Тема: Багатоклітинні організми.

Лекція №16

Тема: Одноклітинні організми .

Мета: Дати студентам чітке уявлення про одноклітинні організми (прокаріоти та еукаріоти), їхню роль у природі та в житті людини. Розвивати увагу, вміння сконцентруватися. Сприяти формуванню пізнавального інтересу. Виховувати зацікавленість дисципліною.

Методи: словесний, наочний.

План:

1 Прокаріоти.

2 Роль бактерій у природі та в житті людини.

3 Еукаріоти.

4 Роль еукаріотів у природі та в житті людини.

Матеріально-технічне забезпечення та дидактичні засоби, ТЗН: підручник, таблиці, малюнки.

Література:

1 Тагліна О.В. Біологія, 10 клас (рівень стандарту, академічний рівень). Підруч, для загальноосв. навч. закл.- Х.: Вид-во «Ранок», 2010. – 256 с.

2 Кучеренко М. Е., Вервес Ю. Г., Балан П.Г. та ін.. Загальна біологія, 10- 11 класи.- К.: Генеза, 1998, 2000, 2001.

3 Кучеренко М.Є. Загальна біологія. Підручник для 10 кл. Загальноосв. навч. закл. – К.: Генеза, 2005 р.

Існують організми, у яких усі функції живого виконує одна клітина. Вищий рівень організації життя у них клітинний. Фізіологічно клітина одноклітинних організмів — це цілісний організм, якому притаманні всі прояви життя: обмін речовин, подразливість, ріст, розмноження й інші властивості.

Прокаріоти — це прості за будовою одноклітинні організми, у клітинах яких немає оформленого ядра. До прокаріотів належать бактерії і ціанобактерії.

Для бактерій характерна значна різноманітність здійснюваних ними у природі перетворень речовин. За типом живлення вони поділяються на автотрофів і гетеротрофів.

Бактерії

Гетеротрофи Автотрофи

Бактерії автотрофи синтезують речовини для життєдіяльності із неорганічних речовин.

Існують бактерії, які потребують готових органічних речовин —амінокислот, вуглеводів, вітамінів,— оскільки самі не можуть їх синтезувати. Такі мікроорганізми називаються гетеротрофами. Бактерії сапротрофи (від грец. заргоз — гнилий і ігорке — їжа, живлення) є гетеротрофами, вони використовують мертві органічні субстрати як джерело живлення. Бактерії-паразити є гетеротрофами і існують за рахунок хазяїна. Вони спричиняють інфекційні захворювання. Але є бактерії, які дають організму хазяїна користь. Наприклад, бактерії-симбіонти людини становлять її нормальну мікрофлору. Вони живуть у кишечнику, на шкірі, на слизових оболонках, забезпечуючи захист, беручи участь у перетравлюванні їжі й синтезі деяких необхідних людині вітамінів.

Місцем найбільшого скупчення бактерій-симбіонтів в організмі людини є система травлення. Мікрофлора кишечнику налічує 100 трильйонів бактеріальних клітин. Кількість мікроорганізмів у кишечнику людини істотно переважає кількість її власних клітин, які формують організм.

Перші бактерії потрапляють в організм дитини з першим у її житті молоком матері. У міру дорослішання дитини змінює свій склад і мікрофлора її кишечнику.

Кишкова паличка — це гетеротрофна бактерія, яка зазвичай живе у кишечниках людей і тварин. Вона є одним із найтиповіших представників нормальної мікрофлори кишечнику ссавців.

За відношенням до кисню бактерії поділяють на анаеробні й аеробні. Анаеробні бактерії для біосинтезу клітини не потребують кисню

з повітря, вони використовують кисень, отриманий у результаті біологічного розкладання води або солей неорганічних сполук. В основному це бактерії гниття.

Бактерії-аероби можуть жити тільки в середовищі, що містить вільний молекулярний кисень.

Бактерії можуть здійснювати спиртове бродіння (процес окиснення вуглеводів, у результаті якого утворюються етанол, вуглекислий газ і виділяється енергія), молочнокисле бродіння (при якому кінцевим продуктом є молочна кислота), маслянокисле бродіння (перетворення вуглеводів з утворенням масляної кислоти). Ці типи бродіння пов'язані між собою — початкові шляхи розкладання вуглеводів у них однакові.

Процеси дихання і бродіння є основними джерелами енергії, необхідної бактеріям для нормальної життєдіяльності.

