Пособие по биологии для поступающих в вузы Авторы Пименов А. В., Гончаров О. В
 Скачать 34.81 Mb.
|
|
Пименов А.В., Гончаров О.В. Пособие по биологии для поступающих в вузы Авторы: Пименов А.В., Гончаров О.В. Пособие написано в соответствии с действующей программой по биологии для поступающих в вузы, содержит необходимые и достаточные сведения по ботанике, зоологии, анатомии человека и общей биологии. Материал изложен на современном уровне, по всем разделам информация дается с «запасом», и её более чем достаточно для поступления в высшее учебное заведение. В книге приведены 384 рисунка и 11 таблиц, помогающие восприятию изложенного материала, в конце каждого раздела имеются вопросы для самоконтроля. Особое внимание в пособии обращено на изложение тех тем курса биологии, которые обычно вызывают у школьников наибольшие затруднения. Прослеживаются основные этапы эволюции органического мира, эволюционные изменения в строении и функциях организмов. Предназначено для абитуриентов, слушателей подготовительных отделений, учащихся колледжей, лицеев, гимназий с углубленным изучением биологии, учителей биологии. Научный редактор Гороховская Е.А. Рецензент доктор биологических наук, профессор Шарова И.Х. Растения, главы 35, 36, 38, 39, 40 написаны Гончаровым О.В. Животные, Человек, главы 37, 41, 42, 43, 44, 45 и основные вопросы для повторения ко всем разделам написаны Пименовым А.В. Оглавление От авторов 21 Раздел 1. Царство Растения (Plantae) 22 Введение 22 Морфология и анатомия растений 24 Глава 1. Особенности строения растительных клеток 24 Глава 2. Растительные ткани 29 апикальная меристема; 29 латеральная меристема; 29 интеркалярная меристема; 29 раневая меристема. 29 эпидерма; 29 перидерма (пробка); 29 корка (ритидом); 29 эпиблема. 29 ассимиляционная (хлорофиллоносная) паренхима (хлоренхима); 29 запасающая паренхима. 29 колленхима; 29 склеренхима. 29 ксилема; 29 Флоэма. 29 наружные секреторные структуры; 29 внутренние секреторные структуры. 29 2.1. Образовательные ткани (меристемы) 29 2.2. Покровные ткани 30 2.3. Механические (арматурные) ткани 32 2.4. Проводящие ткани 33 2.5. Основные ткани 34 2.6. Выделительные ткани 35 Глава 3. Вегетативные органы 36 3.1. Корень и корневые системы 36 3.1.1. Морфология корня 36 3.1.2. Анатомическое строение корня 38 3.1.3. Корневые системы 40 3.1.4 Почва 40 3.1.5. Удобрения 41 3.1.4. Физиология корня 43 3.2. Побег и системы побегов 47 3.2.1. Морфология побега 48 Внешнее строение побега 48 Почки 49 пазушные почки — почки, развивающиеся в пазухах листьев; 50 придаточные почки — любые не верхушечные и не пазушные почки; они возникают на взрослых частях стебля, корня и листа из внутренних тканей. 50 3.2.2. Развитие побега из почки 50 3.2.3. Образование системы побегов. Ветвление 51 Моноподиальным, если конус нарастания функционирует многие годы (верхушечная почка сохраняется на протяжении всей жизни растения и нарастание главного побега в длину происходит неопределенно долго). Пазушные почки дают начало 51 Симподиальным, если верхушечная почка ежегодно отмирает, а ей на смену приходит одна из ближайших боковых почек, из который развивается побег, принимающий направление и внешний вид главного побега (береза, тополь). Вариантом симподиального ветвления является ложнодихотомическое: верхушечная почка отмирает, а две супротивно расположенные боковые почки образуют два верхушечных побега (конский каштан, сирень). 51 3.2.4. Видоизменения побега 52 Надземные столоны. Столоны — побеги с длинными тонкими междоузлиями и чешуевидными бесцветными, реже зелеными листьями (костяника, лютик ползучий). Недолговечны, служат для вегетативного размножения и расселения. Столоны земляники называют усами. 52 Колючки. Выполняют главным образом защитную функцию. Могут быть простыми (неветвящимися) и сложными (ветвящимися) (терн, абрикос, облепиха, лимон, боярышник). 52 Усики. Развиваются у растений с тонким и слабым стеблем, не способным самостоятельно поддерживать вертикальное положение (арбуз, виноград, циссус). 52 Кладодии и филлокладии — видоизмененные боковые побеги, выполняющие функцию листьев. Листья либо редуцированы, либо видоизменены в колючки. 52 Кладодии — боковые побеги с зелеными плоскими длинными стеблями, способными к неограниченному росту (спаржа, некоторые кактусы). 53 Филлокладии — боковые побеги с зелеными плоскими короткими стеблями (похожи на листья), имеющие ограниченный рост (иглица). На них образуются чешуевидные листья и соцветия. 