особи
с крайними отклонениями признаков.
Движущий отбор заключается в том, что при медленном изменении
условий среды в новом направлении неуклонно происходит сдвиг
средней нормы в ту или иную сторону. Иными словами, при движу¬
щем отборе наблюдается отсев мутаций с одним значением признака,
которые заменяются мутациями с другим средним значением признака.
Таким образом, движущий отбор приводит к эволюционному измене¬
нию, оказывая на популяцию такое давление, которое благоприят¬
ствует увеличению в ней частоты новых аллелей. После того, как но¬
вая средняя норма выраженности признака (средний фенотип) придет
в оптимальное соответствие с новыми условиями среды, вступает
в действие стабилизирующий отбор.
Классическим примером эволюционного изменения по типу дви¬
жущего отбора является появление темноокрашенных бабочек под
воздействием химических загрязнений атмосферы (промышленный
меланизм).
Одной из форм движущего отбора является дизруптивный. Диз-
руптивный (разрывающий) отбор осуществляется в тех случаях, когда
две или более генетически различные формы обладают преимущест¬
вом в разных условиях, например в разные сезоны года. Дизруптив¬
ный отбор благоприятствует более чем одному фенотипу и направлен
против промежуточных форм. Он как бы разрывает популяцию по
данному признаку на несколько групп, встречающихся на одной тер¬
ритории, и может при участии изоляции привести к разделению попу¬
ляции на две и более.
Приспособления как результат действия факторов эволюции и их
относительный характер. Виды живых организмов удивительно при¬
способлены к условиям среды, в которой они обитают. В понятие
«приспособленность вида» входят не только внешние признаки, но
и соответствие строения внутренних органов выполняемым ими
537
функциям, поведенческие реакции и т. д. Любой видовой признак
(свойство) носит приспособительный, т. е. целесообразный в данной
среде, характер. Любое приспособление не появляется в готовом виде,
а является результатом естественного отбора, случайных наследствен¬
ных изменений, повышающих жизнеспособность организмов в кон¬
кретных условиях.
I [риспособления (адаптации) могут быть организменными, т. е. прису¬
щими каждому конкретному организму данного вида и позволяющими
ему выживать в данных условиях среды, и видовыми — направленными
на существование вида в целом.
Организмеиные адаптации в свою очередь делятся на морфологи¬
ческие, физиологические, биохимические и поведенческие.
Морфологические адаптации:
1. Средства пассивной защиты (хитиновый покров у членистоногих,
прочные раковины у моллюсков, панцирь у черепах, колючки у ежа
и дикобраза, колючки у кактусов, боярышника, шипы у розы и т. д.).
2. Покровительственная окраска (птицы, высиживающие яйца на
земле, сливаются с окружающей средой, зеленый кузнечик — с травой).
3. Предостерегающая (отпугивающая) окраска, свойственная ядо¬
витым, обжигающим или жалящим животным. Яркая окраска заранее
предупреждает о бесполезности и опасности нападения (божья коровка,
пчелы, жуки-нарывники).
Защитное действие покровительственной и предупреждающей
окраски повышается при ее сочетании с соответствующим поведением
(выпь гнездится в камышах, в минуты опасности она вытягивает шею
и замирает — в такой позе ее трудно рассмотреть даже вблизи).
4. Подражание, или мимикрия, — сходство беззащитного или съедоб¬
ного вида с одним или несколькими неродственными, но хорошо за¬
щищенными видами (муха-осовидка подражает осе, муха-пнцеле-
видка — шмелю). Возникновение мимикрии связано с накоплением
мелких удачных мутаций у съедобных видов в условиях их совместно¬
го обитания с несъедобными в результате естественного отбора.
5. Маскировка (палочник маскируется под сучок, один из видов
пауков — под почку дерева).
6. Особое строение конечностей, крыльев, густой меховой и перье¬
вой покров, обтекаемая форма тела (рыбы, дельфины), наличие по¬
кровных тканей на поверхности тела, развитие механических тканей,
обеспечивающих прочность вегетативных органов растений, и т. п.
538
К физиологическим адаптациям относится устойчивость физиоло¬
гических параметров: поддержание постоянной температуры тела,
концентрации солей и сахаров в крови; устойчивость к колебаниям со¬
лености, влажности, температуры в течение жизни организма и т. п.
Биохимические адаптации охватывают все биохимические процессы.
Сюда относятся строго упорядоченные процессы синтеза белков
в клетках, расщепление веществ с помощью ферментов, образование
органических веществ в ходе фотосинтеза и т. д.
Поведенческие адаптации включают в себя все многообразие форм
поведения, направленных на выживание организмов (поиск укрытий
от неблагоприятных климатических факторов и врагов, добывание
и запасание пищи, поиск партнеров для спаривания, брачные ритуалы,
забота о потомстве и т. п.).
К видовым адаптациям относятся, например, соответствие в строе¬
нии копулятивных органов самок и самцов, взаимные приспособления
у детеныша и матери к вскармливанию молоком, сигнальные признаки,
способствующие отысканию особей в брачный период, скопление осо¬
бей на нерестилищах, совместное добывание пищи и др.
Знай основные термины и понятия
Борьба за существование, прямая борьба, конкуренция, трофическая, топи¬
ческая, репродуктивная формы конкуренции, естественный отбор (стабилизи¬
рующий, движущий), адаптации, жизнеспособность, конкурентоспособность,
фертильность, организменные (морфологические, физиологические, биохи¬
мические, поведенческие) и видовые адаптации, относительность приспособ¬
ленности.
Вопросы для самоконтроля
1. Что является движущими силами эволюции с позиций СТЭ?
2. Что понимают под борьбой за существование?
3. Что является ареной борьбы за существование?
4. Какие формы борьбы за существование выделяют? Чем конкурен¬
ция отличается от прямой борьбы?
539
5. В чем сущность и механизм действия естественного отбора с пози¬
ций СТЭ?
6. Какие формы естественного отбора выделяют и каковы результа¬
ты каждой из форм?
7. Какой организм считают адаптированным к данным условиям
среды? Приведите примеры организменных и видовых адаптаций.
8. Почему адаптации носят относительный характер?
Тренировочные задания
1. Движущими силами эволюции являются:
а) наследственность, изменчивость;
б) дрейф генов, популяционные волны;
в) борьба за существование, естественный отбор;
г) изоляция, миграции.
2. Прямая борьба за существование характерна для:
а) оленей одного стада;
б) растений, растущих на одном лугу, за минеральные вещества;
в) крапивы и повилики за органические вещества и воду;
г) лис и волков в зимний период за мелких грызунов.
3. Топическая конкуренция возникает:
а) в стае волков за пищу в одном лесу;
б) между насекомоядными птицами в одном саду за насекомых и их ли¬
чинок;
в) между глухарями-самцами во время токования;
г) между выводками клестов ранней весной, имеющих разные по утеп¬
ленное™ гнезда.
4. Конкуренция между разными видами хищников за пищу является
примером:
а) действия естественного отбора;
б) прямой борьбы за существование;
в) косвенной борьбы за существование;
г) внутривидовой борьбы за существование.
5. Результатом действия стабилизирующего отбора является:
а) сдвиг нормы реакции в одном направлении;
б) расчленение популяции на две и более группы;
в) сужение нормы реакции;
г) появление новых видов.
540
6. Какие из следующих примеров не являются примером естествен¬
ного отбора:
а) родословная испанского дога;
б) индустриальный механизм насекомых (черная пяденица);
в) устойчивость определенных бактерий к антибиотикам;
г) выживание мутанта вшей после обработки ДДТ?
7. Главным поставщиком материала для естественного отбора является
изменчивость:
а) географическая; б) комбинативная;
в) мутационная; г) онтогенетическая (возрастная).
8. Факторами — поставщиками эволюционного материала являются:
а) борьба за существование, естественный отбор;
б) волны жизни, дрейф генов, модификационная изменчивость, естест¬
венный отбор;
в) дрейф генов, естественный отбор, изоляция;
г) мутационный процесс, дрейф генов, волны жизни.
9. В 1947 г. в борьбе с крысами впервые было использовано вещество
варфарин. Когда этот коагулянт применяли к конкретной популя¬
ции крыс, через пять дней она погибала. Однако впоследствии
было установлено, что во многих странах, где применяли варфа¬
рин, образовалась раса «суперкрыс», которые поедали яд без ви¬
димого ущерба для себя. Этот факт можно объяснить тем, что:
а) в этих странах применяли яд с истекшим сроком годности и утрати¬
вшим свои ядовитые свойства;
б) у крыс в течение нескольких поколений в результате естественного от¬
бора выработалась невосприимчивость к варфарину;
в) концентрация варфарина была недостаточной для гибели крыс;
г) на мусорных свалках, где применяли яд, присутствовало вещество, ко¬
торое взаимодействовало с варфарином и делало его неядовитым.
10. К внутривидовым дифференциациям и полиморфизму приводит
отбор:
а) движущий; б) стабилизирующий;
в) дизруптивный; г) ни одна из перечисленных форм.
11. Примером действия дизруптивного отбора является:
а) невосприимчивость болезнетворных бактерий к повторному примене¬
нию определенных антибиотиков для лечения;
б) появление устойчивых рас комнатной мухи к ядохимикатам;
в) образование трех мимикрирующих форм бабочки африканского па¬
русника, подражающей трем разным несъедобным видам;
г) соответствие частей цветков у определенных видов растений разме¬
рам и формам тела определенных насекомых-опылителей.
541
12. Примером действия движущего отбора является:
а) существование реликтовой кистеперой рыбы латимерии;
б) гибель длинно- и короткокрылых воробьев во время сильной бури;
в) появление темноокрагаенных форм некоторых видов бабочек под
влиянием химического загрязнения атмосферы;
г) выживание дрозофил со средним количеством щетинок.
13. Примером действия стабилизирующего отбора является:
а) появление темноокрашенных особей в популяции бабочки белой бере¬
зовой пяденицы;
б) появление ранне- и поздноцветущей рас погремка большого на скаши¬
ваемых лугах;
в) появление длинно- и бескрылых насекомых на океанических остро¬
вах, продуваемых ветром;
г) выживание воробьев с крыльями средней величины во время сильной бури.
14. Естественный отбор не будет эффективен в:
а) колонии мышевидных грызунов;
б) муравейнике;
в) посеве гречихи;
г) вегетативном клоне одного растения живучки ползучей.
15. Найдите соответствие форм естественного отбора их действиям.
A. Движущий.
Б. Стабилизирующий.
B. Дизруптивный.
1. Поддерживает несколько фенотипически
различных форм за счет гибели особей со
средней выраженностью признаков.
2. Благоприятствует сохранению особей с при¬
знаками, близкими к среднему значению.
3. Приводит к появлению новой нормы реак¬
ции, которая соответствует изменившимся
условиям окружающей среды.
16. Форма отбора, приведшего к редукции глаз у крота:
а) движущий; б) дизруптивный;
в) половой; г) стабилизирующий.
17. Результатом эволюции является:
1) возникновение новых видов в изменившихся условиях;
2) выведение высокопродуктивных бройлерных кур;
3) выведение сортов ячменя, устойчивых к грибным болезням;
4) появление засухоустойчивых сортов растений;
5) сохранение видов в стабильных условиях обитания;
6) формирование новых приспособлений к жизни в измененных
условиях.
а) 1,2,3;
б) 3,5,6;
в) 1,5,6;
542
г) 3,4,5.
18. К морфологическим адаптациям не относятся:
а) хитиновый покров членистоногих;
б) роговые чешуи рептилий;
в) жгучие волоски шалфея;
г) поддержание постоянной температуры тела.
19. Примером поведенческой адаптации является;
а) наличие специальных желез для выведения избытка солей из организ¬
ма у рептилий и птиц, пьющих морскую воду;
б) наличие ярко-красной окраски тела у божьей коровки;
в) сходство в окраске брюшка у мухи журчалки и осы;
г) турнирные бои у оленей.
20. Примером видовой адаптации является:
а) иглы у кактусов;
б) обтекаемая форма тела у дельфинов;
в) поддержание определенной концентрации сахаров в крови животных;
г) периодические скопления рыб на нерестилищах.
21. Процесс избирательного выживания и размножения организмов,
вследствие которого происходит совершенствование приспособ¬
лений и образования новых видов, называется ... .
22. Форма естественного отбора, поддерживающая в поколениях посто¬
янство средней нормы при элиминации всех уклонений от нее, — ....
23. Совокупность морфологических, поведенческих и других призна¬
ков особи, популяции или вида, обеспечивающих успех в конку¬
ренции с другими организмами и устойчивость к воздействию
факторов абиотической среды, — это ... .
24. Наличие определенной окраски и формы тела некоторых живот¬
ных в сочетании с определенным поведением, делающие их менее
заметными на окружающем фоне, что обеспечивает большую ве¬
роятность выживания, называется ....
Видообразование
Видообразование — это разделение (во времени и пространстве)
прежде единого вида на два или несколько.
Факторы видообразования. У организмов, размножающихся по¬
ловым путем, вид представляет совокупность связанных между собой
популяций. Пока особи разных популяций внутри вида хоть изредка
могут скрещиваться между собой и давать плодовитое потомство, т. е.
пока существует поток генов из одной популяции в другую, вид остается
целостной системой. Однако, если между отдельными популяциями
или группами популяций возникнут какие-либо препятствия, затруд¬
няющие обмен генами (изоляция), это приведет к расчленению вида.
Изоляция — это постоянное ограничение свободного скрещивания
особей разных популяций или внутри одной популяции. Изолирован¬
ные группы популяций, отдельные популяции или изолированные
части одной и той же популяции могут эволюционировать самостоя¬
тельно, что в конечном итоге может привести к возникновению новых
видов. Находясь в, несколько разных условиях среды и испытывая
влияние постоянно действующих элементарных факторов эволюции,
изолированные популяции будут все более и более различаться по
своим генофондам.
Дальнейшее разнонаправленное действие элементарных эволюци¬
онных факторов в разобщенных популяциях (или изолированных их
частях) будет способствовать возникновению и накоплению новых
адаптаций, новых признаков и свойств, отличающих эти группы друг
от друга, что в конечном итоге может привести к возникновению одного
или нескольких новых видов.
Факторами видообразования, как и эволюции в целом, являются
мутации и их комбинации, поток генов, дрейф генов, динамика чис¬
ленности популяций, т. е. все элементарные факторы, способствующие
изменению генофонда популяций. Движущими силами видообразова¬
ния являются борьба за существование и естественный отбор, которые
через гибель части особей любой популяции способствуют сохране¬
нию определенных генофондов и их размножению. Все это, однако,
имеет место только в случае возникновения изоляции популяций или
части популяции.
Формы изоляции. Выделяют два основных типа изоляций: геогра¬
фическую и биологическую.
544
Географическая изоляция связана с различными изменениями
в ландшафте (возникновение горных хребтов, водных барьеров, лес¬
ных массивов и т. п.). Она играет также заметную роль при расселении
живых организмов, расчленяя популяции на группы и нарушая поток
генов между изолированными частями. Такая изоляция оказывает
особенно сильное влияние на малоподвижные виды — растения, неко¬
торые виды животных (например улитки) и др. Географическая изо¬
ляция встречается и у подвижных видов, например у птиц, в том числе
и у перелетных (аисты, ласточки), поскольку репродуктивный период
их жизни приходится на одни и те же места. Географическая изоляция
может иметь место и в тех случаях, когда вид занимает достаточно об¬
ширный ареал и особи разных популяций в силу большого расстояния
между ними не могут встречаться и скрещиваться.
Биологическая, или репродуктивная, изоляция определяется всевоз¬
можными различиями индивидов внутри вида, предупреждающими скре¬
щивание между особями. Выделяют три основные формы биологической
изоляции: экологическую, морфофизиологическую и генетическую.
Экологическая изоляция наблюдается в случае, если потенциальные
партнеры по спариванию не встречаются. Это может происходить, ко¬
гда особи одной популяции имеют разные места обитания в пределах
одной и той же территории (биотопическая изоляция) либо когда по¬
ловое созревание у потенциальных партнеров по спариванию наступает
неодновременно (сезонная изоляция).
Морфофизиологическая изоляция обусловлена особенностями строе¬
ния и функционирования органов размножения, когда изменяется ве¬
роятность не встреч (как при экологической изоляции), а скрещивания.
Скрещиванию препятствуют размеры особей, несоответствие в строе¬
нии копулятивных аппаратов, гибель половых клеток и другие подоб¬
ные факторы.
Генетическая изоляция наступает в случае, если скрещивающиеся
пары имеют существенные генетические различия, в результате чего
снижается жизнеспособность зигот и зародышей.
Аллопатрическое видообразование. Новый вид может возникнуть
из одной или нескольких смежных популяций данного вида. В ето основе
всегда лежат те или иные формы пространственной (географической)
изоляции. Это путь медленный, растягивающийся на сотни тысяч по¬
колений. Аллопатрическое видообразование всегда связано с историей
формирования видового ареала.
545
Симпатрическое видообразование. Новый вид может возникнуть
или внутри ареала данного исходного вида на основе биологической
изоляции, или как результат автополиплоидии. Известны группы
близких видов растений с кратными числами хромосом. Например,
у табака и картофеля — 12, 24, 46, 72; у хризантем — 9, 18, 27, 36-90.
Возникшие полиплоиды дают жизнеспособное потомство только
при скрещивании с особями, несущими то же число хромосом (или при
самоопылении). Полиплоидные формы, как правило, крупнее и спо¬
собны существовать в более суровых физико-географических условиях.
Симпатрическое видообразование может также проявиться как след¬
ствие возникновения новых форм в результате сезонной изоляции
(например ранне- и поздноцветущие формы у погремка лугового).
При симпатрическом видообразовании новые виды морфофизио¬
логически близки к исходному.
Гибридогенное видообразование. Оно характерно для растений.
Например, культурная слива (2п = 48) представляет собой результат
гибридизации терна (2п = 32) с алычой (2п = 16) с последующим удво¬
ением числа хромосом. В результате иногда трудно обнаружить четкие
границы между отдельными видами, так как образуются комплексы
видов, связанных гибридизацией.
Таким образом, результатом микроэволюционных событий, проис¬
ходящих в популяциях (как элементарных единицах эволюционного
процесса), является формирование элементарных адаптивных явле¬
ний и в конце концов видообразование. Благодаря постоянно идущему
эволюционному процессу, в природе наблюдается большое многооб¬
разие видов живых организмов.
Знай основные термины и понятия
Видообразование, факторы видообразования, изоляция, географическая,
биологическая, или репродуктивная, экологическая изоляция, биотопнческая,
морфофизиологическая, генетическая изоляция, аллопатрическое видообра¬
зование, симпатрическое видообразование, географическое и экологическое
видообразование, видообразование на основе отдаленной гибридизации и по¬
липлоидии.
546
Вопросы для самоконтроля
1. Каковы факторы видообразования?
2. Какова роль изоляции в видообразовании? Какие формы изоля¬
ции популяций выделяют и в чем состоит их различие?
3. Что служит движущей силой изменения видов? Какие генетиче¬
ские механизмы лежат в основе видообразования?
4. Каковы основные результаты микроэволюции?
5. Чем отличается симпатрическое видообразование от аллопатри-
ческого?
6. Каковы основные постулаты синтетической теории эволюции?
Тренировочные задания
*
1. Факторами видообразования являются:
а) мутации и их комбинации;
б) модификации;
в) поток генов, дрейф генов, динамика численности популяций;
г) изоляция;
д) все перечисленные.
2. Экологическая изоляция возникает в случае, когда:
а) происходят различные изменения в ландшафте, которые нарушают
поток генов между популяциями;
б) особи одной популяции обитают в пределах одной территории, но по¬
тенциальные партнеры по спариванию не встречаются;
в) у потенциальных партнеров по спариванию различаются органы раз¬
множения и невозможно скрещивание;
г) скрещивающиеся пары имеют существенные генетические различия.
3. В Северной Америке существуют две расы пестрокрылки: одна из
них паразитирует на плодах видов боярышника, другая — на пло¬
дах яблони. Между этими расами возникла изоляция:
а) биотопическая; б) генетическая;
в) морфофизиологическая; г) сезонная.
547
4. Новый вид не может возникнуть в результате:
а) миграции особей из соседних популяции;
б) накопления мутаций, сохраняемых отбором;
н) сезонной изоляции;
г) удвоения генетического материала.
5. Для географического видообразования характерно:
а) возникновение мутаций, действие естественного отбора среди особей
одной популяции;
б) обитание отдельных групп особей вида в разных экологических условиях;
в) расширение ареала, появление физических преград между популяциями,
накопление разных мутаций в разных популяциях, действие отбора по
закреплению этих мутаций;
г) возникновение гибридных форм между особями разных видов, дейст¬
вие отбора по закреплению этих форм в природе, конкуренция гибрид¬
ных форм с особями родительских популяций.
6. Примером экологического видообразования является:
а) возникновение сливы домашней в результате спонтанного скрещива¬
ния терна и алычи с последующим удвоением числа хромосом;
б) возникновение двух видов чаек: серебристой и клуши, обитающих на
побережьях Балтийского и Северного морей;
в) образование в природе пикульника городчатого при спонтанном скре¬
щивании пикульника красивого с пикулышком пушистым с после¬
дующим удвоением числа хромосом;
г) существование ранне- и поздноцветущего подвидов погремка большо¬
го на скашиваемых лугах.
7. Выберите пример географического видообразования;
а) возникновение видов хризантем, у которых число хромосом кратно
девяти ( 18, 27, 36, 45...90);
б) существование пяти рас севанской форели, различающихся сроками
нереста;
в) образование рябинокизильника по берегам реки Алдан при скрещива¬
нии рябины и кизильника;
г) образование трех видов ландыша (майского, кавказского и дальнево¬
сточного) из одного исходного вида, ареал которого был разорван на
несколько самостоятельных частей в связи с оледенением.
8. Обыкновенные европейские белянки-капустницы, репницы и брю-
квенницы различаются по строению яиц и способу кладки (у ка¬
пустницы — группами, а у репницы и брюквенницы — поодиночке).
Гусеницы отличаются по поведению (у капустницы стадный образ
548
жизни, у брюквенницы — одиночный), по окраске и предпочита¬
емой пихце. Капустница и репница кормятся главным образом на
культурных крестоцветках, брюквенница — почти исключительно
на диких видах. Какой способ видообразования имел место при
возникновении этих видов:
а) географическое видообразование;
б) экологическое видообразование;
в) симпатрическое видообразование на основе отдаленной гибридизации;
г) симпатрическое видообразование на основе полиплоидии?
9. Обычная в лесах Молдавии желтогорлая лесная мышь перешла
в южной степной части той же Молдавии на совершенно другое
питание. Если лесные популяции употребляют в пищу плоды дре¬
весных пород, то степная популяция перешла на питание зернов¬
ками пшеницы, а летом и осенью — виноградом. Эта популяция
отличается и некоторыми морфологическими признаками — мень¬
шей величиной и иной формой черепа. Описанная ситуация является
результатом:
а) аллопатрического видообразования;
б) полиплоидизации;
в) межвидовой гибридизации;
г) экологического видообразования.
10. Наличие трех подвидов синицы большой: евроазиатского, южно-
азиатского, восточноазиатского, — занимающих хорошо различимые
ареалы, является примером незавершенного видообразования:
а) аллопатрического;
б) симпатрического на основе сезонной изоляции;
в) симпатрического на основе отдаленной гибридизации;
г) симпатрического на основе хромосомных аббераций.
11. Морские котики образуют отдельные расы (стада) на Куриль¬
ских, Командорских островах и на Аляске. Каждое стадо четко
обособлено друг от друга, имеет особые пути миграции, собствен¬
ные лежбища для размножения и никогда не смешивается с дру¬
гим. В данном случае имеет место процесс видообразования:
а) аллопатрического;
б) симпатрического на основе гибридизации;
в) симпатрического на основе полиплоидии;
г) симпатрического на основе экологического разобщения.
549
12. Установите соответствие между способом видообразования и его
механизмом.
А. Аллопатрическое
видообразование.
Б. Симпатрическое
видообразование.
1. Осуществляется в результате расчлене¬
ния ареала исходного вида.
2. Осуществляется в пределах одной мате¬
ринской популяции.
3. Происходит за счет полиплоидии.
4. Происходит за счет сезонной изоляции.
5. Происходит благодаря хромосомным пе¬
рестройкам.
6. Осуществляется путем гибридизации с по¬
следующим удвоением хромосом.
13. Эволюционные преобразования внутри вида на уровне популя¬
ций, приводящие к расхождению признаков внутри вида и видо¬
образованию, называются ....
14. Процесс возникновения одного или нескольких видов из сущест¬
вовавших ранее называется ....
15. Процесс образования новых видов на основе биологической изо¬
ляции, возникающий в пределах одной популяции материнского
вида, называется ... .
16. Процесс образования новых видов путем пространственной изо¬
ляции популяции или группы популяций от остальной части ви¬
да — это....
Основные направления эволюционного
процесса
Макроэволюция — процесс исторического развития вида и более
крупных таксономических единиц (родов, семейств, отрядов, классов,
отделов, типов), который охватывает обширные территории, большие
промежутки времени (десятки миллионов лет) и исключает возмож¬
ность непосредственного экспериментального исследования.
Между микро- и макроэволюцией не существует принципиального
различия, т. е. в обоих случаях основным является процесс диверген¬
ции. Тем не менее в ходе микроэволюции не нарушается целостность
550
популяций и видов при воспроизведении благодаря панмиксии (сво¬
бодному скрещиванию). В процессе макроэволюции не происходит
взаимообмена генетическим материалом дивергирующих популяций
и видов.
В общем смысле под макроэволюцией понимают происхождение
и развитие жизни на Земле. Возникновение человека также считают
макроэволюционным событием.
Эволюция органического мира идет по пути повышения организа¬
ции. Такой путь обозначают термином «прогресс», обоснованный тео¬
рией Ч. Дарвина и палеонтологической летописью.
В 1925 г. академик А. Н. Северцов разработал учение о главных на¬
правлениях эволюции, а его ученик И. И. Шмальгаузен уточнил и до¬
полнил это учение.
Суть учения сводится к тому, что процесс эволюции идет в направ¬
лении максимального приспособления организмов к условиям среды.
Такое возрастание приспособленности организмов к окружающей среде
А. Н. Северцов назвал биологическим прогрессом.
Биологический прогресс следует отличать от морфофизиологиче¬
ского прогресса, который является частной формой биологического
прогресса и свидетельствует об усложнении и совершенствовании ор¬
ганизации живых организмов. Биологический прогресс может сопро¬
вождаться как повышением, так и понижением уровня организации, но
всегда характеризует высокую степень приспособленности организмов.
Критериями биологического прогресса являются:
1) увеличение численности особей в систематических группах;
2) расширение ареала составляющих группу видов;
3) прогрессивная дифференциация — увеличение числа система¬
тических групп, составляющих данный таксон.
