Поточна сторінка: 1 (загалом у книги 18 сторінок) [доступний уривок для читання: 12 сторінок]
Шрифт:
100% +
Ст Б. Захаров, С. Г. Мамонтов, Н. І. Сонін, Є. Т. Захарова
Біологія Загальна біологія. Профільний рівень. 10 клас
Передмова
Нашому часу властива все більша взаємозалежність людей. Життя людини, її здоров'я, умови праці та побуту майже повністю залежать від правильності рішень, що приймаються багатьма людьми. У свою чергу діяльність окремої людини також впливає на долю багатьох. Саме тому дуже важливо, щоб наука про життя стала невід'ємною складовою світогляду кожної людини незалежно від її спеціальності. Інженеру-будівельникові, інженеру-технологу, інженеру-меліоратору знання біології необхідне так само, як лікаря або агронома, бо тільки в цьому випадку вони будуть представляти наслідки своєї виробничої діяльності для природи та людини. Необхідні біологічні знання та представникам гуманітарних спеціальностей як важлива частина загальнолюдської культурної спадщини. Справді, у всі віки навколо знань про живу природу співали суперечки філософів та богословів, вчених та шарлатанів. Уявлення про сутність життя послужили основою багатьох світоглядних концепцій.
Мета авторів цієї книги - дати уявлення про структуру живої матерії, найбільш загальні її закони, познайомити з різноманіттям життя та історією її розвитку на Землі. Особливу увагу приділено аналізу взаємовідносин між організмами та умовами стійкості екологічних систем. Велике місце у ряді розділів відведено викладу загальнобіологічних закономірностей як найважчих розуміння. В інших розділах наведено лише найнеобхідніші відомості та поняття.
Широке коло питань, з якими ви познайомитеся під час читання цієї книги. Однак не всі з них могли бути досить детально висвітлені. Це не випадково – складність і різноманіття життя настільки великі, що одні її явища ми тільки починаємо розуміти, а інші ще чекають на вивчення. У цій книзі лише порушено важливі питання організації живих систем, їх функціонування та розвиток. Для більш детального знайомства з тими чи іншими питаннями біології наприкінці підручника подано список додаткової літератури.
Навчальний матеріал у книзі складається з розділів, які включають розділи; всередині більшості розділів є, зазвичай, кілька параграфів, у яких розглядаються ті чи інші конкретні теми. На завершення параграфа наведено резюме англійською мовою. Як додатковий навчальний матеріал до тексту посібника включені невеликі двомовні словники, що дозволяють вивчити біологічну термінологію російською та англійською мовами і повторити пройдений матеріал. Рубрики "Опорні точки" та "Питання для повторення" дозволять вам ще раз звернути увагу на найважливіші положення пройденого матеріалу. Використовуючи словниковий запас словника та резюме, ви зможете без особливих зусиль перекласти англійською мову текст «Опорних точок». Рубрика «Питання для обговорення» містить два-три питання, для відповіді на які у ряді випадків потрібне залучення додаткової літератури. Їх можна використовувати для факультативного чи поглибленого вивчення теми. З цією ж метою наприкінці кожного розділу позначено «Проблемні галузі» та «Прикладні аспекти» вивченого навчального матеріалу.
Завершує кожну главу перелік основних положень, необхідні запам'ятовування, і навіть завдання самостійної роботи з урахуванням отриманих знань.
Автори висловлюють подяку М. Т. Григор'євій за підготовку англійського тексту, а також Ю. П. Дашкевичу, професору Н. М. Чернової та доктору медичних наук А. Г. Мустафіну за цінні зауваження, зроблені ними під час підготовки другого видання.
Академік РАЄН, професор В. Б. Захаров
Вступ
Біологія - наука про життя. Її назва виникла з поєднання двох грецьких слів: bios (життя) та logos (слово, вчення). Біологія вивчає будову, прояви життєдіяльності, довкілля всіх живих організмів: бактерій, грибів, рослин, тварин, людини.
Живе Землі представлено надзвичайним розмаїттям форм, безліччю видів живих істот. В даний час вже відомо близько 600 тис. видів рослин, понад 2,5 млн. видів тварин, велика кількість видів грибів і прокаріотів, що населяють нашу планету. Вчені постійно виявляють та описують нові види, як існуючі в сучасних умовах, так і вимерли в минулі геологічні епохи.
Розкриття загальних властивостей живих організмів та пояснення причин їх різноманіття, виявлення зв'язків між будовою та умовами довкілля належать до основних завдань біології. Важливе місце у цій науці посідають питання виникнення та закони розвитку життя Землі – еволюційне вчення. Розуміння цих законів є основою наукового світогляду і необхідне вирішення практичних завдань.
Біологію поділяють окремі науки з предмета вивчення.
Так мікробіологія вивчає світ бактерій; ботаніка досліджує будову та життєдіяльність представників царства рослин; зоологія - царства тварин і т. д. Разом з тим розвиваються галузі біології, що вивчають загальні властивості живих організмів: генетика - закономірності успадкування ознак, біохімія - шляхи перетворення органічних молекул, екологія - взаємини популяцій з навколишнім середовищем. Функції живих організмів вивчає фізіологія.
Відповідно до рівня організації живої матерії виділилися такі наукові дисципліни, як молекулярна біологія, цитологія – вчення про клітину, гістологія – вчення про тканини тощо.
Біологія використовує різні методи. Одне з найважливіших – історичний, службовець основою осмислення одержуваних фактів. До традиційних належить описовий метод; широко використовуються інструментальні методи: мікроскопія (світлооптична та електронна), електрографія, радіолокація та ін.
У різних галузях біології дедалі більше зростає значення прикордонних дисциплін, пов'язують біологію коїться з іншими науками – фізикою, хімією, математикою, кібернетикою та інших. Так виникли біофізика, біохімія, бионика.
Виникнення життя та функціонування живих організмів обумовлені природними законами. Пізнання цих законів дозволяє не лише скласти точну картину світу, а й використовувати їх для практичних цілей.