53 Стеблевые суккуленты — мясистые побеги кактусов, молочаев. Выполняют водозапасающую и ассимиляционную функции. Стебли колонновидные, шаровидные или плоские (имеют вид лепешек). Возникают в связи с редукцией или метаморфозом листьев. 53 Корневище — многолетний подземный (иногда полупогруженный) побег (ландыш, пырей ползучий, валериана и др.). Выполняет функции возобновления, вегетативного размножения и накопления запаса питательных веществ. Внешне напоминает корень, но состоит из метамеров, имеет верхушечную и пазушные почки, редуцированные листья в виде бесцветных чешуй. Узлы обнаруживаются по листовым рубцам и остаткам сухих листьев или по живым чешуевидным листьям. Из стеблевых узлов развиваются придаточные корни. Запасные питательные вещества откладываются в стеблевой части побега. 53 Клубень — видоизмененный побег, состоящий из одного или нескольких метамеров, стебель которого сильно утолщен. Выполняет запасающую функцию, может быть органом возобновления многолетних растений, часто служит для вегетативного размножения. Клубень представляет собой утолщения подземного побега (картофель, топинамбур, настурция клубненосная). Формирование клубня происходит на верхушке подземного столона за счет деятельности верхушечной меристемы. Верхушечная почка столона утолщается, ее ось разрастается. Маленькие пленчатые чешуевидные листья быстро отмирают и опадают, а на их месте образуются листовые рубцы — бровки. В пазухе каждого листа в углублениях возникают группы из трех-пяти почек — глазков. Почки располагаются на клубне спирально. Среди почек различают верхушечные и боковые. На поперечном срезе клубня картофеля можно обнаружить 4 слоя: перидерму, камбий, древесину и сердцевину. 54 Луковица. Представляет собой укороченный, главным образом подземный побег (лук, чеснок, лилии). Стеблевая часть луковицы (донце) с сильно укороченными междоузлиями несет многочисленные сочные видоизмененные листья — чешуи. Наружные чешуи быстро истощаются, подсыхают и выполняют защитную функцию. В сочных чешуях откладываются запасные питательные вещества. В пазухах луковичных чешуй находятся почки, из которых формируются надземные побеги или новые луковицы. На донце образуются придаточные корни. Луковица может быть однолетней (лук, кандык) и многолетней (нарцисс, гиацинт). 54 Клубнелуковица. Представляет собой укороченный побег, внешне похожий на луковицу (гладиолус, шафран, безвременник). Является промежуточной формой между клубнем и луковицей. Основную массу клубнелуковицы составляет утолщенная стеблевая часть, покрытая чешуевидными сухими листьями. Образуется клубнелуковица путем разрастания и утолщения одного или нескольких междоузлий. Фактически клубнелуковица — это облиственный клубень. На оси клубнелуковицы хорошо заметны узлы, междоузлия и пазушные почки. 54 3.2.5. Стебель — осевой орган побега 54 Общая характеристика стебля 54 Анатомия стебля 55 Транспорт веществ по стеблю 57 3.2.6. Лист — боковой орган побега 58 Морфология листа 58 Анатомия листа 62 Функции листа 63 Видоизменения листа 66 Листопад 67 Глава 4. Размножение растений 68 4.1. Бесполое размножение 68 микроспоры — более мелкие споры, формирующиеся в микроспорангиях, из них вырастают мужские заростки (гаметофиты); 68 мегаспоры — более крупные споры, формирующиеся в мегаспорангиях, из них вырастают женские заростки (гаметофиты). 68 4.2. Вегетативное размножение растений 69 4.3. Половое размножение 77 Глава 5. Генеративные органы 78 5.1. Цветок 78 5.1.1. Морфология цветка 78 венчиковидный околоцветник — околоцветник, образованный ярко окрашенными листочками (тюльпан, лилия); 80 чашечковидный околоцветник — околоцветник, образованный зелеными листочками (крапива, конопля). 80 5.1.2. Соцветия 86 5.1.3. Опыление 88 анемофилия — опыление с помощью ветра; 89 гидрофилия — опыление с помощью воды. 89 энтомофилия — опыление насекомыми; 89 орнитофилия — опыление птицами. 89 5.1.4. Оплодотворение. Образование плодов и семян 89 5.2. Семя 90 5.2.1. Состав семян 90 5.2.2. Строение семени 91 5.2.3. Типы семян 91 5.2.4. Условия прорастания семян 92 5.3. Плод 93 5.3.1. Околоплодник 94 4.3.2. Классификация плодов 94 простой плод — плод, образованный из завязи единственного пестика (горох, вишня, мак); 94 сложный, или сборный, плод — плод, образованный из нескольких пестиков одного цветка (малина, ежевика, лютик). 94 сухие плоды — плоды с сухим, деревянистым или кожистым околоплодником (фасоль, лещина, белена); 94 сочные плоды — плоды, у которых весь околоплодник или его часть сочная или мясистая (груша, смородина, арбуз). 