Прогрессирующими систематическими группами являются насе¬
комые, грызуны, костистые рыбы, цветковые растения.
Биологический прогресс в эволюции достигается: арогенезом, ал¬
логенезом, катагенезом. Эти пути А. Н. Северцов назвал главными на¬
правлениями эволюционного процесса.
Арогенез (гр. аро — поднимаю и генезис — развитие) — эволюцион¬
ный путь развития группы организмов с выходом в новую адаптивную
зону под влиянием приобретения каких-то крупных, ранее отсутство¬
вавших приспособлений. Для арогенеза характерны:
— повышение общего уровня организации;
— развитие приспособлений широкого значения;
— расширение среды обитания.
551
Типичными примерами арогенеза являются выход растений на сушу,
появление голо- и покрытосеменных растений, возникновение и рас¬
цвет класса птиц.
Конкретные морфофизиологические изменения, приводящие группу
на путь арогенеза, называются ароморфозами (половой процесс, мно-
гоклеточность, четырехкамериое сердце у птиц и млекопитающих,
цветок и плод у растений и др.). Ароморфозы формируются на основе
наследственной изменчивости в ходе естественного отбора и являются
приспособлениями широкого значения. Они дают преимущества в борь¬
бе за существование и открывают возможности освоения новой среды
обитания. Ароморфозы сохраняются в процессе эволюции и приводят
к возникновению новых крупных таксонов (типов, отделов, классов,
некоторых отрядов у млекопитающих).
Аллогенез (гр. алло — разный, генезис — развитие) — развитие группы
живых организмов внутри одной адаптивной зоны с возникновением
большого числа близких форм, различающихся приспособлениями
одного масштаба. Аллогенезы наблюдаются в любой группе, связаны
с проникновением организмов в узкие условия среды в результате по¬
явления частных приспособлений — алломорфозов (разные формы
клювов у птиц, роющие конечности крота, приспособления у ветро-
и иасекомоопыляемых растений). Благодаря алломорфозам без повы¬
шения уровня организации возможно:
— увеличение видового разнообразия и быстрое повышение чис¬
ленности групп;
. — снижение конкуренции между видами за пищу, места обитания.
Крайний вариант аллогенеза, связанный с приспособлением груп¬
пы к очень узким условиям, называется специализацией.
Ароморфозы и алломорфозы всегда возникают как обычные адап¬
тации в конкретной среде обитания. Лишь в будущем выяснится, что
одни из них (ароморфозы) обеспечат переход группы в иную адаптив¬
ную зону, а другие (алломорфозы) окажутся менее перспективными,
хотя и эффективными в прежних условиях.
Катагенез (гр. ката — движение вниз, генезис — развитие) — осо¬
бый путь эволюции, связанный с проникновением организмов в более
простую среду обитания и резким упрощением строения и образа жизни.
Катагенез проявляется в крайней специализации и нередко сопро¬
вождается утратой отдельных органов и целых систем. Например, па¬
разитические ленточные черви лишены органов пищеварения, а у рас¬
тений-паразитов происходит редукция листьев и снижается актив¬
552
ность фотосинтеза. Таким образом, биологический прогресс может
сопровождаться не только повышением, но и понижением уровня ор¬
ганизации, но всегда характеризует высокую степень приспособлен¬
ности организмов.
Биологический регресс — это эволюционный упадок в развитии сис¬
тематической группы, приводящий к уменьшению численности вхо¬
дящих в него видов, сужению и разрушению ареала и снижению
численности особей. Как видно из определения, биологический рег¬
ресс характеризуется противоположными направлениями биологиче¬
скому прогрессу и может привести вид к вымиранию. Общая причина
биологического регресса — отставание темпов эволюции группы от
скорости изменения внешней среды, т. е. виды не успевают сформиро¬
вать соответствующие приспособления. Биологический регресс мно¬
гих видов животных и растений связан с деятельностью человека.
Можно привести следующие примеры данного явления: вымира¬
ние древних папоротников и мхов, мамонтовой фауны; истребленные
человеком странствующий голубь, морская корова; ныне живущие се¬
рый и японский журавли, уссурийский тигр, белый медведь.
Выделяют следующие способы достижения биологического прогресса.
1. Дивергенция — независимое образование различных признаков
у родственных организмов. Это основной способ осуществления макро¬
эволюции, в основе которого лежит экологическая дифференциация
вида (группы видов) на самостоятельные ветви. Например, несколько
видов галапагосских вьюрков произошли в процессе специализации
к разным видам пищи от одного общего предка. Результат диверген¬
ции — появление гомологичных органов.
2. Параллелизм — процесс эволюционного развития в сходном на¬
правлении двух или нескольких первоначально дивергировавших групп.
Параллельная эволюция объясняется общностью генной структуры
родственных групп и сходной ее изменчивостью. Например, саблезубость
в семействе кошачьих возникала 4 раза в двух независимых родах.
3. Конвергенция — процесс эволюционного развития двух или более
неродственных групп в сходном направлении. Обусловлена одинако¬
вой средой обитания, в которую попадают неродственные организмы.
В качестве примеров можно привести сходство формы тела у акул, их¬
тиозавров и дельфинов, общие черты строения у прыгающих млекопи¬
тающих. При этом способе эволюции возникают аналогичные органы.
553
Знай основные термины и понятия
Макроэволюция, прогресс, биологический и морфофизиологический про¬
гресс, регресс, биологический и морфофизиологический регресс, арогенез,
ароморфозы, аллогенез, алломорфозы. катагенез, катаморфозы, закон Север-
цова, дивергенция, параллелизм, конвергенция.
Вопросы для самоконтроля
1. Что понимают под термином «макроэволюция»?
2. Что такое биологический прогресс и каковы его критерии?
3. В чем состоит различие между биологическим и морфофизиоло¬
гическим прогрессом?
4. Что такое регресс и какова его роль в эволюции? В чем состоит
главная причина биологического регресса?
5. Какими путями группа организмов может достигать биологиче¬
ского прогресса?
6. Каковы способы достижения биологического прогресса?
Тренировочные задания
1. Макроэволюцией называют историческое изменение:
а) биоценозов; б) видов;
в) надвидовых таксонов; г) популяций.
2. Для биологического прогресса характерно:
а) увеличение численности вида;
б) расширение ареала;
в) образование новых видов;
г) все перечисленные процессы.
3. Биологический прогресс может быть достигнут:
а) арогенезом; б) аллогенезом;
в) катагенезом; г) всеми перечисленными путями.
554
4. В состоянии биологического регресса находится вид организмов:
а) гинкго двулопастный: б) дуб черешчатый;
в) крапива двудомная; г) папоротник орляк.
5. В состоянии биологического регресса находится вид организмов:
а) белый медведь; б) бурый медведь;
в) колорадский жук; г) уссурийский тигр.
6. Разнообразные формы околоцветника у цветковых растений яв¬
ляются примером:
а) ароморфозов;
б) алломорфозов;
в) катаморфозов.
7. Достижение группой биологического прогресса путем арогенеза
приводит к:
1) возникновению новых крупных таксонов;
2) выходу группы организмов в новую адаптивную зону;
3) повышению уровня организации;
4) увеличению размеров тела;
5) упрощению строения организмов;
6) проникновению организмов в более простую среду обитания,
а) 1,2,3; б) 4,5,6; в) 1,3,6; г) 2,4,5.
8. К алломорфозам относятся:
а) возникновение внутреннего скелета у животных;
б) разнообразная окраска и форма крыльев у насекомых;
в) возникновение четырехкамерного сердца;
г) возникновение крыльев у птиц.
9. В результате дивергенции у родственных форм возникают органы:
а) аналогичные; б) атавистические;
в) гомологичные; г) рудиментарные.
10. В результате дивергенции в ходе эволюции возникли:
а) различная форма и размеры клюва у гавайских цветочниц;
б) сходное строение глаз у головоногих моллюсков и позвоночных жи¬
вотных;
в) форма тела и способы передвижения акулы и дельфина;
г) форма тела и окраска брюшка у некоторых видов мух и пчел.
555
11. В ходе конвергентного развития возникают:
а) аналогичные органы; б) гомологичные органы;
в) атавизмы; г) рудименты.
12. Внешнее сходство путем конвергенции приобрели виды:
а) щука, лосось; б) медведь бурый, медведь белый;
в) дельфин, акула; г) заяц-русак, заяц-беляк.
13. Установите соответствие между эволюционными событиями и глав¬
ными направлениями эволюции.
A. Арогенез.
Б. Аллогенез.
B. Катагенез.
1. Возникновение голосеменных.
2. Возникновение и расцвет класса птиц.
3. Возникновение родов цветковых растений: зара¬
зиха, петров крест, повилика, раффлезия.
4. Выход растений на сушу.
5. Образование многочисленных семейств цветковых
растений.
6. Развитие современных амфибий от древних сте¬
гоцефалов.
14. Происхождение какой-либо систематической группы организмов
от единого общего предка — это ....
15. Расхождение признаков у родственных групп организмов в про¬
цессе их эволюции, приводящее к возникновению новых система¬
тических групп, называется ....
16. Результатом эволюции группы организмов, выражающейся в уве¬
личении численности особей, расширении ареала и увеличении
числа подчиненных систематических групп, является ....
17. Путь эволюции, характеризующийся повышением уровня органи¬
зации, развитием приспособлений широкого значения и проник¬
новением организмов в новую адаптивную зону, — это ....
18. Путь эволюции, связанный с проникновением организмов в более
простую среду обитания и резким упрощением строения и образа
жизни, называется ....
19. Конкретные морфофизиологические изменения, определяющие
арогенез той или иной группы, называются ....
20. Развитие в процессе эволюции сходных признаков у неродственных
групп организмов при одинаковых условиях среды называется....
556
21. Независимое развитие в процессе эволюции сходных признаков
у близкородственных первично дивергировавших групп организ¬
мов под влиянием сходных условий среды называется ....
22. Эволюционный упадок групп организмов, выражающийся в умень¬
шении численности особей, сужении ареала и уменьшении числа
подчиненных систематических групп, называется ....
Эволюция человека
Антропогенез (гр. антропос — человек и генезис — развитие) — проис¬
хождение и эволюция человека, становление его как вида в процессе
формирования общества. Антропогенезом называют также соответст¬
вующий раздел антропологии (науки о человеке).
Еще в древние времена человек признавался «родственником» жи¬
вотных. К. Линней в работе «Система природы» поместил человека
вместе с высшими и низшими обезьянами в отряд приматов.
Ч. Дарвин на многочисленных примерах в труде «Происхождение
человека и половой отбор» показал близкое родство человека с выс¬
шими антропоидными обезьянами. К числу таких примеров относи¬
лось сходство человека и обезьян в строении скелета и других органов,
а также в поведении, ранних стадий эмбриогенеза и др.
В последующее время накопилось множество данных, указывающих
на родство человека с животными.
Доказательства происхождения человека от животных. Сравнитель¬
но-анатомические-. общий план строения тела, нервная система трубчатого
типа и ее развитие из эктодермы, замкнутая кровеносная система, че¬
тырехкамерное сердце, наличие диафрагмы, одинаковые отделы ске¬
лета, наличие семи шейных позвонков, потовых, сальных, млечных желез,
волосяного покрова, матки, внутриутробное развитие, вскармливание
молоком, дифференцировка зубов на резцы, клыки и коренные, сходство
в строении голосового аппарата.
Наличие рудиментов — органов, закладываемых в эмбриогенезе, но
оставшихся в недоразвитом состоянии у взрослых форм. У человека
более 90 рудиментов: полулунная складка в уголке глаза, зубы мудро¬
сти, небные валики, ушная мышца и др.
Наличие атавизмов — признаков, которые существовали у отдален¬
ных предков, но в ходе эволюции были утрачены (наружный хвост, во¬
лосатость лица, многососковость, выступающие клыки и др.).
557
Эмбриологические: в эмбриогенезе человека наблюдаются основ¬
ные стадии развития, характерные для позвоночных.
Физиолого-биохимические: совпадение генетического материала че¬
ловека и человекообразных обезьян на 90 % и более, сходство белков
крови человека и высших человекообразных обезьян, особенно карли¬
ковых шимпанзе бонобо, наличие четырех групп крови, аналогичная
последовательность прорезания зубов, позднее половое созревание
(8-12 лет), сроки беременности, одинаковые болезни и др.
Палеонтологические: ископаемые останки, найденные учеными-
антропологами, позволяют составить эволюционный ряд предковых
форм современного человека и объяснить направление их эволюции.
Качественные отличия человека от животных
1. Прямохождение (вертикальное положение тела, освобождение
верхних конечностей и превращение их в руки — орган труда, позво¬
ночник .S-образной формы, противопоставление большого пальца
руки остальным, перемещение центра тяжести в нижнюю часть позво¬
ночника, сводчатая пружинистая стопа, усиление большого пальца
ноги, развитие широких тазовых костей и др.).
2. Уменьшение челюстного аппарата и жевательной мускулатуры
обеспечило возможность для увеличения мозговой коробки, появле¬
ния подбородочного выступа.
3. Развитие головного мозга (мощное развитие больших полушарий,
ответственных за высшую нервную деятельность (ВИД), преобладание
мозгового отдела над лицевым, отсутствие надбровного валика, что
придало лицу облагороженную форму).
4. Особенности ВНД (сознание, вторая сигнальная система, в осно¬
ве которой лежит речь, и т. п.).
5. Способность изготавливать орудия и использовать их в труде
и общественной жизни.
Предполагают, что ближайшим общим предком человека и антро¬
поморфных обезьян была группа дриопитеков (древесных обезьян),
обитавших 25-30 млн лет назад. Способность человеческой руки вра¬
щаться во все стороны благодаря шаровидному суставу плечевой кос¬
ти могла возникнуть только у древесной формы, а не у бегающих по
земле четвероногих животных. Только человек и приматы обладают
способностью к вращению предплечья внутрь и наружу, а также хорошо
развитой ключицей. У человека и обезьян на кистях и стопах развиты
кожные узоры, которые имеются только у древесных млекопитающих.
558
Древесная жизнь способствовала совершенствованию сложных и тон¬
ко скоординированных движений, столь характерных для обезьян, оби¬
тающих на деревьях. Хорошо развитая хватательная функция кисти
явилась предпосылкой к манипулированию предметами и превращению
ее в руку человека. Жизни на деревьях благоприятствовала малая плодо¬
витость крупных обезьян, у которых высоко развита забота о потомстве
благодаря стадному образу жизни и тесной связи матери и детеныша.
Таким образом, обезьяноподобные предки человека обладали при¬
знаками, которые, совершенствуясь, давали преимущества в естествен¬
ном отборе: возникновение прямохождения способствовало развитию
хватательной конечности; хорошо развитый головной мозг стимулиро¬
вал усложнение поведения; стадный образ жизни со сложно организован¬
ной структурой общества способствовал развитию средств коммуника¬
ции и в конечном итоге привел к возникновению членораздельной речи.
Примерно 25 млн лет назад произошло разделение дриопитеков на
две ветви, которые в дальнейшем привели к возникновению двух се¬
мейств: понгид, или антропоморфных обезьян (гиббон, горилла, оран¬
гутан, шимпанзе), и гоминид, давших начало возникновению человека.
Понгиды, оставаясь жить в лесу, сохранили древесный образ жизни.
Предки же гоминид начали осваивать открытые пространства. Пред¬
посылками для такого перехода были уже приобретенная способность
к наземному обитанию, использование различных предметов для до¬
бычи пищи и защиты и тем самым освобождение рук от участия в пе¬
редвижении, развитие хождения на двух ногах.
Становление человека как биологического вида проходило через
четыре основных этапа эволюции в пределах семейства гоминид:
предшественник человека (протоантроп), древнейший человек (ар-
хантроп), древний человек (палеоантроп), человек современного типа
(неоантроп).
Факторы антропогенеза
Биологические'.
1) мутации;
2) популяционные волны;
3) дрейф генов;
4) изоляция;
5) борьба за существование;
6) естественный отбор.
Социальные:
1) трудовая деятельность;
2) общественный образ жизни;
3) речь;
4) мышление;
5) воспитание;
6) образование.
На ранних этапах эволюции человека преобладали биологические
движущие силы. Шел отбор на лучшую приспосабливаемость к изме-
559
няющимся условиям среды, отбор особей, более способных к изготов¬
лению примитивных орудий труда, позволяющих им добывать пищу
и защищаться от врагов. Позже объектом отбора становилась стад¬
ность. Индивидуальный отбор на основе избирательной элиминации
(уничтожения) формировал морфофизиологические особенности ор¬
ганизации человеческого типа (прямохождение, мозг, кисть руки),
а групповой отбор совершенствовал социальную организацию, т. е.
формы отношений в стаде. Морфофизиологические особенности че¬
ловека, высокоразвитая центральная нервная система, разделение
функций нижних и верхних конечностей, неспециализированная рука,
создание общества вместо стада явились результатом трудовой дея¬
тельности человека. Трудовая деятельность, коллективный труд и свя¬
занная с ним членораздельная речь сделали необходимым условием
жизни людей передачу накопленного опыта следующим поколениям.
Такая социальная программа не передается по наследству и выполняется
в ходе обучения, определяет духовный облик индивида. Наследствен¬
ность человека обеспечивает возможность восприятия социальной
программы, а полная реализация его биологической организации воз¬
можна лишь в условиях социальной среды.
Расы человека, их происхождение и единство. Человечество пред¬
ставлено одним видом — Homo sapiens (Человек разумный). Однако
этот вид неоднороден. Он состоит из трех больших и множества малых
и переходных рас. Расы появились в результате переселения и геогра¬
фической изоляции древних предков современных людей в разных
природно-климатических условиях. С формированием социальных
взаимоотношений и ослаблением действия биологических факторов
темпы эволюции человека как вида резко снизились и ни одна из рас
не достигла видового обособления. Выделяют следующие основные
расы: европеоидная, австрало-негроидная, монголоидная. Каждая из
них имеет свои морфологические особенности: цвет кожи, разрез глаз,
форма носа, губ, структура волос и т. д. Все эти внешние, второстепенные
признаки наследственны и в прошлом носили адаптивный характер.
О биологическом единстве рас человека свидетельствуют следу¬
ющие факторы:
1) неограниченные возможности скрещиваний с образованием пло¬
довитого потомства;
2) равноценность рас в биологическом и психологическом отноше¬
ниях и нахождение их на одном и том же уровне эволюционного раз¬
вития;
560
3) наличие переходных рас между большими расами тоже свиде¬
тельствует об их относительности.
Кроме того, существуют и дополнительные доказательства:
1) локализация на втором и третьем пальцах рук кожных узоров
типа дуг (у человекообразных обезьян на пятом);
2) одинаковый характер расположения волос на голове.
Особенности, составляющие человеческую сущность (сознание,
речь, трудовая деятельность, способность познавать и др.), также еди¬
ны у представителей всех рас. Уровень культуры зависит не от биоло¬
гических особенностей рас, а от общественно-экономических условий,
в которых живут народы.
Знай основные термины и понятия
Этапы эволюции человека, египтопитек, дриопитек, проконсул африкан¬
ский, протоантроп (австралопитек африканский, парантроп, зинджантроп),
архантроп (человек умелый, питекантроп (человек яванский, человек прямохо¬
дячий); синантроп, атлантроп, телантроп (гейдельбергский человек); палеан-
троп (неандерталец); неоантроп (кроманьонец)), факторы эволюции человека
(биологические, социальные), расы человека (австрало-негроидная, европео¬
идная, монголоидная), расизм, социал-дарвинизм.
Вопросы для самоконтроля
1. Каково положение человека в зоологической системе? Кто впер¬
вые поместил человека в одну группу с человекообразными обезь¬
янами?
2. Какие существуют доказательства животного происхождения че¬
ловека?
3. Какие признаки являются общими для человека и человекообраз¬
ных обезьян?
4. Каковы качественные отличия человека от животных?
561
5. Какие выделяют этапы становления человека? Какие основные
черты характерны для предшественников человека, древнейших
и древних людей?
6. Кого считают первым представителем рода человек? Почему?
7. Каковы факторы эволюции человека?
8. Охарактеризуйте современный этап в эволюции человека.
9. В каком направлении действовал естественный отбор в процессе
эволюции человека? Какая форма естественного отбора действует
на человеческое общество в настоящее время?
10. Какие основные расы выделяют внутри вида Человек разумный?
11. Каковы доказательства единства рас человека?
12. Что такое расизм и социал-дарвинизм?
Тренировочные задания
*.
1. Выберите признаки, определяющие систематическую принадлеж¬
ность человека к типу хордовых:
а) двусторонняя симметрия тела, наличие хорды в эмбриональном раз¬
витии, жаберных щелей в стенках глотки, нервной трубки;
б) наличие парных конечностей, развитие позвоночника со спинным
мозгом и черепа с головным мозгом;
в) теплокровность, развитие млечных желез и волосяного покрова;
г) развитие эмбриона внутри тела матери, питание плода через плаценту.
2. Выберите признаки, определяющие принадлежность человека
к классу Млекопитающие:
1) волосяной покров;
2) диафрагма;
3) млечные железы;
4) парные конечности;
5) питание плода через плаценту;
6) развитие эмбриона внутри тела матери;
7) теплокровность.
а) 1,2,3; б) 2, 3,4; в) 4, 5, 6; г) 5,6,7.
562
3. Выберите признаки, определяющие принадлежность человека
к отряду Приматы:
а) конечности хватательного типа, одна пара сосков млечных желез, раз¬
витие всех типов зубов, отсутствие сезонности в половой жизни, низ¬
кая плодовитость;
б) плоские ногти, сильное развитие больших полушарий головного мозга,
присутствие трех и более бугров на жевательных поверхностях корен¬
ных зубов;
в) редукция хвостового отдела позвоночника, развитие лобных долей го¬
ловного мозга, большое количество извилин на больших полушариях,
четыре основные группы крови, развитие мимической мускулатуры.
4. Впервые человека и человекообразных обезьян объединили в одну
систематическую группу:
а) Ч. Дарвин; б) Ж. Б. Ламарк;
в) К. Линней; г) Г. Тенсли.
5. Выберите признаки сходства человека и человекообразных обезьян:
а) строение голосового аппарата человека и шимпанзе;
б) большой палец нижних конечностей выполняет опорную функцию;
в) группы крови по системе АВО;
г) наличие в крови резус-фактора;
д) состав ДНК человека и шимпанзе сходен более чем на 90 %;
е) срок беременности у горилл и человека;
ж) все перечисленные.
6. Человек относится к семейству:
а) приматов; б) понгид;
в) гоминид; г) людей.
7. К рудиментам у человека относятся:
а) кожная мускулатура, волосяной покров на теле, зубы мудрости, коп¬
чик, третье веко, ушные мышцы;
б) аппендикс, зубы мудрости, многососковость;
в) многососковость, развитые клыки, хвост;
г) аппендикс, мимические и ушные мышцы, третье веко, волосяной по¬
кров на лице.
8. К атавизмам у человека относятся:
а) волосяной покров на теле, зубы мудрости, кожные мышцы, поднима¬
ющие волосы, многососковость, третье веко в углу глаза;
б) волосяной покров на лице, многососковость, развитые клыки, хвост;
в) аппендикс, волосяной покров на теле, третье веко, ушные мышцы;
г) зубы мудрости, кожные мышцы, поднимающие волосы, развитые клыки.
563
9. Питекантроп, синантроп, гейдельбергский человек, восточноаф¬
риканский эректус, атлантроп, телантроп считаются формами вида:
а) человек умелый;
б) человек прямоходящий;
в) Человек разумный;
г) австралопитек африканский.
10. Орудия, которые изготавливали архантропы, представляли собой:
а) костяные острия, шилья из кости, каменные остроконечники;
б) ножи, копья, дротики, скребки, шилья из камня, рога и кости;
в) составные орудия, включающие наконечники дротиков, кремневые
вкладыши и копьеметалки;
г) рубила и скребла из камня (ашельская культура).
11. Стадия неандертальца в эволюции гоминид соответствует этапу:
а) протоантропа; б) палеоантропа;
в) архантропа; г) неоантропа.
12. Первые люди современного типа появились около:
а) 40 тыс. лет назад; б) 400 тыс. лет назад;
в) 1 млн лет назад; г) 2 тыс. лет назад.
13. Формирование речи и овладение огнем в антропогенезе происхо¬
дило на этапе:
а) архантропа; б) неоантропа;
в) палеоантропа; г) протоантропа.
14. Формирование развитого родового строя, одомашнивание живот¬
ных, окультуривание растений (неолитическая революция) и овла¬
дение природной средой произошло в антропогенезе на этапе:
а) предшественника человека;
б) древнейшего человека;
в) древнего человека;
г) человека современного типа.
15. Зарождение искусства и религии в антропогенезе происходило на
этапе:
а) протоантропа; б) архантропа;
в) палеоантропа; г) неоантропа.
16. К социальным факторам эволюции не относятся:
а) общественный образ жизни;
б) борьба за существование;
в) трудовая деятельность;
г) речь.
564
17. К социальным факторам эволюции человека относится:
а) географическая изоляция;
б) естественный отбор;
в) трудовая деятельность;
г) мутационная изменчивость.
18. Единство рас человека как экологических групп одного биологи¬
ческого вида Человек разумный доказывает:
а) возможность плодовитых браков между представителями разных рас;
б) одинаковое время возникновения в антропогенезе основных рас человека;
в) общность анатомо-морфологнческих и физиологических признаков
у представителей разных человеческих рас;
г) существование общего центра происхождения основных человеческих рас.
19. Соотнесите конкретные виды с определенным этапом эволюции
человека.
A. Предшественники человека
(протоантроп).
Б. Древнейшие люди.
B. Древние люди.
Г. Современный человек.
1. Австралопитек африканский
2. Зинджантроп.
3. Человек неандертальский.
4. Человек прямоходящий.
5. Человек разумный.
6. Человек умелый.
20. Выберите характерные черты, присущие предкам человека.
A. Древнейшие люди.
Б. Древние люди.
B. Первые люди
современного типа.
1. Абстрактное мышление.
2. Изготовление примитивных орудий труда.
3. Изготовление сложных орудий труда
и механизмов.
4. Изготовление специализированных ка¬
менных орудий труда. ’
5. Коллективная деятельность, забота о ста¬
риках и детях.
6. Настоящая речь.
7. Общественный образ жизни.
8. Поддержание огня.
9. Примитивная речь.
10. Развитая речь.
11. Развитие искусства и религии.
565
21. Распределите факторы эволюции человека на две группы.
22. Установите соответствие между большими расами человека и их
характерными чертами.
23. Группа вымерших человекообразных обезьян, являющихся ближай¬
шими общими предками современных человекообразных обезьян
и человека, — это ... .
24. Подсемейство вымерших человекообразных обезьян, существо¬
вавших 1,8—5,5 млн лет назад в Африке, сочетающих в себе при¬
знаки человека и обезьяны, которых считают начальной стадией
эволюции человека, — ....
25. Обобщенное название людей современного типа (ископаемых
и ныне живущих), рассматриваемых в качестве завершающего
этапа эволюции рода человек, — ....