Існують бактерії, які можуть фіксувати атмосферний азот. Ці аеробні азотфіксуючі бактерії називають ще бульбочковими, тому що вони живуть на коренях бобових рослин в утворених ними бульбочках. Це взаємовигідний симбіоз бактерій і рослин. Бактерії засвоюють атмосферний азот і забезпечують ним рослини, а рослини натомість постачають їм поживні речовини. Бульбочкові бактерії є у 10 % рослин, що належать до родини Бобові.

У процесі життєдіяльності бактерії можуть обмінюватися одна з одною спадковою інформацією. При кон'югації клітина-донор передає клітині-реципієнту частину свого геному. Ділянки ДНК донора можуть обмінюватися на гомологічні ділянки ДНК реципієнта.

Кон'югація — це щільне прилягання клітин чи хромосом.

Таким чином від бактерії до бактерії можуть передаватися такі, наприклад, ознаки, як капсулоутворення, синтез необхідних клітині речовин, ферментативна активність, стійкість до отрут, антибіотиків та інших лікарських речовин.

Бактерії відіграють надзвичайно важливу роль у процесах, що відбуваються у природі. Від їхньої життєдіяльності залежить постійність газового складу атмосфери. Вони беруть активну участь у мінералізації органічних сполук, утворюючи необхідні для рослин поживні речовини. Бактерії гниття розкладають білок з утворенням амоніаку, який азотфіксуючі бактерії окиснюють до нітритів, а вже іншими формами до нітратів і вільного азоту.

Ґрунтові бактерії справляють значний вплив на ріст і розвиток рослин. Навколо коренів і на коренях рослин розвивається велика кількість бактерій, причому не всіх видів, а лише певних, специфічних для кожного виду рослин. Ця мікрофлора може бути корисною або шкідливою для рослин, залежно від навколишнього середовища і стану самої рослини.

Деякі бактерії є симбіонтами тварин, наприклад, оселяються у травному тракті тварин, забезпечуючи перетравлювання клітковини.

Торф, кам'яне вугілля, нафта, горючий газ — це корисні копалини, в утворенні яких у надрах Землі беруть участь бактерії. Життєдіяльність бактерій зумовлює родючість ґрунтів і лежить в основі самоочищення, що відбувається у природних водоймах.

Найважливіша функція бактерій в екосистемах — це участь у кругообігу речовин, який відбувається у природі безперервно й забезпечує життя на Землі.

Людина використовує бактерії в харчовій промисловості для отримання продуктів харчування. Так, молочнокислі бактерії широко застосовуються для виробництва кефіру, сметани, сиру. За допомогою молочнокислих бактерій відбувається заквашування капусти.

Людина застосовує бактерії у фармацевтичній промисловості для отримання деяких ліків, синтезування біологічно активних речовин — антибіотиків, вітамінів, ферментів, амінокислот.

Бактерії широко застосовуються у промисловості для вилуговування металів із руд, добування різних органічних речовин, наприклад спиртів і кетонів. Стає більш важливим значення бактерій як джерела харчового і кормового білка, а також енергетичних продуктів — метану, водню.

Бактерії також застосовуються у тваринництві, наприклад, для силосування кормів. Утворювана при цьому молочна кислота запобігає розкладанню овочів і корму для худоби. Бактерії використовують для очищення стічних вод та для боротьби із сільськогосподарськими

шкідниками.

Мікробіологія дедалі ширше запроваджується у текстильну і шкіряну галузі. Такі технологічні процеси, як вимочування льону, обробка шкіри, не можуть відбуватися без використання продуктів життєдіяльності бактерій.

Проте бактерії можуть не тільки приносити користь, а й завдавати шкоди. Вони розмножуються у харчових продуктах, спричиняючи їх псування. Щоб запобігти розмноженню бактерій, продукти слід зберігати на холоді, можна пастеризувати, висушувати (в'ялити або коптити), солити чи маринувати.

Бактерії спричиняють такі тяжкі захворювання людини, як туберкульоз, сибірка, ангіна, харчові отруєння, чума, холера, дифтерія, ботулізм.

Мікробіологічна промисловість — це галузь промисловості, у якій виробничі процеси ґрунтуються на мікробіологічному синтезі цінних продуктів із різних видів нехарчової сировини: вуглеводнів нафти й газу, гідролізатів (деревини), а також відходів переробки цукрового буряку, кукурудзи, олійних і круп'яних культур.