94 односеменные плоды (слива, пшеница); 94 многосеменные плоды (крыжовник, дыня, помидор). 94 вскрывающиеся — плоды, которые после созревания семян растрескиваются по швам или по поверхности плодолистика (горох, бальзамин, фиалка); 95 невскрывающиеся — плоды, из которых семена освобождаются после разрушения околоплодника (овес, одуванчик, лещина). 95 Коробочковидные плоды (рис. 54): 95 боб — одногнездный, чаще многосеменной плод (иногда односеменной например, у клеверов), вскрывающийся одновременно по брюшному и спинному швам, семена прикрепляются к створкам плода вдоль брюшного шва (акация белая, люпин, душистый горошек); 95 стручок, стручочек — двугнездный, многосеменной плод, образованный двумя плодолистиками, семена располагаются на перегородке между створками (левкой, сурепка, капуста); у 95 коробочка — многосемянный плод, образованный двумя или более плодолистиками (табак, хлопчатник). Коробочки могут быть одногнездными и многогнездными. 95 Ореховидные плоды (рис. 55): 95 орех — плод с деревянистым околоплодником, не срастающимся с семенной кожурой, образованный из двух плодолистиков (лещина). У лещины орехи заключены в плюску — листовидную обертку, развивающуюся из трех сросшихся прицветников; 95 орешек — отличается от ореха меньшими размерами (гречиха, липа); 95 крылатка — орех без плюски, имеющий крыло, образующееся из сросшихся с околоплодником чешуевидных прицветников и прицветничков (береза, ольха) или из приросших к околоплоднику сегментов околоцветника (вяз, щавель); 95 желудь — плод с тонкокожистым или тонкодеревянистым околоплодником, не срастающимся с семенем, образованный тремя плодолистиками; имеет чашевидную плюску, образованную видоизмененными стерильными веточками соцветия (дуб, бук); 96 семянка — плод с кожистым околоплодником, не срастающимся с семенем, образованный чаще всего из двух плодолистиков; часто имеет придатки, представляющие собой видоизмененные прицветники или части околоцветника (астра, одуванчик); 96 зерновка — плод с тонким пленчатым (реже мясистым — у некоторых бамбуков) околоплодником, срастающимся с семенной кожурой, образованный из двух (реже трех) плодолистиков (рожь, рис, бамбук). 96 96 Ягодовидные плоды (рис. 56): 96 ягода — как правило, многосеменной плод с сочным мясистым эндо- и мезокарпием, в мякоть которых погружены семена, и тонким пленчатым или кожистым экзокарпием (виноград, томаты, брусника, черника, клюква); 96 померанец, или гесперидий — плод цитрусовых растений (апельсин, лимон). Экзокарпий состоит из наружной эпидермы, покрытой кутикулой и слоем воска, и хлорофиллоносной паренхимы с маслянистыми железками (при созревании плода хлоропласты превращаются в хромопласты, и зеленые плоды 96 гранатина — плод, мякоть которого образуется из сочного наружного слоя семенной кожуры многочисленных семян. Околоплодник и ткани цветочной трубки у зрелого плода подсыхают и образуют твердую кожистую кожуру. 97 яблоко (рис. 57) — как правило, многосеменной плод, у которого мякоть развивается в основном из тканей цветочной трубки (основания тычинок, лепестков и чашелистиков) или в малой степени из тканей экзо- и мезокарпия; внутренняя часть плода (эндокарпий), перепончатая или хрящеватая, образует стенки гнезд с семенами (яблоня, груша, рябина, боярышник); 97 тыквина (рис. 57) — многосемянный плод с твердым, жестким, одревесневающим или кожистым экзокарпием и мясистым мезо- и эндокарпием; в образовании плода принимают участие разросшиеся плаценты(тыква, огурец). 97 Костянковидные плоды: 97 сочная костянка — плод с мясистым сочным мезокарпием и деревянистым эндокарпием (косточка) (слива, вишня, черешня); 97 сухая костянка — по строению сходен с сочной костянкой, но при полном созревании мезокарпий подсыхает (миндаль, грецкий орех). 97 сборная костянка (многокостянка) — совокупность множества костянок, располагающихся на общем цветоложе (малина, ежевика): 97 сборная орешек (многоорешек) — совокупность множества орешков (лютик, горицвет, лапчатка). Многоорешек земляники и клубники представляет собой сильно разросшийся мясистый и сочный гипантий, на выпуклой поверхности которого у углублениях расположены орешки. Его называют земляничиной. Многоорешек шиповника — цинородий — плод, образованный разросшимся кувшинчатым гипантием, в нижней части которого прикреплены орешки. 98 Систематика растений 98 Глава 6. Низшие растения, или Водоросли 98 фрагментации таллома; 99 деления клеток одноклеточных водорослей; 99 у колониальных — распада колоний. 