11-е изд., стер. - М.: 2015 - 328 с.

Изложен материал по возникновению жизни на Земле, строению клетки, размножению и индивидуальному развитию организмов, основам наследственности и изменчивости. В соответствии с достижениями науки рассмотрено учение об эволюционном развитии органического мира, представлен материал по основам экологии. В связи с возрастающим значением современных методов селекции, биотехнологии и охраны окружающей среды изложение этих вопросов расширено. Дан фактический материал о последствиях антропогенного загрязнения среды. Соответствует действующему Федеральному государственному образовательному стандарту среднего профессионального образования нового поколения. Для студентов учебных заведений, реализующих программы среднего профессионального образования.

Формат: djvu

Размер: 4,8 Мб

Скачать: 02.09.2016г. ссылка удалена по требованию изд-ва "Кнорус"

ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие
Введение
Происхождение и начальные этапы развития жизни на Земле
Многообразие живого мира. Основные свойства живых организмов
Возникновение жизни на Земле
Учение о клетке
Химическая организация клетки
Обмен веществ и преобразование энергии в клетке
Строение и функции клеток
Размножение и индивидуальное развитие организмов
Размножение живых организмов
Индивидуальное развитие организмов (онтогенез)
Основы генетики и селекции
Основные понятия генетики
Закономерности наследования признаков
Закономерности изменчивости
Селекция растений, животных и микроорганизмов
Учение об эволюции органического мира
Развитие биологии в додарвиновский период
Теория Ч. Дарвина о происхождении видов путем естественного отбора
Приспособленность организмов к условиям внешней среды как результат действия естественного отбора
Вид, его критерии и структура
Микроэволюция
Биологические последствия приобретения приспособлений. Макроэволюция
Развитие жизни на Земле
Происхождение человека
Взаимоотношения организма и среды. Основы экологии
Биосфера, ее структура и функции
Основы экологии
Биосфера и человек. Ноосфера
Бионика
Заключение
Литература
Предметный указатель

Текущая страница: 1 (всего у книги 18 страниц) [доступный отрывок для чтения: 12 страниц]

Шрифт:

100% +

В. Б. Захаров, С. Г. Мамонтов, Н. И. Сонин, Е. Т. Захарова
Биология. Общая биология. Профильный уровень. 10 класс

Предисловие

Нашему времени свойственна все более возрастающая взаимозависимость людей. Жизнь человека, его здоровье, условия труда и быта почти целиком зависят от правильности решений, принимаемых очень многими людьми. В свою очередь, деятельность отдельного человека также влияет на судьбу многих. Именно поэтому очень важно, чтобы наука о жизни стала неотъемлемой составной частью мировоззрения каждого человека независимо от его специальности. Инженеру-строителю, инженеру-технологу, инженеру-мелиоратору знание биологии необходимо так же, как врачу или агроному, ибо только в этом случае они будут представлять последствия своей производственной деятельности для природы и человека. Необходимы биологические знания и представителям гуманитарных специальностей как важная часть общечеловеческого культурного наследия. Действительно, во все века вокруг знаний о живой природе пели споры философов и богословов, ученых и шарлатанов. Представления о сущности жизни послужили основой многих мировоззренческих концепций.

Цель авторов данной книги – дать представление о структуре живой материи, наиболее общих ее законах, познакомить с многообразием жизни и историей ее развития на Земле. Особое внимание уделено анализу взаимоотношений между организмами и условиями устойчивости экологических систем. Большое место в ряде разделов отведено изложению общебиологических закономерностей как наиболее трудных для понимания. В других разделах приведены только самые необходимые сведения и понятия.

Широк круг вопросов, с которыми вы познакомитесь при чтении данной книги. Однако не все из них могли быть достаточно подробно освещены. Это не случайно – сложность и многообразие жизни столь велики, что одни ее явления мы только начинаем понимать, а другие еще ждут изучения. В этой книге лишь затронуты важные вопросы организации живых систем, их функционирование и развитие. Для более подробного знакомства с теми или иными вопросами биологии в конце учебника дан список дополнительной литературы.

Учебный материал в книге состоит из разделов, включающих главы; внутри большинства глав имеется, как правило, несколько параграфов, в которых рассматриваются те или иные конкретные темы. В завершение параграфа приведено резюме на английском языке. В качестве дополнительного учебного материала в текст пособия включены небольшие двуязычные словари, позволяющие изучить биологическую терминологию на русском и английском языках и повторить пройденный материал. Рубрики «Опорные точки» и «Вопросы для повторения» позволят вам еще раз обратить внимание на важнейшие положения пройденного материала. Используя словарный запас словаря и резюме, вы сможете без особого труда перевести на английский язык текст «Опорных точек». Рубрика «Вопросы для обсуждения» содержит два-три вопроса, для ответа на которые в ряде случаев необходимо привлечение дополнительной литературы. Их можно использовать для факультативного или углубленного изучения темы. С этой же целью в конце каждой главы обозначены «Проблемные области» и «Прикладные аспекты» изученного учебного материала.

Завершает каждую главу перечень основных положений, необходимых для запоминания, а также задания для самостоятельной работы на основе полученных знаний.

Авторы выражают благодарность М. Т. Григорьевой за подготовку английского текста, а также Ю. П. Дашкевичу, профессору Н. М. Черновой и доктору медицинских наук А. Г. Мустафину за ценные замечания, сделанные ими при подготовке второго издания.

Академик РАЕН, профессор В. Б. Захаров

Введение

Биология – наука о жизни. Ее название возникло из сочетания двух греческих слов: bios (жизнь) и logos (слово, учение). Биология изучает строение, проявления жизнедеятельности, среду обитания всех живых организмов: бактерий, грибов, растений, животных, человека.