Досягнення біології останнього часу призвели до виникнення принципово нових напрямів у науці, які стали самостійними розділами у комплексі біологічних дисциплін. Так, розкриття молекулярної будови структурних одиниць спадковості (генів) послужило основою створення генної інженерії. За допомогою її методів створюють організми з новими, в тому числі й з природою, що не зустрічаються, комбінаціями спадкових ознак і властивостей. Практичне застосування досягнень сучасної біології вже зараз дозволяє отримувати промисловим шляхом значну кількість біологічно активних речовин.
На основі вивчення взаємовідносин між організмами створено біологічні методи боротьби зі шкідниками сільськогосподарських культур. Багато пристроїв живих організмів послужили моделями для конструювання ефективних штучних споруд та механізмів. У той самий час незнання чи ігнорування законів біології призводить до тяжких наслідків як природи, так людини. Настав час, коли від поведінки кожного з нас залежить збереження навколишнього світу. Добре відрегулювати двигун автомобіля, запобігти скиданню отруйних відходів у річку, передбачити в проекті гідроелектростанції обвідні канали для риби, утриматися від бажання зібрати букет польових квітів – все це дозволить зберегти навколишнє середовище, середовище нашого життя.
Виняткова здатність живої природи до відновлення створила ілюзію її невразливості до руйнівних дій людини, безмежності її ресурсів. Тепер ми знаємо, що це не так. Тому вся господарська діяльність людини зараз має будуватися з урахуванням принципів організації біосфери.
Значення біології для людини величезне. Загальнобіологічні закономірності використовуються при вирішенні найрізноманітніших питань у багатьох галузях народного господарства. Завдяки знанню законів спадковості та мінливості досягнуто великих успіхів у сільському господарстві при створенні нових високопродуктивних порід домашніх тварин та сортів культурних рослин. Вчені вивели сотні сортів зернових, бобових, олійних та інших культур, що відрізняються від попередників високою продуктивністю та іншими корисними якостями. На основі цих знань проводиться селекція мікроорганізмів, які продукують антибіотики.
Велике значення в біології надається вирішенню проблем, пов'язаних із з'ясуванням тонких механізмів біосинтезу білка, таємниць фотосинтезу, які відкриють шлях синтезу органічних харчових речовин поза рослинними та тваринними організмами. Крім того, використання в промисловості (у будівництві, при створенні нових машин та механізмів) принципів організації живих істот (біоніка) приносить у цей час і дасть у майбутньому значний економічний ефект.
Надалі практичне значення біології ще більше зросте. Це з швидкими темпами зростання населення планети, і навіть з постійно зростаючою чисельністю міського населення, безпосередньо що у сільськогосподарському виробництві. У такій ситуації основою збільшення кількості харчових ресурсів може лише інтенсифікація сільського господарства. Важливу роль цьому процесі гратиме виведення нових високопродуктивних форм мікроорганізмів, рослин та тварин, і навіть раціональне, науково обгрунтоване використання природних багатств.
Розділ 1. Походження та початкові етапи розвитку життя на Землі
Людина завжди прагнула пізнати навколишній світ і визначити те місце, яке він у ньому посідає. Як виникли сучасні тварини та рослини? Що призвело до їх вражаючої різноманітності? Які причини зникнення фауни та флори далеких від нас часів? Якими є подальші шляхи розвитку життя на Землі? Ось лише кілька питань із тієї величезної кількості загадок, вирішення яких завжди хвилювало людство. Одна з них – початок життя. Питання походження життя у всі часи, протягом всієї історії людства мав як пізнавальний інтерес, а й велике значення на формування світогляду людей.
Розділ 1. Розмаїття живого світу. Основні властивості живої матерії
Повна, сповнена чудес могутня природа.
А. С. Пушкін
Перші живі істоти з'явилися на планеті близько 3 млрд років тому. Від цих ранніх форм виникло безліч видів живих організмів, які, з'явившись, процвітали протягом більш-менш тривалого часу, а потім вимирали. Від форм, що існували раніше, відбулися і сучасні організми, що утворюють чотири царства живої природи: понад 2,5 млн видів тварин, 600 тис. видів рослин, значна кількість різноманітних грибів, а також безліч прокаріотичних організмів.
Світ живих істот, включаючи людину, представлений біологічними системами різної структурної організації та різного рівня підпорядкування, чи узгодженості. Відомо, що всі живі організми складаються із клітин. Клітина, наприклад, може бути окремим організмом, і частиною багатоклітинної рослини або тварини. Вона буває досить просто влаштованою, як бактеріальна, або значно складніше, як клітини одноклітинних тварин – найпростіших. Як бактеріальна клітина, і клітина Найпростіших представляє цілий організм, здатний виконувати всі функції, необхідні забезпечення життєдіяльності. А ось клітини, що входять до складу багатоклітинного організму, спеціалізовані, тобто можуть здійснювати тільки одну якусь функцію і не здатні самостійно існувати поза організмом. У багатоклітинних організмів взаємозв'язок і взаємозалежність багатьох клітин призводить до створення нової якості, нерівнозначної простої їх сумі. Елементи організму – клітини, тканини та органи – в сумі ще не є цілісним організмом. Тільки з'єднання в історично сформованому процесі еволюції порядку, їх взаємодія, утворює цілісний організм, якому притаманні певні характеристики.
1.1. Рівні організації живої матеріїЖива природа є складно організованою ієрархічною системою (рис. 1.1). Вчені-біологи виходячи з особливостей прояви властивостей живого виділяють кілька рівнів організації живої матерії.
1. Молекулярний
Будь-яка жива система, хоч би як складно вона була організована, функціонує лише на рівні взаємодії біологічних макромолекул: нуклеїнових кислот, білків, полісахаридів, і навіть інших важливих органічних речовин. З цього рівня починаються найважливіші процеси життєдіяльності організму: обмін речовин та перетворення енергії, передача спадкової інформації та ін.