99 6.1. Красные водоросли, или багрянки 100 6.2. Отдел Бурые водоросли 101 6.3. Отдел Зеленые водоросли 103 6.4. Значение водорослей 107 Высшие растения 108 Глава 7. Отдел Моховидные (Bryophyta) 108 Значение мхов 111 Глава 8. Отдел Плауновидные (Lecopodiophyta) 112 Значение плаунов 113 Глава 9. Отдел Хвощевидные (Equisetophyta) 114 Значение хвощей 115 Глава 10. Отдел Папоротниковидные (Polypodiophyta) 116 Семенные растения 118 Глава 11. Отдел Голосеменные (Gimnospermae) 118 Глава 12. Отдел Покрытосеменные (Angiospermae) 122 12.1. Двудольные растения 125 Трубчатый цветок. Околоцветник двойной, цветок правильный. Чашечка развита слабо, часто имеет вид хохолка. Лепестки венчика срастаются в трубку. 129 Язычковый цветок. Околоцветник двойной, цветок неправильный. Чашечка развита слабо, в виде хохолка или зубчиков. Лепестки венчика срастаются. В 129 Ложноязычковый цветок. Венчик состоит из трех сросшихся лепестков, имеет вид более или менее длинного язычка, заканчивающегося тремя зубцами. Эти цветки чаще пестичные, иногда бесполые. 129 Воронковидный цветок. Венчик по форме напоминает воронку. Бесполый цветок, служит для привлечения насекомых. 129 11.2. Однодольные растения 129 Раздел 2. Царство Грибы (Mycota) 131 Глава 13. Отдел Грибы 131 гаметогамия — слияние гамет, образующихся в гаметангиях (изогамия, гетерогамия, оогамия); 132 соматогамия — слияние двух клеток вегетативного мицелия; 132 гаметангиогамия — слияние двух половых структур, не дифференцированных на гаметы. 132 13.1.1. Плесневые грибы. Дрожжи 132 13.1.2. Шляпочные грибы 135 13.1.3. Грибы-паразиты растений 136 13.1.4. Значение грибов 137 13.2. Отдел Лишайники (Lichenophyta Lichenes) 138 13.2.1. Морфология лишайников 138 13.2.2. Физиология лишайников 139 частями таллома (чаще всего); 140 специальными образованиями, состоящих из гиф гриба, оплетающих клетки водорослей (рис. 90): 140 соредиями, образующимися внутри слоевища и освобождающимися в результате разрыва коркового слоя; 140 изидиями, формирующимися на поверхности слоевища. 140 13.2.3. Значение лишайников 140 Раздел 3. Царство Дробянок (Mychota) 141 Глава 14. Бактерии 141 14.1. Морфология бактерий 141 микрококки — делятся в разных плоскостях, лежат одиночно; 142 диплококки — делятся в одной плоскости, образуют пары; 142 тетракокки — делятся в двух плоскостях, образуют тетрады; 142 стрептококки — делятся в одной плоскости, образуют цепочки; 142 стафилококки — делятся в разных плоскостях, образуют скопления, напопоминающие грозди винограда; 142 сарцины — делятся в трех плоскостях, образуют пакеты по 8 особей. 142 бациллы (палочковидные) — делятся в разных плоскостях, лежат одиночно; 142 вибрионы — в виде запятой; 142 спириллы — имеют от 4 до 6 витков; 142 спирохеты — длинные и тонкие извитые формы с числом витков от 6 до 15. 142 14.2. Физиология бактерий 145 сапротрофами, то есть питатьтся мертвым органическом веществом; 145 паразитами, то есть потреблять органическое вещество живых растений и животных. 145 фотосинтетиков, осуществляющих процессы синтеза за счет энергии солнечного света с помощью бактериохлорофилла; 146 хемосинтетиков, синтезирующих органические вещества за счет химической энергии окисления серы, сероводорода, аммиака и т.д. 146 14.3. Значение бактерий 148 Основные вопросы для повторения 149 Ткани 149 Корень 149 Побег 149 Лист 150 Цветы и соцветия 150 Плоды и семена 150 Классификация цветковых 151 Грибы 151 Водоросли 151 Лишайники 151 Моховидные 152 Папоротникообразные 152 Голосеменные 152 Раздел 4. Царство Животные (Zoa) 153 Глава 15. Подцарство Простейшие (Protozoa) 156 15.1. Общая характеристика 156 15.2. Тип Корнежгутиковые (Sarcomastigophora) 157 15.2.1. Класс Корненожки, или Саркодовые (Sarcodina) 157 15.2.2. Класс Жгутиконосцы (Mastigophora) 158 15.2.3. Тип Инфузории, или Ресничные (Ciliophora) 161 15.2.4. Тип Споровики (Sporozoa) 162 Подцарство Многоклеточные 164 Глава 16. Тип Кишечнополостные (Coelenterata) 164 16.1. Появление многоклеточных животных 164 16.2. Общая характеристика типа 165 16.2. Класс Гидроидные полипы (Hydrozoa). 