Мікробіологічна індустрія випускає білково-вітамінні концентрати, амінокислоти, вітаміни, ферментні препарати, антибіотики. Підприємства цієї галузі виробляють біологічно повноцінні комбікорми, засоби для боротьби зі шкідниками і збудниками хвороб рослин, бактеріальні добрива

Крім прокаріотів, до одноклітинних організмів належать одноклітинні еукаріоти, серед яких є рослини, тварини і гриби.

За загальним планом будови і набору органел клітини одноклітинних організмів подібні до клітин багатоклітинних організмів. Існують організми одноклітинних тварин з дуже простою будовою, наприклад амеба, хлорела, і доволі складною, наприклад інфузорія-туфелька, ацетабулярія.

Якщо для клітин багатоклітинних організмів характерне диференціювання функцій і неможливість виконувати відразу всі функції живого, то одноклітинні цю здатність зберігають.

Представниками одноклітинних тварин є найпростіші. їхнє тіло складається з однієї клітини. Представниками найпростіших є, наприклад, прісноводна амеба та інфузорія-туфелька.

Розміри найпростіших мікроскопічно малі. їхнє тіло складається із цитоплазми, у якій розрізняють зовнішній шар — ектоплазму, і внутрішній — ендоплазму. У більшості видів клітина ззовні вкрита оболонкою, яка надає одноклітинній тварині постійної форми.

До найбільш високоорганізованих одноклітинних тварин належать інфузорії. Органоїдами руху в них є війки, тіло вкрите міцною еластичною оболонкою, яка надає йому постійної форми. У більшості інфузорій два ядра: велике й мале. Велике ядро — вегетативне — регулює процеси руху, живлення, виділення, а також нестатеве розмноження, що здійснюється поперечним поділом клітини навпіл. Мале ядро — генеративне, воно виконує важливу функцію у статевому процесі.

У найпростіших є органели, що виконують функції травлення (травні вакуолі), виділення (скоротливі вакуолі), руху (джгутики, війки), сприйняття світла (світлочутливе вічко) та інші органели, що забезпечують перебіг усіх процесів життєдіяльності. За способом живлення це гетеротрофні організми.

Найпростішим властива подразливість, яка виявляється в різних рухах — таксисах. Розрізняють позитивні таксиси — рухи до подразника, і негативні таксиси — рухи від подразника.

Потрапляючи в несприятливі умови, найпростіші утворюють цисту. Інцистування — важлива біологічна риса найпростіших. Воно не лише забезпечує переживання несприятливих умов, а й сприяє широкому розселенню.

Морські одноклітинні тварини, наприклад форамініфери і радіолярії, мають зовнішній скелет у вигляді вапняної мушлі.

У природі багато не тільки одноклітинних тварин, а й одноклітинних рослин і грибів. Наприклад, серед зелених водоростей до представників одноклітинних належать хламідомонада і хлорела, а серед грибів одноклітинними є дріжджі.

Одноклітинні рослини і тварини є типовими еукаріотичними клітинами, що мають поверхневу мембрану, ядро, мітохондрії, апарат Гольджі, ендоплазматичну сітку, рибосоми, інші органели. Відмінності одноклітинних тварин і рослин виникають у зв'язку з відмінностями способу їх живлення. Для рослинних клітин характерна наявність пластид, вакуолі, клітинної стінки, інших особливостей, пов'язаних із фотосинтезом. Для тваринних клітин характерна наявність глікокаліксу, травних вакуолей, інших особливостей, пов'язаних із гетеротрофним живленням.

У грибів клітина має клітинну стінку, у цьому виявляється схожість грибів із бактеріями і рослинами. Але гриби — гетеротрофи, і це споріднює їх із тваринами.

Одноклітинні еукаріоти розмножуються в основному нестатевим шляхом, але в деяких із них, наприклад в інфузорії-туфельки, спостерігається статевий процес — обмін генетичною інформацією, а в деяких, наприклад у хламідомонади, відбувається статеве розмноження. Нестатеве розмноження відбувається шляхом поділу клітини навпіл за допомогою мітозу. При статевому розмноженні утворюються гамети, які потім зливаються з утворенням зиготи.

Поведінка — це здатність організмів змінювати свої дії, реагуючи на вплив внутрішніх і зовнішніх чинників. Поведінка одноклітинних організмів складається в основному з автоматичних переміщень у бік подразника або від нього — позитивні й негативні таксиси. Таксисом називають спрямоване переміщення окремих клітин, що живуть у природі вільно, під впливом стимулу, що діє однобічно.