2. Клітинний
Клітина – структурна і функціональна одиниця, і навіть одиниця розмноження та розвитку всіх живих організмів, які живуть Землі. Неклітинних форм життя немає, а існування вірусів лише підтверджує це правило, оскільки вони можуть виявляти властивості живих систем лише у клітинах.
Мал. 1.1. рівні організації живої матерії (на прикладі окремого організму). Організм, як і вся жива природа, побудований за ієрархічним принципом
3. Тканинний
Тканина є сукупністю подібних за будовою клітин і міжклітинної речовини, об'єднаних виконанням загальної функції.
4. Органний
Більшість тварин орган – це структурно-функціональне об'єднання кількох типів тканин. Наприклад, шкіра людини як орган включає епітелій та сполучну тканину, які разом виконують цілу низку функцій. Серед них найважливіша – захисна.
5. Організмовий
Організм є цілісну одноклітинну або багатоклітинну живу систему, здатну до самостійного існування. Багатоклітинний організм утворений сукупністю тканин та органів, спеціалізованих на виконанні різних функцій.
6. Популяційно-видовий
Сукупність організмів однієї й тієї ж виду, об'єднана загальним місцем проживання, створює населення як систему надорганізмного порядку. У цій системі здійснюються найпростіші, елементарніші еволюційні перетворення.
7. Біогеоценотичний
Біогеоценоз - сукупність організмів різних видів і різної складності організації з усіма факторами конкретного середовища проживання - компонентами атмосфери, гідросфери та літосфери. Він включає: неорганічні та органічні речовини, автотрофні та гетеротрофні організми. Основні функції біогеоценозу – акумуляція та перерозподіл енергії.
8. Біосферний
Біосфера – найвищий рівень організації життя планети. У ній виділяють жива речовина- Сукупність всіх живих організмів, неживе,або закосне, речовинаі біокісна речовина.За орієнтовними оцінками біомаса живої речовини становить близько 2,5×10 12 т. Причому біомаса організмів, що живуть суші, на 99,2 % представлена зеленими рослинами. На біосферному рівні відбуваються кругообіг речовин і перетворення енергії, пов'язані з життєдіяльністю всіх живих організмів, що мешкають на Землі.
Багато живих організмів представляють багаторівневу систему з різним рівнем комплексності і координації. All the signs of vital activity – metabolism, transformation of energy, and transference of genetic information – start with interactions of macromolecules. However, тільки cell, де процеси interactions між molecules є в простий ордер, може бути сприйнято як structural and function як unit of living organisms. In multicellular body координує діяльність багатьох статей, що підтримують з'єднання з якістю нових форм - тису і органи, що спеціалізуються на визначених функціях організму.
Опорні точки
1. Органічні молекули становлять основну масу сухої речовини клітини.
2. Нуклеїнові кислоти забезпечують зберігання та передачу спадкової інформації у всіх клітинах.
3. У основі процесів метаболізму лежать взаємодії органічних молекул друг з одним.
4. Клітина є найменшою структурно-функціональною одиницею організації живих організмів.
5. Виникнення тканин та органів у багатоклітинних тварин і рослин ознаменувало спеціалізацію частин організму за виконуваними функціями.
6. Інтеграція органів у системи призвела до ще більшого посилення функцій організму.
Питання для повторення та завдання
1. Що таке органічні молекули та яка їхня роль у забезпеченні процесів метаболізму в живих організмах?
2. У чому полягають важливі відмінності клітин живих організмів, які стосуються різних царств природи?
3. У чому сутність цитологічних, гістологічних та анатомічних методів дослідження живої матерії?
4. Що називають біогеоценозом?
5. Як можна охарактеризувати біосферу Землі?
6. Які метаболічні процеси протікають лише на рівні біосфери? У чому їхнє важливе значення для живих організмів, що живуть на нашій планеті?
Використовуючи словниковий запас рубрик «Термінологія» та «Summary», перекладіть англійською мовою пункти «Опорних точок».
Термінологія
Кожному терміну, зазначеному в лівій колонці, підберіть відповідне визначення, наведене в правій колонці російською та англійською мовами.
Виберіть правильну definition для всіх термінів у лівій колонці від англійської та російської варіантів, розміщених в правій колонці.
1.2. Критерії живих системПитання для обговорення
Як ви вважаєте, у чому необхідність виділення різних рівнів організації живої матерії?
Вкажіть критерії виділення різних рівнів організації живої матерії.
Яка сутність основних властивостей живого різних рівнях організації?
Чим відрізняються біологічні системи від об'єктів неживої природи?
Розглянемо докладніше критерії, що відрізняють живі системи від об'єктів неживої природи, та основні характеристики процесів життєдіяльності, що виділяють живу речовину у особливу форму існування матерії.
Особливості хімічного складу.До складу живих організмів входять самі хімічні елементи, як у об'єкти неживої природи. Однак співвідношення різних елементів у живому та неживому неоднаково. Елементний склад неживої природи поруч із киснем представлений переважно кремнієм, залізом, магнієм, алюмінієм тощо. буд. У живих організмах 98 % хімічного складу посідає чотири елементи – вуглець, кисень, азот і водень. Однак у живих тілах ці елементи беруть участь у освіті складних органічних молекул, поширення яких у неживій природі інше як за кількістю, і по суті. Переважна більшість органічних молекул довкілля є продуктами життєдіяльності організмів.
У живій речовині міститься кілька основних груп органічних молекул, що характеризуються певними специфічними функціями і здебільшого є нерегулярними полімерами. По-перше, це нуклеїнові кислоти – ДНК та РНК, властивості яких забезпечують явища спадковості та мінливості, а також самовідтворення. По-друге, це білки – основні структурні компоненти та біологічні каталізатори. По-третє, вуглеводи і жири – структурні компоненти біологічних мембран і клітинних стінок, основні джерела енергії, яка потрібна на забезпечення процесів життєдіяльності. І, нарешті, величезна група різноманітних про «малих молекул», що у численних і різноманітних процесах метаболізму у живих організмах.
Метаболізм.Всі живі організми здатні до обміну речовин з навколишнім середовищем, поглинаючи з неї речовини, необхідні харчування, і виділяючи продукти життєдіяльності.