166 16.3. Класс Сцифоидные медузы (Scyphozoa) 168 Глава 17. Тип Плоские черви (Plathelminthes) 169 17.1. Общая характеристика типа 169 17.2. Класс Ресничные (Turbellaria) 172 17.3. Класс Сосальщики (Trematoda) 173 17.4. Класс Ленточные (Cestoda) 176 Первичнополостные 179 Глава 18. Тип Круглые черви (Nemathelminthes) 179 18.1. Общая характеристика типа 179 18.2. Строение и жизнедеятельность нематод 180 Вторичнополостные 184 Глава 19. Тип Кольчатые Черви (Annelida) 184 19.1. Общая характеристика типа 184 19.2. Строение и жизнедеятельность 185 Глава 20. Тип Моллюски (Mollusca) 190 Класс Двустворчатые (Bivalvia), Класс Брюхоногие (Gastropoda) 190 20.1. Общая характеристика типа 190 20.2. Строение и жизнедеятельность 191 Глава 20. Тип Членистоногие (Arthropoda) 198 20.1. Общая характеристика типа 198 20.2. Подтип Жабродышащие (Branchiata) Класс Ракообразные (Crustacea) 200 20.3. Подтип Хелицеровые (Chelicerata) Класс Паукообразные (Arachnida) 203 20.4. Подтип Трахейные (Tracheata) Класс Насекомые (Insecta) 209 Строение и жизнедеятельность 209 грызущего типа — характерны для насекомых, питающихся жесткой растительной пищей (жуки, прямокрылые, тараканы и др.) — наиболее древний, исходный тип ротовых аппаратов; 210 грызуще — сосущие ротовые аппараты у пчел; 210 колюще — сосущие ротовые аппараты у клопов, комаров; 210 сосущие ротовые аппараты у бабочек; 210 лижущий ротовой аппарат у мух. 210 Глава 21. Тип Хордовые (Chordata) 218 Подтип Бесчерепные (Acrania) Класс Головохордовые (Cephalochordata) 218 21.1. Общая характеристика типа 218 21.2. Ланцетник 220 выделительную систему нефридиального типа; 223 отсутствие в пищеварительной системе дифференцированных отделов и сохранение внутриклеточного пищеварения; 223 фильтрующий способ питания с образованием околожаберной полости для защиты жаберных щелей от засорения; 223 метамерию (повторяющееся расположение) половых органов и нефридиев; 223 отсутствие сердца в кровеносной системе; 223 слабое развитие эпидермиса, он однослойный, как у беспозвоночных животных. 223 Подтип Позвоночные (Vertebrata) Надкласс Рыбы (Pisces) 224 21.3. Характеристика подтипа 224 21.4. Характеристика надкласса 227 21.5. Класс Хрящевые рыбы (Сhondrichtyes) 229 21.6. Класс Костные рыбы (Osteichtyes) 229 Надкласс Наземные позвоночные (Tetrapoda) 237 Класс Земноводные (Amphibia) 237 21.7. Характеристика класса 237 21.8. Строение и жизнедеятельность 238 Класс Пресмыкающиеся (Reptilia) 246 21.9. Характеристика класса 246 21.10. Строение и жизнедеятельность 247 Класс Птицы (Aves) 255 21.11. Характеристика класса 255 21.12. Строение и жизнедеятельность 256 Класс Млекопитающие (Mammalia) 269 21.13. Общая характеристика класса 269 21.14. Строение и жизнедеятельность 270 Основные вопросы для повторения 285 Простейшие 285 Кишечнополостные 286 Плоские черви 286 Круглые черви 286 Кольчатые черви 287 Членистоногие, ракообразные 287 Членистоногие, Паукообразные 287 Членистоногие, Насекомые 288 Головохордовые 288 Рыбы 288 Земноводные 288 Пресмыкающиеся 289 Птицы 289 Млекопитающие 289 Раздел 5. Человек 290 Глава 22. Общее знакомство с организмом человека 290 22.1. Человек и окружающая среда 290 22.2. Строение и свойства клеток 291 22.3. Ткани 293 22.4. Органы, системы органов 295 Глава 23. Опорно-двигательная система 297 23.1. Скелет 297 23.2. Мышцы. 300 Глава 24. Кровь 302 24.1. Виды внутренней среды 302 24.2. Эритроциты, переливание крови 303 24.3. Свертывание крови 305 24.4. Лейкоциты, иммунитет 306 Глава 25. Кровообращение 308 25.1. Органы кровообращения. Сердце 308 25.2. Работа сердца. Регуляция работы 310 25.3. Круги кровообращения 312 25.4. Кровяное давление. Движение крови 312 25.5. Лимфа. Лимфатические сосуды и узлы 314 Глава 26. Дыхательная система 315 26.1. Строение органов дыхания 315 26.2. Жизненная емкость легких 317 26.3. Газообмен в легких и тканях 317 26.4. Регуляция дыхания 318 Глава 27. Пищеварительная система 319 27.1. Функции органов пищеварения 319 27.2. Строение пищеварительной системы. 320 27.3. Пищеварение в ротовой полости 320 27.4. Пищеварение в желудке 322 27.5. Пищеварение в кишечнике. 323 Глава 28. Обмен веществ и энергии 326 28.1. Общая характеристика 326 28.2. Белковый обмен 326 28.3. Углеводный обмен 327 28.4. Жировой обмен 328 28.5. Водно-солевой обмен 328 28.6. Витамины 329 Глава 29. Выделительная система. 331 29.1. Строение и функции. 331 29.2. Образование мочи. 333 29.3. Регуляция мочевыделения. 334 Глава 30. Эндокринная система. 334 30.1. Железы организма. 334 30.2.Гипоталамо-гипофизарная система. 335 30.3. Щитовидная, паращитовидные железы, надпочечники. 337 30.4. Поджелудочная железа, половые железы 339 Глава 31. Нервная система 340 31.1. Строение и функции 340 31.2. Строение и функции спинного мозга 341 31.3. Строение и функции головного мозга 342 31.4. Автономная нервная система 345 Глава 32. Органы чувств (Анализаторы) 347 32.1. Понятие об анализаторах 347 32.2. Зрительный анализатор. 348 32.3. Слуховой и вестибулярный анализаторы 351 32.4. Кожный анализатор. 