Учені виділяють термотаксис (рух під дією теплових стимулів), фототаксис (рух під дією світла), реотаксис (рух проти течії води або струменя повітря), гальванотаксис (рух під дією електричного струму), геотаксис (рух під дією сил гравітації).

Роль одноклітинних еукаріотів у природі та житті людини значна. Вони є учасниками ланцюгів живлення, відіграють важливу роль у ґрунтоутворювальних процесах, деякі з них, відмираючи, утворюють поклади вапняних і сіліцієвих порід, що входять до складу земної кори.

Серед найпростіших є паразити рослин, тварин і людини. Так, малярійний плазмодій, оселяючись в еритроцитах людини, руйнує їх, спричиняючи виникнення тяжкого захворювання — малярії, а дизентерійна амеба, паразитуючи в клітинах стінок товстого кишечнику людини, спричиняє тяжке захворювання кишечнику. Джгутикові трипаносоми і лейшманії (переважно тропічні види) спричиняють такі захворювання, як сонна хвороба і лейшманіози.

Профілактика захворювань людини, які спричиняють паразитичні одноклітинні еукаріоти, включає дотримання правил гігієни, термічну обробку їжі, проведення заходів із переривання життєвого циклу паразита на тій чи іншій його стадії.

Важливу роль у природі відіграють і одноклітинні водорості, які є одним з основних постачальників органічної речовини та кисню. Це початкова ланка в ланцюгу живлення мешканців водойм, корм для багатьох тварин.

Людина використовує здатність водоростей очищувати водойми шляхом поглинання розчинених у воді речовин. Водорості збагачують водойми киснем, який виділяють у процесі фотосинтезу. Під дією кисню органічні залишки руйнуються і стічні та забруднені води очищуються. Отже, одноклітинні водорості беруть участь у процесі природного очищення водойм.

Багато видів одноклітинних водоростей поширені в ґрунті й на його поверхні. Вони поліпшують фізичні властивості ґрунту, збагачують його органічними речовинами. Деякі види водоростей виконують функцію біологічного індикатора у визначенні токсичності водойм і ґрунтів унаслідок забруднення гербіцидами чи іншими отрутохімікатами.

Одноклітинні водорості входять до складу лишайників, які сприяли утворенню ґрунту з гірських порід і відіграли велику роль у заселенні суходолу. \

Людина використовує у своїй господарській діяльності одноклітинні гриби. Так, спеціальні види дріжджів, що виділяють багато карбон(ІУ) оксиду, використовуються у хлібопекарнях для піднімання тіста. Дріжджі також застосовують у виробництві лимонної кислоти. Одноклітинні гриби відіграють велику роль у кругообігу речовин у природі.

Клітини одноклітинних організмів можуть об'єднуватися в колонії для спільного виконання життєвих функцій. Але при цьому кожна клітина колонії, як і раніше, може сама виконувати всі функції живого і є окремим самостійним організмом.

Одними із представників колоніальних організмів є колоніальні зелені водорості, наприклад вольвокс. Дуже поширені колоніальні форми й серед інших груп водоростей — діатомових, золотистих. З-поміж гетеротрофних джгутиконосців та інфузорій також чимало колоніальних форм, існують колоніальні радіолярії. Умови життя клітин у колонії різні. Одні живуть у середині колонії, інші на периферії.

У примітивних колоніях спостерігається рівномірне розміщення клітин у товщі слизу, що їх об'єднує, а в більш високоорганізованих

колоніях відбувається певне диференціювання, при якому клітини відходять до периферії колонії.

Колоніальні організми, що належать до роду вольвокс, мають вигляд слизових кульок діаметром до 2 мм, у периферичному шарі яких розміщено до 50 тис. клітин із джгутиками. Ці клітини зрослися своїми бічними стінками одна з одною і з'єднані плазмодесмами — цитоплазматичними містками. Внутрішня порожнина кулі заповнена рідким слизом.

Завдяки рухові джгутиків вольвокс перекочується у воді. Назва вольвокс означає «той, що котиться». Кожна клітина має вигляд самостійного найпростішого організму. Та оскільки вони утворюють колонію, то можлива узгоджена робота джгутиків усіє колонії.

Давні колоніальні форми, утворені одноклітинними еукаріотами, є проміжною ланкою між одноклітинними й багатоклітинними організмами. Клітини багатоклітинних організмів диференціюються і вже не можуть існувати поза межами організму. їх об'єднання є більш повним, ніж те, що характерне для колоній. Виконувати всі функції цілісного організму клітина багатоклітинних організмів не може, вона повністю залежить від інших клітин і структур організму.