Живое на Земле представлено необычайным разнообразием форм, множеством видов живых существ. В настоящее время уже известно около 600 тыс. видов растений, более 2,5 млн видов животных, большое количество видов грибов и прокариот, населяющих нашу планету. Ученые постоянно обнаруживают и описывают новые виды, как существующие в современных условиях, так и вымершие в минувшие геологические эпохи.

Раскрытие общих свойств живых организмов и объяснение причин их многообразия, выявление связей между строением и условиями окружающей среды относятся к основным задачам биологии. Важное место в этой науке занимают вопросы возникновения и законы развития жизни на Земле – эволюционное учение. Понимание этих законов является основой научного мировоззрения и необходимо для решения практических задач.

Биологию подразделяют на отдельные науки по предмету изучения.

Так, микробиология изучает мир бактерий; ботаника исследует строение и жизнедеятельность представителей царства растений; зоология – царства животных и т. д. Вместе с тем развиваются области биологии, изучающие общие свойства живых организмов: генетика – закономерности наследования признаков, биохимия – пути превращения органических молекул, экология – взаимоотношения популяций с окружающей средой. Функции живых организмов изучает физиология.

В соответствии с уровнем организации живой материи выделились такие научные дисциплины, как молекулярная биология, цитология – учение о клетке, гистология – учение о тканях и т. д.

Биология использует самые различные методы. Один из важнейших – исторический, служащий основой осмысления получаемых фактов. К традиционным относится описательный метод; широко используются инструментальные методы: микроскопия (светооптическая и электронная), электрография, радиолокация и др.

В самых различных областях биологии все больше возрастает значение пограничных дисциплин, связывающих биологию с другими науками – физикой, химией, математикой, кибернетикой и др. Так возникли биофизика, биохимия, бионика.

Возникновение жизни и функционирование живых организмов обусловлены естественными законами. Познание этих законов позволяет не только составить точную картину мира, но и использовать их для практических целей.

Достижения биологии последнего времени привели к возникновению принципиально новых направлений в науке, ставших самостоятельными разделами в комплексе биологических дисциплин. Так, раскрытие молекулярного строения структурных единиц наследственности (генов) послужило основой для создания генной инженерии. С помощью ее методов создают организмы с новыми, в том числе и с не встречающимися в природе, комбинациями наследственных признаков и свойств. Практическое применение достижений современной биологии уже в настоящее время позволяет получать промышленным путем значительные количества биологически активных веществ.

На основе изучения взаимоотношений между организмами созданы биологические методы борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур. Многие приспособления живых организмов послужили моделями для конструирования эффективных искусственных сооружений и механизмов. В то же время незнание или игнорирование законов биологии приводит к тяжелым последствиям как для природы, так и для человека. Настало время, когда от поведения каждого из нас зависит сохранность окружающего мира. Хорошо отрегулировать двигатель автомобиля, предотвратить сброс ядовитых отходов в реку, предусмотреть в проекте гидроэлектростанции обводные каналы для рыбы, удержаться от желания собрать букет полевых цветов – все это позволит сохранить окружающую среду, среду нашей жизни.

Исключительная способность живой природы к восстановлению создала иллюзию ее неуязвимости к разрушительным воздействиям человека, безграничности ее ресурсов. Теперь мы знаем, что это не так. Поэтому вся хозяйственная деятельность человека сейчас должна строиться с учетом принципов организации биосферы.

Значение биологии для человека огромно. Общебиологические закономерности используются при решении самых разных вопросов во многих отраслях народного хозяйства. Благодаря знанию законов наследственности и изменчивости достигнуты большие успехи в сельском хозяйстве при создании новых высокопродуктивных пород домашних животных и сортов культурных растений. Ученые вывели сотни сортов зерновых, бобовых, масличных и других культур, отличающихся от предшественников высокой продуктивностью и другими полезными качествами. На основе этих знаний проводится селекция микроорганизмов, продуцирующих антибиотики.

Большое значение в биологии придается решению проблем, связанных с выяснением тонких механизмов биосинтеза белка, тайн фотосинтеза, которые откроют путь синтезу органических пищевых веществ вне растительных и животных организмов. Кроме того, использование в промышленности (в строительстве, при создании новых машин и механизмов) принципов организации живых существ (бионика) приносит в настоящее время и даст в будущем значительный экономический эффект.

В дальнейшем практическое значение биологии еще больше возрастет. Это связано с быстрыми темпами роста населения планеты, а также с постоянно возрастающей численностью городского населения, непосредственно не участвующего в сельскохозяйственном производстве. В такой ситуации основой увеличения количества пищевых ресурсов может быть лишь интенсификация сельского хозяйства. Важную роль в этом процессе будет играть выведение новых высокопродуктивных форм микроорганизмов, растений и животных, а также рациональное, научно обоснованное использование природных богатств.

Раздел 1. Происхождение и начальные этапы развития жизни на Земле

Человек всегда стремился познать окружающий его мир и определить то место, которое он в нем занимает. Как возникли современные животные и растения? Что привело к их поразительному разнообразию? Каковы причины исчезновения фауны и флоры далеких от нас времен? Каковы дальнейшие пути развития жизни на Земле? Вот лишь несколько вопросов из того огромного количества загадок, решение которых всегда волновало человечество. Одна из них – самое начало жизни. Вопрос о происхождении жизни во все времена, на протяжении всей истории человечества имел не только познавательный интерес, но и огромное значение для формирования мировоззрения людей.

Глава 1. Многообразие живого мира. Основные свойства живой материи

Полна, полна чудес могучая природа.

А. С. Пушкин

Первые живые существа появились на нашей планете около 3 млрд лет назад. От этих ранних форм возникло бесчисленное множество видов живых организмов, которые, появившись, процветали в течение более или менее продолжительного времени, а затем вымирали. От ранее существовавших форм произошли и современные организмы, образующие четыре царства живой природы: более 2,5 млн видов животных, 600 тыс. видов растений, значительное количество разнообразных грибов, а также множество прокариотических организмов.