353 Глава 33. Высшая нервная деятельность 356 33.1. Создание учения о ВНД. Рефлексы 356 Глава 34. Размножение и развитие человека 358 34.1. Мужская половая система 358 34.2. Женская половая система 360 34.3. Менструальный цикл: 360 Основные вопросы для повторения 363 Общее знакомство с организмом человека 363 Опорно-двигательная система 364 Кровь 364 Кровообращение 365 Дыхательная система 366 Пищеварительная система 367 Обмен веществ и энергии 368 Выделительная система 369 Нервно-гуморальная регуляция 369 Органы чувств 371 Высшая нервная деятельность 371 Размножение и развитие человеческого организма 372 Раздел 6. Общая биология 373 Глава 35. Введение в цитологию 373 35.1. Предмет и содержание цитологии 373 35.2. Развитие представлений о клетке 374 35.3. Общая характеристика химического состава клетки 376 35.4. Неорганические вещества клетки 376 гидрофильные вещества — вещества, хорошо растворимые в воде; 377 гидрофобные вещества — вещества, практически нерастворимые в воде. 377 35.5. Органические вещества 379 35.5.1. Белки 379 35.5.2. Углеводы 390 35.5.3. Липиды 396 35.5.4. Нуклеиновые кислоты 399 пуриновых — аденина, гуанина; 403 пиримидиновых — тимина, цитозина; 403 35.5.5. Рибонуклеиновые кислоты 406 остатком пятиуглеродного сахара — рибозы; 406 остатком одного из азотистых оснований: 406 пуриновых — аденина, гуанина; 406 пиримидиновых — урацил, цитозина; 406 остатком фосфорной кислоты. 406 35.5.6.Аденозинтрифосфорная кислота (АТФ) 407 Глава 36. Строение клетки 408 36.1. Клеточные мембраны 409 36.2. Цитоплазма. Органоиды 415 мембранные органоиды — имеющие мембранное строение, причем они могут быть: 415 одномембранными (эндоплазматический ретикулум, аппарат Гольджи, лизосомы, вакуоли растительных клеток); 416 двумембранными (митохондрии, пластиды); 416 немембранные органоиды — не имеющие мембранного строения (хромосомы, рибосомы, клеточный центр и центриоли, реснички и жгутики с базальными тельцами, микротрубочки, микрофиламенты). 416 Продукты переваривания усваиваются цитоплазмой клетки, но часть материала так и остается непереваренной. Вторичная лизосома, содержащая этот непереваренный материал, называется остаточным тельцем. Путем экзоцитоза непереваренные частицы удаляются из клетки. 418 Вторичная лизосома, переваривающая отдельные составные части клетки, называется автофагической вакуолью. Подлежащие уничтожение части клетки окружаются одинарной мембраной, обычно отделяющейся от гладкого ЭПР, а затем образовавшийся мембранный мешочек сливается с первичной лизосомой, в результате чего и происходит образование автофагической вакуоли. 418 36.3. Ядро 427 Глава 37. Обмен веществ 432 37.1. Общая характеристика 432 37.2. Биосинтез белков, код ДНК, транскрипция 433 37.3. Трансляция 435 37.4. Фотосинтез, хемосинтез 438 37.5. Энергетический обмен 441 Глава 38. Размножение и развитие 443 38.1. Бесполое размножение 444 фазу ядерного деления; 444 фазу цитоплазматического деления. 444 38.2. Половое размножение 445 38.3. Деление клеток 446 38.4. Онтогенез, или индивидуальное развитие организмов 455 одноклеточная (зигота); 455 дробление; 455 гаструляция; 455 гисто- и органогенез; 455 соматический, или диплоидный, если мейоз не происходит, и развитие начинается с диплоидных ооцитов, или если мейоз произошел, но сливаются два гаплоидных ядра, восстанавливая диплоидный набор хромосом (тли, дафнии, одуванчики); 463 генеративный, или гаплоидный, если зародыш начинает развиваться из гаплоидной яйцеклетки (трутни пчел). Как правило, возникающие при этом организмы гаплоидны. 463 38.5. Эмбриональное развитие 464 38.6. Постэмбриональное развитие 472 неличиночный (яйцекладный) тип, при котором зародыш развивается внутри яйца (рыбы, птицы); 472 внутриутробный тип, при котором зародыш развивается внутри организма матери и связан с ним через плаценту (плацентарные млекопитающие). 472 Глава 39. Неклеточные формы жизни 473 Подготовительный. На этом этапе происходит подавление функционирования генетического аппарата клетки, прекращается синтез белков и нуклеиновых кислот клетки, белок-синтезирующий аппарат клетки переводится под контроль генома вируса. 475 Репликация нуклеиновой кислоты вируса. Поскольку генетический аппарат вирусов разнообразен, механизмы репликации различны. У двухцепочечных ДНК-геномных вирусов репликация происходит так же, как у всех живых организмов. 475 Синтез белков капсида. Биосинтез белков капсида вируса начинается позже репликации, причем используется белоксинтезирующий аппарат клетки-хозяина. 