26. Одна из групп ископаемых людей современного типа, палеонто¬
логические находки которых обнаружены на территории юго-за¬
падной Европы, — ... .
27. Антинаучное учение, в котором механически переносятся законо¬
мерности эволюции живой природы, установленные Ч. Дарвином,
на процесс развития человеческого общества, — ....
А. Биологические.
Б. Социальные.
1. Речь и мышление.
2. Борьба за существование.
3. Трудовая деятельность.
4. Коллективный образ жизни.
5. Мутационная изменчивость.
6. Естественный отбор.
A. Негроидная.
Б. Монголоидная.
B. Европеоидная.
1. Широкий нос.
2. Толстые губы.
3. Жесткие прямые темные волосы.
4. Курчавые волосы.
5. Темная кожа.
6. Кожа с желтоватым оттенком.
7. Мягкие волосы.
8. Гипантус.
9. Сильно выступающий нос.
566
28. Совокупность концепций, основу которых составляет положение
о физической и психической неравноценности человеческих рас, —.
Взаимодействие организмов со средой.
Экологические факторы. Среды жизни
Экология — наука, изучающая закономерности взаимоотношений
организмов друг с другом и окружающей средой, образ жизни живых
организмов, их продуктивность, изменение численности, видовой со¬
став. Впервые термин «экология» был введен в употребление немец¬
ким естествоиспытателем Э. Геккелем в 1866 г. и в дословном переводе
означает «наука о доме, о жилище».
Современная экология изучает взаимоотношения организмов, в том
числе человека, со средой, определяет масштабы и допустимые пределы
воздействия человеческого общества на окружающую среду, возмож¬
ности уменьшения этих воздействий или их полной нейтрализации.
Экологические факторы. Организмы не могут существовать изо¬
лированно от окружающей их среды. Все компоненты природной сре¬
ды (вода, воздух, почва, пища и т. д.), природные условия, а также
результаты деятельности человека (загрязняющие вещества и др.) на¬
зываются экологическими элементами. Экологические факторы — это
компоненты внешней среды, способные оказать прямое или косвенное
воздействие на живые организмы на протяжении хотя бы одной фазы
индивидуального развития. Не все экологические элементы являются
экологическими факторами для организма (группы организмов).
К факторам относятся только те элементы, изменение которых вызы¬
вает ответную реакцию данного организма (группы организмов).
Для разных организмов количественные пределы фактора, при ко¬
тором они могут существовать, неодинаковы. Однако в любом случае
жизнь того или иного организма протекает между минимальным
и максимальным значениями фактора. Значение фактора, наиболее
благоприятное для жизни организма, — оптимальное {оптимум). При
значительных отклонениях от оптимума, как в сторону повышения,
так и в сторону понижения, жизнедеятельность организмов угнетается.
Максимальное и минимальное значения фактора, при которых еще
возможна жизнедеятельность, называются пределами выносливости.
567
Разные виды живых организмов заметно отличаются друг от друга
как по положению оптимума, так и по пределам выносливости. Виды
организмов, для существования которых необходимы строго определен¬
ные, относительно постоянные условия среды, называют стенобион-
тами, а те, которые способны обитать в широких пределах колебания
факторов, — эврибионтами.
Для жизни и процветания организма необходима совокупность
экологических факторов, обеспечивающих его жизнедеятельность.
Например, для питания растений нужны различные элементы, причем
ни один из них не может быть заменен другими. Отсутствие даже од¬
ного элемента в почве ограничивает жизнедеятельность растения.
Экологический фактор (условие существования или элемент пита¬
ния), который имеет тенденцию ограничивать жизнедеятельность орга¬
низма или развитие экосистемы, называется лимитирующим. Огра¬
ничивать жизнедеятельность организма может не только недостаток,
но и избыток какого-либо фактора. Ограничивающее действие лими¬
тирующего фактора проявляется и при оптимуме остальных факторов.
Впервые на существование ограничивающего фактора указал немец¬
кий химик Ю. Либих (1803-1873).
Экологические факторы подразделяются на абиотические, биоти¬
ческие и антропогенные.
К абиотическим факторам относятся климатические — свет, влаж¬
ность, температура, воздух.
Солнечный свет — основной источник энергии на Земле. Биологиче¬
ское действие света обусловлено его спектральным составом, интен¬
сивностью, суточной и сезонной периодичностью. В спектре солнечного
излучения, кроме воспринимаемого человеческим глазом видимого
излучения, выделяют ультрафиолетовые (УФ) и инфракрасные лучи.
УФ-лучи с длиной волны 0,29 мкм губительны для всего живого, они
задерживаются озоновым слоем атмосферы. Более длинные УФ-лучи
(0,3-0,4 мкм) составляют 10 % лучистой энергии, достигающей земной
поверхности. В небольших дозах они необходимы животным и человеку
для образования витамина D. Насекомые используют УФ-лучи для
ориентации в облачную погоду.
Наибольшее влияние на организм оказывает видимый свет (длина
волны 0,40-0,75 мкм), энергия которого составляет 45 % общего коли¬
чества лучистой энергии, падающей на Землю. Видимые лучи обеспе¬
чивают фотосинтез. Они менее всего ослабляются при прохождении
через плотные облака и воду, поэтому фотосинтез может проходить
и при пасмурной погоде, и под слоем воды. Синий (0,4-0,5 мкм) и крас¬
568
ный (0,6-0,7 мкм) свет особенно сильно поглощается хлорофиллом.
В зависимости от требовательности к свету растения разделяют на
светолюбивые (хлебные злаки, лиственница, сосна), теневые — обитают
в условиях большой затененности (ель, бук, кислица), теневыносли¬
вые — растут при прямом освещении, но могут переносить затенение
(береза, осина).
Реакция организмов на продолжительность светового дня, выра¬
жающаяся в изменении интенсивности физиологических процессов,
называется фотопериодизмом, который контролирует начало цвете¬
ния и распускания листьев у растений умеренного пояса. Различают
растения короткого (хризантемы, соя), длинного (рожь, картофель)
и нейтрального (горох, гречиха) дня. Явление фотопериодизма опре¬
деляет процесс размножения многих млекопитающих и птиц, напри¬
мер интенсивность кладки яиц у воробьиных. С фотопериодизмом
связан перелет птиц.
Инфракрасное излучение (длина волны более 0,75 мкм) составляет
45 % от общего количества лучистой энергии. Эти лучи являются ис¬
точником тепловой энергии. Поскольку любая поверхность, имеющая
температуру выше нуля, испускает длинноволновые тепловые лучи,
растение или животное воспринимает тепловую энергию бт окружа¬
ющих предметов.
Температура — важный фактор, влияющий на рост, развитие, раз¬
множение, обмен веществ и другие процессы в организме. Любой вид
организмов способен жить в условиях только определенного темпера¬
турного интервала. Такое свойство выработалось в процессе естест¬
венного отбора. В целом живые организмы из-за свойств протопласта
способны жить при температуре от 0 до +50 °С. Нижний предел (0 °С)
связан с переходом воды в твердое состояние и невозможностью ее
употребления растениями. Верхний предел (+50 °С) обусловлен ин¬
тенсификацией дыхания и, как следствие, истощением растения, свер¬
тыванием белков либо какими-то генными причинами.
Различают животные организмы с непостоянной температурой тела
(холоднокровные, пойкилотермные) и постоянной (теплокровные,
гомойотермные). У этих организмов выработался ряд приспособле¬
ний к изменению температур. Так, у многих арктических рыб имеются
«биологические антифризы» — вещества, понижающие точку замерза¬
ния и препятствующие образованию кристаллов льда, как приспособле¬
ние к низкой температуре. У ящериц в случае повышения температуры
может усиливаться теплоотдача благодаря увеличению скорости кро¬
вотока по сосудам кожи.
569
Вода играет исключительную роль в поддержании жизни на Земле.
Для водных организмов — это основная природная среда. Для боль¬
шинства наземных организмов вода является ограничивающим факто¬
ром. У обитателей засушливых степей и пустынь в процессе эволюции
сформировались различные приспособления для экономного расхо¬
дования воды (восковой налет, опушение на листьях, уменьшение
листовой пластины и превращение листьев в колючки). Некоторые
растения успевают отцвести и образовать семена в течение короткого
времени весной, когда в почве еще достаточно влаги, а с наступлением
засухи у них отмирает наземная часть. У животных степей и пустынь
развилась способность к быстрому длительному бегу в поисках водо¬
поя (сайгаки, куланы), у других образуется обильная жировая ткань —
резерв воды (верблюды), некоторые виды (грызуны) перешли на ноч¬
ной образ жизни.
Биотические факторы. Распределение организмов в биосфере и их
существование неразрывно связаны с прямыми или косвенными кон¬
тактами между этими организмами. К биотическим факторам относятся
все живые организмы, окружающие данный организм и оказывающие
на него прямое или косвенное воздействие в результате своей жизне¬
деятельности. Поскольку организмы могут принадлежать к одному
или нескольким видам, различают внутри- и межвидовые экологиче¬
ские факторы.
Внутривидовые факторы, численность, плодовитость, продолжи¬
тельность жизни и плотность, групповой эффект и конкуренция.
Межвидовые факторы включают взаимоотношения между видами,
которые сводятся к следующим типам:
1) нейтрализм — совместно обитающие организмы разных видов
не оказывают друг на друга влияния. В таких отношениях находятся
виды, не связанные единой пищевой цепью, но при условии, что изме¬
нение среды обитания одним видом не вызывает ответной реакции со¬
седствующего вида (белки и лоси в одном лесу);
2) симбиоз — различные формы совместного существования организ¬
мов разных видов (симбионтов), когда эти организмы регулируют свои
отношения с внешней средой. Выделяют следующие типы симбиоза:
а) мутуализм — взаимополезное сожительство (азотфиксирую-
щие бактерии и фотосинтезирующие растения, мицелий гриба и кор¬
ни высших растений, рак-отшельник и актиния),
б) комменсализм — сотрапезничество и нахлебничество — один
из видов постоянно или временно живет за счет другого, не причиняя
570
ему вреда (лишайники и мхи, живущие на стволах древесных расте¬
ний; рыба-прилипала, прикрепляющаяся к коже акул),
в) паразитизм — форма взаимоотношений между организмами,
при которых один организм (паразит) использует другой (хозяина)
в качестве среды обитания и источника пищи. Существуют паразиты
облигатные (обязательные) и факультативные (необязательные). Пер¬
вые ведут только паразитический образ жизни, вторые могут питаться
и мертвыми остатками организмов. Кроме того, существуют эндо- (аска¬
риды) и эктопаразиты (блохи);
3) антибиоз — организм выделяет какие-либо токсические вещества,
действующие на другие организмы, но не оказывающие вредного влия¬
ния на данный организм (антибиотики, вырабатываемые грибами; фи¬
тонциды, характерные для лука, чеснока);
4) хищничество — взаимоотношения, при которых один организм
(хищник) поедает другой (жертву). Например, заяц — волк; растение
росянка добывает себе дополнительное азотное питание (насекомых)
клейкими листьями и липкой блестящей приманкой;
5) межвидовая конкуренция — особи разных видов претендуют на
одни и те же пищевые ресурсы или одно и то же место обитания (куль¬
турные растения — сорняки).
Антропогенные факторы. Они связаны с хозяйственной деятель¬
ностью человека. В зависимости от направления воздействия их мож¬
но разделить на три большие группы:
1) изменение числа организмов;
2) переселение организмов (целенаправленное или случайное);
3) изменение среды обитания организмов.
Начало антропогенному изменению численности организмов было
положено на заре становления Человека разумного, еще в период со¬
бирательства и охоты. С этого периода стало сокращаться количество
растений и животных. С развитием земледелия естественная раститель¬
ность стала заменяться культурной, а представители дикой фауны —
одомашненными и полученными в результате селекции и отбора.
За тысячелетия вырублено и сожжено 2/3 лесов планеты, опустыни¬
лось более 0,5 млрд га земель. Вследствие освоения целинных земель
Казахстана, Урала и других степных областей естественная травянистая
растительность сменилась сельскохозяйственными посевами на 40 млн га.
Сократилась численность животных в связи с мелиорацией земель.
Под влиянием деятельности человека происходит эрозия почв. От¬
ходами производства, нефтепродуктами, радиоактивными изотопами
загрязняются воды, почвы, воздух, что изменяет места обитания-орга¬
571
низмов. Сейчас на земном шаре с учетом заповедных территорий и по¬
лярных ледниковых покровов почти нельзя найти места с неизменен¬
ными природными условиями. Человек пытается положительно воздей¬
ствовать на окружающий мир. Он сознательно увеличивает численность
видов растений и животных, расселяя их в местность, в которой они
раньше не встречались. Такое расселение называется интродукцией.
Следующий этап — акклиматизация — приспособление организмов
к новым условиям существования. Однако акклиматизация не всегда
приводит к положительным результатам. Например, акклиматизация
дальневосточной енотовидной собаки в лесах Беларуси привела к рез¬
кому уменьшению численности промысловых птиц, гнездящихся на
земле (рябчиков, тетеревов). Человек возобновляет леса, парки, реак-
климатизирует растения, животных, выводит высокопродуктивные
сорта растений и породы животных, предпринимает природоохранные
меры, но все-таки его преобразующая деятельность приняла глобаль¬
ные масштабы и сделала антропогенные факторы ведущими в эволю¬
ции биосферы. Во избежание экологической катастрофы уже давно
назрела необходимость разработки и внедрения в практику безотлага¬
тельных мер по охране окружающей среды и природопользования.
Среды жизни. Из всего разнообразия условий на планете Земля
можно выделить четыре основные среды жизни: водную, наземно-воз¬
душную, почвенную и непосредственно сам живой организм. Каждая
из сред имеет комплекс характерных физических, химических и био¬
логических свойств.
Водная среда характеризуется высокими плотностью, удельной те¬
плоемкостью, теплопроводностью и растворимостью. Плотность воды
примерно в 1300 раз превышает плотность воздуха. Следствие этого —
наличие большого сопротивления движению шдробионтов, увеличение
давления на них воды с возрастанием глубины, большая опорность,
используемая водными организмами, а также высокая выталкива¬
ющая сила (архимедова сила) и вязкость.
Удельная теплоемкость воды в 500 раз выше, чем воздуха, поэтому
она, медленно нагреваясь и медленно остывая, уменьшает амплитуду
суточных и сезонных колебаний температуры.
Теплопроводность воды в 30 раз выше, чем воздуха, благодаря чему
осуществляется равномерное распределение температуры в водной
среде. Вода — превосходный растворитель разнообразных минераль¬
ных веществ. В воде растворяются и газы. Однако кислорода в воде со¬
держится в 30 раз меньше, чем при той же температуре в равном
572
объеме воздуха. При интенсивном развитии гидробионтов в ночное
время, когда нет обогащения воды за счет фотосинтеза водных расте¬
ний, может возникнуть дефицит кислорода. Нередко это приводит
к гибели водных организмов (например к заморам рыб), поэтому ки¬
слород в водной среде — лимитирующий фактор.
Второй лимитирующий фактор — свет. Освещенность быстро сни¬
жается с увеличением глубины. Идеально чистые воды имеют про¬
зрачность 40-60 м, а сильно загрязненные не более 10 см. По этой
причине наибольшее количество света получает поверхностный слой
воды, в котором интенсивно осуществляется фотосинтез.
Адаптации живых организмов к водной среде. Типичными обита¬
телями воды являются организмы с непостоянной температурой тела,
относящиеся к группе эктотермных организмов. В периоды недостатка
кислорода они способны снижать интенсивность процессов жизнедея¬
тельности, многие из них — вплоть до состояния анабиоза. Высокоорга¬
низованные теплокровные (животные с высоким уровнем процессов
жизнедеятельности — киты, дельфины, тюлени, морские котики и др.)
живут в водной среде только благодаря дыханию атмосферным возду¬
хом, который они вдыхают, периодически поднимаясь из глубин к по¬
верхности воды.
Адаптация гидробионтов к высокой плотности воды шла в двух на¬
правлениях. Одни из них, в основном микроскопические, используют
ее как опору и находятся в состоянии свободного парения благодаря
приспособлениям, снижающим удельную массу тела (отсутствие утя¬
желяющего скелета, наличие капелек жира или воздуха) либо увели¬
чивающим трение поверхности тела о воду (мелкие размеры тела,
выросты покровов тела). Эти гидробионты образуют планктон (гр.
планктос — парящий, блуждающий). Выделяют фито- и зоопланктон.
Организмы другой экологической группировки гидробионтов —
нектон (гр. нектос — плавающий), напротив, активно плавающие жи¬
вотные, способные преодолевать силу течения. Типичными представи¬
телями являются рыбы. Для них характерны обтекаемая форма тела, раз¬
витая мускулатура, позволяющая быстро передвигаться в водной среде.
Планктонные и нектонные организмы освоили толщу воды водоемов.
Донную же область заселили организмы бентоса (гр. бентос — глубина).
Многие из них имеют тяжелые известковые раковины (моллюски),
мощную хитинизированную кутикулу (речной рак, крабы, омары,
лангусты), органы прикрепления к грунту (присоски у пиявок, крючья
у личинок ручейников, ризоиды и корни у растений).
573
Наземно-воздушная среда. Живые организмы в наземно-воздушной
среде окружены воздухом. Воздух имеет низкую плотность и, как след¬
ствие, — малую подъемную силу, незначительную опорность и низкую
сопротивляемость при движении организмов. Наземные организмы
живут в условиях сравнительно низкого и постоянного атмосферного
давления, также обусловленного низкой плотностью воздуха.
Воздух обладает низкой теплоемкостью, поэтому он 6bictpo нагре¬
вается и столь же быстро охлаждается. Скорость этого процесса нахо¬
дится в обратной зависимости от количества содержащихся в нем
водяных паров.
Легкие воздушные массы имеют большую подвижность как в гори¬
зонтальном, так и в вертикальном направлении. Это способствует под¬
держанию на постоянном уровне газового состава воздуха. Содержание
кислорода в воздухе значительно выше, чем в воде, поэтому кислород
на суше не является лимитирующим фактором.
Свет в условиях наземного обитания из-за высокой прозрачности
атмосферы не выступает в качестве лимитирующего фактора в отли¬
чие от водной среды.
Н аз е м н о - в оз д у ш н ая среда имеет разные режимы влажности: от
полного и постоянного насыщения воздуха водяными парами в неко¬
торых районах тропиков до практически полного их отсутствия в су¬
хом воздухе пустынь. Велика также изменчивость влажности воздуха
в течение суток и сезонов года. Влага на суше выступает в качестве ли¬
митирующего фактора.
Адаптации организмов к обитанию в наземно-воздушной среде.
Из-за наличия гравитации и отсутствия выталкивающей силы у на¬
земных обитателей суши хорошо развиты опорные системы, поддер¬
живающие их тело. У растений — это разнообразные механические
ткани, особенно мощно развитые у деревьев. Животные в ходе эволю¬
ционного процесса выработали как наружный (членистоногие), так
и внутренний (хордовые) скелет. Некоторые группы животных имеют
гидроскелет (круглые и кольчатые черви).
Проблемы у наземных организмов с поддержанием тела в про¬
странстве и преодолением сил гравитации ограничили их предельную
массу и размеры. Самые крупные животные суши уступают по разме¬
рам и массе гигантам водной среды (масса слона достигает 5 т, а синего
кита — 150 т).
Низкая сопротивляемость воздуха способствовала прогрессивной
эволюции систем передвижения наземных животных. Так, наиболее
574
высокую скорость движения по суше приобрели млекопитающие,
а птицы освоили воздушную среду, развив способность к полету.
Большая подвижность воздуха в вертикальном и горизонтальном
направлениях используется некоторыми наземными организмами на
разных стадиях их развития для расселения с помощью воздушных
потоков (молодые пауки, насекомые, споры, семена, плоды растений,
цисты протистов). По аналогии с водными планктонными организмами
в качестве приспособлений к пассивному парению в воздушной среде
насекомые выработали сходные адаптации — мелкие размеры тела,
разнообразные выросты, увеличивающие относительную поверхность
тела или некоторых его частей. Семена и плоды, распространяемые
ветром, имеют различные крыло- и парашютовидные придатки, уве¬
личивающие их способность к планированию.
Приспособления наземных организмов к сохранению влаги также
разнообразны. У насекомых тело надежно защищено от высыхания
многослойной хитинизированной кутикулой, в наружном слое которой
содержатся жиры и воскоподобные вещества. Сходные водосберега¬
ющие приспособления развиты и у пресмыкающихся. Выработанная
у наземных животных способность к внутреннему оплодотворению
сделала их независимыми от наличия водной среды.
Почва представляет собой сложную систему, состоящую из твердых
частиц, окруженных воздухом и водой. В зависимости от типа — гли¬
нистая, песчаная, глинисто-песчаная и др. — почва в большей или
меньшей степени пронизана полостями, заполненными смесью газов
и водными растворами. В почве, по сравнению с приземным слоем воз¬
духа, сглажены температурные колебания, а на глубине 1 м неощутимы
и сезонные изменения температуры.
Самый верхний горизонт почвы содержит большее или меньшее
количество перегноя, от которого зависит продуктивность растений.
Расположенный под ним средний слой содержит вымытые из верхнего
слоя и преобразованные вещества. Нижний слой представлен мате¬
ринской породой.
Вода в почве присутствует в пустотах, мельчайших пространствах.
Состав почвенного воздуха резко меняется с глубиной: содержание
кислорода уменьшается, а углекислого газа возрастает. При затопле¬
нии почвы водой или интенсивном гниении органических остатков
возникают бескислородные зоны.
Таким образом, условия существования в почве на разных ее гори¬
зонтах различны.
575
Адаптации организмов к жизни в почве. Мелкие почвенные чле¬
нистоногие (клещи, насекомые, многоножки) используют для пере¬
движения по стенкам почвенных полостей коготки на лапках. Многие
из них имеют несмачиваемые покровы тела, снабженные волосками,
чешуйками, которые позволяют переживать периоды затопления поч¬
вы в пузырьках воздуха.
Более крупные почвенные животные, такие, как личинки майского
жука, дождевые черви, при передвижении испытывают сильное со¬
противление со стороны почвы. Для раздвигания почвенных частиц
у них выработались приспособление в виде гидроскелета (дождевые
черви) либо способность к изгибанию тела (круглые черви).
Некоторые средние по размерам (медведки) и крупные (кроты, сле¬
пыши) почвенные животные выработали эффективный способ передви¬
жения в почве — рытье. Внешнее строение землероев разных таксоно¬
мических групп характеризуется сходными признаками: компактным
телом, копательными конечностями, слаборазвитыми органами зрения
и др., что отражает их приспособленность к подземному образу жизни.
Организм как среда обитания. Многие организмы служат средой
обитания для других организмов — паразитов. Паразиты на протяжении
всей своей жизни или ее части пользуются органическими веществами
другого живого организма, называемого хозяином. Таким образом, хо¬
зяин и является средой жизни паразита. Паразит может поселиться на
поверхности тела хозяина или внутри него. В первом случае это явле¬
ние называется эктопаразитизмом, во втором — эндопаразитизмом.
Адаптации к жизни в другом организме — паразитизму. Главней¬
шими приспособлениями к паразитизму являются следующие:
1) наличие органов прикрепления (присосок, кутикулярных крюч¬
ков и др.), обеспечивающих связь паразита с организмом хозяина;
2) развитие специализированных покровов тела (кутикулы и др.),
защищающих эндопаразитов от воздействия пищеварительных фер¬
ментов хозяина;
3) способность к бескислородному (анаэробному) дыханию. Невы¬
сокая эффективность этого типа энергетического обмена компенсируется
практически неиссякаемыми запасами углеводов, поставщиком которых
является пища хозяина, и отсутствием трат энергии на движение;
4) регрессивное развитие (упрощение) нервной системы и органов
чувств. Укорачивается кишечник (круглые черви) либо полностью
утрачивается пищеварительная система (ленточные черви), раство¬
ренные питательные вещества всасываются всей поверхностью тела;
576
5) интенсивное развитие половой системы, появление у паразита
способности размножаться уже на стадии личинки (например у печеноч¬
ного сосальщика) приводит к очень высокой половой продуктивности;
6) изменение форм размножения, т. е. возникновение гермафроди¬
тизма (плоские черви), обеспечивающее гарантию размножения при
наличии даже единственной особи.
Смена хозяев в жизненном цикле паразита: в организме основного
хозяина живут взрослые особи, размножающиеся половым способом,
в промежуточном хозяине развивается личинка и может происходить
бесполое размножение. Это приспособление препятствует чрезмерно¬
му накоплению паразитов в организме хозяина и его гибели, а также
способствует расселению паразитов.
Знай основные термины и понятия
Экология, среда обитания, условия существования, факторы среды (эко¬
логические факторы), абиотические, биотические и антропогенные факторы,
пределы выносливости организмов, зона оптимума, зона нормальной жизнедея¬
тельности, зона угнетения, стенобионты, эврибионты, экологическая пластич¬
ность, лимитирующие факторы, светолюбивые, теневые и теневыносливые
растения, листовая мозаика, фототаксисы (положительные, отрицательные),
анабиоз, эктотермные (пойкилотермные, или холоднокровные) животные,
эндотермные (гомойотермные, или теплокровные) животные, оцепенение,
спячка, гигрофиты, ксерофиты, суккуленты, склерофиты, мезофиты, конку¬
ренция, хищничество, симбиоз, паразитизм, комменсализм, мутуализм, гидро-
бионты, планктон, фитопланктон, зоопланктон, бентос, почва, среды жизни:
наземно-воздушная, водная, почвенная, другой организм.
Вопросы для самоконтроля
1. Что является предметом изучения экологии?
2. Что такое окружающая среда, экологические факторы? На какие
группы делят экологические факторы?
3. Каков общий характер действия на организм экологических фак¬
торов разной дозы?
577
4. Что такое экологическая пластичность организмов?
5. Что такое лимитирующие факторы?
6. Какие выделяют экологические группы организмов по отноше¬
нию к свету, температуре, влажности?
7. Какие основные адаптации организмов к жизни в воде, наземно¬
воздушной среде, почве сформировались в ходе эволюции?
Тренировочные задания
1. Термин «экология» предложил в 1866 г.:
а) Э. Геккель; 6) М. Мебиус;
в) В. Сукачев; г) А. Тенсли.
2. В безоблачный день до поверхности земли доходит солнечной
энергии, %:
а) 95; б) 80; в) 60; г) не более 30.
3. Реакция организмов на продолжительность светового дня называется:
а) метаморфозом; б) фототропизмом;
в) фотопериодизмом; г) настией.
4. Фактором, определяющим формирование природных зон, является:
а) почва; б) влажность воздуха;
в) солнечная радиация; г) рельеф.
5. Выберите фактор, который можно считать ограничивающим для
дикого кабана зимой в северной тайге:
а) температура; б) свет;
в) влажность воздуха; г) высота снежного покрова.