Мир живых существ, включая человека, представлен биологическими системами различной структурной организации и разного уровня соподчинения, или согласованности. Известно, что все живые организмы состоят из клеток. Клетка, например, может быть и отдельным организмом, и частью многоклеточного растения или животного. Она бывает довольно просто устроенной, как бактериальная, или значительно более сложно, как клетки одноклеточных животных – Простейших. Как бактериальная клетка, так и клетка Простейших представляет целый организм, способный выполнять все функции, необходимые для обеспечения жизнедеятельности. А вот клетки, входящие в состав многоклеточного организма, специализированы, т. е. могут осуществлять только одну какую-либо функцию и не способны самостоятельно существовать вне организма. У многоклеточных организмов взаимосвязь и взаимозависимость многих клеток приводит к созданию нового качества, неравнозначного простой их сумме. Элементы организма – клетки, ткани и органы – в сумме еще не представляют собой целостный организм. Лишь соединение их в исторически сложившемся в процессе эволюции порядке, их взаимодействие, образует целостный организм, которому присущи определенные свойства.

1.1. Уровни организации живой материи

Живая природа представляет собой сложно организованную иерархическую систему (рис. 1.1). Ученые-биологи на основании особенностей проявления свойств живого выделяют несколько уровней организации живой материи.

1. Молекулярный

Любая живая система, как бы сложно она ни была организована, функционирует на уровне взаимодействия биологических макромолекул: нуклеиновых кислот, белков, полисахаридов, а также других важных органических веществ. С этого уровня начинаются важнейшие процессы жизнедеятельности организма: обмен веществ и превращение энергии, передача наследственной информации и др.

2. Клеточный

Клетка – структурная и функциональная единица, а также единица размножения и развития всех живых организмов, обитающих на Земле. Неклеточных форм жизни нет, а существование вирусов лишь подтверждает это правило, так как они могут проявлять свойства живых систем только в клетках.

Рис. 1.1. Уровни организации живой материи (на примере отдельного организма). Организм, как и вся живая природа, построен по иерархическому принципу

3. Тканевый

Ткань представляет собой совокупность сходных по строению клеток и межклеточного вещества, объединенных выполнением общей функции.

4. Органный

У большинства животных орган – это структурно-функциональное объединение нескольких типов тканей. Например, кожа человека как орган включает эпителий и соединительную ткань, которые вместе выполняют целый ряд функций. Среди них наиболее важная – защитная.

5. Организменный

Организм представляет собой целостную одноклеточную или многоклеточную живую систему, способную к самостоятельному существованию. Многоклеточный организм образован совокупностью тканей и органов, специализированных на выполнении различных функций.

6. Популяционно-видовой

Совокупность организмов одного и того же вида, объединенная общим местом обитания, создает популяцию как систему надорганизменного порядка. В этой системе осуществляются простейшие, элементарные эволюционные преобразования.

7. Биогеоценотический

Биогеоценоз – совокупность организмов разных видов и различной сложности организации со всеми факторами конкретной среды их обитания – компонентами атмосферы, гидросферы и литосферы. Он включает: неорганические и органические вещества, автотрофные и гетеротрофные организмы. Основные функции биогеоценоза – аккумуляция и перераспределение энергии.

8. Биосферный

Биосфера – самый высокий уровень организации жизни на нашей планете. В ней выделяют живое вещество – совокупность всех живых организмов, неживое, или косное, вещество и биокосное вещество. По ориентировочным оценкам биомасса живого вещества составляет около 2,5×10 12 т. Причем биомасса организмов, обитающих на суше, на 99,2 % представлена зелеными растениями. На биосферном уровне происходят круговорот веществ и превращение энергии, связанные с жизнедеятельностью всех живых организмов, обитающих на Земле.

Every living organism represents a multilevel system with a different rate of complexity and coordination. All the signs of vital activity – metabolism, transformation of energy, and transference of genetic information – start with interactions of macromolecules. However, only the cell, where the processes of interactions between molecules are in the spatial order, can be considered as structural and function as a unit of living organisms. In multicellular bodies coordinated activity of many cells enables the appearance of qualitatively new formations – tissues and organs, specialized to definite functions of the organism.

Опорные точки

1. Органические молекулы составляют основную массу сухого вещества клетки.

2. Нуклеиновые кислоты обеспечивают хранение и передачу наследственной информации во всех клетках.

3. В основе процессов метаболизма лежат взаимодействия органических молекул друг с другом.

4. Клетка является наименьшей структурно-функциональной единицей организации живых организмов.

5. Возникновение тканей и органов у многоклеточных животных и растений ознаменовало специализацию частей организма по выполняемым функциям.

6. Интеграция органов в системы привела к еще большему усилению функций организма.

Вопросы для повторения и задания

1. Что такое органические молекулы и какова их роль в обеспечении процессов метаболизма в живых организмах?

2. В чем заключаются принципиальные различия клеток живых организмов, относящихся к различным царствам природы?

3. В чем сущности цитологических, гистологических и анатомических методов исследования живой материи?

4. Что называют биогеоценозом?

5. Как можно охарактеризовать биосферу Земли?

6. Какие метаболические процессы протекают на уровне биосферы? В чем их принципиальное значение для живых организмов, обитающих на нашей планете?

Используя словарный запас рубрик «Терминология» и «Summary», переведите на английский язык пункты «Опорных точек».

Терминология

Каждому термину, указанному в левой колонке, подберите соответствующее ему определение, приведенное в правой колонке на русском и английском языках.

Select the correct definition for every term in the left column from English and Russian variants listed in the right column.

Вопросы для обсуждения

Как вы считаете, в чем заключается необходимость выделения различных уровней организации живой материи?