475 Глава 40. Основы генетики и селекции 480 40.1. Введение в генетику 480 целенаправленный подбор родителей, различающихся по одной, двум, трем и т.д. парам контрастных (альтернативных) стабильных признаков; 481 учет наследования признаков отдельно по каждой такой паре в каждом поколении; 481 строгий количественный учет наследования признаков у гибридов ряда последовательных поколений; 481 индивидуальная оценка потомства от каждого родителя в ряду поколений. 482 Другие методы будут подробно рассмотрены при изучении следующих тем. К ним относятся: генеалогический — составление и анализ родословных; цитогенетический — изучение хромосом при помощи микроскопа; близнецовый — изучение генетических закономерностей на близнецах; популяционно-статистический метод — изучение генетической структуры популяций. 482 40.2. Законы Менделя 482 окраска венчика — белая или красная; 482 окраска семядолей — зеленая или желтая; 482 форма семени — морщинистая или гладкая; 482 окраска боба — желтая или зеленая; 483 форма боба — округлая или с перетяжками; 483 расположение цветков или плодов — по всей длине стебля или у его верхушки; 483 высота стебля — длинный или короткий; 483 40.3. Сцепленное наследование 491 является функцией расстояния между генами: чем больше расстояние, тем больше величина кроссинговера (прямая зависимость); 494 зависит от силы сцепления между генами: чем сильнее сцеплены гены, тем меньше величина кроссинговера (обратная зависимость); 494 40.4. Генетика пола 494 40.5. Наследование признаков, сцепленных с полом 496 40.6. Генотип целостная, исторически сложившаяся система генов. 497 40.7. Генетика человека 502 40.8. Генетика популяций 506 40.9. Изменчивость 509 комбинативной — возникающей в результате перекомбинации хромосом в процессе полового размножения и участков хромосом в процессе кроссинговера; 509 мутационной — возникающей в результате внезапного изменения состояния генов; 509 Генеративные — возникшие в половых клетках. Они не влияют на признаки данного организма, а проявляются только в следующем поколении. 510 Соматические — возникающие в соматических клетках. Эти мутации проявляются у данного организма и не передаются потомству при половом размножении (черное пятно на фоне коричневой окраски шерсти у каракулевых овец). Сохранить соматические мутации можно только путем бесполого размножения (прежде всего вегетативного). 510 Полезные — повышающие жизнеспособность особей. 510 Вредные: 510 летальные — вызывающие гибель особей; 510 полулетальные — снижающие жизнеспособность особи (у мужчин рецессивный ген гемофилии носит полулетальный характер, а гомозиготные женщины оказываются нежизнеспособными). 510 Нейтральные — не влияющие на жизнеспособность особей. 510 доминантные, которые могут делать обладателей этих мутаций нежизнеспособными и вызывать их гибель на ранних этапах онтогенеза (если мутации являются вредными); 511 рецессивные — мутации, не проявляющиеся у гетерозигот, поэтому длительное время сохраняющиеся в популяции и образующие резерв наследственной изменчивости (при изменении условий среды обитания носители таких мутаций могут получить преимущество в борьбе за существование). 511 крупные — хорошо заметные мутации, сильно изменяющие фенотип (махровость у цветков); 511 малые — мутации, практически не дающие фенотипического проявления (незначительное удлинение остей у колоса). 511 прямые — переход гена от дикого типа к новому состоянию; 511 обратные — переход гена от мутантного состояния к дикому типу. 511 спонтанные — мутации, возникшие естественным путем под действием факторов среды обитания; 511 индуцированные — мутации, искусственно вызванные действием мутагенных факторов. 511 генны; 511 хромосомные; 511 геномные. 511 делеция — утрата части хромосомы (АВСD AB); 512 инверсия — поворот участка хромосомы на 180˚(ABCD ACBD); 512 дупликация — удвоение одного и того же участка хромосомы; (ABCD ABCBCD); 512 транслокация — обмен участками между негомологичными хромосомами (АВCD AB34). 512 Гаплоидию — уменьшение числа полных гаплоидных наборов хромосом. 512 Полиплоидию — увеличение числа полных гаплоидных наборов хромосом. Полиплоидия чаще наблюдается у простейших и у растений. В зависимости от числа гаплоидных наборов хромосом, содержащихся в клетках, различают: триплоиды (3n), тетраплоиды (4n) и т.д. Они могут быть: 512 автополиплоидами — полиплоидами, возникающими в результате умножения геномов одного вида; 512 аллополиплоидами — полиплоидами, возникающими в результате умножения геномов разных видов (характерно для межвидовых гибридов). 