У неживій природі також існує обмін речовинами, проте при небіологічному кругообігу речовин вони переважно переносяться з одного місця на інше або змінюється їх агрегатний стан: наприклад, змив грунту, перетворення води на пару або лід.
На відміну від обмінних процесів у неживій природі у живих організмів вони мають якісно інший рівень. У кругообігу органічних речовин найістотнішими стали процеси перетворення речовин – процеси синтезу та розпаду.
Живі організми поглинають із довкілля різні речовини. Внаслідок цілого ряду складних хімічних перетворень речовини з довкілля перебудовуються на речовини, властиві даному живому організму. Ці процеси називають асиміляцієюабо пластичним обміном.
Мал. 1.2. Обмін речовин та перетворення енергії на рівні організму
Інша сторона обміну речовин – процеси дисиміляції,в результаті яких складні органічні сполуки розпадаються на прості, при цьому втрачається їх схожість із речовинами організму та виділяється енергія, необхідна для реакцій біосинтезу. Тому дисиміляцію називають енергетичним обміном(Рис. 1.2).
Обмін речовин забезпечує гомеостазорганізму, т. е. незмінність хімічного складу та будови всіх частин організму і, як наслідок, сталість їх функціонування в безперервно мінливих умовах довкілля.
Єдиний принцип структурної організації.Всі живі організми, до якої б систематичної групи вони не належали, мають клітинна будова.Клітина, як зазначалося вище, є єдиної структурно-функциональной одиницею, і навіть одиницею розвитку всіх жителів Землі.
Репродукція.На організмовому рівні самовідтворення, чи репродукція, проявляється як безстатевого чи статевого розмноження особин. При розмноженні живих організмів потомство зазвичай схоже батьків: кішки відтворюють кошенят, собаки – щенят. З насіння тополі знову виростає тополя. Розподіл одноклітинного організму - амеби - призводить до утворення двох амеб, повністю схожих з материнською клітиною.
Таким чином, розмноження – це властивість організмів відтворювати собі подібних.
Завдяки репродукції як цілі організми, а й клітини, органели клітин (мітохондрії, пластиди та інших.) після поділу подібні зі своїми попередниками. З однієї молекули ДНК при її подвоєнні утворюються дві дочірні молекули, що повністю повторюють вихідну.
У основі самовідтворення лежать реакції матричного синтезу, т. е. освіту нових молекул і структур з урахуванням інформації, закладеної послідовності нуклеотидів ДНК. Отже, самовідтворення – одна з основних властивостей живого, що тісно пов'язане з явищем спадковості.
Спадковість.Спадковість полягає у здатності організмів передавати свої ознаки, властивості та особливості розвитку з покоління до покоління. Ознакою називають будь-яку особливість будови на різних рівнях організації живої матерії, а під властивостями розуміють функціональні особливості, в основі яких лежать конкретні структури. Спадковість обумовлена специфічною організацією генетичної речовини (генетичного апарату) – генетичним кодом.Під генетичним кодом розуміють таку організацію молекул ДНК, за якої послідовність нуклеотидів у ній визначає порядок амінокислот у білковій молекулі. Забезпечується явище спадковості стабільністю молекул ДНК та відтворенням її хімічної будови (редуплікацією) з високою точністю. Спадковість забезпечує матеріальну спадкоємність (потік інформації) між організмами серед поколінь.
Мінливість.Ця властивість хіба що протилежно спадковості, але з тим тісно пов'язані з нею, оскільки у своїй змінюються спадкові задатки – гени, що визначають розвиток тих чи інших ознак. Якби репродукція матриць – молекул ДНК – завжди відбувалася з абсолютною точністю, то при розмноженні організмів здійснювалася б наступність тільки існуючих раніше ознак, і пристосування видів до умов середовища, що змінюються, виявилося б неможливим. Отже, мінливість – це здатність організмів набувати нові ознаки та властивості внаслідок змін структури спадкового матеріалу або виникнення нових комбінацій генів.
Мінливість створює різноманітний матеріал для природного відбору, тобто відбору найбільш пристосованих особин до конкретних умов існування у природних умовах. А це, своєю чергою, призводить до появи нових форм життя, нових видів організмів.
Зростання та розвиток.Здатність до розвитку – загальне властивість матерії. Під розвитком розуміють незворотну спрямовану закономірну зміну об'єктів живої та неживої природи. Внаслідок розвитку виникає новий якісний стан об'єкта, внаслідок якого змінюється його склад чи структура. Розвиток живої форми існування матерії представлено індивідуальним розвитком,або онтогенез,і історичним розвитком,або філогенезу.
Протягом онтогенезу поступово та послідовно виявляються індивідуальні властивості організмів. У основі лежить поетапна реалізація спадкових програм. Розвиток супроводжується зростанням. Незалежно від способу розмноження всі дочірні особини, що утворюються з однієї зиготи чи суперечки, нирки чи клітини, отримують у спадок лише генетичну інформацію, тобто можливість виявити ті чи інші ознаки. У розвитку виникає специфічна структурна організація індивіда, а збільшення його маси обумовлено репродукцією макромолекул, елементарних структур клітин і самих клітин.
Філогенез, або еволюція, – це незворотний та спрямований розвиток живої природи, що супроводжується утворенням нових видів та прогресивним ускладненням життя. Результатом еволюції є все різноманіття живих організмів Землі.
Подразливість.Будь-який організм нерозривно пов'язані з навколишнім середовищем: витягує з неї поживні речовини, піддається впливу несприятливих чинників середовища, вступає у взаємодію Космосу з іншими організмами тощо. буд. У процесі еволюції в живих організмів виробилося і закріпилася властивість вибірково реагувати зовнішні впливи. Ця властивість має назву дратівливості.Будь-яка зміна навколишніх організм умов середовища є по відношенню до нього подразнення, а його реакція на зовнішні подразники служить показником його чутливості та проявом подразливості.
Реакція багатоклітинних тварин на роздратування здійснюється через посередництво нервової системи та називається рефлекс.