6. Выберите фактор, который можно считать ограничивающим для
фототрофов в океане на глубине 6000 м:
а) соленость воды; б) температура;
в) углекислый газ; г) свет.
7. Ограничивающим фактором для распространения животных в глубь
океана является:
а) недостаток света;
б) недостаток питательных веществ;
в) недостаток кислорода;
г) рельеф дна.
578
8. Ограничивающим фактором для океанических водорослей явля¬
ется недостаток:
а) тепла;
б) растворенного в воде кислорода;
в) минеральных веществ;
г) света.
9. Закономерности изменения размеров тела у млекопитающих од¬
ного или близких видов в связи с температурными условиями
в разных частях ареала сформулированы в виде:
а) закона гомологических рядов Н. И. Вавилова;
б) правила Аллена;
в) правила Бергмана;
г) правила Линдемана.
10. Явление относительного увеличения выступающих частей тела
теплокровных животных (конечностей, хвоста, ушей и др.) по
мере продвижения от севера к югу в пределах ареала одного вида
получило название правила:
а) Аллена; б) Бергмана;
в) Гаузе; г) Копа.
11. Среди перечисленных растений выберите ксерофиты
1) агава;
3) лютик едкий;
5)очиток едкий;
7) тюльпан.
а) 1,3,5; б) 2,4,6;
2) кислица;
4) молодило;
6) рогоз широколистный;
в) 1,4,5; г) 3,5,7.
12. Взаимоотношения взрослой ели и соседствующего проростка дуба
являются примером:
а) комменсализма; б) паразитизма;
в) нейтрализма; г) хищничества;
д) конкуренции.
13. Комменсализм — это тип взаимоотношений между особями раз¬
ных видов, когда:
а) взаимодействие является отрицательным для особей обоих видов;
б) особи одного вида получают выгоду, а другие терпят ущерб;
в) особи одного вида получают выгоду, а особям другого вида он безраз¬
личен;
г) особи обоих видов получают взаимную выгоду.
579
14. Растения, находящиеся в мутуалистических отношениях с азот-
фиксирующими бактериями, обеспечивают их:
15. Взаимодействие особей двух или нескольких видов, при котором
одни используют остатки пищи других, не причиняя им вреда, на¬
зывается:
16. Колорадский жук у себя на родине, в Северной Америке, не является
очень опасным вредителем. Почему же в Европе приходится тра¬
тить огромные средства на борьбу с ним?
а) В Европе для колорадского жука более благоприятные климатические
условия.
б) В Северной Америке не выращивают картофель.
в) В Европе у колорадского жука нет естественных врагов.
г) В Европе выращивают много картофеля и у колорадского жука хоро¬
шая кормовая база.
17. У многих растений, цветущих рано весной и имеющих обоеполые
цветки, не образуются семена и плоды. Это объясняется:
а) низкими весенними температурами, влияющими на прорастание пыльцы;
б) недоразвитием рыльца пестика и тычинок, что нарушает образование
половых клеток;
в) повышенной влажностью воздуха;
г) недоразвитием пыльцы.
18. Основным природным фактором, определяющим сроки сезонных
миграций животных, является:
а) изменение температуры воздуха;
б) изменение длины светового дня (фотопериодизм);
в) уменьшение и изменение характера пищи;
г) увеличение влажности;
д) изменение численности хищников.
19. Среди приведенных типов биотических отношений определите
пример комменсализма:
а) большой пестрый дятел — ель;
б) тля — рыжий муравей;
в) рыба-прилипала — акула;
г) наездник-трихограмма — яйца капустной белянки.
а) азотом;
в) углеводами;
б) кислородом;
г) нитратами.
а) комменсализмом;
в) паразитизмом;
б) мутуализмом;
г) хищничеством.
580
20. Какие из перечисленных организмов являются симбионтами человека:
а) вши, клопы, блохи;
б) мухи, тараканы;
в) малярийный плазмодий, дизентерийная амеба;
г) кишечные бактерии и простейшие;
д) кролики, козы, кошки, собаки?
21. Среди сред обитания живых организмов наиболее неоднородной
по условиям в пространстве и во времени является:
а) водная; б) наземно-воздушная;
в) организменная; г) почвенная.
22. Рыбы относятся к экологической группе:
а) бентос; б) нектон;
в) планктон; г) перифитон.
23. У водорослей по мере увеличения глубины воды наблюдается
преобладание фотосинтетических пигментов в следующей после¬
довательности:
а) зеленые — бурые — красные;
б) красные — зеленые — бурые;
в) бурые — зеленые — красные;
г) красные — бурые — зеленые.
24. К организмам бентоса относится:
а) дафния; б) каракатица;
в) осьминог; г) речной рак.
25. Клесты строят гнезда и выводят птенцов зимой (в феврале). Это
происходит потому, что;
а) у клестов есть особые приспособления, помогающие переносить низ¬
кие температуры;
б) в это время много корма, которым питаются взрослые птицы и птенцы;
в) им необходимо вывести птенцов до прилета основных конкурентов —
с южных районов;
г) клесты делают большие запасы пищи на зиму.
26. Грачи несколько десятилетий назад из северных и средних широт
улетали осенью в более южные районы, а сейчас живут в крупных
городах круглый год. Это связано с тем, что:
а) улучшилась экологическая ситуация в городах;
б) птицы из-за недостатка питания летом не могут накопить необходи¬
мое количество веществ для перелета;
в) в городах возросло количество доступной пиши, в том числе и в зим¬
ний период;
г) у грачей выработались специальные адаптации для перенесения холода.
581
27. Распределите экологические факторы по группам.
A. Абиотические.
Б. Биотические.
B. Антропогенные.
1. Влажность.
2. Внесение минеральных удобрений.
3. Ионизирующие излучения.
4. Мелиорация.
5. Опыление растений насекомыми.
6. Свет.
7. Содержание кислорода в воздухе.
8. Рельеф.
28. Распределите экологические факторы на три группы.
A. Абиотические.
Б. Биотические.
B. Антропогенные.
1. Вырубка леса.
2. Распашка степей.
3. Соленость воды.
4. Давление воздуха.
5. Опыление цветков шмелями.
С. Осушение болот.
7. Температура воздуха.
8. Распространение плодов рябины птицами.
9. Рельеф местности.
29. Установите соответствие между абиотическими факторами среды
и реакцией живых организмов.
A. Свет.
Б. Температура.
B. Влажность.
1. Наступление периода спячки.
2. Развитие колючек вместо листьев.
3. Начало сокодвижения у древесных растений.
4. Начало цветения у растений.
5. Подготовка к перелетам у птиц.
6. Начало прорастания семян.
7. Изменение направления роста черешков ли¬
стьев и стеблей у растений.
30. Выберите организмы, которые являются представителями одной
из двух групп.
А. Пойкилотермные.
Б. Гомойотермные.
1. Анчоусы.
2. Бактерии, обитающие в желудке жвачных
животных.
3. Гребенчатый тритон.
4. Желна.
5. Императорский пингвин.
G. Кальмар дальневосточный.
7. Морской котик.
8. Синий кит.
582
31. Распределите растения на три группы.
A. Короткодневиые.
Б. Длиннодневные.
B. Нейтральные.
1. Астры.
2. Горох.
3. Гречиха.
4. Картофель.
5. Клевер.
6. Конопля.
7. Перец.
8. Свекла.
9. Томаты.
32. Распределите паразитов на две группы.
А. Эктопаразиты. 1. Аскарида лошадиная.
Б. Эндопаразиты. 2. Бычий цепень.
3. Вша собачья.
4. Клещ таежный.
5. Малярийный плазмодий.
6. Туберкулезная палочка.
7. Чесоточный зудень.
33. Реакция организмов на продолжительность дня, выражающаяся
в изменении процессов роста и развития, называется ....
34. Ростовые движения растений, вызываемые односторонне дейст¬
вующими раздражителями, — это ....
35. Организмы, способные существовать в широком диапазоне изме¬
нения факторов окружающей среды, — ....
36. Экологический фактор, количественное значение которого выхо¬
дит за пределы выносливости вида, называется ....
37. Состояние организмов, характеризующееся потерей активности,
обусловленное снижением обмена веществ при высоких или низ¬
ких температурах окружающей среды, называется ....
38. Растения сухих местообитаний, с мелкими жесткими листьями,
покрытыми толстой, препятствующей испарению воды кутику¬
лой, называются... .
Популяции, сообщества, экосистемы
Популяция. С экологической точки зрения популяцией можно на¬
звать лишь такую группировку особей данного вида, которая длительно
(на протяжении многих поколений) занимает определенную террито¬
рию и способна к самостоятельному развитию. Популяция характери¬
зуется некоторыми количественными и качественными параметрами.
1. Численность популяции — это общее количество особей на дан¬
ной территории или в данном объеме. У насекомых и мелких растений
количество особей в популяции может достигать сотен тысяч и мил¬
лионов, в то время как численность одной из популяций садовой улит¬
ки — только тысячи особей, т. е. численность популяции варьирует,
и в каждом конкретном случае минимальная численность будет не¬
одинаковой для разных видов. Длительное существование популяции
невозможно с численностью менее нескольких сотен особей.
2. Плотность популяции — количество особей или биомассы на
единицу площади или объема, например 150 растений сосны на 1 га
или 0,5 г циклопов в 1 м3 воды. Плотность зависит от численности.
При возрастании количества особей плотность не увеличивается только
тогда, когда возможно расширение ареала (расселение).
3. Возрастной состав популяции. Выделяют три экологических воз¬
раста: предрепродуктнвный, репродуктивный и пострепродуктивный.
Длительность каждого из них варьирует в зависимости от продолжи¬
тельности жизни особей. В стабильных популяциях соотношение ста¬
рых и интенсивно размножающихся молодых особей составляет 1:1.
4. Половой состав популяции. Популяция характеризуется опреде¬
ленным соотношением мужских и женских особей. У многих организ¬
мов это соотношение составляет 1:1, что обеспечивается генетическими
механизмами определения пола.
5. Популяционный ареал — пространство, занимаемое популяцией.
Его величина зависит от степени подвижности особей. Если радиус
индивидуальной активности невелик, то размеры ареала тоже не бу¬
дут большими.
Узкие ареалы характерны для островных и пещерных форм, обита¬
телей горных хребтов. Например, жуки-брызгуны обитают в пределах
одного-двух хребтов Кавказа. Виды, имеющие узкий ареал распро¬
странения, называются эндемиками, а виды, обитающие повсеместно, —
космополитами (например сорные растения, бабочка-боярышница и др.).
584
Динамика численности популяций. Численность популяций опре¬
деляется соотношением рождаемости и смертности составляющих ее
организмов. Если на протяжении достаточно длительного времени
эти показатели равны, то численность популяции не изменяется и она
находится в состоянии гомеостаза. Количество особей в популяции
при состоянии гомеостаза зависит от многих факторов среды обита¬
ния (кормовые ресурсы, количество хищников или паразитов и т. д.).
Если показатели рождаемости и смертности не равны между собой, то
численность популяции постепенно меняется. Когда за определенный
период времени особей рождается больше, чем умирает, наблюдается
увеличение численности, и наоборот.
Состояние гомеостаза, однако, не означает, что численность попу¬
ляции всегда одинакова — она не изменяется только в среднем. Вокруг
этого среднего уровня могут происходить колебания: верхний предел
численности может повышаться или снижаться. Причиной таких коле¬
баний является влияние абиотических (температура, влажность, осве¬
щенность, глубина снежного покрова и т. д.) и биотических (наличие
пищи, болезни, хищники и т. д.) факторов.
Возникающие изменения численности популяций во времени на¬
зывается динамикой численности. Диапазон колебаний численности
популяций зависит от степени изменчивости среды обитания, а также
от биологических особенностей конкретного вида. Колебания числен¬
ности могут быть сезонными (например, повышение численности в пе¬
риод размножения и постепенное ее снижение до начала следующего
периода) или несезонными (повышение численности в годы с благо¬
приятными условиями жизни и ее снижение при неблагоприятных
климатических или других условиях). Часто такие периодические повы¬
шения и снижения численности происходят через довольно постоянные
промежутки времени. Например, обычно популяционные циклы многих
грызунов длятся четыре года.
Сезонные колебания численности характерны для видов с резко
возрастающей плотностью популяций в течение одного сезона. Такие
колебания свойственны небольшим по размерам организмам, которые
дают многочисленное и быстро созревающее потомство (дафнии, цик¬
лопы, насекомые, грызуны, однолетние травянистые растения и т. д.).
Периодические колебания численности наблюдаются в природе
также довольно часто. Они могут быть связаны, например, со взаимо¬
отношениями типа хищник—жертва. Усиленное размножение «жертв»
при благоприятных условиях (за счет увеличения кормовых ресурсов)
585
приводит в свою очередь к усиленному размножению хищников. Уве¬
личение же численности хищников вызывает массовое уничтожение
их жертв. Недостаток кормовых ресурсов обусловливает сокращение
численности хищников и восстановление размеров популяций жертв.
Биоценоз, биогеоценоз, экосистема. Биоценоз — это исторически
сложившаяся совокупность обитающих на определенной территории
взаимосвязаных популяций растений (фитоценоз), животных (зооце¬
ноз), грибов (микоценоз) и микроорганизмов (микробоценоз). Тер¬
мин «биоценоз» ввел в 1877 г. немецкий биолог К. Мёбиус.
Биоценозы характеризуются следующими показателями:
1) размеры биоценозов разные — от мелких (кочка на болоте, пруд)
до очень больших (биоценоз леса, луга, ковыльной степи);
2) размеры биоценоза определяются условиями абиотической сре¬
ды. Однородное пространство (часть абиотической среды), занима¬
емое биоценозом, называется биотопом;
3) биоценозы не имеют четких границ, они постепенно переходят
друг в друга. Переходная полоса между смежными сообществами на¬
зывается экотоном;
4) биоценоз основан на количественной регуляции одних видов
другими;
5) в биоценоз кроме организмов, постоянно в нем обитающих,
включаются те, которые воздействуют на его жизнь, хотя и обитают
в других биоценозах (зайцы могут питаться на лугу, а обитать в лесу).
Биоценоз имеет определенную видовую и пространственную структуру:
1) видовая — видовое разнообразие и соотношение видов по чис¬
ленности и плотности популяций. Виды, преобладающие по числен¬
ности, называются видами-доминантами. Среди них выделяют виды,
создающие среду обитания для всего сообщества — виды-эдификаторы
(в ельнике — ель, в дубраве — дуб);
2) пространственная — распределение организмов в пространстве
в соответствии с их потребностями и условиями местообитания:
а) вертикальная — образована отдельными элементами биоцено¬
за, особыми слоями, которые называют ярусами — совместно произра¬
стающими группами видов растений, различающихся по высоте; ярусы
образуют надземные вегетативные органы растений и подземные корне¬
вые системы, они хорошо выражены в лесном биоценозе (там их пять),
б) горизонтальная — распределение организмов в пространстве
группами — мозаичная, она свойственна всем биоценозам и позволяет
более полно использовать различные типы микроместообитания.
586
Организмы популяций разных видов, образующие биоценоз, суще¬
ствуя совместно, могут находиться в различных взаимоотношениях.
Выделяют следующие типы отношений организмов в биоценозах:
1) прямые:
а) трофические — возникают тогда, когда один вид питается дру¬
гим либо его мертвыми остатками (божья коровка поедает тлю, коро¬
ва — траву);
б) топические — характеризуют изменения условий обитания
одного вида в результате жизнедеятельности другого (ракообразные
поселяются на коже китов, а мхи и лишайники — на коре деревьев);
в) форические — один вид участвует в распространении другого
(животные переносят семена, споры, пыльцу растений);
г) фабрические — особи одного вида используют для своих со¬
оружений продукты выделения, мертвые остатки либо живых особей
другого вида (личинки ручейников для строительства своих домиков
используют песчинки, кусочки коры, обломки раковин или раковины
с живыми моллюсками мелких видов);
2) косвенные межвидовые: поедая насекомых-опылителей, птицы
косвенно воздействуют на количество производимых деревом плодов,
на хищников и паразитов этих животных.
Биогеоценоз — это устойчивое сообщество, растений (фитоценоз),
грибов (микоценоз), животных (зооценоз) и микроорганизмов (микро-
боценоз), находящихся в постоянном взаимодействии с компонентами
атмосферы и литосферы на однородном участке суши, которые объ¬
единены обменом веществ и энергии в единый природный комплекс.
Учение о биогеоценозе разработал академик В. Н. Сукачев в 1940 г.
Биогеоценоз — целостная саморегулирующаяся и самоподдержи-
вающаяся система. Он включает следующие обязательные компоненты:
1) неживая (абиотическая) среда, т. е. комплекс факторов неживой
природы, из которого живые организмы потребляют средства жизни
и куда выделяют продукты обмена веществ: климатоп (свет, темпера¬
тура, воздух), эдафотоп (почва, грунт), гидротоп (вода);
2) зеленые растения, обеспечивающие органическим веществом
(а следовательно, и энергией) все население биогеоценоза. Это проду¬
центы, или производители, к которым кроме зеленых растений отно¬
сятся фототрофные и хемотрофные бактерии;
3) траво- и плотоядные животные, живущие за счет веществ, соз¬
данных продуцентами. Это консументы, или потребители, 1-го, 2-го
и т. д. порядков;
587
4) организмы, разрушающие органические остатки продуцентов
и консументов до минеральных веществ. Это редуценты, или разру¬
шители (деструкторы), к которым относятся грибы, гетеротрофные
бактерии, некоторые протисты, насекомые, черви.
Биогеоценоз — это не просто совокупность живых организмов, ко¬
торые существуют самостоятельно, и других естественных тел, а особая,
согласованно-организованная форма существования живых организ¬
мов и окружающей среды. Биогеоценозы формировались в процессе
длительной эволюции и приспособления видов и популяций организмов
к окружающей среде и друг к другу. Биогеоценозы обладают согласо¬
ванными стойкими механизмами, которые способны путем саморегу¬
ляции противостоять как изменениям среды, так и резкому измене¬
нию численности организмов.
Параллельно с биогеоценозом в экологии сформировалось понятие
«экосистема». Термин был предложен в 1935 г. английским ботаником
А. Тенсли. Экосистема — это совокупность живых организмов и среды
обитания, в которой осуществляется круговорот веществ.
Экосистема и биогеоценоз понятия сходные, но не одинаковые.
В их основе лежит принцип единства живых и неживых компонентов
биологических систем.
Экосистема — понятие более общее, безранговое. Это может быть
участок суши или водоема, капля прудовой воды и вся биосфера в це¬
лом. Экосистема обладает качеством безразмерное™. К экосистеме
можно отнести океан и пустыню (макроэкосистема), болото и бор (ме-
зоэкосистема), лужу и кочку на болоте (микроэкосистема). Экосисте¬
ма может создаваться человеком (парк).
Биогеоценоз — это элементарная комплексная система, состоящая
из биоценоза и биотопа. Каждый биогеоценоз является экосистемой,
но не каждая экосистема соответствует биогеоценозу. Эти понятия то¬
ждественны только, для таких природных образований, как лес, луг,
болото, поле. Точно так же экосистемами являются море, тундра, тропи¬
ческий лес. В лесу и тундре можно выделить множество фитоценозов.
Особенности биогеоценозов:
1) выделяются только на суше;
2) имеют конкретные границы, которые определяются границами
фитоценоза;
3) занимают определенное пространство и отделены от таких же
объектов конкретными границами.
Движение вещества и энергии в экосистеме. В экосистеме посто¬
янно происходит перенос вещества и энергии, которые заключены
588
в пище. Первоначальная пища создается фотосинтезирующими (авто¬
трофными) организмами: зелеными растениями, некоторыми протиста-
ми и бактериями. Они преобразуют солнечную энергию в химическую
энергию органических веществ. Эти вещества служат источником
энергии не только для самих «создателей», но и для других организ¬
мов, составляющих экосистему. Обратный процесс высвобождения
энергии, заключенной в органических веществах, происходит в про¬
цессе дыхания. Продукты дыхания (С02 и Н20) вновь используются
фотосинтезирующими организмами. Следовательно, вещества в эко¬
системе находятся в бесконечном круговороте. В отличие от них энер¬
гия, заключенная в пище, не совершает круговорота, а постепенно
превращается в тепловую энергию, которая уходит за пределы экоси¬
стемы, поэтому необходимым условием длительного существования
экосистемы является приток энергии извне.
Цепи и сети питания. Движение вещества и энергии в экосистемах
осуществляется по пищевым (трофическим) цепям, состоящим из от¬
дельных организмов — трофических уровней. Трофический уровень —
это совокупность организмов, объединенных типом питания.
Первый трофический уровень образуют продуценты (автотроф¬
ные организмы), второй — потребители — первичные консументы
(травоядные животные), третий — вторичные консументы (плотояд¬
ные животные и паразиты). Особую группу организмов составляют
редуценты — разрушители мертвого органического вещества до неор¬
ганических соединений, которые затем используются продуцентами.
В сложившихся экосистемах существуют сложные пищевые взаи¬
модействия между организмами, которые лежат в основе биологиче¬
ского круговорота веществ.
Перенос вещества и энергии от автотрофов к потребителям —- гете-
ротрофам, происходящий в результате поедания одними организмами
других, называется пищевой цепью.
Существуют два типа цепей питания — выедания (пастбищные)
и разложения (детритные). Цепи выедания начинаются с продуцен¬
тов: трава — косуля — волк; яблоня — гусеницы насекомых — сквор¬
цы — ястреб; фитопланктон (автотрофные организмы, взвешенные
в воде) — зоопланктон (мелкие плавающие беспозвоночные) — плот¬
ва — щука — скопа.
Цепи разложения начинаются от растительных и животных остат¬
ков, экскрементов животных — детрита, идут к микроорганизмам, ко¬
торые ими питаются, а затем к мелким животным (детритофагам) и их
589
потребителям — хищникам. Детритные цепи распространены, напри¬
мер, в лесах, где всегда есть запас органических веществ в виде опавших
листьев, отмерших корней, экскрементов животных и т. д., которые
разлагаются бактериями и грибами. Примером такой цепи может быть
следующая: листовая подстилка — дождевой червь — черный дрозд —
ястреб-перепелятник.
Экологические пирамиды. Общая закономерность цепей питания
заключается в том, что количество особей, включенных в пищевую
цепь, последовательно уменьшается, а численность жертв значитель¬
но больше численности их потребителей. Это происходит потому, что
в каждом звене пищевой цепи при каждом переносе энергии 80-90 %
ее теряется. Далеко не вся пища усваивается консументами. Кроме того,
большая часть питательных веществ, потребленных консументами,
расходуется на дыхание, и лишь около 10 % веществ используется на
построение новых клеток. Это обстоятельство ограничивает число
звеньев в цепи (обычно до 3-5). В среднем из 1 т растений образуется
100 кг тела травоядных животных. Хищники, поедающие травоядных,
могут построить из этого количества 10 кг своей биомассы, а вторич¬
ные хищники — только 1 кг.
Прогрессивное уменьшение массы каждого последующего звена
в цепи питания носит название правила экологической пирамиды.
Различают три типа экологических пирамид: 1) чисел — отражает
численность отдельных организмов на каждом уровне; 2) биомассы —
показывает количество органического вещества, синтезированного на
каждом из уровней; 3) энергии — отражает величину потока энергии.
Все они имеют одинаковую направленность, различаясь в абсолютном
значении цифровых величин.
В реальных условиях цепи питания могут иметь разное число звеньев.
Кроме того, они могут перекрещиваться, образуя сети питания. Сети
питания — это сложный тип взаимоотношений, включающий разные
цепи питания.
Продуктивность и устойчивость биоценозов. Скорость фиксации
солнечной энергии определяет продукцию биоценозов. Основной по¬
казатель продукции — биомасса организмов, составляющих биоценоз.
Биомасса — количество живого вещества организмов, выраженное
в единицах массы или энергии на единицу площади или объема [г/м2,
г/м !, кг/га, т/км2 и др.].
Величина биомассы меняется в зависимости от сезона, миграций жи¬
вотных, степени потребления биомассы консументами разных порядков.
590
Биологическая продукция — это биомасса, производимая биоценозом
на единице площади (объема) за единицу времени. Служит мерой про¬
дуктивности экосистемы. Выражается в единицах массы вещества на
единицу площади за определенный отрезок времени [г/м2 в год и т. п.].
Различают два вида продукции: первичную и вторичную.
1. Первичная продукция — биомасса, произведенная автотрофными
организмами (зелеными растениями) на единице площади за единицу
времени. Ее величина определяет продуктивность всех звеньев гете¬
ротрофных организмов экосистемы:
— первичная валовая продукция — это количество органического
вещества, созданного растениями в процессе фотосинтеза;
— чистая первичгмя продукция — это величина прироста биомассы
растений экосистемы (если от показателя первичной валовой продук¬
ции вычесть количество энергии, затрачиваемой растениями на дыха¬
ние); ее можно получить, если собрать растения, высушить и взвесить
биомассу. КПД растений невелик. Например, в широколиственном
лесу выход продукции составляет 4-5 т/га.
2. Вторичная продукция — это биомасса, созданная всеми консу-
ментами биоценоза за единицу времени. Ее вычисляют отдельно для
каждого трофического уровня, так как при движении энергии от одно¬
го трофического уровня к другому она прирастает за счет поступления
с предыдующего уровня. Вторичная продукция в биоценозе значи¬
тельно меньше первичной из-за потерь энергии при передаче ее с од¬
ного трофического уровня на другой.
Экосистема обладает способностью к восстановлению динамиче¬
ского равновесия и связей между основными его компонентами после
природного или антропогенного воздействия — саморегуляции. Регу¬
лирующие факторы на биогеоценоз не воздействуют, а формируются
в нем самом (хищники регулируют численность жертв) и действуют
по принципу обратной связи.
Гомеостаз — состояние внутреннего динамического равновесия эко¬
системы, поддерживаемое регулярным возобновлением основных ее
структур, вещественно-энергетического состава и постоянной саморе¬
гуляцией ее компонентов.
Динамика экосистем. Сукцессия. Одним из свойств экосистем яв¬
ляется их способность к циклическим и поступательным изменениям,
вызванным разными причинами. Изменение экосистемы во времени
в результате внешних и внутренних воздействий называется динамикой
экосистемы. Циклические изменения связаны с суточными, сезонными
591
изменениями внешних условий и биологическими ритмами организ¬
мов. Поступательные изменения вызываются постоянно действующими
внешними или внутренними факторами. Длительное существование
организмов одних и тех же видов на одном месте изменяет условия су¬
ществования так, что они становятся малопригодными для одних ви¬
дов, но пригодными для других. В результате на данной территории
развивается другой, более приспособленный к новым условиям, биоце¬
ноз. Смена одного сообщества другим называется сукцессией. Эколо¬
гической сукцессией называют постепенную, необратимую, направлен¬
ную смену одних биоценозов другими на одной и той же территории
под влиянием природных факторов или воздействия человека.