Укажите критерии выделения различных уровней организации живой материи.

Какова сущность основных свойств живого на разных уровнях организации?

Чем отличаются биологические системы от объектов неживой природы?

1.2. Критерии живых систем

Рассмотрим подробнее критерии, отличающие живые системы от объектов неживой природы, и основные характеристики процессов жизнедеятельности, выделяющие живое вещество в особую форму существования материи.

Особенности химического состава. В состав живых организмов входят те же химические элементы, что и в объекты неживой природы. Однако соотношение различных элементов в живом и неживом неодинаково. Элементный состав неживой природы наряду с кислородом представлен в основном кремнием, железом, магнием, алюминием и т. д. В живых организмах 98 % химического состава приходится на четыре элемента – углерод, кислород, азот и водород. Однако в живых телах эти элементы участвуют в образовании сложных органических молекул, распространение которых в неживой природе принципиально иное как по количеству, так и по существу. Подавляющее большинство органических молекул окружающей среды представляют собой продукты жизнедеятельности организмов.

В живом веществе содержится несколько основных групп органических молекул, характеризующихся определенными специфическими функциями и в большинстве своем представляющих собой нерегулярные полимеры. Во-первых, это нуклеиновые кислоты – ДНК и РНК, свойства которых обеспечивают явления наследственности и изменчивости, а также самовоспроизведение. Во-вторых, это белки – основные структурные компоненты и биологические катализаторы. В-третьих, углеводы и жиры – структурные компоненты биологических мембран и клеточных стенок, главные источники энергии, необходимой для обеспечения процессов жизнедеятельности. И наконец, огромная группа разнообразных так называемых «малых молекул», принимающих участие в многочисленных и разнообразных процессах метаболизма в живых организмах.

Метаболизм. Все живые организмы способны к обмену веществ с окружающей средой, поглощая из нее вещества, необходимые для питания, и выделяя продукты жизнедеятельности.

В неживой природе также существует обмен веществами, однако при небиологическом круговороте веществ они главным образом просто переносятся с одного места на другое или меняется их агрегатное состояние: например, смыв почвы, превращение воды в пар или лед.

В отличие от обменных процессов в неживой природе у живых организмов они имеют качественно иной уровень. В круговороте органических веществ самыми существенными стали процессы превращения веществ – процессы синтеза и распада.

Живые организмы поглощают из окружающей среды различные вещества. Вследствие целого ряда сложных химических превращений вещества из окружающей среды перестраиваются в вещества, свойственные данному живому организму. Эти процессы называют ассимиляцией или пластическим обменом.

Рис. 1.2. Обмен веществ и превращение энергии на уровне организма

Другая сторона обмена веществ – процессы диссимиляции, в результате которых сложные органические соединения распадаются на простые, при этом утрачивается их сходство с веществами организма и выделяется энергия, необходимая для реакций биосинтеза. Поэтому диссимиляцию называют энергетическим обменом (рис. 1.2).

Обмен веществ обеспечивает гомеостаз организма, т. е. неизменность химического состава и строения всех частей организма и, как следствие, постоянство их функционирования в непрерывно меняющихся условиях окружающей среды.

Единый принцип структурной организации. Все живые организмы, к какой бы систематической группе они ни относились, имеют клеточное строение. Клетка, как уже указывалось выше, является единой структурно-функциональной единицей, а также единицей развития всех обитателей Земли.

Репродукция. На организменном уровне самовоспроизведение, или репродукция, проявляется в виде бесполого или полового размножения особей. При размножении живых организмов потомство обычно похоже на родителей: кошки воспроизводят котят, собаки – щенят. Из семян тополя опять вырастает тополь. Деление одноклеточного организма – амебы – приводит к образованию двух амеб, полностью схожих с материнской клеткой.

Таким образом, размножение – это свойство организмов воспроизводить себе подобных.

Благодаря репродукции не только целые организмы, но и клетки, органеллы клеток (митохондрии, пластиды и др.) после деления сходны со своими предшественниками. Из одной молекулы ДНК при ее удвоении образуются две дочерние молекулы, полностью повторяющие исходную.

В основе самовоспроизведения лежат реакции матричного синтеза, т. е. образование новых молекул и структур на основе информации, заложенной в последовательности нуклеотидов ДНК. Следовательно, самовоспроизведение – одно из основных свойств живого, тесно связанное с явлением наследственности.

Наследственность. Наследственность заключается в способности организмов передавать свои признаки, свойства и особенности развития из поколения в поколение. Признаком называют любую особенность строения на самых различных уровнях организации живой материи, а под свойствами понимают функциональные особенности, в основе которых лежат конкретные структуры. Наследственность обусловлена специфической организацией генетического вещества (генетического аппарата) – генетическим кодом. Под генетическим кодом понимают такую организацию молекул ДНК, при которой последовательность нуклеотидов в ней определяет порядок аминокислот в белковой молекуле. Обеспечивается явление наследственности стабильностью молекул ДНК и воспроизведением ее химического строения (редупликацией) с высокой точностью. Наследственность обеспечивает материальную преемственность (поток информации) между организмами в ряду поколений.

Изменчивость. Это свойство как бы противоположно наследственности, но вместе с тем тесно связано с ней, так как при этом изменяются наследственные задатки – гены, определяющие развитие тех или иных признаков. Если бы репродукция матриц – молекул ДНК – всегда происходила с абсолютной точностью, то при размножении организмов осуществлялась бы преемственность только существовавших прежде признаков, и приспособление видов к меняющимся условиям среды оказалось бы невозможным. Следовательно, изменчивость – это способность организмов приобретать новые признаки и свойства в результате изменений структуры наследственного материала или возникновения новых комбинаций генов.