Лекція № 17

Тема: Багатоклітинні організми.

Мета: Дати студентам чітке уявлення про багатоклітинні організми, їхню роль у природі та в житті людини. Розвивати увагу, вміння сконцентруватися. Сприяти формуванню пізнавального інтересу. Виховувати зацікавленість дисципліною.

Методи: словесний, наочний.

План:

1 Особливості організації.

2 Цілісність багатоклітинного організму.

3 Органи багатоклітинних організмів.

4 Різновиди багатоклітинних організмів.

Матеріально-технічне забезпечення та дидактичні засоби, ТЗН: підручник, таблиці, малюнки.

Література:

2 Кучеренко М. Е., Вервес Ю. Г., Балан П.Г. та ін.. Загальна біологія, 10- 11 класи.- К.: Генеза, 1998, 2000, 2001.

3 Кучеренко М.Є. Загальна біологія. Підручник для 10 кл. Загальноосв. навч. закл. – К.: Генеза, 2005 р.

До багатоклітинних належать ті організми, тіло яких складається з багатьох клітин і їх похідних,Клітини багатоклітинного організму взаємопов'язані, взаємозалежні й постійно підтримують зв'язок одна з одною. Вони можуть перебувати в безпосередньому контакті й обмінюватися сигналами на відстані, синтезуючи спеціальні хімічні речовини.

Велику кількість процесів, що відбуваються в багатоклітинних організмах, контролюють гормони. У людини й інших ссавців їх відомо кілька десятків. Клітини рослин також можуть виробляти гормони (фітогормони), які регулюють і координують індивідуальний розвиток.

Особливу роль у регуляції функцій відіграють нейрони — клітини нервової системи. Вони передають одна одній сигнали.

Регуляція діяльності клітин багатоклітинного організму виражається і в контролі за участю клітин у мітотичних поділах. Багатоклітинний організм є цілісною, саморегульованою системою. До основних принципів його функціональної організації належать: гомеостаз, імунологічна реактивність, саморегуляція, адаптація. Це означає, що організм може підтримувати постійність свого внутрішнього середовища, боротися із чужорідними агентами, координувати діяльність своїх клітин, тканин і органів, виживати в певних умовах навколишнього середовища та пристосовуватись до нього.

Для багатоклітинних організмів характерним є обмін речовин, енергії та інформації, який здійснюється на молекулярному, клітинному, тканинному рівнях і на рівні цілісного організму. Це дозволяє багатоклітинним організмам самозберігатися, рости, розвиватися і самовідтворюватися в певних умовах навколишнього середовища, а також адаптуватися до нього.

Багатоклітинні еукаріоти характеризуються об'єднанням клітин у комплекси (тканини, органи).

Орган — це частина тіла, що має певну форму, займає певне місце в організмі і виконує характерну функцію. Органи складаються з тканин. В утворенні кожного органа беруть участь різні тканини, але одна з них є головною — провідною, робочою. Наприклад, для мозку це нервова тканина, для м'язів — м'язова, для залоз — епітеліальна.

Інші тканини, представлені в органі, виконують допоміжну функцію. Так, епітеліальна тканина вистилає слизові оболонки органів системи травлення, дихальної системи і сечостатевого апарату, а сполучна тканина виконує опорну й живильну функції, утворює сполучнотканинний кістяк органа, м'язова тканина бере участь в утворенні стінок порожнистих органів.

Орган є біологічною системою, але самі органи виступають компонентами більш складних систем, які називаються фізіологічними системами.

Системи органів взаємопов'язані і взаємозалежні, а процеси, що в них відбуваються, узгоджені.

Розрізняють такі фізіологічні системи й апарати органів: опорно-руховий апарат, покривна система, система травлення, кровоносна, лімфатична, імунна, дихальна, видільна, статева, ендокринна, нервова системи.

Опорно-руховий апарат складається зі скелета і м'язів. Кістковий скелет — це тверда основа організму. До кісток прикріплені скелетні м'язи, за допомогою яких здійснюються різні рухи, наприклад ходіння, біг, фізична робота.

До покривної системи належать шкіра і слизові оболонки, що вистилають зсередини порожнини носа, рота, дихальних шляхів і системи травлення. Головна функція покривної системи — захисна

Система травлення починається порожниною рота, у якій розміщені язик, зуби, слинні залози. Звідти їжа надходить у глотку, а потім у стравохід. Подальше перетравлювання їжі відбувається у шлунку й кишечнику. Перетравлювана їжа піддається впливу травних ферментів, які виробляються у травних залозах. У результаті утворюються речовини, необхідні для побудови тіла, добування енергії, забезпечення діяльності організму.