Організми, які мають нервової системи, наприклад найпростіші чи рослини, позбавлені і рефлексів. Їхні реакції, що виражаються у зміні характеру руху чи зростання, прийнято називати таксамиабо тропізмами,додаючи при їх позначенні назву подразника. Наприклад, фототаксис – рух у напрямку світла; хемотаксис – переміщення організму стосовно концентрації хімічних речовин. Кожен рід таксису може бути позитивним або негативним залежно від того, чи діє подразник на організм притягуючим або відразливим чином.
Під тропізмами розуміють певний характер зростання, властивий рослинам. Так, геліотропізм (від грец. helios - Сонце) означає зростання наземних частин рослин (стебла, листя) у напрямку до Сонця, а геотропізм (від грец. geo - Земля) - зростання підземних частин (коренів) у напрямку до центру Землі.
Для рослин характерні також настії- рухи частин рослинного організму, наприклад рух листя протягом світлового дня, що залежить від положення Сонця на небосхилі, розкриття і закриття віночка квітки і т.д.
Дискретність.Саме слово дискретність походить від латинського discretus, що означає переривчастий, розділений. Дискретність - загальна якість матерії. Так, з курсу фізики та загальної хімії відомо, кожен атом складається з елементарних частинок, що атоми утворюють молекулу. Прості молекули входять до складу складних сполук чи кристалів тощо.
Життя Землі також проявляється як дискретних форм. Це означає, що окремий організм або інша біологічна система (вид, біоценоз та ін.) складається з окремих ізольованих, тобто відокремлених або обмежених у просторі, проте тісно пов'язаних і взаємодіючих між собою частин, що утворюють структурно-функціональну єдність . Наприклад, будь-який вид організмів включає окремі особини. Тіло високоорганізованої особини утворює просторово обмежені органи, які, своєю чергою, складаються з окремих клітин. Енергетичний апарат клітини представлений окремими мітохондріями, апарат синтезу білка - рибосомами і т. д. аж до макромолекул, кожна з яких може виконувати свою функцію, лише просторово ізольованою від інших.
Дискретність будови організму – основа його структурної впорядкованості. Вона створює можливість постійного самооновлення його шляхом заміни структурних елементів, що «зносилися» (молекул, ферментів, органоїдів клітини, цілих клітин) без припинення виконуваної функції. Дискретність виду зумовлює можливість його еволюції шляхом загибелі чи усунення від розмноження непристосованих особин та збереження індивідів із корисними для виживання ознаками.
Авторегуляція.Це здатність живих організмів, що мешкають у безперервно мінливих умовах навколишнього середовища, підтримувати сталість свого хімічного складу та інтенсивність перебігу фізіологічних процесів – гомеостаз.При цьому недолік надходження будь-яких поживних речовин з довкілля мобілізує внутрішні ресурси організму, а надлишок викликає запас цих речовин. Подібні реакції здійснюються різними шляхами завдяки діяльності регуляторних систем – нервової, ендокринної та деяких інших. Сигналом для включення тієї чи іншої регулюючої системи може бути зміна концентрації будь-якої речовини або стану будь-якої системи.
Ритмічність.Періодичні зміни у навколишньому середовищі глибоко впливають на живу природу і на власні ритми живих організмів.
У біології під ритмічністю розуміють періодичні зміни інтенсивності фізіологічних функцій та формотворчих процесів з різними періодами коливань (від кількох секунд до року та століття). Добре відомі добові ритми сну та неспання у людини; сезонні ритми активності та сплячки у деяких ссавців (суслики, їжаки, ведмеді) та багато інших (рис. 1.3).
Ритмічність спрямована на узгодження функцій організму з навколишнім середовищем, тобто на пристосування до умов існування, що періодично змінюються.
Енергозалежність.Живі тіла є «відкриті» для надходження енергії системи. Це поняття запозичене з фізики. Під «відкритими» системами розуміють динамічні, т. е. що у стані спокою системи, стійкі лише за умови безперервного доступу до них енергії та матерії ззовні. Таким чином, живі організми існують доти, доки в них надходить матерія у вигляді їжі з навколишнього середовища та енергія. Слід зазначити, що живі організми, на відміну від об'єктів неживої природи, обмежені від навколишнього середовища оболонками (зовнішня клітинна мембрана у одноклітинних, покривна тканина у багатоклітинних). Ці оболонки ускладнюють обмін речовин між організмом та зовнішнім середовищем, зводять до мінімуму втрати речовини та підтримують просторову єдність системи.
Ст Б. Захаров, С. Г. Мамонтов, Н. І. Сонін, Є. Т. Захарова
Біологія Загальна біологія. Поглиблений рівень. 11 клас
Передмова
Дорогі друзі!
Ми продовжуємо вивчення основ загальнобіологічних знань, розпочате у 10 класі. Об'єктами нашої уваги будуть етапи історичного розвитку живої природи - еволюція життя на Землі та становлення та розвиток екологічних систем. Для вивчення цих найважливіших питань вам у повному обсязі знадобляться знання, здобуті минулого року, оскільки в основі процесів розвитку лежать закономірності спадковості та мінливості. Особлива увага у підручнику приділяється генетичним механізмам еволюції, аналізу взаємовідносин між організмами та умовам стійкості екологічних систем.
Не буде перебільшенням сказати, що протягом останніх п'ятдесяти років біологія розвивається помітно швидше за всі інші науки. Революція в біології почалася у 50-х – на початку 60-х рр. н. XX ст., коли після довгих праць та зусиль вчені нарешті зуміли зрозуміти матеріальну природу спадковості. Розшифровка структури ДНК та генетичного коду спочатку була сприйнята як розгадка Головної Таємниці Життя. Але історія показала, що великі відкриття середини минулого століття не дали остаточних відповідей на всі питання, що стояли перед біологією. Вони, за словами відомого вченого і популяризатора науки д. б. н. О. В. Маркова, стали скоріше чарівним «золотим ключиком», що відкрив таємничі двері, за якими виявились нові лабіринти невідомого.