Изменчивость создает разнообразный материал для естественного отбора, т. е. отбора наиболее приспособленных особей к конкретным условиям существования в природных условиях. А это, в свою очередь, приводит к появлению новых форм жизни, новых видов организмов.

Рост и развитие. Способность к развитию – всеобщее свойство материи. Под развитием понимают необратимое направленное закономерное изменение объектов живой и неживой природы. В результате развития возникает новое качественное состояние объекта, вследствие которого изменяется его состав или структура. Развитие живой формы существования материи представлено индивидуальным развитием, или онтогенезом, и историческим развитием, или филогенезом.

На протяжении онтогенеза постепенно и последовательно проявляются индивидуальные свойства организмов. В основе этого лежит поэтапная реализация наследственных программ. Развитие сопровождается ростом. Независимо от способа размножения все дочерние особи, образующиеся из одной зиготы или споры, почки или клетки, получают по наследству только генетическую информацию, т. е. возможность проявить те или иные признаки. В процессе развития возникает специфическая структурная организация индивида, а увеличение его массы обусловлено репродукцией макромолекул, элементарных структур клеток и самих клеток.

Филогенез, или эволюция, – это необратимое и направленное развитие живой природы, сопровождающееся образованием новых видов и прогрессивным усложнением жизни. Результатом эволюции является все многообразие живых организмов на Земле.

Раздражимость. Любой организм неразрывно связан с окружающей средой: извлекает из нее питательные вещества, подвергается воздействию неблагоприятных факторов среды, вступает во взаимодействие с другими организмами и т. д. В процессе эволюции у живых организмов выработалось и закрепилось свойство избирательно реагировать на внешние воздействия. Это свойство носит название раздражимости. Всякое изменение окружающих организм условий среды представляет собой по отношению к нему раздражение, а его реакция на внешние раздражители служит показателем его чувствительности и проявлением раздражимости.

Реакция многоклеточных животных на раздражение осуществляется через посредство нервной системы и называется рефлексом.

Организмы, не имеющие нервной системы, например простейшие или растения, лишены и рефлексов. Их реакции, выражающиеся в изменении характера движения или роста, принято называть таксисами или тропизмами, прибавляя при их обозначении название раздражителя. Например, фототаксис – движение в направлении к свету; хемотаксис – перемещение организма по отношению к концентрации химических веществ. Каждый род таксиса может быть положительным или отрицательным в зависимости от того, действует раздражитель на организм притягивающим или отталкивающим образом.

Под тропизмами понимают определенный характер роста, который свойствен растениям. Так, гелиотропизм (от греч. helios – Солнце) означает рост наземных частей растений (стебля, листьев) по направлению к Солнцу, а геотропизм (от греч. geo – Земля) – рост подземных частей (корней) в направлении к центру Земли.

Для растений характерны также настии – движения частей растительного организма, например движение листьев в течение светового дня, зависящее от положения Солнца на небосводе, раскрытие и закрытие венчика цветка и т. д.

Дискретность. Само слово дискретность произошло от латинского discretus, что означает прерывистый, разделенный. Дискретность – всеобщее свойство материи. Так, из курса физики и общей химии известно, что каждый атом состоит из элементарных частиц, что атомы образуют молекулу. Простые молекулы входят в состав сложных соединений или кристаллов и т. д.

Жизнь на Земле также проявляется в виде дискретных форм. Это означает, что отдельный организм или иная биологическая система (вид, биоценоз и др.) состоит из отдельных изолированных, т. е. обособленных или ограниченных в пространстве, но тем не менее тесно связанных и взаимодействующих между собой частей, образующих структурно-функциональное единство. Например, любой вид организмов включает отдельные особи. Тело высокоорганизованной особи образует пространственно ограниченные органы, которые, в свою очередь, состоят из отдельных клеток. Энергетический аппарат клетки представлен отдельными митохондриями, аппарат синтеза белка – рибосомами и т. д. вплоть до макромолекул, каждая из которых может выполнять свою функцию, лишь будучи пространственно изолированной от других.

Дискретность строения организма – основа его структурной упорядоченности. Она создает возможность постоянного самообновления его путем замены «износившихся» структурных элементов (молекул, ферментов, органоидов клетки, целых клеток) без прекращения выполняемой функции. Дискретность вида предопределяет возможность его эволюции путем гибели или устранения от размножения неприспособленных особей и сохранения индивидов с полезными для выживания признаками.

Авторегуляция. Это способность живых организмов, обитающих в непрерывно меняющихся условиях окружающей среды, поддерживать постоянство своего химического состава и интенсивность течения физиологических процессов – гомеостаз. При этом недостаток поступления каких-либо питательных веществ из окружающей среды мобилизует внутренние ресурсы организма, а избыток вызывает запасание этих веществ. Подобные реакции осуществляются разными путями благодаря деятельности регуляторных систем – нервной, эндокринной и некоторых других. Сигналом для включения той или иной регулирующей системы может быть изменение концентрации какого-либо вещества или состояния какой-либо системы.

Ритмичность. Периодические изменения в окружающей среде оказывают глубокое влияние на живую природу и на собственные ритмы живых организмов.

В биологии под ритмичностью понимают периодические изменения интенсивности физиологических функций и формообразовательных процессов с различными периодами колебаний (от нескольких секунд до года и столетия). Хорошо известны суточные ритмы сна и бодрствования у человека; сезонные ритмы активности и спячки у некоторых млекопитающих (суслики, ежи, медведи) и многие другие (рис. 1.3).

Ритмичность направлена на согласование функций организма с окружающей средой, т. е. на приспособление к периодически меняющимся условиям существования.