Различают следующие виды сукцессии:
— первичные, начинающиеся на лишенных почвы и растительности
участках (голые скалы, песчаные дюны, застывшие потоки лавы и т. п.);
— вторичные, происходящие на месте сформировавшихся сооб¬
ществ после их нарушения (зарастание заброшенного поля, локальное
уничтожение леса болезнями, ураганом и т. п.).
Большинство наблюдаемых сукцессий являются антропогенными
(выпас скота, рубка,леса, затопление почв и т. п.).
Смена одного фитоценоза в экосистеме другим составляет сукцесси-
онный ряд. Если нарушения отсутствуют, сукцессия завершается об¬
разованием более устойчивого сообщества, находящегося в равнове¬
сии с окружающей средой, — климаксом (дубрава, торфяные болота).
Закономерности сукцессий:
— непрерывное изменение видового состава растений и животных;
— увеличение биомассы органического вещества;
— тенденция к увеличению видового разнообразия;
— снижение чистой продукции сообщества и соответствующее по¬
вышение интенсивности дыхания.
При смене биогеоценозов ведущую роль играют растения, так как
они поглощают воду и минеральные вещества из почвы, изменяют ее
химический состав. После отмирания растения обогащают почву раз¬
личными веществами, что в дальнейшем приводит к изменению рас¬
тительности, а также состава животных и микроорганизмов.
Экосистема более устойчива, если круговорот веществ полнее и сба¬
лансированнее. Наиболее устойчивые биогеоценозы обладают большой
биомассой, наличием неспециализированных видов и слабой степенью
ограниченности от соседних биогеоценозов.
Агроценозы. Созданные, поддерживаемые и контролируемые че¬
ловеком искусственные биоценозы — это агроценозы. Человек ис¬
592
пользует их для своих целей (пашни, сады, луга и т. д.). Агроценозами
занято около 10 % суши. Для структуры агроценозов характерны:
1) набор составляющих его видов; 2) цепи питания (продуценты, кон-
сументы, редуценты); 3) человек — обязательный компонент пищевой
цепи. Агроценоз имеет ряд отличий от природных биоценозов:
1) он неустойчив. Если агроценоз постоянно не поддерживать, то он
быстро разрушается, так как культурные растения не выдерживают
конкуренции с дикорастущими и вытесняются ими;
2) в агроценозе ослаблено действие естественного отбора. Прово¬
димый человеком искусственный отбор направлен на максимальную
продуктивность растений, нужных человеку, а не тех, которые лучше
приспособлены к окружающим условиям. Таким образом, агроценозы
не являются саморегулирующимися системами;
3) собирая урожай, человек изымает из агроценозов большую часть
продукции, из-за чего она не поступает в детритные цепи питания.
В результате почва теряет минеральные вещества, которые Необходи¬
мо пополнять посредством внесения удобрений;
4) агроценоз требует дополнительных затрат энергии, тогда как
в природных экосистемах используется только солнечная;
5) в агроценозах преобладает один (в полях) или небольшое коли¬
чество (в садах и парках) видов растений, а соответственно снижается
видовое разнообразие животных. Не имея биологических конкурен¬
тов, эти животные могут интенсивно размножаться, становясь в ре¬
зультате вредителями, поэтому человек вынужден принимать меры
для их уничтожения.
Для повышения продуктивности агроценозов проводится мелио¬
рация земель — осушение и орошение почв, борьба с эрозией (безот¬
вальная вспашка, посадка лесополос и т. д.), рациональное (строго по
нормам) внесение удобрений, пестицидов гербицидов (химические
препараты, которые уничтожают сорные растения), инсектицидов
(убивают насекомых), фунгицидов (уничтожают грибы).
Использование сортов интенсивного типа, высокопроизводитель¬
ной техники, соблюдение научно обоснованных севооборотов, приме¬
нение биологических способов борьбы с вредителями, использование
теплиц, парников, гидропоники, аэропоники, создание специализиро¬
ванных агропромышленных комплексов — все это пути повышения
продуктивности агроценозов.
593
Знай основные термины и понятия
Популяция, структура популяций, численность, плотность, пространст¬
венное распределение особей (случайное, равномерное, агрегированное), воз¬
растная, половая, генетическая структура популяций, рождаемость, смертность;
динамика численности (сезонный, многолетний, устойчивый типы), биоце¬
ноз, фитоценоз, зооценоз, микробоценоз, микоценоз, биотоп, видовая и про¬
странственная структура биоценоза, доминирующие виды, вертикальная
и горизонтальная структура биоценоза, мозаичность, трофические, топиче¬
ские, форические и фабрические отношения организмов, экотон, экосистема,
биогеоценоз, продуценты, консументы (первичные, вторичные), редуценты,
цепь питания, сеть питания, пастбищные и детритные пищевые цепи, трофиче¬
ские уровни, экологические пирамиды, правило Линдемана, круговорот ве¬
ществ, продуктивность биоценоза, биомасса, продукция, первичная продук¬
ция, первичная валовая продукция, чистая первичная продукция, вторичная
продукция, динамика экосистем (суточная, сезонная), сукцессия (первичная,
вторичная, антропогенная), климакс, гомеостаз, саморегуляция экосистем,
агроценоз, агроэкосистема.
Вопросы для самоконтроля
1. Какими параметрами характеризуется популяция?
2. С чем связаны колебания численности популяций? Что является
естественными ограничителями роста численности популяций?
3. От чего зависит плотность популяций?
4. Когда и кем было предложено понятие «биоценоз»? Что означает
это понятие? Что такое биотоп?
5. Что составляет основу любого биоценоза?
6. Чем один биоценоз отличается от другого?
7. Что определяет видовое разнообразие биоценоза?
8. Что такое вертикальная структура биоценоза и чем она определяется?
9. Как связаны между собой популяции разных видов в биоценозе?
10. Что такое биогеоценоз, экосистема?
11. Как осуществляется перенос вещества и энергии в экосистеме?
Какие выделяют цепи питания? Что называют сетью питания?
12. С чем связана суточная и сезонная динамика экосистем?
594
13. Что такое сукцессия? Какие выделяют сукцессии? Каковы их
причины?
14. Чем отличается круговорот веществ в агроэкосистемах и природ¬
ных экосистемах?
Тренировочные задания
1. Среди перечисленных групп организмов популяцией является:
а) группа мартышек в зоопарке;
б) семья волков;
в) колония грачей;
г) птичий базар;
д) окуни в озере.
2. Зайцы-беляки и зайцы-русаки, обитающие на одной территории,
составляют;
а) одну популяцию одного вида;
б) одну популяцию разных видов;
в) две популяции двух видов;
г) две популяции одного вида.
3. Равномерное распределение особей в популяциях характерно для:
а) гидры; б) грача;
в) земляники лесной; г) щуки.
4. Рост популяции определяется двумя основными явлениями:
а) рождаемостью и обеспеченностью пищей;
б) смертностью и миграцией;
в) рождаемостью и занимаемой популяцией территорией;
г) рождаемостью и смертностью;
д) пищевыми ресурсами и территорией.
5. Толерантность популяций разных видов насекомых зависит от:
а) размера их тела;
б) величины ареала вида;
в) продолжительности индивидуального развития и числа генераций
в течение вегетационного сезона;
г) характера пищи.
595
6. Абсолютная рождаемость — это количество особей, рожде нных за
единицу времени в расчете на:
а) одну особь (или тысячу особей);
б) популяцию;
в) единицу площади;
г) единицу объема.
7. Удельная рождаемость — это количество особей, рожденных за
единицу времени в расчете на:
а) одну особь (или тысячу особей);
б) популяцию;
в) единицу площади;
г) единицу объема.
8. По мере увеличения плотности популяции рост ее численности:
а) замедляется;
б) не изменяется;
в) ускоряется;
г) в одних случаях замедляется, в других ускоряется.
*.
9. Рост численности популяции какого-либо вида может происхо¬
дить в геометрической прогрессии (экспоненциально):
а) когда единственным ограничивающим фактором является пища;
б) когда популяция впервые попадает в подходящее местообитание, не
занятое другими видами со сходными требованиями;
в) только в лабораторных условиях;
г) при полном отсутствии хищников.
10. Численность особей в природных популяциях из года в год колеб¬
лется в пределах постоянной величины, потому что:
а) воздействуя на рождаемость и смертность, биотические и абиотиче¬
ские факторы регулируют плотность популяции;
б) организмы размножаются более интенсивно при меньшей плотности
и менее интенсивно при большой плотности;
в) организмы прекращают размножаться при средней плотности;
г) при непрерывном росте численности происходит чрезмерное накопление
в генофонде мутаций, которые снижают жизнеспособность особей.
11. Действие каких факторов не зависит от исходной плотности попу¬
ляции при регуляции ее численности:
1) болезнетворные бактерии;
2) конкуренты;
596
3) обильные осадки;
4) паразиты;
5) ураган;
6) хищники?
а) 1,2; 6)3,4; в) 5, 6; г) 3, 5.
12. Выберите значение, которое может быть показателем рождаемо¬
сти (или смертности) населения популяции:
а) 100 особей;
б) 100 особей в год;
в) 100 особей на гектар;
г) 100 особей на 1000 ловушек.
13. Выберите значение, которое может быть показателем плотности
популяции:
а) 30 особей;
б) 30 особей на гектар;
в) 30 особей на 100 размножающихся самок;
г) 30 особей на 100 ловушек;
д) 30 особей в год.
14. Выберите правильное расположение видов животных в порядке
увеличения их плодовитости:
а) шимпанзе — дикий кабан — обыкновенная щука — озерная лягушка;
б) дикий кабан — шимпанзе — озерная лягушка — обыкновенная щука;
в) шимпанзе — дикий кабан — озерная лягушка — обыкновенная щука;
г) озерная лягушка — дикий кабан — шимпанзе — обыкновенная щука.
15. Взрывной рост численности населения Земли во второй половине
XX в. произошел за счет:
а) повышения уровня рождаемости;
б) снижения уровня смертности благодаря улучшению питания и сани¬
тарно-гигиенических условий жизни;
в) промышленной революции;
г) использования новых источников энергии;
д) улучшения женского образования.
16. Биоценоз — это совокупность организмов:
а) одного вида, обитающих на определенной территории;
б) разных видов, совместно обитающих и связанных между собой;
в) одного вида, обитающих на разнородных участках ареала;
г) разных видов, обитающих в пределах одной биогеографической области.
597
17. Ученый, автор учения о биоценозах:
а) В. Иоганнсен; б) К. Мёбиус;
в) Ч. Элтон; г) В. Н. Сукачев.
18. Совместно обитающие в природе на одной территории организмы
образуют:
а) популяцию; б) вид;
в) биотоп; г) биоценоз.
19. Основным поставщиком энергии в биоценозе являются:
а) бактерии; б) грибы;
в) крупные животные; г) растения.
20. Какой абиотический фактор определяет вертикальную структуру
биоценозов:
а) влажность; б) тепло;
в) свет; г) воздух?
21. Основными характеристиками биоценоза являются:
1) биомасса;
2) видовой состав;
3) плотность;
4) продукция;
5) трофические связи;
б) численность;
7) ярусность.
а) 1,2, 4,5, 7; б) 3, 4, 6; в) 1,3,5; г) 3, 6, 7.
22. В состав любого биоценоза входят:
а) растения;
6) растения и животные;
в) растения, животные и бактерии;
г) растения, животные, бактерии, протесты, грибы;
д) растения, животные, бактерии, протесты, грибы и абиотические фак¬
торы среды.
23. Видовое разнообразие организмов в биоценозах зависит прежде
всего от:
а) высоты местности над уровнем моря;
б) географического расположения местообитания;
в) размеров местообитания;
г) деятельности человека.
598
24. На границе двух биоценозов (луг и лес) формируется переходная
зона — экотон. Своеобразие фауны экотона состоит в:
а) обеднении видового состава по сравнению с основными биоценозами;
б) обогащении видового состава по сравнению с основными биоценозами;
в) увеличении численности растительноядных животных;
г) увеличении численности хищников и паразитов.
25. В биоценозах млекопитающие являются:
а) продуцентами; б) консументами;
в) редуцентами; г) продуцентами и консументами.
26. Природной экосистемой является:
а) луг; б) огород;
в) сад; г) парк.
27. Ученый, автор понятия «экосистема»:
а) А. Тенсли; б) В. Н. Сукачев;
в) К. Мёбиус; г) В. И. Вернадский.
28. Ученый — основоположник учения о биогеоценозах:
а) Э. Геккель; б) В. Н. Сукачев;
в) В. Докучаев; г) К. А. Темирязев;
д) К. Мёбиус.
29. Наибольшее видовое разнообразие характерно для:
а) тундры; б) тайги;
в) пустыни; г) тропического леса.
30. Василек синий — это:
а) гетеротроф;
в) хемотроф;
б) автотроф;
г) сапротроф.
31. Взаимоотношения между организмами популяций разных видов,
выраженные в переносе особей одних видов особями других видов,
представляют собой связи;
а) топические; б) трофические;
в) фабрические; г) форические.
32. Организмы, обеспечивающие в экосистемах разложение органи¬
ческих веществ до неорганических, относятся к;
а) продуцентам;
б) консументам;
в) редуцентам.
599
33. Больше всего звеньев в пищевой цепи:
а) степи;
в) тайги;
б) лиственного леса;
г) моря.
34. Передача энергии в наземной экосистеме часто изображается в виде
пирамиды. Какое из следующих утверждений верно:
а) экологическая эффективность самая высокая для находящихся на
вершине пирамиды;
б) от одного трофического уровня на другой передается примерно 10 %
энергии;
в) потеря энергии в виде тепла на каждом трофическом уровне составляет
примерно 10 %;
г) только 50 % энергии из одного трофического уровня переходит на сле¬
дующий?
35. Какие элементы дополнительно получают насекомоядные расте¬
ния при переваривании насекомых:
а) углерод, необходимый для синтеза углеводов;
б) фосфор, необходимый для синтеза белка;
в) азот, необходимый для синтеза белка?
36. Консументом I порядка в пищевой цепи водоема является:
а) эвглена зеленая; б) дафния;
в) плотва; г) щука;
д) скопа.
37. Растение повилика относится к:
а) консументам I порядка; б) консументам II порядка;
в) продуцентам; г) редуцентам.
38. Первичными потребителями в пастбищной цепи являются:
1) жабы; 2) дождевые черви;
3) колорадский жук; 4) косуля;
39. Если в лесу на площади в 1 га взвесить отдельно всех насекомых,
все растения и всех хищных позвоночных (земноводных, пресмы¬
кающихся, птиц, млекопитающих вместе взятых), то представите¬
ли какой группы суммарно будут весить больше всего:
а) насекомые;
б) хищные земноводные, пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие;
в) растения?
5) щука.
а) 1, 2; б) 2, 3;
в) 3,4;
г) 4, 5.
600
40. Организмы какой функциональной группы можно исключить из
пищевой цепи без нарушения ее целостности:
а) продуценты; б) консументы I порядка;
в) консументы II порядка; г) редуценты?
41. Недостающим звеном пищевой цепи злаковые растения — хищ¬
ные насекомые — птицы являются:
а) хищные птицы;
б) растения-паразиты;
в) растительноядные насекомые;
г) грызуны.
42. Из приведенного перечня животных выберите консументы Ц по¬
рядка:
а) серая крыса, слон, тигр;
б) кролик, мышь, морская свинка;
в) колорадский жук, божья коровка, тля;
г) дизентерийная амеба, паук-крестовик, стрекоза.
43. Природные трофические цепи, как правило, имеют не более
4-5 звеньев. Это связано в первую очередь с:
а) большими потерями энергии на каждом трофическом уровне;
б) высокой избирательностью потребителей;
в) недостатком пищевых ресурсов;
г) низкой продуктивностью растений.
44. Кролики, завезенные в Австралию, очень быстро размножились
и даже начали наносить определенный вред. Основная причина их
успешной акклиматизации — это:
а) благоприятные климатические условия;
б) обилие пищи;
в) отсутствие хищников и паразитов;
г) отсутствие пищевых конкурентов.
45. В экосистеме основной поток веществ и энергии передается:
а) от редуцентов к консументам и далее к продуцентам;
б) от консументов к продуцентам и далее к редуцентам;
в) от продуцентов к консументам и далее к редуцентам;
г) от редуцентов к продуцентам и далее к консументам.
46. Как известно, на каждый трофический уровень в пищевой цепи
переходит приблизительно только 10 % энергии, аккумулирован¬
601
ной организмами предыдущего уровня. Большая часть энергии
расходуется организмами:
а) на процессы деления и рост клеток;
б) на рост и развитие организма;
в) на клеточное дыхание;
г) удаляется из организма в виде экскрементов.
47. Организмы, не являющиеся абсолютно необходимыми в поддер¬
жании замкнутого круговорота биогенных элементов (азот, угле¬
род, кислород и др.):
а) продуценты;
б) консументы;
в) редуценты.
48. Выберите виды животных, которые в цепях питания могут зани¬
мать место консументов как первого, так и второго и далее третьего
порядка:
а) серая крыса, серая ворона, дикий кабан, бурый медведь;
б) лось, олень благородный, косуля обыкновенная;
в) домовой воробей, серая цапля, лягушка озерная, дождевой червь;
г) комнатная муха, майский жук, инфузория-туфелька, утка-кряква.
49. Выберите пастбищные пищевые цепи:
1) диатомовые водоросли — личинка поденки — личинка ручейника;
2) бурые водоросли — береговая улитка — кулик — сорока;
3) мертвое животное — личинки падальной мухи — травяная ля¬
гушка — уж обыкновенный;
4) нектар — муха — паук — землеройка — сова;
5) коровий помет — личинка мухи — скворец — ястреб-перепелятник;
6) листовая подстилка — дождевой червь — землеройка — горностай,
а) 1, 2, 4; б) 2, 4, 5; в) 2, 4, 6; г) 3, 5, 6.
50. Из общего количества энергии, передающегося в пищевой цепи
с одного трофического уровня на другой, примерно 10 %:
а) изначально передается от солнца;
б) расходуется на дыхание;
в) идет на построение тела организмов;
г) превращается в тепло;
д) выделяется в экскрементах.
602
51. Исходя из правила 10 %, определите, сколько нужно травы (сухая
масса), чтобы вырос один орел массой 5 кг (пищевая цепь: трава —
заяц — орел), условно принимая, что на каждом трофическом
уровне поедаются только представители предыдущего уровня:
а) 5 кг; б) 50 кг; в) 500 кг; г) 5000 кг.
52. Исходя из правила 10 %, определите, сколько понадобится фито¬
планктона, чтобы вырос один медведь массой в 300 кг (пищевая
цепь: фитопланктон — зоопланктон — мелкая рыба — лосось —
медведь), условно принимая, что на каждом трофическом уровне
поедаются только представители предыдущего уровня:
а) 30 000 т; б) 3000 т;
в) 300 т; г) 30 т;
д) 3 т; е) 300 кг.
53. Продуктивностью экосистемы называется:
а) суммарная биомасса;
б) суммарная биомасса продуцентов;
в) суммарная биомасса консументов;
г) прирост биомассы экосистемы за единицу времени.
54. Наибольшую биомассу в биоценозе луга составляют:
а) растения; б) насекомые;
в) грызуны; г) птицы.
55. Самый высокий прирост первичной продукции в водных экоси¬
стемах имеют:
а) озера умеренных широт;
б) воды океана умеренных широт;
в) воды океана субтропиков;
г) воды океана тропиков;
д) устья рек в жарких районах Земли.
56. Наибольшая валовая первичная продукция характерна для:
а) тундры; б) тайги;
в) степей; г) тропических лесов.
57. Преобладание биомассы продуцентов над биомассой консументов
характерно для экосистем:
а) речных; б) озерных;
в) морских; г) суши.
603
58. При чистой первичной продуктивности экосистем 20-10(> кДж/м2
в год на уровень косументов третьего порядка переходит в сред¬
нем энергии, кДж:
а) 2101’; б) 2-105; в) 210*; г) 2-10:'.
59. Стабильность экосистемы повышается при:
а) уменьшении численности хищников и паразитов;
б) равной численности продуцентов и консументов;
в) увеличении числа видов;
г) уменьшении численности редуцентов.
60. Последовательные изменения, происходящие в сообществах жи¬
вых организмов, называются:
а) гомеостазом; б) сукцессией;
в) саморегуляцией; г) деградацией.
61. Что из приведенных схем соответствует первичной сукцессии:
а) мхи — лишайники — низкорослые растения;
б) лишайники — низкорослые растения — мхи;
в) лишайники — мхи — низкорослые растения;
г) низкорослые растения — мхи — лишайники;
д) низкорослые растения — лишайники — мхи?
62. В приведенных примерах сукцессии завершающей стадией явля¬
ется лесная. Наиболее продолжительной из перечисленных будет
сукцессия:
а) зарастание вырубки;
б) зарастание лесного пожарища;
в) зарастание заброшенной лесной дороги;
г) зарастание отвалов грунта при добыче полезных ископаемых;
д) зарастание заброшенной пашни.
63. Укажите последовательность смены биогеоценозов:
а) заросли кустарников; б) лиственный лес;
в) луг; г) еловый лес.
64. Укажите последовательность смены одного сообщества другим:
а) березняк; б) ельник;
в) осоковое болото; г) суходольный луг.
65. Агроэкосистемой является:
а) лес; б) луг;
в) сад; г) степь.
604
66. Замечено, что в агроценозах численность видов — потребителей
растений при массовой вспышке размножения многократно превос¬
ходит их численность в естественных биогенозах. Это связанно с:
а) повышенной продуктивностью агроценозов;
б) произрастанием на огромных территориях монокультур;
в) чередованием разных агроценозов из года в год на одной территории;
г) высоким биологическим разнообразием агроценозов.
67. Особенностью ржаного поля как агроэкосистемы является:
а) небольшое число видов, высокая продуктивность, неспособность к са¬
морегуляции, нарушение круговорота веществ;
б) небольшое число видов, высокая продуктивность, способность к само¬
регуляции, осуществление круговорота веществ;
в) большое видовое разнообразие, неспособность к саморегуляции, ис¬
пользование для нормального функционирования дополнительной
энергии;
г) большое видовое разнообразие, способность к саморегуляции, замкну¬
тый круговорот веществ, короткие цепи питания.
68. Рассмотрите пирамиду энергии озера:
Определите биомассу продуцентов данной экосистемы в тоннах,
если известно, что для синтеза 1 кг зеленой массы растения погло¬
щают 510° кДж энергии, при этом КПД фотосинтеза составляет око¬
ло 1 %. Процесс трансформации энергии с одного трофического уров¬
ня на другой осуществлялся в соответствии с правилом Линдемана.
/
69. Рассчитайте, сколько консументов третьего порядка может суще¬
ствовать в лесу, где энергия всех продуцентов составляет 1 • 10'’ кДж
и известно, что одна особь консументов третьего порядка весит
в среднем 100 г, а в 1 кг их массы аккумулируется 1000 Дж энергии.
605
70. Для того чтобы выжить, серой жабе необходимо съедать в день 5 г
слизней и вредителей сельскохозяйственных культур. На площа¬
ди, равной 1 га, обитает в среднем 10 жаб. Рассчитайте массу зеле¬
ных растений, которая не подвергнется уничтожению слизнями
на небольшом поле в 10 га за период с начала мая по конец сентяб¬
ря (150 дней), если известно, что сухая масса растений составляет
приблизительно 10 %.
71. На рисунке показана схема пищевой сети, не содержащая парази¬
тов. Определите виды, выполняющие разные функции:
1) продуценты; 2) консументы I порядка;
3) консументы II порядка; 4) редуценты.
72. Соотнесите организмы и их функции в экосистемах.
A. Консументы I порядка.
Б. Консументы II порядка.
B. Консументы III порядка.
Г. Редуценты.
1. Бабочка-крапивница.
2. Дафния.
3. Дождевой червь.
4. Жук-древоточец.
5. Жук-могильщик.
6. Жук-навозник.
7. Зимородок.
8. Стрекоза большое коромысло.
9. Судак.
73. Сообщество организмов разных видов, населяющих более или ме¬
нее однородный участок и тесно взаимосвязанных между собой,
называется ....
74. Организмы, потребляющие органическое вещество и перерабаты¬
вающие его в новые формы, — это ....
75. Организмы, потребляющие органическое вещество и разлагающие
его до минеральных соединений, называются ....
76. В природных сообществах грибы и бактерии входят в группу орга¬
низмов, называемых ....
606
77. Совокупность организмов, обитающих на дне водоема, в его грун¬
те и на грунте, — это ....
78. Переход вещества и энергии от автотрофов к потребителям-гете-
рогрофам, происходящий в результате поедания одних организ¬
мов другими, — ....
79. Биомасса (количество живого вещества), производимого биоце¬
нозом на единице площади за единицу времени, есть ....
80. Биомасса, созданная всеми консументами биоценоза за единицу
времени, называется ....
81. Последовательная необратимая смена одних экосистем другими
на одной и той же территории под влиянием внешних и внутрен¬
них причин — ....
82. Заключительная стадия развития биоценоза, на которой он нахо¬
дится в равновесном состоянии с окружающей средой довольно
продолжительное время, — это .... <
Биосфера
Биосфера — это активная оболочка Земли, состав, структура и энер¬
гетика которой определяются совокупной деятельностью живых орга¬
низмов. Иными словами, под биосферой понимается часть пространства,
структура и свойства которого в той или иной степени определяются
настоящей или прошлой деятельностью живых организмов. Термин
«биосфера» ввел австрийский геолог и эколог Э. Зюсс (1875), пони¬
мавший ее как тонкую пленку жизни на земной поверхности, в значи¬
тельной мере определяющую «лик Земли». Целостное учение о био¬
сфере и протекающих в ней процессах, ее строении и функциях было
создано советским ученым В. И. Вернадским в 20-30-е гг. XX в., рас¬
пространившим понятие биосферы не только на организмы, но и на
среду их обитания. Он рассматривал совокупность живых организмов
Земли как единый всеобщий фактор, который вовлекает в круговорот
косную материю планеты, аккумулируя энергию космоса и преобра¬
зуя ее в энергию земных процессов.
607
Биосфера занимает нижнюю часть атмосферы, верхние слои зем¬
ной коры (литосферы), поверхность суши и всю гидросферу. Границы
биосферы обусловлены возможностями жизни. В глубь литосферы
живые организмы проникают до 6,5-7 км. Ограничивающими факто¬
рами проникновения являются: высокая температура, давление, от¬
сутствие света. В гидросфере организмы заселяют всю ее толщу, т. е. до
дна Мирового океана (в некоторых местах проникают на глубину бо¬
лее 11 км). В атмосфере живые организмы встречаются в нижней ее
части, называемой тропосферой, выше которой, на высоте примерно
20 км, располагается озоновый экран. Он защищает живые организмы
от губительного воздействия жестких космических лучей. Кроме жест¬
кого космического излучения ограничивающими факторами являют¬
ся: низкая температура, дефицит кислорода и воды.