Потік нових відкриттів не закінчується і в наші дні. Нових знань так багато, що майже всі робітничі гіпотези, узагальнення, правила, закони постійно доводиться переглядати та вдосконалювати. Однак, класичні концепції рідко відкидаються повністю. Зазвичай йдеться про розширення та уточнення меж їх застосування; так само, наприклад, у фізиці теорія відносності зовсім не скасувала ньютонівську картину світу, а уточнила, доповнила та розширила її.
Еволюція – науковий факт. У цьому плані біологи цілком одностайні; більше, вважається за необхідне розгляд будь-яких біологічних питань у різних галузях знання через призму еволюційного вчення. Те, що еволюція йде спонтанно, без контролю з боку розумних сил, з природних причин, - це загальноприйнята, добре працює гіпотеза, відмова від якої вкрай небажаний, тому що він зробив би живу природу в основному непізнаваною. Деталі, механізми, рушійні сили, закономірності, шляхи еволюції – ось головний предмет досліджень біологів у наші дні.
Що являє собою сьогодні сукупність прийнятих науковою спільнотою уявлень про еволюцію? Часто її називають «дарвінізмом», але на вихідне вчення Дарвіна вже наклалося стільки уточнень, доповнень і переосмислень, що таке найменування тільки збиває з пантелику. Іноді цю сукупність намагаються прирівняти до синтетичної теорії еволюції (СТЕ). Подальший розвиток еволюційної біології не спростував досягнень минулого, не було й жодного «краху дарвінізму», про який так люблять тлумачити далекі від біології журналісти та письменники, проте наступні відкриття суттєво змінили наші уявлення про процес еволюції. Це нормальний процес розвитку науки, так і має бути.
Коло питань, з якими ви познайомитеся в 11 класі, дуже широке, проте не всі з них у підручнику детально висвітлені. Для більш ретельного вивчення тих чи інших питань біології наприкінці книги подано список додаткової літератури. Крім того, не всі закономірності відомі або до кінця вивчені, адже складність і різноманіття життя настільки великі, що одні її явища ми тільки починаємо розуміти, а інші ще чекають на вивчення.
Працюючи із підручником, постійно оцінюйте свої досягнення. Чи задоволені ви ними? Що нового ви дізнаєтесь щодо нової теми? Як можуть стати вам у нагоді ці знання в повсякденному житті? Якщо якийсь матеріал видасться вам складним, зверніться за допомогою до вчителя або скористайтеся довідковою літературою та ресурсами Інтернету. Список рекомендованих інтернет-сайтів ви знайдете наприкінці підручника.
Автори висловлюють подяку академіку РАМН професору В. Н. Яригину за підтримку їх творчих зусиль, Ю. П. Дашкевичу та професору А. Г. Мустафіну за цінні зауваження, зроблені ними під час підготовки справжнього видання підручника.
Лауреат премії Президента РФ в галузі освіти, академік РАЄН, професор В. Б. Захаров
Розділ 1. Вчення про еволюцію органічного світу
Світ живих організмів має низку загальних рис, які завжди викликали в людини почуття подиву. По-перше, це надзвичайна складність будови організмів, по-друге, очевидна цілеспрямованість, або пристосувальний характер багатьох ознак, по-третє, величезне розмаїття життєвих форм. Запитання, що породжуються цими явищами, цілком очевидні. Як виникли складні організми? Під дією яких сил сформувалися їхні пристосувальні ознаки? Яким є походження різноманітності органічного світу і як воно підтримується? Яке місце в органічному світі займає людина та хто її предки?
На всі віки людство намагалося знайти відповіді на наведені тут і багато інших подібних питань. У донаукових суспільствах пояснення виливались у легенди та міфи, деякі з них стали основою різних релігійних навчань. Наукове трактування втілено в теорії еволюції, якій і присвячений цей розділ.
Глава 1. Закономірності розвитку живої природи. Еволюційне вчення
Все є і не є, тому що, хоч і настане момент, коли воно є, але воно одразу перестає бути… Одне й те саме і молоде і старе, і мертве і живе, то змінюється в це, це, змінюючись, знову стає тим.
Геракліт
Основна праця Ч. Дарвіна «Походження видів», що докорінно змінив уявлення про живу природу, з'явився в 1859 р. цій події передувала більш ніж двадцятирічна робота з вивчення та осмислення багатого фактичного матеріалу, зібраного як самим Дарвіном, так і іншими вченими. У цьому розділі ви познайомитеся з основними передумовами еволюційних уявлень та першою еволюційною теорією Ж. Б. Ламарка; дізнаєтеся про теорію Ч. Дарвіна про штучний і природний відбір, а також про сучасні уявлення про механізми та швидкість видоутворення.
В даний час описано понад 600 тис. рослин і не менше 2,5 млн. видів тварин, близько 100 тис. видів грибів і більше 8 тис. прокаріотів, а також до 800 видів вірусів. Виходячи із співвідношення описаних і не визначених поки що сучасних видів живих організмів, вчені припускають, що в сучасній флорі і фауні представлено близько 4,5 млн видів організмів. Крім того, використовуючи палеонтологічні та деякі інші дані, дослідники підрахували, що за всю історію Землі на ній мешкало не менше 1 млрд. видів живих організмів.
Розглянемо, як у різні періоди історії людства люди уявляли собі сутність життя, різноманіття живого та виникнення нових форм організмів.
1.1. Історія уявлень про розвиток життя на Землі
Перша спроба систематизувати і узагальнити накопичені знання рослин і тварин та його життєдіяльності було здійснено Аристотелем (IV в. е.), але ще задовго до нього у літературних пам'ятниках різних народів давнини викладалося багато цікавих відомостей про організацію живої природи, головним чином пов'язаних з агрономією, тваринництвом та медициною. Самі ж біологічні знання сягають корінням у давнину і базуються на безпосередній практичній діяльності людей. За наскальними малюнками кроманьйонської людини (13 тис. років до н. е..) можна встановити, що вже на той час люди добре розрізняли велику кількість тварин, які служили об'єктом їхнього полювання.