Энергозависимость. Живые тела представляют собой «открытые» для поступления энергии системы. Это понятие заимствовано из физики. Под «открытыми» системами понимают динамические, т. е. не находящиеся в состоянии покоя системы, устойчивые лишь при условии непрерывного доступа к ним энергии и материи извне. Таким образом, живые организмы существуют до тех пор, пока в них поступает материя в виде пищи из окружающей среды и энергия. Следует отметить, что живые организмы в отличие от объектов неживой природы ограничены от окружающей среды оболочками (наружная клеточная мембрана у одноклеточных, покровная ткань у многоклеточных). Эти оболочки затрудняют обмен веществ между организмом и внешней средой, сводят к минимуму потери вещества и поддерживают пространственное единство системы.

Изложен материал по возникновению жизни на Земле, строению клетки, раз­множению и индивидуальному развитию организмов, основам наследственности и изменчивости В соответствии с достижениями науки рассмотрено учение об зволюционном развитии органического мира, представлен материал по основам экологии В связи с возрастающим значением современных методов селекции, биотехнологии и охраны окружающей среды изложение этик вопросов расширено. Дан фактический материал о последствиях антропогенного загрязнения среды Соответствует действующему Федеральному государственному образовательно­му стандарту среднего профессионального образования нового поколения Для студентов учебных заведений, реализующих программы среднего профессио­нального образования

ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ.

Раздел. ПРОИСХОЖДЕНИЕ И НАЧАЛЬНЫЕ ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ

Раздел II. УЧЕНИЕ О КЛЕТКЕ

Раздел III.РАЗМНОЖЕНИЕ И ИНДИВИДУАЛЬНОЕ РАЗВИТИЕ ОРГАНИЗМОВ

Раздел IV. ОСНОВЫ ГЕНЕТИКИ И СЕЛЕКЦИИ

Раздел V. УЧЕНИЕ ОБ ЭВОЛЮЦИИ ОРГАНИЧЕСКОГО МИРА

Раздел V.ВЗАИМООТНОШЕНИЯ ОРГАНИЗМА И СРЕДЫ. ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ

Книги и учебники по дисциплине Учебники:

1. Колесников С.И.. Общая биология: учебное пособие / С.И. Колесников. - 5-е изд., стер. - М.: КНОРУС,2015. - 288 с. - (Среднее профессиональное об­разование) - 2015 год
2. Мамонтов С.Г.. Общая биология учебник /С. Г. Мамонтов, В Б. Захаров - 11-е над, стер. - М.: КНОРУС.2015. - 328 с. - (Среднее профессиональное об­разование). - 2015 год
3. Якубчик, Т.Н.. Клиническая гастроэнтерология: пособие для студентов лечебного, педиатрического, медико-психологического факультетов, врачей-интернов, клинических ординаторов, врачей- гастроэнтерологов и терапевтов / Т.Н. Якубчик. - 3-е изд., доп. и перераб. - Гродно: ГрГМУ,2014.- 324 с. - 2014 год
4. Овсянников В.Г.. Общая патология: патологическая физиология: учебник / В.Г.Овсянников; ГБОУ ВПО РостГМУ Минздрава России. - 4-е изд. - Ростов н/Д.: Изд-во РостГМУ,2014- Ч. I. Общая патофизиология - 2014 год
5. Коллектив авторов. Внедрение новых технологий в медицинских организациях. Зарубежный опыт и российская практика.2013 - 2013 год
6. Коллектив авторов. СОВРЕМЕННЫЕ СПОСОБЫ ОБРАБОТКИ РУК ХИРУРГОВ И ОПЕРАЦИОННОГО ПОЛЯ / Д. В. Балацкий, Н. Б. Давтанян - Барнаул: изд-во «Концепт»2012 - 2012 год
7. Мамырбаев А.А.. Основы медицины труда: учебное пособие.2010 - 2010 год
8. Иванов Д.Д.. Лекции по нефрологии. Диабетическая болезнь почек. Гипертензив­ная нефропатия. Хроническая почечная недостаточность. - Донецк: Из­датель Заславский А.Ю.,2010. - 200 с. - 2010 год
9. Баранов В.С.. Генетический паспорт - основа индивидуальной и предиктивной медицины / Под ред. В. С. Баранова. - СПб.: Изд-во Н-Л,2009. - 528 с.: ил. - 2009 год
10. Назаренко Г.В.. Принудительные меры медицинского характера: учеб, по­собие / Г.В. Назаренко. - М.: Флинта: МПСИ,2008. - 144 с. - 2008 год
11. Мазуркевич Г. С., Багненко С. Ф.. Шок:Теория, клиника, организация противошоковой помощи/- СПб.: Политехника2004 - 2004 год
12. Шмидт И.Р.. Основы прикладной кинезиологии. Лекции для слушателей циклов общего и тематического усовершенствования. Новокузнецк - 2004 - 2004 год

В. Б. Захаров, С. Г. Мамонтов, Н. И. Сонин, Е. Т. Захарова

Биология. Общая биология. Углубленный уровень. 11 класс

Предисловие

Дорогие друзья!

Мы продолжаем изучение основ общебиологических знаний, начатое в 10 классе. Объектами нашего внимания будут этапы исторического развития живой природы – эволюция жизни на Земле и становление и развитие экологических систем. Для изучения этих важнейших вопросов вам в полном объёме понадобятся знания, приобретённые в прошлом году, так как в основе процессов развития лежат закономерности наследственности и изменчивости. Особое внимание в учебнике уделяется генетическим механизмам эволюции, анализу взаимоотношений между организмами и условиям устойчивости экологических систем.

Не будет преувеличением сказать, что на протяжении последних пятидесяти лет биология развивается заметно быстрее всех остальных наук. Революция в биологии началась в 50-х – начале 60-х гг. XX в., когда после долгих трудов и усилий учёные наконец сумели понять материальную природу наследственности. Расшифровка структуры ДНК и генетического кода поначалу была воспринята как разгадка Главной Тайны Жизни. Но история показала, что великие открытия середины прошлого века вовсе не дали окончательных ответов на все вопросы, стоявшие перед биологией. Они, по выражению известного учёного и популяризатора науки д. б. н. А. В. Маркова, стали скорее волшебным «золотым ключиком», открывшим таинственную дверь, за которой обнаружились новые лабиринты неведомого.