Биосфера — это сплошная многокомпонентная система, состоящая
из ряда отдельных структур. По В. И. Вернадскому, биосфера включает:
1) живое вещество — совокупность всех живых организмов, насе¬
ляющих пашу планету;
2) биогенное вещество — совокупность всех неживых тел, образо¬
ванных в результате жизнедеятельности живых организмов (породы
осадочного происхождения: известняки, мел, ракушечник, газ, нефть,
каменный уголь, кислород атмосферы и др.);
3) косное вещество — совокупность всех неживых тел, образующихся
в результате процессов, не связанных с деятельностью живых организмов
(образование горных пород магматического происхождения и т. д.);
4) биокосное вещество — особое природное тело (почва), представ¬
ляющее собой результат совместной деятельности живых организмов,
физико-химических и геологических процессов, протекающих в не¬
живой природе.
Элементарными единицами биосферы являются биогеоценозы.
Для живого вещества биосферы характерны следующие свойства:
1) живое вещество обладает заключенной в нем энергией, способ¬
ной производить работу;
2) живое вещество характеризуется определенным химическим со¬
ставом;
3) живое вещество обладает огромной массой — общая масса всех
живых организмов, обитающих на нашей планете, .составляет около
2,4—3,61012 т, или 0,01-0,02 % массы косного вещества; организмы, на¬
селяющие сушу, составляют 99,9 % общей биомассы; биомасса водных
организмов — 0,1 %; количество биомассы увеличивается от полюсов
к экватору;
608
4) важнейшим свойством живого вещества является его способ¬
ность к воспроизводству и распространению на планете; причем все ве¬
щества и энергию, необходимые для этого, организмы получают из
окружающего их мира.
Живое вещество биосферы участвует в круговороте веществ, где
оно выполняет ряд биогеохимических функций — энергетическую, га¬
зовую, концентрационную, окислительно-восстановительную, биохи¬
мическую.
Энергетическая функция заключается в фотосинтетической дея¬
тельности зеленых растений, в процессе которой происходит аккуму¬
ляция солнечной энергии и ее перераспределение между отдельными
компонентами биосферы. За счет накопления солнечной энергии про¬
текают все жизненные процессы на Земле. КПД использования сол¬
нечной энергии фотосинтезирующими организмами составляет 0,1 %
на суше и 0,04 % в океане.
Газовая функция обусловливает миграцию газов и их превращения,
обеспечивает газовый состав биосферы. В процессе функционирова¬
ния живого вещества создаются основные газы; кислород, углекислый
газ, сероводород, метан и др.
Концентрационная функция проявляется в извлечении и накопле¬
нии живыми организмами биогенных элементов окружающей среды.
Концентрация водорода, углерода, азота, кислорода, натрия, магния,
хлора, кальция, серы в теле живых организмов в сотни и тысячи раз
превышает содержание их в окружающей среде.
Окислительно-восстановительная функция заключается в окисле¬
нии веществ с помощью организмов с образованием солей, оксидов
и других соединений, а также в восстановлении веществ.
Биохимическая функция связана с питанием, дыханием, размножени¬
ем, разложением организмов после их гибели, вследствие чего происхо¬
дит минерализация органического вещества. Минеральные соединения
через автотрофные организмы вновь вовлекаются в биологический
круговорот. Таким образом, уникальные свойства живого вещества
и его биогеохимические функции объясняют его способность совер¬
шать грандиозную по масштабам и последствиям геохимическую ра¬
боту на планете.
Круговорот веществ в биосфере. Питание, дыхание и размноже¬
ние организмов и связанные с ними процессы создания, накопления
и распада органического вещества обеспечивают постоянный кругово¬
рот вещества и потоки энергии в биосфере. Общий круговорот ве¬
609
ществ складывается из отдельных процессов — круговорот воды,
газов, химических элементов, которые не являются полностью обра¬
тимыми, так как происходит рассеивание вещества, изменение его со¬
става. Обратимость годичных циклов достигает 95-98 %.
В биосфере в целом потери вещества минимальны, в энергетиче¬
ских циклах преобладает однонаправленный поток энергии от расте-
ний-продуцентов через консументы к редуцентам с последующим
выносом ее в околоземное и космическое пространство.
С биосферным круговоротом связаны миграция (лат. migration — пе¬
рехожу, переселяюсь) химических элементов, в первую очередь орга¬
ногенов, и их биогеохимические циклы.
Проследим это на примере таких элементов, как углерод и азот.
1. Круговорот углерода. В воздухе и воде содержатся молекулы уг¬
лекислого газа. Хлорофилл, содержащийся в зеленых частях растений,
обеспечивает преобразование электромагнитной энергии солнечного
излучения в химическую, с помощью которой идет процесс восстанов¬
ления углекислого газа в реакциях биосинтеза.
В процессе фотосинтеза атомы углерода идут на образование моле¬
кул глюкозы и других органических веществ, из которых построены
клетки и ткани растений. По цепям питания атомы углерода перехо¬
дят в другие организмы экосистемы, где и образуют их ткани. Те моле¬
кулы органических веществ, которые были расщеплены в процессе
дыхания клетки, дали энергию и образовали углекислый газ, с молеку¬
лами которого атомы углерода возвратились в окружающую среду.
Круговорот углерода есть усвоение растениями углекислого газа
и образование соединений, образующих тело растений, а также консу-
ментов и редуцентов, окисление органических молекул в процессе ды¬
хания живых существ и поступление в окружающую среду новых
молекул углекислого газа.
2. Круговорот азота. Основная масса азота находится в воздухе
(78 % объема воздуха составляют молекулы N2).
Растения не могут непосредственно усваивать азот воздуха; они
способны поглощать его лишь в виде ионов аммония (NHJ), нитрита
(Н02)или нитрата ( NOз). В то же время некоторые бактерии и циано¬
бактерии способны превращать газообразный азот в ходе азотфикса-
ции в аммоний.
Например, бактерии рода ризобиум живут на корнях бобовых рас¬
тений и фиксируют азот воздуха. Растения обеспечивают бактериям
жилище и пищу, за что получают доступную форму азота, который
610
включается в органические молекулы. По пищевым цепям азот, входя¬
щий в молекулы органических веществ, переходит к другим обитате¬
лям экосистемы. Белки и другие органические молекулы в процессе
дыхания расщепляются, образуя азот в форме аммония (NH*), посту¬
пающего в окружающую среду. Некоторые бактерии могут переводить
аммоний в нитратную форму (NO3). Нитраты постепенно преобразу¬
ются другими бактериями в газообразный азот. Часть газообразного
азота окисляется в воздухе во время грозовых разрядов и поступает
в почву с дождевой водой. Таким способом свободного азота фиксиру¬
ется в 10 раз меньше, чем это происходит с помощью бактерий.
Таким образом, глобальная экосистема зависит от азотфиксиру-
ющих организмов, способных аккумулировать атмосферный азот.
Явления биогенной миграции атомов сопровождается перемеще¬
нием огромных масс живого вещества. Известно, что вещество на нашей
планете перемещается в соответствии с силами земного тяготения. Не¬
живое вещество само по себе перемещается по наклонной плоскости
исключительно сверху вниз. Только в этом направлении движутся
реки, ледники, лавины, осыпи.
Горизонтальный перенос водяных паров в глубь континентов про¬
изводится также при участии наземных растений. В самом деЛе, первона¬
чально осадки выпадают лишь на небольшом удалении от источников
испарения (морей, озер). Затем эта влага впитывается растениями,
вновь испаряется ими и переносится в глубь материка воздушными
потоками. Этот процесс повторяется неоднократно.
Влага, как по ступенькам лестницы, поднимается на «верхние эта¬
жи» континентов. Не будь растений, в отдаленные от моря районы она,
видимо, вообще бы не попала. Питание наземных организмов морской
пищей идет в таких количествах, что восполняет, во всяком случае
возвращает на сушу, соизмеримую часть тех масс химических элемен¬
тов, которые реки в растворе приносят с суши в море. С мезозойской
эры эту функцию выполняют главным образом птицы. Такая же функ¬
ция и у стай морских рыб, поднимающихся на нерест по рекам. Из пре¬
сноводных водоемов значительная часть вещества выносится на сушу
крылатыми насекомыми.
В целом живое вещество биосферы выполняет геологические (по
масштабам) функции.
Таким образом, биогеохимический круговорот — поступление хи¬
мических элементов из почвы и атмосферы в живые организмы; пре¬
вращение поступающих элементов в новые, сложные соединения
и возвращение их в почву, атмосферу и воду.
611
Явления биогеохимического круговорота носят закономерный
характер.
Биологический круговорот веществ включен в более общий кругово¬
рот — геологический. Длительность биосферного цикла составляет от де¬
сятков и сотен до нескольких тысяч лет, а геологического — миллионы лет.
Круговорот веществ на Земле есть повторяющиеся процессы превраще¬
ния, перераспределения и перемещения вещества, энергии и информации.
Космические излучения в биосфере преобразуются в разнообразные
виды энергии. Преобразование энергии происходит в процессе ее цир¬
куляции между веществом планеты и живыми организмами биосферы,
биогеохимического круговорота веществ — перемещения огромных
масс химических элементов, перераспределения и преобразования на¬
копленной в процессе фотосинтеза энергии.
Живое вещество оказывает мощное влияние на эволюцию биосферы
в целом. Например, появление в эволюции живой природы фотосин¬
тезирующих организмов резко преобразовало биосферу. Накопление
в первичной атмосфере Земли кислорода в результате деятельности
древних фототрофов способствовало переходу организмов на кисло¬
родное дыхание. Это обеспечило увеличение в 18 раз выхода энергии,
которая используется организмами, по сравнению с бескислородным
дыханием. Следствием накопления кислорода явилось также образо¬
вание защитного озонового экрана, что обеспечило в дальнейшем вы¬
ход живых организмов на сушу, их расселение и эволюцию.
Знай основные термины и понятия
Биосфера, живое вещество, функции живого вещества, биогенная мигра¬
ция химических элементов, биологический круговорот веществ, биогеохими-
чеекие циклы, атмосфера, тропосфера, стратосфера, гидросфера, литосфера,
широтная зональность, высотная ландшафтная зональность, круговорот во¬
ды, круговорот углерода, круговорот азота, денитрификация.
Вопросы для самоконтроля
1. Что такое биосфера по В. И. Вернадскому? Каковы ее границы?
2. Что понимается под живым веществом биосферы? Как оно рас¬
пределяется в биосфере?
612
3. Каковы функции живого вещества в биосфере?
4. Что такое биогеохимические циклы?
5. Какие факторы могут оказывать существенное влияние на круго¬
ворот углерода в биосфере?
6. Какие организмы могут фиксировать атмосферный азот?
7. Какое влияние оказывают живые организмы на эволюцию земной
коры?
8. Какова роль биогенной миграции атомов в поддержании стабиль¬
ности биосферы?
9. Какую биосферную роль выполняют прокариоты, грибы, расте¬
ния и автотрофные протесты, животные?
10. Каковы условия стабильности биосферы?
Тренировочные задания
1. Термин «биосфера» предложен ученым:
а) Ж. Б. Ламарком; б) В. И. Вернадским;
в) Э. Зюссом; г) А. Тенсли.
2. Учение о биосфере разработал:
а) В. И. Вернадский; б) В. II. Сукачев;
в) К. А. Тимирязев; г) Н. В. Тимофеев-Ресовский. •
3. Верхняя граница биосферы находится на высоте:
а) 100-200 м; б) 1-2 км;
в) 10-12 км; г) 16-20 км;
д) 100-120 км.
4. Граница биосферы в
а) 1-2 м;
в) 100-120 м;
д) 10 000-11 000 м.
5. В состав биосферы полностью входит геологическая оболочка
Земли:
а) литосфера; б) гидросфера;
в) атмосфера; г) стратосфера.
океане находится на глубине:
б) 10-12 м;
г) 1000-1200 м;
613
6. Нижняя граница биосферы в литосфере проходит на глубине 3-4 км.
Проникновению живых организмов в глубь литосферы препятствует:
а) высокая температура;
б) высокое давление горных пород;
в) недостаток влаги;
г) отсутствие кислорода.
7. Верхняя граница биосферы проходит на высоте 16-20 км. Про¬
никновению живых организмов выше этого уровня препятствует:
а) жесткое космическое излучение;
б) низкая температура;
в) озоновый экран;
г) отсутствие кислорода.
8. Максимальная концентрация живых организмов в биосфере на¬
блюдается на границах сред:
а) атмосферы и литосферы;
б) атмосферы и гидросферы;
в) гидросферы и литосферы (дно океана);
г) атмосферы, гидросферы и литосферы (прибрежная зона океана).
9. Функция живого вещества биосферы, связанная с накоплением
организмами химических элементов, рассеянных во внешней среде:
а) биохимическая; б) газовая;
в) концентрационная; г) энергетическая.
10. Почва представляет собой:
а) косное вещество;
в) биокосное вещество;
б) живое вещество;
г) биогенное вещество.
11. Наибольшей биохимической активностью обладают:
а) микроорганизмы;
б) организмы, имеющие большие размеры;
в) растительноядные животные;
г) плотоядные животные.
12. Биогенная миграция в биосфере — это круговорот:
а) неорганических веществ, входящих в состав живых организмов;
б) органических веществ, входящих в состав живых организмов;
в) химических элементов, входящих в состав живых организмов;
г) энергии, заключенной в живых организмах.
614
13. В процессе круговорота веществ и превращения энергии фотосин¬
тезирующие организмы:
а) образуют минеральные вещества, запасают энергию;
б) синтезируют органические вещества, запасают энергию;
в) разлагают минеральные вещества, высвобождают энергию;
г) расщепляют органические вещества, запасают солнечную энергию.
14. Вещество, сформированное при участии живых организмов и сил
неживой природы, В. И. Вернадский назвал:
а) биогенным; б) биокосным;
в) живым; г) косным.
15. Из перечисленных групп организмов выберите те, которые участ¬
вуют в формировании карбонатных осадочных пород:
1) диатомовые водоросли; 2) рыбы;
3) фораминиферы; 4) птицы;
5) звери; 6) моллюски;
7) растения.
а) 1,2
в) 5,6
д) 1,4
б) 3, 4;
г) 1,7;
е) 3,6.
16. Установите соответствие между функциями живого вещества
в биосфере и происходящими процессами.
A. Газовая.
Б. Концентрационная.
B. Окислительно¬
восстановительная.
Г. Деструктивная.
Д. Энергетическая.
1. Накопление кремния диатомовыми во¬
дорослями.
2. Образование скелета, состоящего из фос¬
фата кальция.
3. Образование кислорода и связывание уг¬
лекислого газа в процессе фотосинтеза.
4. Преобразование органических веществ
в ходе клеточного дыхания.
5. Разрушение горных пород лишайниками.
6. Связывание солнечной энергии в про¬
цессе фотосинтеза.
Экологические проблемы. Рациональное
использование природных ресурсов.
Охраняемые территории
С появлением первого современного человека (40 тыс. лет назад)
в эволюции биосферы начал действовать антропогенный фактор. В ре¬
зультате хозяйственной деятельности человека происходят истощение
природных ресурсов, загрязнение среды промышленными и бытовыми
отходами и радионуклидами, разрушение естественных экосистем, вы¬
мирание видов растений и животных. Вредные вещества, передаваясь
по цепям питания, накапливаются в тканях растений и животных, а через
них — в организме человека, часто вызывая различные заболевания
(дизентерию, холеру, оспу, чуму). Кроме того, любое воздействие чело¬
века на экосистемы биосферы вызывает цепь экологических последствий.
Распашка целинных земель, создание населенных пунктов и про¬
мышленных предприятий, строительство плотин, водохранилищ,
строительных систем изменяют среду обитания, превращая ее в про¬
мышленный ландшафт, непригодный для существования биоценозов.
Выделяют следующие виды загрязнения биосферы:
1) химические (тяжелые металлы, пестициды, пластмассы, нефть
и нефтепродукты, отдельные химические вещества и элементы) при¬
водят к негативным последствиям. По данным ВОЗ, из 500 тыс. ис¬
пользуемых человеком химических соединений около 40 тЫс. вредны,
а 12 тыс. — токсичны. Ежегодно выбрасывается около 20 млрд т углеки¬
слого газа, что приводит к нарушению теплоотдачи атмосферы и по¬
вышению температуры на планете (парниковый эффект). Промыш¬
ленные выбросы (S02, N02 и др.) соединяются в атмосфере с водой
и вызывают выпадение кислотных осадков, последствиями которых
являются выщелачивание почв, истощение деревьев, снижение их со¬
противляемости болезням, гибель рыб в водоемах и т. д.;
2) физические (тепловые, шумовые, радиоактивные). Радиоактив¬
ное загрязнение, связанное с авариями на АЭС, испытанием ядерного
оружия, захоронением радиоактивных отходов на дне Мирового океа¬
на, повышает радиоактивность воды, почвы, воздуха. Радионуклиды
по цепям питания включаются в круговорот веществ, накапливаясь
в тканях человека и животных, что приводит к появлению мутаций
и развитию онкологических заболеваний;
616
3) биологические (биогенные, микробиологические, генная инже¬
нерия). Основными истоками являются сточные воды промышленного
производства, сельского хозяйства, бытовые и промышленные свалки,
откуда патогенные микроорганизмы попадают в почву и подземные
воды. В результате развития генной инженерии возникла новая эколо¬
гическая опасность — возможность попадания из лабораторий и заво¬
дов в природную среду микроорганизмов и биологически активных
веществ, оказывающих отрицательное воздействие на здоровье чело¬
века, его генофонд и сообщества живых организмов в целом.
Экологические проблемы
1. Биологическое регулирование и сохранение устойчивости всех
экосистем биосферы. Данная проблема заключается в том, что деятель¬
ность человека нарушает стабильность биогеоценозов из-за измене¬
ния видового состава и резкого снижения численности особей многих
видов. Например, истребление воробьев в Китае вызвало массовое
развитие разных видов насекомых, ставших бедствием для сельского
хозяйства. При использовании пестицидов гибнут многие полезные
виды насекомых, увеличивается численность наиболее устойчивых
видов, которые становятся опасными вредителями.
2. Определение биологической продуктивности и рациональное
использование живой природы. Необходимо помнить, что из биогео¬
ценоза нельзя извлекать больше, чем он может дать. Для этого нужно
на научной основе установить баланс между расходованием биологи¬
ческой продукции и ее возобновлением с целью обеспечения беспере¬
бойного продуцирования биогеоценозов.
3. Разработка биологических методов борьбы с вредителями, научно
обоснованных мероприятий по биологической очистке среды. В насто¬
ящее время для борьбы с вредными насекомыми используют трихо-
грамму — паразитическое перепончатокрылое насекомое, поражаю¬
щее яйца чешуекрылых. Ее разводят на яйцах зерновой моли, в кото¬
рых личинка паразита развивается и окукливается. В этом состоянии
трнхограмму расселяют на плантациях.
Важный метод экологических наблюдений — биоиндикация, сущ¬
ность которой заключается в том, что по присутствию (или отсутст¬
вию), количеству или особенностям развития многих видов можно
судить об экологических условиях их среды обитания. Виды, которые
позволяют выявить специфические особенности среды, называются
видами-индикаторами (например лишайники). В роли индикатора
может выступать весь фитоценоз. С помощью биоиндикаторов можно
проводить надзор за состоянием определенных экосистем.
617
Для всестороннего и постоянного анализа состояния биосферы и ее
реакций на антропогенное воздействие экологи проводят регулярные
наблюдения. Комплексная система наблюдений, оценки и прогноза
изменений состояния окружающей среды под влиянием антропоген¬
ных воздействий называется мониторингом (англ, monitoring, лат. mo¬
nitor — следящий, слежение).
Существуют следующие виды мониторинга:
а) локальный (биоэкологический, санитарно-гигиенический) — вклю¬
чает наблюдения за содержанием веществ, обладающих канцероген¬
ными, мутагенными свойствами (радионуклиды, тяжелые металлы,
оксиды углерода, азота и др.), а также ростом врожденных дефектов
человека, связанных с действием мутагенов;
б) региональный — проводятся наблюдения за состоянием экоси¬
стем крупных природно-территориальных комплексов, таких, как эко¬
система леса, агроэкосистема;
в) глобальный — обеспечивает наблюдение, контроль и прогноз
возможных изменений в биосфере.
Рациональное использование природных ресурсов. Все экосистемы
делятся на естественные и антропогенные. Небольшую часть естест¬
венных экосистем оберегают в заповедниках и других особо охраняемых
территориях. Основная же часть лесов, лугов, болот, пресноводных
и морских водоемов активно используется человеком, в результате чего
может нарушиться экологическое равновесие в естественных экосисте¬
мах: измениться состав обитающих в них видов, повыситься или сни¬
зиться их биологическая продуктивность. Сегодня в большинстве
случаев эти изменения ухудшают состояние экосистем и в конечном
итоге делают их менее полезными для человека. Экология разрабатывает
способы рационального использования экосистем, при которых поддер¬
живается экологическое равновесие и не истощаются ресурсы экосистем.
Девиз рационального природопользования — «Охраняй, используя,
и используй, охраняя». Можно получать древесину, заготавливать ле¬
карственные травы и ягоды, охотиться на лосей, не нарушая при этом
экологического равновесия. В таком случае лесная экосистема сможет
восстановиться. При рациональном использовании лесных экосистем
в них поддерживается экологическое равновесие — естественным пу¬
тем возобновляются популяции деревьев, промысловых животных,
лекарственных трав. Получение высокого урожая зерна, высоких на¬
доев, привесов или настрига шерсти сельскохозяйственных животных
может сочетаться с сохранением плодородия почв, продуктивности
618
и видового богатства сенокосов и пастбищ, чистоты атмосферы и воды.
В качестве сенокосов и пастбищ используются луга. Эти экосистемы
не только дают высококачественный корм, но и играют важную роль
в сохранении почв, защищая их плотным дерновым покровом от эро¬
зии. Луга многих районов страдают от излишнего выпаса. Снижается
урожай и на сенокосах, так как каждый год из экосистемы выносятся
питательные элементы и луговые почвы обедняются. Для повышения
продуктивности лугов подбирают и высевают наборы из разных трав.
Например, высевают ежу сборную, овсяницу луговую, тимофеевку лу¬
говую, лисохвост луговой, клевер луговой, люцерну. После такого
улучшения значительно возрастает урожай сена и увеличивается па¬
стбищная емкость.
Даже самые крупные городские и промышленные экосистемы ста¬
новятся менее опасными для природы, если применяются малоотходные
технологии и надежные очистные сооружения и хранилища отходов.
И все же одного рационального природопользования для решения
задачи охраны биологического разнообразия недостаточно. При самом
осторожном хозяйственном использовании естественных экосистем они
будут изменяться под влиянием внешних факторов (обедняется их
флора и фауна). Еще больше обедняется растительный и животный
мир в антропогенных экосистемах.
В силу этого кроме рационального природопользования необходи¬
ма еще и специальная охрана флоры и фауны.
Экологи различают два уровня охраны живой природы: популяцион¬
но-видовой и экосистемный.
На популяционно-видовом уровне объектами охраны являются
конкретные виды животных или растений, живущие в популяциях.
Охраняя популяции, мы охраняем эти виды.
Для того чтобы организовать охрану флоры и фауны, выявляют
объекты охраны и создают «Красные книги», содержащие списки и ха¬
рактеристики видов, которым угрожает исчезновение. Первая «Красная
книга» появилась в 1966 г. Организатором ее создания был Междуна¬
родный союз охраны природы и природных ресурсов (МСОП). Он
выпустил пять томов с перечнем видов, которым грозит исчезновение.
Для каждого вида был выделен отдельный лист. Книга была напечатана
на бумаге красного цвета — цвета опасности. С этого года во всем мире
стали издавать подобные перечни исчезающих видов, хотя бумага для
них теперь используется обычная и красным бывает только переплет.
619
«Красная книга» Беларуси впервые была издана в 1981 г. В нее
было включено 85 редких и исчезающих видов растений и 80 видов
животных. Второе издание вышло в 1993 г. В него включено уже
182 вида животных, 180 видов растений, 17 видов грибов и 17 видов
лишайников.
В третье издание «Красной книги» Республики Беларусь, вышед¬
шей в 2004 г., вошли 189 видов животных, 172 вида сосудистых расте¬
ний, 27 видов моховидных, 21 вид водорослей, 24 вида лишайников
и 29 видов грибов.
Охрану биологического разнообразия в экосистемах на популяци¬
онно-видовом уровне осуществляют путем запрещения сбора отдельных
красиво цветущих растений (венерин башмачок, любка двулистная,
лилии кудреватая и тигровая, рябчик и др.), заготовки тех видов лекар¬
ственных трав, популяции которых уже ослаблены интенсивной эксплуа¬
тацией (во многих районах запрещен сбор валерианы лекарственной,
цмина песчаного). Запрещают также охоту на редкие виды птиц (журав¬
ли, лебеди, дрофа, стрепет и др.) или млекопитающих (косуля), отлов
определенных видов рыб (форели и др.) и редких видов бабочек и жуков.
Эффективность охраны флоры и фауны на популяционно-видовом
уровне зависит от многих факторов. Причиной ослабления и даже
уничтожения популяций могут быть разрушение местообитаний, за¬
селение новых видов-конкурентов, вытесняющих охраняемый вид,
различные типы загрязнений окружающей среды и т. д. Кроме того,
любой вид связан с другими организмами. Чтобы сохранить популя¬
цию крупного хищника, нужно позаботиться о популяции его жертв
и условиях для их нормальной жизни, поэтому охрана вида, стоящего
на вершине пищевой цепи, перерастет в охрану всей экосистемы, в ко¬
торой он обитает. Охрана экосистем — это самый надежный способ со¬
хранения биологического разнообразия.
По этой причине охрана популяций отдельных видов в эксплуати¬
руемых человеком экосистемах часто бывает малоэффективной, потому
применяются некоторые специальные формы сохранения исчезающих
видов, например разведение видов под контролем человека, создание
генных банков.
Разведение видов под контролем человека. Животных разводят
в зоопарках, растения — в ботанических садах. На рыбозаводах разво¬
дят рыб редких видов, молодь которых выпускают в реки и озера. В леса
Швеции, ФРГ, Австрии, Франции после разведения в неволе интроду-
цирована рысь. Сохранению видов способствует и деятельность садо-
водов-любителей, содержателей аквариумов.
620
В ряде стран созданы «центры реабилитации» для оказания помо¬
щи раненым и больным животным. Во Франции существует более
20 таких центров. После излечения большинство животных отпуска¬
ют, но некоторых приходится оставлять в неволе из-за невозможности
самостоятельного выживания в природе.
Создание генных банков. В банках могут храниться как семена
растений, так и замороженные культуры тканей или половые клетки
(чаще сохраняют замороженную сперму), из которых можно получить
животных или растения. Созданная Н. И. Вавиловым коллекция се¬
мян культурных растений продолжает пополняться. Например, хра¬
нилище мировых растительных ресурсов расположено в Кубанской
станции Российского института растениеводства им. Н. И. Вавилова.