1.1.1. Античні та середньовічні уявлення про сутність та розвиток життя
У Стародавню Грецію у VIII–VI ст. до зв. е. у надрах цілісної філософії природи з'явилися перші зачатки античної науки. Основоположники грецької філософії Фалес, Анаксимандр, Анаксимен і Геракліт шукали матеріальне першопочаток, з якого з природного саморозвитку виник світ. Для Фалеса цим першоосновою була вода. Живі істоти, згідно з вченням Анаксимандра, утворюються з невизначеної матерії – «апейрона» за тими самими законами, що й об'єкти неживої природи. Третій іонійський філософ, Анаксимен, вважав матеріальним першоосновою світу повітря, з якого все виникає і в яке все повертається назад. Душу людини він також ототожнював із повітрям.
Найбільшим із давньогрецьких філософів був Геракліт із Ефесу. Його вчення не містить спеціальних положень про живу природу, проте воно мало величезне значення як для розвитку всього природознавства, так і для становлення уявлень про живу матерію. Геракліт уперше ввів у філософію та науку про природу чітке уявлення про постійну зміну. Першоосновою світу вчений вважав вогонь. Він вчив, що будь-яка зміна є результатом боротьби: «Все виникає через боротьбу і по необхідності».
Підручник знайомить учнів із найважливішими закономірностями живого світу. Він дає уявлення про еволюцію органічного світу, взаємовідносини організму та середовища.
Підручник адресований учням 11 класу загальноосвітніх установ.
Викладено матеріал щодо виникнення життя на Землі, будову клітини» розмноження та індивідуального розвитку організмів, основ спадковості та мінливості. Відповідно до досягнень науки розглянуто вчення про еволюційний розвиток органічного світу, представлено матеріал з основ екології. У зв'язку із зростаючим значенням сучасних методів селекції, біотехнології та охорони навколишнього середовища виклад цих питань розширено. Дано фактичний матеріал про наслідки антропогенного забруднення середовища. Відповідає чинному Федеральному державному освітньому стандарту середньої професійної освіти нового покоління.
Для студентів навчальних закладів, які реалізують програми середньої професійної освіти.
Скачати та читати Загальна біологія підручник, Мамонтов С.Г., Захаров В.Б., 2015
Посібник містить відповіді питання до параграфів підручника У. Б. Захарова, З. Р. Мамонтова, М. І. Соніна «Загальна біологія. 11 клас".
Посібник адресовано учням 11 класів, які вивчають курс загальної біології за цим підручником.
Завантажити та читати ГДЗ з біології для 11 класу 2005 року до «Підручник. Загальна біологія. 11 клас, Захаров В.Б., Мамонтов С.Г., Сонін Н.І.
Посібник містить відповіді питання до параграфів підручника В.Б. Захарова, С.Г. Мамонтова, Н.І. Соніна «Спільна біологія. 10 клас".
Посібник полегшить виконання домашніх завдань та повторення навчального матеріалу при підготовці до іспитів, а при вимушених перепустках занять допоможе самостійно розібратися у навчальному матеріалі.
Завантажити та читати ГДЗ з біології, 10 клас, Захаров В.Б., Захарова Є.Т., Петров Д.Ю., 2005, до підручника з біології за 10 клас, Захаров В.Б., Мамонтов С.Г., Сонін Н.І.
Живе представлено надзвичайною різноманітністю форм, безліччю видів живих організмів. З курсу «Розмаїття живих організмів» ви пам'ятаєте, що нині вже відомо близько 350 тисяч видів рослин та близько 2 млн видів тварин, що населяють нашу планету. І це не рахуючи грибів і бактерій! Крім того, вчені постійно описують нові види - як існуючі в наші дні, так і ті, що вимерли в минулі геологічні епохи. Виявлення та пояснення загальних властивостей та причин різноманіття живих організмів – завдання загальної біології та мета справжнього підручника. Важливе місце серед проблем, що розглядаються загальною біологією, займають питання походження життя на Землі та закони його розвитку, а також взаємозв'язок різних груп живих організмів між собою та взаємодія їх з навколишнім середовищем.
Скачати та читати Біологія, 9 клас, Загальні закономірності, Мамонтов С.Г., Захаров В.Б., Агафонова І.Б., Сонін Н.І.
Посібник містить відповіді питання до параграфів підручника У. Б. Захарова, З. Р. Мамонтова, М. І. Соніна «Загальна біологія. 10 клас".
Посібник полегшить виконання домашніх завдань та повторення навчального матеріалу при підготовці до іспитів, а при вимушених перепустках занять допоможе самостійно розібратися у навчальному матеріалі.
Посібник адресовано учням 10 класів, які вивчають курс загальної біології за цим підручником.
Скачати та читати ГДЗ з біології, 10 клас, Захаров В.Б., Петров Д.Ю., 2005, до підручника з біології за 10 клас, Захаров В.Б., Сонін Н.І., Мамонтов С.Г.
Робочий зошит є доповненням до підручників В. Б. Захарова, С.Г. Мамонтова, Н. І. Соніна, Є. Т. Захарової «Біологія. Загальна біологія. Профільний рівень, 10 клас» та «Біологія, Загальна біологія. Профільний рівень. 11 клас".
Робочий зошит дозволить краще засвоїти систематизувати та закріпити знання, отримані при вивченні матеріалу підручника.
Наприкінці зошита вміщено «Тренувальні завдання», складені за формою та з урахуванням вимог ЄДІ, які допоможуть учням краще засвоїти зміст курсу.
Купити паперову або електронну книгу та скачати та читати Біологія, Загальна біологія, Профільний рівень, 11 клас, Захаров В.Б., Мамонтов С.Г., Сонін Н.І., 2010
Показано сторінку 1 з 2
11-те вид., стер. – К.: 2015 – 328 с.