Поток новых открытий не иссякает и в наши дни. Новых знаний так много, что почти все рабочие гипотезы, обобщения, правила, законы постоянно приходится пересматривать и совершенствовать. Однако классические концепции редко отбрасываются полностью. Обычно речь идёт о расширениях и уточнениях пределов их применения; так же, например, в физике теория относительности вовсе не отменила ньютоновскую картину мира, а уточнила, дополнила и расширила её.

Эволюция – научный факт. В этом отношении биологи вполне единодушны; более того, считается необходимым рассмотрение любых биологических вопросов в самых разных областях знания через призму эволюционного учения. То, что эволюция идёт самопроизвольно, без контроля со стороны разумных сил, по естественным причинам, – это общепринятая, отлично работающая гипотеза, отказ от которой крайне нежелателен, потому что он сделал бы живую природу в основном непознаваемой. Детали, механизмы, движущие силы, закономерности, пути эволюции – вот главный предмет исследований биологов в наши дни.

Что представляет собой сегодня совокупность принятых научным сообществом представлений об эволюции? Часто её называют «дарвинизмом», но на исходное учение Дарвина уже наложилось столько уточнений, дополнений и переосмыслений, что такое наименование только сбивает с толку. Иногда эту совокупность пытаются приравнять к синтетической теории эволюции (СТЭ). Дальнейшее развитие эволюционной биологии не опровергло достижений прошлого, не было и никакого «краха дарвинизма», о котором так любят толковать далёкие от биологии журналисты и писатели, однако, последующие открытия существенно изменили наши представления о процессе эволюции. Это нормальный процесс развития науки, так и должно быть.

Круг вопросов, с которыми вы познакомитесь в 11 классе, очень широк, однако не все из них в учебнике подробно освещены. Для более тщательного изучения тех или иных вопросов биологии в конце книги дан список дополнительной литературы. Кроме того, не все закономерности известны или до конца изучены, ведь сложность и многообразие жизни столь велики, что одни её явления мы только начинаем понимать, а другие ещё ждут изучения.

Работая с учебником, постоянно оценивайте свои достижения. Довольны ли вы ими? Что нового вы узнаёте при изучении новой темы? Как могут пригодиться вам эти знания в повседневной жизни? Если какой-то материал покажется вам сложным, обратитесь за помощью к учителю или воспользуйтесь справочной литературой и ресурсами Интернета. Список рекомендуемых интернет-сайтов вы найдете в конце учебника.

Авторы выражают благодарность академику РАМН профессору В. Н. Ярыгину за поддержку их творческих усилий, Ю. П. Дашкевичу и профессору А. Г. Мустафину за ценные замечания, сделанные ими при подготовке настоящего издания учебника.

Лауреат премии Президента РФ в области образования, академик РАЕН, профессор В. Б. Захаров

Раздел 1. Учение об эволюции органического мира

Мир живых организмов обладает рядом общих черт, которые всегда вызывали у человека чувство изумления. Во-первых, это необычайная сложность строения организмов, во-вторых, очевидная целенаправленность, или приспособительный характер, многих признаков, в-третьих, огромное разнообразие жизненных форм. Вопросы, порождаемые этими явлениями, совершенно очевидны. Каким образом возникли сложные организмы? Под действием каких сил сформировались их приспособительные признаки? Каково происхождение разнообразия органического мира и как оно поддерживается? Какое место в органическом мире занимает человек и кто его предки?

Во все века человечество пыталось найти ответы на приведённые здесь и многие другие подобные вопросы. В донаучных обществах объяснения выливались в легенды и мифы, некоторые из них послужили основой различных религиозных учений. Научная трактовка воплощена в теории эволюции, которой и посвящён настоящий раздел.

Глава 1. Закономерности развития живой природы. Эволюционное учение

Всё есть и не есть, потому что, хотя и настанет момент, когда оно есть, но оно тут же перестаёт быть… Одно и то же и молодо и старо, и мёртво и живо, то изменяется в это, это, изменяясь, снова становится тем.

Гераклит

Основной труд Ч. Дарвина «Происхождение видов», в корне изменивший представление о живой природе, появился в 1859 г. Этому событию предшествовала более чем двадцатилетняя работа по изучению и осмысливанию богатого фактического материала, собранного как самим Дарвином, так и другими учёными. В этой главе вы познакомитесь с основными предпосылками эволюционных представлений и первой эволюционной теорией Ж. Б. Ламарка; узнаете о теории Ч. Дарвина об искусственном и естественном отборе, а также о современных представлениях о механизмах и скорости видообразования.

В настоящее время описано более 600 тыс. растений и не менее 2,5 млн видов животных, около 100 тыс. видов грибов и более 8 тыс. прокариот, а также до 800 видов вирусов. Исходя из соотношения описанных и не определённых пока современных видов живых организмов, учёные делают предположение о том, что в современной флоре и фауне представлено около 4,5 млн видов организмов. Кроме того, используя палеонтологические и некоторые другие данные, исследователи подсчитали, что за всю историю Земли на ней обитало не меньше 1 млрд видов живых организмов.

Рассмотрим, как в различные периоды истории человечества люди представляли себе сущность жизни, многообразие живого и возникновение новых форм организмов.

1.1. История представлений о развитии жизни на Земле

Первая попытка систематизировать и обобщить накопленные знания о растениях и животных и их жизнедеятельности была осуществлена Аристотелем (IV в. до н. э.), но ещё задолго до него в литературных памятниках различных народов древности излагалось много интересных сведений об организации живой природы, главным образом связанных с агрономией, животноводством и медициной. Сами же биологические знания уходят корнями в глубокую древность и базируются на непосредственной практической деятельности людей. По наскальным рисункам кроманьонского человека (13 тыс. лет до н. э.) можно установить, что уже в то время люди хорошо различали большое число животных, служивших объектом их охоты.