Там в 24 комнатах, расположенных под землей, при постоянной тем¬
пературе +4,5 °С сохраняется около 400 тыс. образцов семян.
Первые банки замороженных клеток исчезающих видов животных
созданы в ряде научных центров мира.
Пока проблема защиты видов человеком еще не решена. Однако
в этой области уже есть некоторые успехи. В Беларуси восстановлены
многие популяции бобра, который в послереволюционные годы был
почти полностью истреблен в результате хищнической охоты, а затем
долгие годы страдал от мелиорации, разрушавшей места его обитания.
Менее опасным стало и положение зубра.
Механизмы поддержания экологического равновесия в экосисте¬
мах очень сложны и разнообразны. Насекомоопыляемые растения не
могут существовать без опылителей, хищные птицы и крупные млекопи¬
тающие — без мелких млекопитающих, поэтому наиболее надежный
способ охраны популяций — их защита как частей целых экосистем,
в которых поддерживается экологическое равновесие. Для этого созда¬
ют особо охраняемые территории разных типов.
Особо охраняемые территории. Заповедники — это главный тип
особо охраняемых территорий, наиболее надежно обеспечивающий-
охрану видов. В мире насчитывается свыше двух тысяч заповедников,
два из них созданы в Беларуси (Березинский биосферный и Полес¬
ский радиационно-экологический).
В заповедниках решают три главные задачи:
1) заповедники должны обеспечить охрану флоры, фауны и экосистем;
2) заповедники — это научные учреждения, где работают биологи
и экологи разного профиля, детально исследующие состояние экоси¬
стем и составляющих их популяций- Это живые лаборатории, которые
621
дают ценный материал, помогающий поддерживать стабильность по¬
пуляций и экосистем и за пределами заповедников;
3) заповедники служат центрами восстановления плотности попу¬
ляций редких и исчезающих видов растений и животных. Часть их
(в допустимых пределах) может извлекаться для расселения.
Наибольшее значение имеют биосферные заповедники. Они равно¬
мерно распределены по всему миру, и каждый представляет какой-то
природный ландшафт. Их создают в тех местах, где природа не утратила
своих первозданных черт. Наблюдения в биосферных заповедниках
как эталонах природы проводят по единой международной программе,
составленной ЮНЕСКО. Это обеспечивает анализ и сравнение ре¬
зультатов, получаемых учеными в разных странах. Всего в мире насчи¬
тывается около 300 биосферных заповедников.
Заповедники создают и на территориях, нарушенных человеком.
Однако не всегда экосистемы приходят в первозданное состояние, так
как популяции некоторых видов растений и животных не восстанав¬
ливаются. В заповедниках использование территории для любой хо¬
зяйственной деятельности, в том числе поселение людей, запрещено.
Здесь разрешается проведение только научных исследований.
Некоторые типы экосистем не могут существовать при полном за-
поведовании. Например, луга, если их не использовать, зарастут ле¬
сом, а вместе с луговыми растениями могут исчезнуть многие виды
насекомых и птиц.
Регламентированное (т. е. по рекомендациям, разработанным эко¬
логами) использование нужно не для всех экосистем. Например, леса
и болота для сохранения требуют полного заповедования.
Национальные парки — их задачи отличаются от задач заповедни¬
ков. Если в заповедниках главное — сохранение разнообразия видов
и всей экосистемы, то в национальных парках — создание условий для
организованного отдыха людей на лоне хорошо сохранившейся при¬
роды. В парках могут быть зоны с полной изоляцией от посещений
(т. е. по существу заповедники) и зоны, где разрешены посещения ту¬
ристов. В посещаемой части парка прокладывают специальные тропы
и дороги для передвижения туристов, выделяют места для их стоянок.
В парках строят гостиницы, легкие дома для летних ночлегов (приюты),
создают игровые площадки и т. п. При правильной организации тури¬
сты, получая пользу от общения с природой и укрепляя здоровье, не
наносят экосистеме вреда. Ходить не по дорожкам, а тем более разжи¬
гать костры в национальных парках запрещается. Однако (опять-таки
622
в допустимых пределах и по лицензии) могут быть разрешены сбор
грибов, ягод, ловля рыбы, охота. В Беларуси четыре национальных
парка: Беловежская пуща (с 1991 г.), Браславские озера (с 1995 г.),
Припятский (с 1996 г.), Нарочанский (с 1999 г.).
Заказники организуют на определенный срок для восстановления
поголовья промысловых зверей или популяций лекарственных расте¬
ний. Восстанавливаемые виды заготавливать запрещается, хотя на тер¬
ритории заказника возможна хозяйственная деятельность с использо¬
ванием всех прочих видов растений или животных (охота, рыбная
ловля, заготовка лекарственного сырья, сбор грибов, ягод и т. д.).
В заказниках охотничье-промысловых животных создаются усло¬
вия для нормального воспроизведения популяций крупных животных
(лоси) или осторожных птиц (тетерев или глухарь).
Памятники природы — это музеи природы, маленькие заповедники.
Существуют памятники республиканского, областного или местного
значения. На территории Беларуси в настоящее время действуют 94 за¬
казника и 95 биологических памятников республиканского значения.
.5*
Знай основные термины и понятия
Загрязнение среды (химическое, физическое, биологическое), цепные
экологические реакции, экологическая проблема, биологическая индикация,
виды-индикаторы, мониторинг (локальный, региональный, глобальный), ра¬
циональное использование природных ресурсов, охрана биосферы, особо охра¬
няемые территории, заповедники, заказники, национальные парки, резерваты,
«Красная книга».
Вопросы для самоконтроля
1. Каковы последствия хозяйственной деятельности человека?
2. Перечислите основные группы загрязнителей окружающей среды.
3. В чем смысл биологических методов борьбы с сельскохозяйствен¬
ными вредителями?
4. Что такое цепные экологические реакции?
5. Что такое экологические проблемы?
623
6. Что такое биоиндикация?
7. Какие выделяют типы мониторинга?
8. Что собой представляет «Красная книга» и какова ее роль в деле
охраны природы?
9. Какие особо охраняемые территории есть в нашей республике?
Тренировочные задания
1. Парниковый эффект, вызванный увеличением в атмосфере угле¬
кислого газа, приводит к:
а) понижению температуры нижних слоев атмосферы;
б) повышению температуры нижних слоев атмосферы;
в) отравлению организмов;
г) увеличению радиационного фона на Земле.
2. Озоновый слой находится:
а) в верхнем слое атмосферы;
б) в нижнем слое атмосферы;
в) в верхнем слое океана;
г) за пределами атмосферы.
3. Значение озонового слоя состоит в том, что он:
а) вырабатывает витамин D;
б) ограничивает проникновение жизни за его пределы;
в) поглощает часть инфракрасного излучения;
г) поглощает часть ультрафиолетового излучения.
4. Урбанизация — это процесс:
а) роста численности населения;
б) роста доли городского населения;
в) загрязнения среды отходами;
г) усиление давления человека на среду обитания.
5. Нередко использование химических препаратов (пестицидов) про¬
тив сельскохозяйственных вредителей вызывает на следующий
год еще большую вспышку численности. Это связано с тем, что
пестициды:
а) не очень ядовиты для вредителей;
б) подавляют вредителей и одновременно их естественных регуляторов
(хищников и паразитов);
в) усиливают репродуктивные способности вредителей;
г) ослабляют репродуктивные способности вредителей.
624
6. Вещества, используемые в сельскохозяйственном производстве
для уничтожения насекомых, называют:
а) гербицидами; б) фитонцидами;
в) фунгицидами; г) инсектицидами.
7. На какой из перечисленных охраняемых территорий полностью
исключена хозяйственная деятельность человека:
а) заказник;
б) заповедник;
в) национальный парк?
8. В «Красную книгу» Республики Беларусь занесен:
а) василек синий;
б) венерин башмачок;
в) зверобой продырявленный;
г) ландыш майский;
д) клевер пашенный.
9. В «Красную книгу» Республики Беларусь занесен вид:
а) лесная куница; ^
б) заяц-русак;
в) барсук;
г) обыкновенный еж;
д) дикий кабан.
10. Запишите правильную последовательность событий, происходящих
вслед за сильным загрязнением моря органическими веществами:
1) уменьшается концентрация кислорода в воде;
2) быстро размножаются бактерии, разрушающие мертвые организмы;
3) повышается концентрация кислорода в воде;
4) размножение бактерий, выделяющих H2S;
5) быстрое размножение планктонных организмов.
11. Электростанция может работать на ядерном топливе, каменном
угле или природном газе. Какой из этих ресурсов способствует
возникновению парникового эффекта:
а) только каменный уголь;
6) только природный газ;
в) уголь и природный газ;
г) уголь, природный газ и ядерное топливо;
д) только ядерное топливо?
625
12. Установлено, что отдельные виды мелких ракообразных чувстви¬
тельны к некоторым химическим веществам, попадающим в водо¬
емы со сточными водами предприятий. Какие последствия это
имеет для других обитателей водоема:
а) снижается численность крупных хищников;
б) увеличивается численность крупных хищников;
в) снижается численность мелких хищников;
г) ничего не изменяется в составе и численности других обитателей во¬
доема?
13. Для борьбы с сорными растениями проводится химическая обра¬
ботка препаратами, которые носят название:
а) пестициды; б) гербициды;
в) инсектициды; г) ауксины.
14. Установите соответствие между антропогенными факторами и их
последствиями.
A. Вырубка лесов.
Б. Загрязнение.
B. Урбанизация.
Г. Вытаптывание.
1. Изменение микроклимата, нарушение экоси¬
стемы.
2. Изменение природных ландшафтов.
3. У плотнение почвы, нарушение ее аэрации.
4. Изменение химического состава среды и ее
физических параметров.
Ответы
Многообразие органического мира
Классификация живых организмов
1-г); 2-6); 3—а); 4-6); 5—а); 6—а); 7-г); 8-в); 9—в); 10—а); 11—а);
12- 6); 13—в); 14-6); 15-в); 16-в); 17—а); 18-6); 19-А6; Б5; В4; Г2; Д1; ЕЗ;
20 — систематика; 21— вид; 22 — бактерии.
Доклеточные формы жизни
1-г); 2—а); 3-г); 4-6); 5—а); 6-а); 7-6); 8-г); 9-в); 10—в); 11-6); 12—а)|
13- 6); 14-г); 15-г); 16-в); 17-г); 18-6); 19-6); 20-г); 21-г); 22-в); 23-6);
24 — бактериофаги; 25 — вирион; 26 — капсид; 27— А1; Б4; ВЗ; Г2; 28—а); 6); в);
г); д); е); ж).
Доядерные организмы (прокариоты)
1—а); 2—в); 3-г); 4-а); 5-б);,6-г); 7—а); 8-г); 9-в); 10-в); 11-г); 12-г);
13-6); 14—а); 15-6); 16-г); 17—в); 18-д); 19—в); 20—а); 21-6); 22-6);
23—в); 24—6); 25 — мезосома; 26 — нуклеонд; 27— вибрион; 28 — трансдукция;
29 — пастеризация.
Протисты
1-г); 2—в); 3-6); 4-а); 5-г); 6-г); 7-6); 8-6); 9-6); 10-г); 11-6); 12- в);
13—а); 14—в); 15—а); 16-в); 17-в); 18—в); 19—а); 20-г); 21-А1,2, 6; БЗ, 4,5.
7, 8; 22-А4, 6; Б1. 3; В2, 5; 23-а); 24-г); 25-а); 26-г); 27-а); 28-6); 29-6);
30—а); 31-6); 32-г); 33—а); 34-6); 35-в); 36-г); 37-г); 38-г); 39-6); 40-г);
41—г); 42 — стигма; 43 — конъюгацией; 44 — циста; 45 — комар; 46 — ульва; 47 —
слоевище/таллом; 48 — ризоидов.
Грибы
1—а); 2-г); 3-г); 4-в); 5-а); 6-г); 7-в); 8-а); 9-6); 10-в); 11—в); 12-г);
13—в); 14—а); 15-6); 16-6); 17-6); 18-в); 19-6); 20-г); 21-АЗ, 5,7; Б1,2,4,6;
22 — микологией; 23 — гифами; 24 — микоризой; 25 — парша; 26 — плектенхима;
27 — редуцентов; 28 — фунгициды.
Лишайники
1-г); 2-г); 3—а); 4-г); 5-6); 6—6); 7-6); 8-6); 9-г); 10-6); 11—в);
12—6); 13—в); 14—а); 15—в); 16—а); 17—А2; Б1,3; В4,5; 18 — слоевищем; 19 —
гриб; 20 — ризины.
Общая характеристика растений
1—в); 2-6); 3—в); 4-6); 5-а); 6-6); 7-а); 8-г); 9-6); 10-в); 11-г);
12—6); 13—в); 14—а); 15—г); 16—6); 17—г); 18—г); 19 — хлоропласт; 20 — архегоний.
627
Моховидные
1— г); 2—6); 3—г); 4—6); 5—а); 6—г); 7—а); 8—в); 9—а); 10—а); 11—г); 12—в);
13—6); 14—6); 15—а); 16—6); 17—6); 18—а); 19 — архегониями; 20 — антеридиями.
Папоротниковидные, хвощевидные и плауновидные
1—а); 2—6); 3—а); 4—а); 5—а); 6—а); 7—а); 8—в); 9—6); 10—г); 11—д);
12—а); 13—г); 14—а); 15 — вайи; 16 — сорусом.
Голосеменные
1-6); 2—а); 3-6); 4—в); 5—а); 6—в); 7-6); 8—а); 9-6); 10—а); 11—а);
12—а); 13-6); 14-6); 15-в); 16-г); 17-в); 18-в); 19-6); 20—в); 21—в); 22 -
фитонцидами; 23 — живица; 24 — спермий.
Покрытосеменные. Общая характеристика
1-е); 2—в); 3-6); 4-6); 5—а); 6-а); 7-6); 8-г); 9—а); 10—в); 11—в);
12- г); 13-г); 14—а); 15-6); 16—в); 17-а); 18-6); 19—в); 20-6); 21-г); 22—а);
23 — эндосперм; 24 — цветка.
Ткани цветковых растений
1—а); 2—а); 3-6); 4-в); 5-6); 6-6); 7-г); 8-г); 9-г); 10-6); 11-г); 12-6);
13— а); 14-6); 15-в); 16-г); 17-в); 18-г); 19-А4, 5, 6, 7; Б1, 2, 3, 8, 9; 20 -
флоэма, 21 — чечевички; 22 — трахеидами; 23 — ткань.
Вегетативные органы цветковых растений. Корень
1-6); 2—а); 3-г); 4—а); 5-г); 6-а); 7—в); 8-6); 9-г); 10-6); 11-г); 12-5);
13—6); 14—в); 15—г); 16—в); 17—д); 18—а); 19—6); 20—а); 21 — корневая сис¬
тема; 22 — стержневой; 23 — сосальца.
Побег. Почка — зачаточный побег
1—а); 2—в); 3—6); 4—а); 5—д); 6—г); 7—а); 8—в); 9—а); 10—6); 11 — годич¬
ным; 12 — придаточными; 13 — плодушками.
Стебель
1-г); 2-6); 3-г); 4-6); 5—а); 6-г); 7-а); 8-6); 9-а); 10-д); 11—в); 12-6);
13—г); 14 — годичным кольцом; 15 — соломиной.
Лист
1-г); 2—а); 3-а); 4-г); 5-6); 6-6); 7-а); 8—в); 9-в); 10-а); 11-а); 12-6);
13-6); 14—а); 15-6); 16-6); 17-г); 18-в); 19-6); 20-а); 21-6); 22-А1, Б5,
В4, Г2, ДЗ; 23—6); 24—а); 25 — транспирацией; 26 — черешка.
Видоизмененные побеги
1-г); 2—в); 3-г); 4-г); 5-г); 6-г); 7-а); 8-в); 9-6); 10-6); 11-г); 12—в);
13—6); 14—6); 15—г); 16—6); 17—6); 18—г); 19 — донце; 20 — листья.
628
Вегетативное размножение растений
1-6); 2—в); 3—в); 4-6); 5-в); 6—а); 7-г); 8-г); 9—а); 10-6); 11-6); 12-а);
13—г); 14 — регенерации; 15 — корнеотпрысковыми; 16 — подвоем.
Цветок. Соцветия. Плоды
1—в); 2-г); 3-г); 4—а); 5—а); 6—в); 7-г); 8-г); 9-а); 10-а); 11—в)| 12-в);
13-г); 14-6); 15-6); 16-г); 17-в); 18-6); 19—а); 20-в); 21—а); 22-в); 23-в);
24—в); 25-6); 26-в); 27-6); 28-в); 29-6); 30—в); 31-в); 32-в); 33-в); 34-а);
35—в); 36—а); 37-6); 38-в); 39-в); 40-а); 41-в); 42-в); 43-г; 44-А1,4,5,6;
Б2,3,7,8; 45-А1,2,5,6; БЗ, 4, 7,8; 46—а); 47-д); 48-А2,3.5, 6; Б1,4; 49-А2,
Б1, ВЗ, Г4; 50 — костянка; 51 — однодомными.
Семена и проростки
1—в); 2-6); 3-6); 4-в); 5-6); 6-г); 7-6); 8-г); 9-г); 10-г); 11-в); г); 6);
а); 12—в); 13—6); 14 — скарификацией; 15 — щиток.
Общая характеристика животных и их разнообразие
1—в); 2—в); 3-6); 4-в); 5-6); 6-г); 7-г); 8-г); 9-6); 10-г); 11-г); 12-6);
13—в); 14—А2,5,7; Б4,8; В1,3,6; 15—А2,3,5,8; Б1,4,6,7; 16 — бластопор; 17 —
партеногенезом; 18 — морула; 19 — онтогенез.
Кишечнополостные
1-6); 2-г); 3-г); 4-а); 5—а); 6-а); 7-в); 8-г); 9-а); 10-в); 11-в); 12-6);
13-г); 14-6); 15-АЗ, 4,5,6,7,8; Б1,2; 16-А5, Б1, В4, ГЗ, Д2; 17-А7; Б1,2,3,5,
6; В4, 8; 18 — реактивным; 19 — полип; 20 — лагуна.
Плоские черви
1-г); 2-6); 3-6); 4-в); 5-г); 6-ж); 7-г); 8-6); 9-6); 10-г); 11-г);12-в);
13-г); 14—а); 15-г); 16—а); 17-г); 18—в); 19-г); 20-в); 21-а); 22-а); 23-А6,
7; Б1, 4, 5, 6, 10; В4, 6, 7, 8, 10; Г2, 3, 6, 7, 9; 24-6; 25-А1, 4; Б2; ВЗ, 5; 26 -
кожно-мускульным мешком; 27 — паренхима; 28 — человек.
Круглые черви
1-г); 2-6); 3-6); 4-г); 5-а); 6-в); 7-г); 8-а); 9-6); 10-г); 11—а); 12-А2,
4, 7, 8, 9; Б1, 3, 5, 6, 10; 13—АЗ, 4, 6; Б1, 2, 5; 14—6); 15—а); 16 — кутикула;
17 — протонефридии; 18 — гельминты/глисты.
Кольчатые черви
1-6); 2-6); 3-г); 4-6); 5-в); 6-в); 7-6); 8-6); 9-г); 10-в); 11-в);
12- А4, 7, 9,10; Б5, 6,8,11,12; В1,2, 3; 13-6); 14-г); 15-6); 16-г); 17-А4, 6,
10; Б1,7,8,9; В2, 3,5; 18—А2, 3,4,5,6; Б1,7; 19 — метанефридии; 20 — парапо-
дии; 21—гирудин; 22 — трохофора.
Моллюски
1—в); 2—в); 3-г); 4-а); 5-г); 6-г); 7-а); 8-г); 9-6); 10-в); 11-в); 12-г);
13— в); 14-А2,5,6,7; Б1; ВЗ, 4; 15-А2,3,5,7; Б1,4,6,8; 16-А1,2,5, 8; Б6,7,9;
ВЗ, 4; 17 — мантией; 18 — сифоны; 19 — терка.
629
Членистоногие
1—в); 2—в); 3-г); 4-в); 5-6); 6-в); 7-а); 8-г); 9-в); 10-г); 11-в); 12-6);
13-г); 14-6); 15-г); 16-6); 17-в); 18-г); 19-в); 20-в); 21-в); 22-в); 23-в);
24—в); 25—а); 26-6); 27-в); 28-г); 29-г); 30-г); 31-г); 32-6); 33-в); 34-г);
35—а); 36-г); 37—в); 38-г); 39-г); 40-6); 41—а); 42-6); 43-д); 44-в); 45—в);
46—6); 47—г); 48—г); 49—в); 50—в); 51—в); 52—г); 53—в); 54—в); 55—в); 56—а);
57—а); 58-д); 59-г); 60-АЗ, 4, 8; Б6, 9,10; В1, 2, 5, 7; 61-А2, 3, 6; Б8, 9; В4, 7;
Г1,5; 62-А1, 2; Б4, 5; ВЗ, 6; Г7, 8; 63-А5, 6, 8, И; Б1, 2, 3,4, 7, 9,10; 64-А2,3,4;
Б6,7; В 1,5; 65—А2,3,5; Б1,3,4,6; 66 — ногочелюсти; 67 — зеленые железы; 68—
хелицеры; 69 — стебелек; 70 — грнфельки; 71 — дыхальца/ стигмы; 72 — обножкой;
73 — жало; 74 — маска; 75 — жужжальца; 76 — кубышки; 77 — мотыль.
Хордовые
1-6); 2—а); 3-г); 4-6); 5-в); 6-г); 7-6); 8—а); 9-г); 10—в); 11-6); 12-г);
13-6); 14-г); 15-г); 16-в); 17-г); 18-6); 19-в); 20-6); 21-г); 22-а); 23-г);
24 — позвоночник; 25 — щупальцами; 26 — однослойным эпителием.
Позвоночные
1-6); 2-г); 3—в); 4-в); 5-г); 6-в); 7-г); 8-а); 9-6); 10-а); 11-а); 12-6).
Рыбы
1-г); 2-6); 3—а); 4-в); 5-г); 6—а); 7-г); 8-г); 9-а); 10-в); 11-в); 12-6);
13—а); 14-г); 15-в); 16-в); 17-а); 18-г); 19-а); 20-в); 21-6); 22-в); 23-в);
24—а); 25—а); 26-г); 27-6); 28-6); 29-г); 30-6); 31—в); 32-6); 33-6); 34-г);
35-6); 36-6); 37-6); 38-в); 39-6); 40-в); 41-г); 42-в); 43-6); 44-г); 45-г);
46-А2,5,6; Б1,3,4,7; 47-А1,2, 6,9; Б5,7; ВЗ, 4,8,10; 48-А2,7,8; Б1; ВЗ, 4; Г5,
6; 49—А2,3, 5; Б1, 6; В4; 50 — жаберными дугами; 51 — нерест; 52 — малек.
Земноводные
1-6); 2—в); 3-г); 4-а); 5-в); 6-г); 7-а); 8-6); 9-6); 10-6); 11-6); 12—в);
13—в); 14-6); 15-6); 16-в); 17-в); 18—в); 19-г); 20-в); 21-г); 22-а); 23-в);
24-г); 25—в); 26—а); 27-г); 28-А1, 4, 7, 8, 10; БЗ, 5, 6; В2, 9, И, 12, 13, 14, 15;
29—г); 30—А1,2,6,7; БЗ, 4,5,8,9; 31 — клоака; 32 — стремечко; 33 — головастик.
Пресмыкающиеся
1—в); 2—а); 3-г); 4-6); 5-6); 6-6); 7-а); 8-г); 9-в); 10-а); 11-6); 12—в);
13-6); 14-6); 15-г); 16-в); 17-а); 18-г); 19-в); 20-а); 21-г); 22-6); 23-в);
24-г); 25—а); 26—6); 27-6); 28-г); 29-г); 30-в); 31-6); 32-а); 33-г); 34-а);
35—в); 36-г); 37-в); 38-А4,5,9,10; Б1,6, 7, 8; В2,3; 39—а); 40-А2, 5,6; Б1, 3,
4,8; 41—А2,3, 5, 7,8; Б1,4, 6; 42 — амнион; 43 — серпентарий; 44 — яйцеживо-
рождением; 45 — сеймурия; 46 — линькой.
Птицы
1—г); 2—г); 3—г); 4—а); 5—г); 6—г); 7—в); 8—г); 9—6); 10—г); 11—в); 12—6);
13-6); 14-6); 15—а); 16-в); 17-6); 18—а); 19-в); 20-г); 21-д); 22-6); 23-6);
24—в); 25-6); 26-в); 27-в); 28-в); 29-6); 30-в); 31-г); 32-г); 33-г); 34-а);
35—в); 36-6); 37-в); 38—а); 39-в); 40-а); 41-г); 42-6); 43-А2, 6, 8, 9; Б4, 5,
630
7,12; Bl, 3,10, И; 44-A1, 6, 7, 8, 9; Б2, 3, 5; 45-АЗ, 6,10,11; Б1, 2,8, 9; B4,5,7;
46—Al, 6; Б2,3,5,8; В4,7; 47—Al, 5,7,8; Б2,3,4,6; 48 — орнитология; 49 — воско¬
вина; 50 — цевка; 51 — киль; 52 — очин; 53 — пух; 54 — скорлупа; 55 — инкубатор.
Млекопитающие
1—а); 2—г); 3—г); 4—в); 5—а); 6—г); 7—6); 8—д); 9—г); 10—г); И—в); 12—в);
13-г); 14-г); 15-г); 16-6); 17-г); 18-в); 19-в); 20-г); 21-г); 22-в); 23-г);
24—а); 25-в); 26-а); 27-а); 28-в); 29-в); 30—в); 31-в); 32-г); 33-а); 34-6);
35-6); 36—а); 37-6); 38-в); 39-6); 40-6); 41—а); 42-г); 43-в); 44-в); 45—а);
46—а); 47-г); 48-А5,8,9, БЗ, 4,6, В1,2,7; 49-А5; Б4; В1; ГЗ; Д2; 50-АЗ, 4; Б5,7;
В1, 2; Гб; 51—АЗ, 6; Б4,5, 7; В1, 2; 52 — плюсна; 53 — плаценту.
Биология человека
Общий обзор строения организма человека
1-г); 2-6); 3—а); 4-г); 5-в); 6-г); 7-г); 8-в); 9—в); 10-6); 11-а); 12-в);
13—а); 14-6); 15—в); 16-а); 17-г); 18-а); 19-в); 20—в); 21-в); 22-6); 23-6);
24 — возбудимость; 25 — гомеостаз; 26 — орган; 27 — гигиена.