512 Гетероплоидию (анеуплоидия) — некратное увеличение или уменьшение числа хромосом. Чаще всего наблюдается уменьшение или увеличение числа хромосом на одну (реже две и более). Вследствие нерасхождения какой-либо пары гомологичных хромосом в мейозе одна из образовавшихся гамет содержит на одну хромосому меньше, а другая — на одну больше. Слияние таких гамет с нормальной гаплоидной гаметой при оплодотворении приводит к образованию зиготы с меньшим или большим числом хромосом по сравнению с диплоидным набором, характерным для данного вида. Среди анеуплоидов встречаются: 512 трисомики — организмы с набором хромосом 2n+1; 513 моносомики — организмы с набором хромосом 2n -1; 513 нулесомики — организмы с набором хромосом 2n –2. 513 Глава 41. Основы селекции 518 41.1. Учение Н. И. Вавилова о центрах происхождения и многообразия культурных растений 518 41.2. Основные методы селекции растений 519 41.3. Основные методы селекции животных 523 41.4. Селекция микроорганизмов. Биотехнология 525 Глава 42. Эволюционное учение 528 Развитие биологии в додарвиновский период 528 42.1. Карл Линней, креационизм 528 42.2. Жан Батист Ламарк, трансформизм 529 Основные положения эволюционной теории Дарвина 530 42.3. Чарлз Роберт Дарвин 530 42.4. Ч.Дарвин об искусственном отборе 531 42.5. Ч.Дарвин о естественном отборе и дивергенции 533 42.6. Формы естественного отбора 535 42.7. Факторы эволюции 536 42.8. Приспособленность организмов 537 42.9. Вид. Критерии вида 538 42.10. Популяция единица вида и эволюции. Микроэволюция 539 42.11. Видообразование 540 42.12. Главные направления эволюции 542 42.13. Доказательства эволюции 545 Глава 43. Возникновение и развитие жизни на Земле 548 43.1. Теории возникновения жизни на Земле 548 43.2. Эволюция пробионтов. Теория симбиогенеза 552 43.3. Развитие жизни на Земле 554 Глава 44. Происхождение человека 559 44.1. Доказательства происхождения человека от животных 559 44.2. Антропогенез 562 44.3. Человеческие расы, их происхождение и единство 565 Глава 45. Основы экологии 566 45.1. Предмет и задачи экологии 566 45.2. Экологические факторы 567 45.3. Абиотические факторы среды 568 45.4. Биотические факторы среды 571 45.5. Популяция: структура и регуляция численности. Экологическая ниша 572 45.6. Рациональное использование видов 574 45.7. Экосистемы. Характеристика экосистемы 576 45.8. Смена биогеоценозов. Искусственные биогеоценозы 579 45.9. Биосфера и ее границы 580 45.10. Живое вещество и его функции 584 45.11. Человек и биосфера. 585 Основные вопросы для повторения 587 Химический состав клетки 587 Строение клетки 588 Обмен веществ 589 Размножение и развитие 590 Основы генетики 591 Основы селекции 593 Эволюционное учение 594 Возникновение и развитие жизни на Земле 595 Происхождение человека 597 Основы экологии 597 Список рекомендуемой литературы 598 От авторовПособие написано в соответствии с действующей программой по биологии для поступающих в вузы. Предназначено для абитуриентов, слушателей подготовительных отделений, учащихся колледжей, лицеев, гимназий с углубленным изучением биологии, учащихся обычных школ, увлекающихся биологией, учителей биологии. Книга состоит из четырех разделов: растения, животные, человек, общая биология. Большое количество дополнительного материала, классические схемы и рисунки ко всем разделам, структурированность изложения, вопросы для самоконтроля в конце каждого раздела делают ее полезной как для учащихся при самостоятельном изучении курса биологии, так и для преподавателей биологии средних учебных заведений. Пособие написано учителями, многие годы успешно готовящими абитуриентов к поступлению в вузы с биологическим профилем. При изучении материала особое внимание нужно обращать на термины, выделенные курсивом. Рисунки, иллюстрирующие изложенный материал, облегчают понимание. Вопросы для самоконтроля находятся в конце каждого раздела, распределены по главам, и сформулированы по важнейшим проблемам главы. При написании пособия были использованы вузовские учебники и специальная литература отечественных и зарубежных авторов, список литературы приводится в конце пособия. Авторы выражают глубокую благодарность Коннычевой Г.Г., с легкой руки которой была написана эта книга. Особая благодарность научному руководителю и рецензенту доктору биологических наук, профессору Московского государственного педагогического университета Шаровой И.Х. за просмотр рукописи и ценные замечания и рекомендации по ее содержанию и структуре. |