1.1.1. Античные и средневековые представления о сущности и развитии жизни

В Древней Греции в VIII–VI вв. до н. э. в недрах целостной философии природы возникли первые зачатки античной науки. Основоположники греческой философии Фалес, Анаксимандр, Анаксимен и Гераклит искали материальное первоначало, из которого в силу естественного саморазвития возник мир. Для Фалеса этим первоначалом была вода. Живые существа, согласно учению Анаксимандра, образуются из неопределенной материи – «апейрона» по тем же законам, что и объекты неживой природы. Третий ионийский философ, Анаксимен, считал материальным первоначалом мира воздух, из которого всё возникает и в который всё возвращается обратно. Душу человека он также отождествлял с воздухом.

Величайшим из древнегреческих философов был Гераклит из Эфеса. Его учение не содержит специальных положений о живой природе, однако оно имело огромное значение как для развития всего естествознания, так и для становления представлений о живой материи. Гераклит впервые ввёл в философию и науку о природе чёткое представление о постоянном изменении. Первоначалом мира учёный считал огонь. Он учил, что всякое изменение есть результат борьбы: «Всё возникает через борьбу и по необходимости».

Учебник знакомит учащихся с важнейшими закономерностями живого мира. Он дает представление об эволюции органического мира, взаимоотношениях организма и среды.
Учебник адресован учащимся 11 класса общеобразовательных учреждений.

Изложен материал по возникновению жизни на Земле, строению клетки» размножению и индивидуальному развитию организмов, основам наследственности и изменчивости. В соответствии с достижениями науки рассмотрено учение об эволюционном развитии органического мира, представлен материал по основам экологии. В связи с возрастающим значением современных методов селекции, биотехнологии и охраны окружающей среды изложение этих вопросов расширено. Дан фактический материал о последствиях антропогенного загрязнения среды. Соответствует действующему Федеральному государственному образовательному стандарту среднего профессионального образования нового поколения.
Для студентов учебных заведений, реализующих программы среднего профессионального образования.

Скачать и читать Общая биология учебник, Мамонтов С.Г., Захаров В.Б., 2015

Пособие содержит ответы на вопросы к параграфам учебника В. Б. Захарова, С. Г. Мамонтова, Н. И. Сонина «Общая биология. 11 класс».

Пособие адресовано учащимся 11 классов, изучающим курс общей биологии по данному учебнику.

Скачать и читать ГДЗ по биологии для 11 класса 2005 к «Учебник. Общая биология. 11 класс, Захаров В.Б., Мамонтов С.Г., Сонин Н.И.»

Пособие содержит ответы на вопросы к параграфам учебника В.Б. Захарова, С.Г. Мамонтова, Н.И. Сонина «Общая биология. 10 класс».
Пособие облегчит выполнение домашних заданий и повторение учебного материала при подготовке к экзаменам, а при вынужденных пропусках занятий поможет самостоятельно разобраться в учебном материале.

Скачать и читать ГДЗ по биологии, 10 класс, Захаров В.Б., Захарова Е.Т., Петров Д.Ю., 2005, к учебнику по биологии за 10 класс, Захаров В.Б., Мамонтов С.Г., Сонин Н.И.

Живое представлено необычайным разнообразием форм, множеством видов живых организмов. Из курса «Многообразие живых организмов» вы помните, что в настоящее время уже известно около 350 тысяч видов растений и около 2 млн видов животных, населяющих нашу планету. И это не считая грибов и бактерий! Кроме того, ученые постоянно описывают новые виды - как существующие в наши дни, так и вымершие в минувшие геологические эпохи. Выявление и объяснение общих свойств и причин многообразия живых организмов - задача общей биологии и цель настоящего учебника. Важное место среди рассматриваемых общей биологией проблем занимают вопросы происхождения жизни на Земле и законы ее развития, а также взаимосвязь различных групп живых организмов между собой и взаимодействие их с окружающей средой.

Скачать и читать Биология, 9 класс, Общие закономерности, Мамонтов С.Г., Захаров В.Б., Агафонова И.Б., Сонин Н.И.

Пособие содержит ответы на вопросы к параграфам учебника В. Б. Захарова, С. Г. Мамонтова, Н. И. Сонина «Общая биология. 10 класс».
Пособие облегчит выполнение домашних заданий и повторение учебного материала при подготовке к экзаменам, а при вынужденных пропусках занятий поможет самостоятельно разобраться в учебном материале.
Пособие адресовано учащимся 10 классов, изучающим курс общей биологии по данному учебнику.

Скачать и читать ГДЗ по биологии, 10 класс, Захаров В.Б., Петров Д.Ю., 2005, к учебнику по биологии за 10 класс, Захаров В.Б., Сонин Н.И., Мамонтов С.Г.

Рабочая тетрадь является дополнением к учебникам В. Б. Захарова, С.Г. Мамонтова, Н. И. Сонина, Е. Т. Захаровой «Биология. Общая биология. Профильный уровень, 10 класс» и «Биология, Общая биология. Профильный уровень. 11 класс».

Рабочая тетрадь позволит лучше усвоить» систематизировать и закрепить знания, полученные при изучении материала учебника.

В конце тетради помещены «Тренировочные задания», составленные по форме и с учетом требований ЕГЭ, которые помогут учащимся лучше усвоить содержание курса.

Купить бумажную или электронную книгу и скачать и читать Биология, Общая биология, Профильный уровень, 11 класс, Захаров В.Б., Мамонтов С.Г., Сонин Н.И., 2010

Показана страница 1 из 2