Викладено матеріал щодо виникнення життя на Землі, будову клітини, розмноження та індивідуального розвитку організмів, основ спадковості та мінливості. Відповідно до досягнень науки розглянуто вчення про еволюційний розвиток органічного світу, представлено матеріал з основ екології. У зв'язку із зростаючим значенням сучасних методів селекції, біотехнології та охорони навколишнього середовища виклад цих питань розширено. Дано фактичний матеріал про наслідки антропогенного забруднення середовища. Відповідає чинному Федеральному державному освітньому стандарту середньої професійної освіти нового покоління. Для студентів навчальних закладів, які реалізують програми середньої професійної освіти.
Формат: djvu
Розмір: 4,8 Мб
Завантажити: 02.09.2016р. посилання видалено на вимогу видавництва "Кнорус"
ЗМІСТ
Передмова
Вступ
Походження та початкові етапи розвитку життя на Землі
Розмаїття живого світу. Основні властивості живих організмів
Виникнення життя Землі
Вчення про клітину
Хімічна організація клітини
Обмін речовин та перетворення енергії в клітині
Будова та функції клітин
Розмноження та індивідуальний розвиток організмів
Розмноження живих організмів
Індивідуальний розвиток організмів (онтогенез)
Основи генетики та селекції
Основні поняття генетики
Закономірності успадкування ознак
Закономірності мінливості
Селекція рослин, тварин та мікроорганізмів
Вчення про еволюцію органічного світу
Розвиток біології у додарвінівський період
Теорія Ч. Дарвіна про походження видів шляхом природного відбору
Пристосованість організмів до умов довкілля як результат дії природного відбору
Вигляд, його критерії та структура
Мікроеволюція
Біологічні наслідки придбання пристроїв. Макроеволюція
Розвиток життя Землі
Походження людини
Взаємини організму та середовища. Основи екології
Біосфера, її структура та функції
Основи екології
Біосфера та людина. Ноосфера
Біоніка
Висновок
Література
Предметний покажчик
Викладено матеріал щодо виникнення життя на Землі, будову клітини, розмноження та індивідуального розвитку організмів, основ спадковості та мінливості Відповідно до досягнень науки розглянуто вчення про зволюційний розвиток органічного світу, представлений матеріал з основ екології охорони довкілля виклад етик питань розширено. Даний фактичний матеріал про наслідки антропогенного забруднення середовища Відповідає чинному Федеральному державному освітньому стандарту середньої професійної освіти нового покоління Для студентів навчальних закладів, які реалізують програми середньої професійної освіти
ЗАГАЛЬНА БІОЛОГІЯ.
Розділ. ПОХОДЖЕННЯ І ПОЧАТКОВІ ЕТАПИ РОЗВИТКУ ЖИТТЯ НА ЗЕМЛІ
Розділ ІІ. Вчення про клітину
Розділ III. РОЗМНОЖЕННЯ ТА ІНДИВІДУАЛЬНЕ РОЗВИТОК ОРГАНІЗМІВ
Розділ ІV. ОСНОВИ ГЕНЕТИКИ ТА СЕЛЕКЦІЇ
Розділ V. ВЧЕННЯ ПРО ЕВОЛЮЦІЮ ОРГАНІЧНОГО СВІТУ
Розділ V. ВЗАЄМОВІДНОСИНИ ОРГАНІЗМУ І СЕРЕДОВИЩА. ОСНОВИ ЕКОЛОГІЇ
Книги та підручники з дисципліни Підручники:
- Колесников С.І.. Загальна біологія: навчальний посібник/С.І. Колесніков. - 5-те вид., Стер. - М: КНОРУС,2015. – 288 с. - (Середня професійна освіта) – 2015 рік
- Мамонтов С.Г.. Загальна біологія підручник/С. Г. Мамонтов, В Б. Захаров - 11-те над, стер. – К.: КНОРУС.2015. – 328 с. - (Середня професійна освіта). - 2015 рік
- Якубчик, Т.М.. Клінічна гастроентерологія: посібник для студентів лікувального, педіатричного, медико-психологічного факультетів, лікарів-інтернів, клінічних ординаторів, лікарів-гастроентерологів та терапевтів / Т.М. Якубчик. - 3-тє вид., Дод. та перероб. – Гродно: ГрДМУ, 2014. – 324 с. - 2014
- Овсянніков В.Г.. Загальна патологія: патологічна фізіологія: підручник / В.Г.Овсянніков; ГБОУ ВПО РостДМУ МОЗ Росії. - 4-те вид. - Ростов н/Д.: Вид-во РостГМУ, 2014 - Ч. I. Загальна патофізіологія - 2014 рік
- Колектив авторів Впровадження нових технологій у медичних організаціях. Зарубіжний досвід та російська практика.2013 - 2013 рік
- Колектив авторів СУЧАСНІ СПОСОБИ ОБРОБКИ РУК ХІРУРГІВ І ОПЕРАЦІЙНОГО ПОЛЯ / Д. В. Балацький, Н. Б. Давтанян – Барнаул: вид-во «Концепт» 2012 – 2012 рік
- Мамирбаєв А.А.. Основи медицини праці: навчальний посібник.2010 - 2010 рік
- Іванов Д.Д.. Лекції з нефрології. Діабетична хвороба нирок. Гіпертензивна нефропатія. Хронічна ниркова недостатність. – Донецьк: Видавець Заславський А.Ю.,2010. – 200 с. - 2010 рік
- Баранов В.С.. Генетичний паспорт – основа індивідуальної та предиктивної медицини / За ред. В. С. Баранова. - СПб.: Вид-во Н-Л,2009. – 528 с.: іл. - 2009 рік
- Назаренко Г.В.. Примусові заходи медичного характеру: навчань, посібник/Г.В. Назаренко. - М: Флінта: МПСІ,2008. – 144 с. - 2008 рік
- Мазуркевич Г. С., Багненко С. Ф.. Шок: Теорія, клініка, організація протишокової допомоги / - СПб.: Політехніка 2004 - 2004 рік
- Шмідт І.Р.. Основи прикладної кінезіології. Лекції для слухачів циклів загального та тематичного вдосконалення. Новокузнецьк – 2004 – 2004 рік