Нервная система
1—а); 2-г); 3—в); 4-6); 5-в); 6-в); 7-в); 8-г); 9-г); 10-г); 11-6); 12-г);
13—в); 14-6); 15-г); 16-6); 17—а); 18-в); 19-г); 20-г); 21-в); 22-в); 23-а);
24-А5; БЗ; В1; Г2,4; 25-2,6,7,1,9,4,3,5,8; 26 - рефлекс; 27 - нерв; 28 - ме-
диатр; 29 — соматическая.
Анализаторы и их значение
1-г); 2-6); 3-6); 4-6); 5-г); 6-а); 7-а); 8-6); 9-6); 10-в); 11-г); 12-6);
13—а); 14—в); 15-г); 16-а); 17-г); 18-в); 19-г); 20-а); 21-г); 22-в); 23-в);
24-6); 25-г); 26-в); 27-6); 28-а); 29-а); 30-А2; Б1; В2; ГЗ; ДЗ; 31-4), 3), 2),
1), 7), 6), 5); 32-А5; Б1,2,4; ВЗ, 6; 33-6), 1), 5), 7), 9), 4), 3), 2), 8); 34 - рогови¬
ца; 35 — колбочки; 36 — конъюктивитом.
Высшая нервная деятельность
1-г); 2-6); 3-6); 4-г); 5-в); 6-в); 7-г); 8-в); 9-в); 10-а); П-в); 12—а);
13—а); 14-г); 15-в); 16-а); 17-А1,3,4, 6,8; Б2,5,7; 18-А4; БЗ; В1; Г2; 19-5),
1), 4), 3), 6), 2); 20—А1,2, 5; БЗ, 4, 6; 21—АЗ, 4; Б1,2, 5; 22 — ощущением; 23 —
память; 24 — мышление; 25 — сон.
Железы внутренней секреции
1—в); 2—в); 3-а); 4-а); 5-6); 6-г); 7-а); 8-6); 9—а); 10-в); 11-в); 12-в);
13-6); 14-6); 15-6 );16-б); 17-1), 4), 5), 7); 18-А2, 4; Б1, 6, 7; ВЗ, 5; 19-А4, 7;
Б6,8; В2, 3; Г1; Д5, 9; 20-А2, 4; БЗ, 6; В5,7; Г1.
Опорно-двигательный аппарат
1-6); 2-г); 3—в); 4-г); 5—а); 6-г); 7-а); 8-а); 9-6); 10-6); 11-6); 12-а);
13—в); 14-6); 15-6); 16-г); 17-в); 18-в); 19-АЗ, 4,5; Б1,2,6; 20-АЗ, 4; Б1,2,
631
5, 6; 21—At, 6; Б2, 3, 4, 5, 7, 8; 22-A2, 3; Б1; B4, 5, 6; 23-A3, 5; Б1, 4; B2, 6;
24—А2,3; Б1; В4; 25 — эпистрофей; 26 — кифозы; 27 — лордозы; 28 — отеобла-
сты; 29 — актином и миозином.
Кровь
1-г); 2-г); 3-в); 4-а); 5-6); 6-6); 7—в); 8-в); 9-в); 10-а); 11-г); 12—в);
13-г); 14-6); 15-а); 16-г); 17-в); 18-г); 19-г); 20-6); 21-в); 22-в); 23-г);
24-г); 25-г); 26-6); 27-6); 28-6), 1), 3), 4), 7), 5), 2); 29 - моноциты; 30 - фа¬
гоцитоз; 31 — вакцина; 32 — гематокрит.
Кровообращение
1—в); 2-г); 3-г); 4-6); 5-а); 6-6); 7-в); 8-6); 9-6); 10-г); 11-6); 12—а);
13-6); 14-6); 15-а); 16-г); 17-в); 18—в); 19-в); 20-в); 21-6); 22-в); 23-в);
24-6); 25-г); 26-а); 27-6); 28-6); 29-в); 30—в); 31-г); 32-4), 6), 2), 3), 5), 1),
8), 7); 33—3), 5), 6), 9); 34—1), 4), 5); 35—А2; Б1; ВЗ; 36 — миокард; 37 — пульсом.
Дыхание
1—а); 2—в); 3-в); 4-г); 5-а); 6-в); 7—г); 8—6); 9—в); 10-г); 11-д); 12—в);
13—в); 14—в); 15-в); 16-6); 17-6); 18—а); 19-6); 20-в); 21-г); 22-в); 23—а);
24—а); 25-г); 26-А4; Б1; ВЗ; Г2; Д5; 27-А5; БЗ; В2; Г4; Д1; 28-4), 5), 3), 6), 2),
1); 29-4), 5), 3), 2), 1).
Пищеварение
1-6); 2—в); 3—а); 4—в); 5-6); 6-в); 7-в); 8-6); 9-в); 10-а); 11—в);
12- 6); 13—в); 14-в); 15-г); 16-в); 17-6); 18-а); 19-6); 20-6); 21-в); 22-г);
23-г); 24-г); 25-а); 26-г); 27-а); 28-в); 29-г); 30-А2; БЗ; В1; 31-1), 2), 5),
6), 8); 32-А5, 6, 10; Б8; В1, 2,3,4, 7, 9,10; Г2, И.
Витамины
1—а); 2—в); 3-6); 4-а); 5-в); 6-г); 7-6); 8-в); 9-6); 10-6); 11-г); 12-г);
13- г); 14-г); 15-А2, 3, 5, 7; Б1, 4, 6; 16-А6; Б1; В2; ГЗ; Д5; Е4.
Выделение
1—в); 2-г); З-б); 4-г); 5-в); 6-в); 7-6); 8-а); 9-г); 10-а); 11-6); 12-г);
13-г); 14-6); 15-в); 16-6); 17-г); 18-6); 19-6); 20-г); 21-6); 22-6); 23-г); 24-в).
Кожа
1—в); 2-г); 3-г); 4-а); 5-в); 6-в); 7-г); 8-а); 9-6); 10-г); 11-6); 12—в);
13—в); 14-г); 15-в); 16-в); 17-а); 18-6); 19-в); 20-а); 21-г); 22-а); 23-в).
Развитие организма человека
1—а); 2-6); 3-а); 4-6); 5-в); 6—а); 7—а); 8-6); 9-г); 10-6); 11—а);
12—а); 13-6); 14-в); 15-в); 16-в); 17-6); 18-а); 19-6); 20-6); 21-6); 22-а);
23—г); 24—г); 25—г); 26—А2, 3; Б1, 4; В5; Гб; 27 — овуляция; 28 — плаценту;
29 — пуповина; 30 — витамины,
632
Общая биология
Общая биология — раздел биологии, изучающий общие законо¬
мерности живого
1—г); 2—в); 3—а); 4—6); 5—г); 6—в); 7—в); 8—в); 9—6); 10—6); 11—г);
12— а); 13-г); 14—а); 15-А2; Б6; В1, 4, 5, 8, 9; ГЗ, 7, 8.
Клетка — структурная и функциональная единица жизни
1—в); 2—6); 3—в); 4—в); 5—а); 6—г); 7—в); 8—6); 9—г); 10—д); П-в); 12—г);
13— в); 14-6); 15-г); 16-в); 17—в); 18-г); 19—а); 20-г); 21-в); 22—в); 23—в);
24-6); 25—в); 26-6); 27-в); 28-6); 29-а); 30—а); 31-6); 32-г); 33-в); 34-г);
35-г); 36—в); 37-в); 38-г)); 39-а); 40-6); 41-г); 42-в); 43-д); 44-6); 45-6);
46-г); 47-г); 48-г); 49-6); 50-6); 51—в); 52—в); 53-6); 54-в); 55-А1,2,3,4,8;
Б5,6,7; 56-г); 57-6); 58-г); 59-г); 60-г); 61-г); 62-а); 63-6); 64—в); 65-в);
66—а); 67—в); 68-г); 69—в); 70-6); 71-г); 72-6); 73—а); 74-в); 75—а); 76-г);
77—в); 78—в); 79-г); 80-г); 81-г); 82-6); 83—в); 84-г); 85-6); 86-г); 87-6);
88—в); 89—А2, 3, 6, 9; Б7,8; В1, 4; Г5; 90—1), 3), 4), 6), 7); 91 — гиалоплазмой;
92 — цитоплазма; 93 — цитология; 94 — микрофиламенты; 95 — гликокаликс;
96 — экзоцитоз; 97 — лизосомы; 98 — активным транспортом; 99 — плазмалемма;
100 — диффузия; 101 — автолиз; 102 — кристы; 103 — граны; 104 — центриоли;
105 — ядрышко; 106 — вакуоли; 107 — лейкопласты; 108 — амилопласты.
Обмен веществ и энергии — основа жизнедеятельности клетки
1-г); 2—а); 3-6); 4-6); 5—в); 6-г); 7-6); 8—в); 9-а); 10-6); 11-д);
12— в); 13—а); 14—а); 15-6); 16-в); 17-в); 18-г); 19-а); 20-а); 21-г); 22-6);
23—в); 24—в); 25-6); 26-в); 27-а); 28-в); 29-а); 30-а); 31-г); 32-в); 33-д);
34-6); 35—а); 36-6); 37-в); 38-д); 39-в); 40-6); 41-г); 42-6); 43-6); 44-а);
45—а); 46-6); 47-в); 48-а); 49-а); 50-а); 51—в); 52-г); 53-6); 54-6); 55-6);
56-6); 57-г); 58—в); 59-г); 60-в); 61-г); 62-г); 63-г); 64-г); 65-а); 66-АЗ, 5;
Б1,2,4, 6, 7; 67-г); 68-А1, 2, 3,4,5, 6, 8; Б7,9; 69—а); 70-6); 71 - анаболизм;
72 — катаболизм; 73 — метаболизм; 74 — ДНК; 75 — антикодон; 76 — трансля¬
цией; 77 — полисома; 78 — транскрипция; 79 — рибулезодифосфат; 80—Т -150;
81—Г—100; Ц—100; 81—по 19 % аденина и тимина, по 31 % гуанина и цитозина;
82- Г ТГТТГ ЦЦТЦААААЦ;
ЦАЦААЦГ Г АГТТТТГ;
83— ЦУГУАЦЦАУГЦА; 84-5ТУАГ1ЩУАЦ1ЩАЗ'.
85—5'АУГГЦЦУЦГГААЦАУЗ’; в участке закодировано 4 аминокислоты,
так как АУГ является стартовым триплетом; 86—5; кодон УАА является тер¬
минирующим; 87—1581 А0.
Воспроизведение клетки
1-6); 2-6); 3-г); 4—а); 5—в); 6-6); 7-в); 8-а); 9-в); 10-г); 11-а); 12-в);
13— в); 14-6); 15-6); 16-г); 17-в); 18-А2; БЗ; В4; Г1; 19-1), 2), 3), 5); 20-1),
3), 4), 6), 2), 5); 21—А1,3,4; Б2,6; 22 — интерфазой; 23 — бивалент; 24 — кроссин-
говер; 25 — споры; 26 — интеркинез; 27 — амитоз.
633
Размножение и индивидуальное развитие организмов
1—а); 2-г); 3-г); 4-6); 5-6); 6—в); 7-г); 8-6); 9-а); 10-а); 11-г); 12-6);
13-6); 14—в); 15-а); 16—а); 17-в); 18-6); 19—а); 20-а); 21-6); 22—в); 23-6);
24—а); 25-в); 26-г); 27-г); 28-г); 29-А1, 2, 3, 6, 7, 8; Б4,5, 9; ЗО-АЗ; Б1; В4;
Г2; Д1; 31-6); 32-А4,6,9,10; БЗ, 7,8; В1,2,5; 33-А1,3,5; Б2,4,6,7; 34 - гаме-
тогенез; 35 — овуляцией; 36 — партеногенез; 37 — эмбриогенез; 38 — онтогенезом;
39 — сперматидой; 40 — оотида.
Закономерности наследственности
I- г); 2—а); 3-а); 4-г); 5-г); 6-6); 7-6); 8-г); 9—в); 10-в); 11-г); 12-6);
13—д); 14—АЛ (красные):2Аа (розовые): аа (белые)); 15—г); 16—в); 17—в);
18—в); 19-6); 20-в); 21-6); 22-6); 23-г); 24-6); 25-г); 26-д); 27—в); 28-6);
29-д); 30-6); 31—в); 32-г); 33-г); 34-г); 35-в); 36-г); 37-в); 38-г); 39-г);
40—6); 41—в); 42—6); 43—6); 44—а); 45—а); 46—6); 47—а); 48 — наследственно¬
стью; 49 — фенотип; 50 — генотип; 51 — аллели; 52 — сверхдоминирование; 53 —
кодоминированием; 54 — криптомерия; 55 — полимерия; 56 — генетическая
карта; 57 — морганида; 58 — комплементарностью; 59 — эпистаз; 60 — наследст¬
венностью; 61—А2; БЗ; В1; Г4; Д5.
Решите задачи
1 — 50 %; 2 генотипа, 2 фенотипа. 2 — 7/16 (более 40 %).
3 — в F_i~ все дикого типа; в Д2 — 3 дикий тип : 1 гималайский.
4 — наследование признака идет по типу комплементарное™; все потомство
в Д, будет коричневым при скрещивании:ррП(платиновая) х РРи (платиновая);
в F2 расщепление по фенотипу в соотношении 9 коричневых: 7 платиновых.
5 — 9/16). 6 — 9 пурпурных : 7 белых.
7—13 белых : 3 окрашенных.
8 — Р: ААВВ (серый) х ааЬЪ (рыжий);Щ: АаВЬ (серые); Д2: 9А—В—(серые):
ЗА—ЪЬ (серые): 3 ааВ — (вороные): 1 aabb (рыжие).
9 — наследование идет по типу рецессивного эпистаза, когда соВ; cc>bb)\
Р: BBCCxbbcc)-, Др ВЬСс—(серые)); Д2: 9В— С— (серые): 35—сс (белые): 3
ЬЬС— (черные) : 1 ЪЪсс (белые).
10 — 15 с плодами треугольной формы: 1 с плодами овальной формы.
II- 1/16.12-15:1.
13 — 50 % самок и самцов с нормальным телом: 50 % с укороченным телом;
14 — самки серого цвета были гетерозиготными
Р: хУхУ (серые) X хУу (серые):
Д, хУхл (серые) : х^хУ (серые): хУу (серые) : хму (желтые).
15 — Р: 5 АахУх!' х <5 Аахпу, сын аахУ’у.
16 — больной ребенок— мальчик, вероятность рождения здоровых доче¬
рей — 75 %. • .
17 — все сыновья и внуки (мальчики) будут иметь перепонки между паль¬
цами, т. е. 50 % потомков.
18 — признак сцеплен с полом, так как имеются различия среди самцов
и самок. Ген, определяющий коричневую окраску, рецессивный, локализован
в Z-хромосоме.
634
19 — $ AaZu W (полосатая с нормальными ногами).
<5 AaZf’Zb (черный с короткими ногами).
20 — Очевидно, что серая окраска тела доминирует над черной, а красные
глаза — над пурпурными. Гены окраски тела и глаз сцеплены, так как при рас¬
щеплении в анализирующем скрещивании наблюдается неравномерное соот¬
ношение фенотипических классов, в отличие от менделевского расщепления
9:3:3:1 для Щ при дигибридном скрещивании. Процент кроссоверных мух:
С = - 100 % = 14 %
52+288 + 46+314
Это и есть расстояние между генами окраски тела и глаз.
21 - 8 %. 22 - 4,9 %.
Изменчивость организмов, ее типы
1-г); 2-г); 3—в); 4-г); 5-а); 6-г); 7—в); 8-а); 9-г); 10-6); 11-г); 12-а);
13—в); 14—в); 15-6); 16-6); 17—а); 18—в); 19—в); 20-8); 21-в); 22-в); 23-6);
24—6); 25—А2,3,5; Б1,4,6; 26 — норма реакции; 27 — комбинативной; 28 — ге-
тероплоидия; 29 — полиплоидия.
Селекция, ее основные достижения и методы.
Основные направления биотехнологии
1—в); 2-г); 3-6); 4-6); 5-г); 6-г); 7-г); 8-г); 9-г); 10—в); 11-в); 12-а);
13—в); 14—а); 15—г); 16—г); 17—6); 18—а); 19—сорт; 20 — чистая линия; 21 —
инбридинг; 22 — биотехнологией.
Эволюция живых систем
1-6); 2-г); 3—в); 4-6); 5-6); 6—в); 7-6); 8-а); 9-а); 10-г); 11-г); 12-а);
13—а); 14—в); 15-г); 16-6); 17-а); 18-6); 19-г); 20-а); 21-г); 22-в); 23-г);
24-А2,4,5; Б1,3,6; 25-А2,3,5; Б1,4,6; 26-А1,2,5; БЗ, 4; 27-А2,4,5; Б1,3,6;
28 — эволюцией; 29 — креационизм; 30 — атавизм; 31 — рудименты.
Вид и его критерии. Популяция — элементарная единица эволюции
1-6); 2—а); 3-г); 4-г); 5-в); 6-г); 7-в); 8-г); 9-а); 10-а); 11-г); 12-г);
13-г); 14—а); 15-г); 16-6); 17-А2, Б4, В1, Г5, ДЗ; 18-А2,4, БЗ, В1,5; 19 - по¬
пуляцией; 20 — панмиксия; 21 — изоляция; 22 — дрейф генов; 23 — волны жиз-
ни/популяционные волны; 24 — миграцией.
Движущие силы эволюции. Адаптации
1—в); 2—в); 3—г); 4—в); 5—в); .6—а); 7—в); 8—г); 9—6); 10—в); 11—в); 12—в);
13-г); 14-г); 15-АЗ, Б2, В1; 16-а); 17-в); 18-г); 19-г); 20-г); 21 - естест¬
венным отбором; 22 — стабилизирующий отбор; 23 — адаптация; 24 — маски¬
ровкой.
Видообразование
1-д); 2-6); 3—а); 4-а); 5-в); 6-г); 7-г); 8-6); 9-а); 10-а); 11—а); 12-А1;
Б2,3,4, 5, 6; 13 — микроэволюцией; 14 — видообразование; 151 — симпатриче-
ским; 16 — географическое/аллопатрическое видообразование.
635
Основные направления эволюционного процесса
1—в); 2^—г); 3—г); 4—а); 5—г); 6—б); 7—а); 8—б); 9—в); 10—а); 11—а); 12—в);
13—А1, 2, 4; Б5, 6; ВЗ; 14 — монофилия; 15 — дивергенцией; 16 — биологиче¬
ский прогресс; 17 — арогенез; 18 — катагенезом; 19 — ароморфозы; 20 — кон¬
вергенцией; 21 — параллелизмом; 22 — биологическим регрессом.
Эволюция человека
1—а); 2—а); 3—а); 4—в); 5—ж); 6—в); 7—а); 8—6); 9—6); 10—г); 11—6); 12—а);
13—а); 14-г); 15-в); 16-6); 17—в); 18—а); 19-А1, 2; Б4, 6; ВЗ; Г5; 20-А2,8,9;
Б4,5,8,10; В1,3,5,6,7,11; 21-А2,5,6; Б1,3,4; 22-А1,2,4,5; БЗ,6,8; В7,9; 23-
дриопитеки; 24 — австралопитеки; 25 — пеантроп; 26 — краманьонец; 27 —
социал-дарвинизм; 28 — расизм.
Взаимодействие организмов со средой. Экологические факторы.
Среды жизни
1—а); 2—г); 3—в); 4—в); 5—г); 6—г); 7—в); 8—г); 9—в); 10—а); 11—в); 12—д);
13—в); 14—в); 15-а); 16—в); 17—а); 18-6); 19—в); 20-г); 21-6); 22-6); 23-а);
24-г); 25-6); 26-в); 27-А1, 3, 6, 7, 8; Б5; В2, 4; 28-АЗ, 4, 7, 9; Б5, 8; В1, 2, 6;
29-А4,5,7; Б1,3,6; В2,6; 30-А1,2,3,6; Б4,5,7,8; 31-А1, 6,7; Б4,5,8; В2,3,9;
32—АЗ, 4; Б1,2,5,6,7; 33 — фотопериодизмом; 34 — тропизмы; 35 — эврибион-
ты; 36 — лимитирующим; 37 — оцепенением; 38 — склерофитами.
Популяции, сообщества, экосистемы
1-д); 2—в); 3-г); 4-г); 5—в); 6-6); 7—а); 8—а); 9-6); 10-а); 11-г); 12-6);
13-6); 14—в); 15-6); 16-6); 17-6); 18-г); 19-г); 20-в); 21—а); 22-г); 23-6);
24-6); 25-6); 26-а); 27-а); 28-6); 29-г); 30-6); 31-г); 32—в); 33-г); 34-6);
35—в); 36-6); 37-а); 38—в); 39-в); 40-г); 41—в); 42-г); 43-а); 44-в); 45-в);
46—в); 47-6); 48-а); 49-а); 50-в); 51—в); 52-6); 53-6); 54—а); 55-д); 56-г);
57—г); 58—в); 59—в); 60—6); 61—в); 62—г); 63—в), а), 6), г); 64—в), г), а), б);
65—в); 66-6); 67—а); 68-50 т; 69-1000; 70-7,5 т; 71-1А; 2Б, В; ЗГ, Д; 4Е, Ж, 3;
72—А1,2,4; Б8; В7,9; ГЗ, 5,6; 73 — биоценозом; 74 — консументы; 75 — редуцен¬
тами; 76 — редуцентами; 77 — бентос; 78 — пищевая цепь; 79 — биологическая
продукция; 80 — вторичной продукцией; 81 — сукцессия; 82 — климакс.
Биосфера
1—в); 2—а); 3—г); 4—д); 5—6); 6—а); 7—а); 8—г); 9—в); 10—в); 11—а); 12—в);
13-6); 14-6); 15-е); 16-АЗ, 6; Б1,2; В4; Г4, 5; Д6.
Экологические проблемы. Рациональное использование природ¬
ных ресурсов. Охраняемые территории
1-6); 2—а); 3-г); 4-6); 5-6); 6-г); 7-6); 8-6); 9—в); 10-4), 3), 2), 5), 1);
11—в); 12—а); 13-6); 14-А1; Б4; В2; ГЗ.
636
Литература
1. Биология : учеб, пособие для 7-го кл. общеобразоват. шк. /
Г. А. Бавтуто, В. М. Еремин, Н. А. Лемеза [и др.]; под ред. Н. Д. Лисо-
ва. — 2-е изд., исп. — Минск : Ураджай, 2000.
2. Биология : учеб, пособие для 8-го кл. общеобразоват. шк. /
Л. В. Камлюк, Е. С. Шалапенок, О. Р. Александрович ; под ред.
Е. С. Шалапенок. — Минск : Нар. асвета, 1999.
3. Биология : учеб, пособие для 9-го кл. общеобразоват. шк. /
М. В. Мащенко, Н. В. Акулич, А. Г. Хрипкова..— Минск : Нар. асвета,
2000.
4. Общая биология: учеб, пособие для 10-го кл. общеобразоват. шк. /
Н. Д. Лисов, Л. В. Камлюк, Н. А. Лемеза ; под ред. Н. Д. Лисова. —
Минск: Ураджай, 2001.
5. Общая биология: учеб, пособие для 11-го кл. 11-летней общеоб¬
разоват. шк. для базового и повыш. уровней / Н. Д. Лисов, Л. В. Кам¬
люк, ЕЕ А. Лемеза [и др.]; под ред. Н. Д. Лисова. — Минск : Беларусь,
2002.
6. Биология : полный школьный курс / Н. Д. Лисов, Н. А. Лемеза,
Л. В. Камлюк [и др.]. — Минск : Аверсэв, 2006.
Содержание
Предисловие . 3
Раздел 1. Многообразие органического мира 6
Классификация живых организмов 6
Доклеточные формы жизни 11
Доядерные организмы (прокариоты) 19
Протисты 26
Грибы 40
Лишайники 46
Общая характеристика растений 50
Моховидные 57
Папоротниковидные, хвощевидные и плауновидные 62
Голосеменные 67
Покрытосеменные. Общая характеристика 74
Ткани цветковых растений 81
Вегетативные органы цветковых растений. Корень 87
Побег. Почка — зачаточный побег 93
Стебель 96
Лист 102
Видоизмененные побеги 109
Вегетативное размножение растений 114
Цветок. Соцветия. Плоды 117
Семена и проростки 133
Общая характеристика животных и их разнообразие 138
Кишечнополостные 144
Плоские черви 149
Круглые черви 157
Кольчатые черви 164
Моллюски 171
Членистоногие 177
Хордовые 197
Позвоночные 203
Рыбы 207
Земноводные 218
Пресмыкающиеся 227
Птицы 238
Млекопитающие 252
638
Раздел 2. Биология человека 266
Общий обзор строения организма человека 266
Нервная система 274
Анализаторы и их значение 286
Высшая нервная деятельность 295
Железы внутренней секреции 306
Опорно-двигательный аппарат 313
Кровь 321
Кровообращение 331
Дыхание 340
Пищеварение 348
Витамины 359
Выделение 364
Кожа . 370
Развитие организма человека 376
Раздел 3. Общая биология 384
Общая биология — раздел биологии, изучающий общие закономер¬
ности живого 384
Клетка — структурная и функциональная единица жизни ..»*... 389
Обмен веществ н энергии — основа жизнедеятельности клетки 420
Воспроизведение клетки . 440
Размножение и индивидуальное развитие организмов 449
Закономерности наследственности 460
Изменчивость организмов, ее типы 489
Селекция, ее основные достижения и методы. Основные направления
биотехнологии 499
Эволюция живых систем 510
Вид и его критерии. Популяция — элементарная единица эволюции ... 525
Движущие силы эволюции. Адаптации 536
Видообразование 544
Основные направления эволюционного процесса 550
Эволюция человека 557
Взаимодействие организмов со средой. Экологические факторы.
Среды жизни 567
Популяции, сообщества, экосистемы 584
Биосфера 607
Экологические проблемы. Рациональное использование природных
ресурсов. Охраняемые территории 616
Ответы 627
Литература 637
639
4?
Учебное издание
ШКОЛЬНИКАМ, АБИТУРИЕНТАМ, УЧАЩИМСЯ
Лисов Николай Дмитриевич
БИОЛОГИЯ
Пособие для подготовки к централизованному тестированию
5-е издание
Ответственный за выпуск Д.Л.Дембовский
Подписано в печать 19.01.2012. Формат 60x84'/
Бумага типографская. Печать офсетная. \
Уел.печ.л.37,20. Уч.-изд.л.27,06. Тираж3100экз. Заказ 58 7
Общество с дополнительной ответственностью «Авсрсэв».
ЛИ №02330/0003944 от 03.02.2009. Контактные телефоны: (017) 268-09-79,268-08-78.
E-mail: info@aversev.by; www.aversev.by
Ул. Н. Олешсва, 1, офис 309,220090, Минск.
Для писем: а/я 3,220090, Минск.
УПП «Витебская областная типография».
ЛП №02330/0494165 от 03.04.2009.
Ул. Щербакова-Набережная, 4,210015, Витебск.