Кровоносна (серцево-судинна) система утворена серцем і кровоносними судинами, по яких кров розноситься до всіх органів і тканин. Кровоносна система забезпечує всі органи поживними речовинами й киснем і видаляє з органів продукти обміну речовин, у тому числі й вуглекислий газ.

Рух крові по кровоносних судинах відбувається завдяки скороченням м'язового органа — серця.

Лімфатична система — це частина серцево-судинної системи, котра доповнює венозну систему. Це мережа судин і органів, що є джерелом і переносником клітин, які забезпечують імунітет, а також повертає надлишок тканинної рідини в кров. До структури лімфатичної системи входять лімфатичні капіляри, лімфатичні судини, лімфатичні вузли, лімфатичні стовбури і протоки.

Імунна система — це комплекс анатомічних структур, які забезпечують захист організму від різних інфекційних агентів і продуктів їхньої життєдіяльності, а також тканин і речовин, що виявляють чужорідні антигенні властивості. Імунна система людини включає залози внутрішньої секреції.

Дихальна система бере участь у процесі газообміну, забезпеченні організму киснем і виведенні вуглекислого газу.

Видільна система виконує функцію виведення продуктів обміну речовин. Основними органами цієї системи є нирки.

Статева система виконує функцію розмноження. В органах статевої системи формуються чоловічі і жіночі статеві клітини.

Ендокринна система включає різні залози внутрішньої секреції. Кожна з них виробляє і виділяє у кров особливі хімічні речовини — гормони, які беруть участь у регуляції функцій усіх органів.

Нервова система об'єднує всі інші системи, регулює та узгоджує їхню діяльність. Будь-який орган може нормально функціонувати лише за умови збереження його зв'язків із нервовою системою. Крім того, за допомогою нервової системи й органів чуття здійснюється регуляція поведінки організму в навколишньому середовищі.

Нервова система утворена головним і спинним мозком, від яких відходять нерви, що пронизують усі ділянки тіла. Головний і спинний мозок утворюють центральну нервову систему, а нерви — периферичну.

Корені, стебла і листя забезпечують процеси життєдіяльності, ріст і розвиток рослин — це вегетативні органи. Квітки, плоди й насіння виконують функцію розмноження рослин — це генеративні органи.

Корінь — осьовий вегетативний орган. Він закріплює рослину у ґрунті (опорна функція), поглинає із ґрунту воду і мінеральні речовини (всмоктувальна функція) і проводить їх у стебло (провідна функція). Крім того, у коренях часто відкладаються про запас поживні речовини (запасаюча функція). У цьому випадку вони потовщуються і перетворюються на коренеплоди (буряк, морква, редиска).

Стебло — теж осьовий вегетативний орган рослин. Він утримує листя, піднімаючи його до світла, а також квітки і плоди, є для них опорою (опорна функція). По стеблу вода і мінеральні речовини рухаються із кореня в листя, а поживні речовини — із листка в корені (провідна функція).

Листок — бічний орган рослин. Листки виконують дві важливі функції: фотосинтезу і випаровування води.

Корені, стебла й листки не можуть виконувати свої функції окремо одне від одного. Тільки за умови тісної взаємодії всіх вегетативних органів можливе життя рослинного організму.

Квітки, плоди й насіння виконують функцію розмноження рослин. Але цвітіння, дозрівання плодів і насіння неможливе без поживних речовин, які надходять до генеративних органів із вегетативних. Таким чином, робота коренів, стебел і листя створює умови для утворення квіток і плодів, тобто для розмноження рослин.

Рослина — це єдина цілісна система, усі частини якої тісно взаємодіють і залежать одна від одної. Для нормальної життєдіяльності рослин необхідний розвиток і взаємозв'язок усіх органів.

Фізіологічні процеси відбуваються в організмі тварин і людини узгоджено, тому що існують певні механізми їх регуляції. Основними регуляторними системами організму є нервова й ендокринна системи, у яких використовуються механізми нервової і гуморальної регуляції.

Нервова регуляція — це координуючий вплив нервової системи на клітини, тканини і органи, один з основних механізмів саморегуляції функцій цілісного організму. Нервова регуляція здійснюється за допомогою нервового імпульсу — це хвиля збудження, що поширюється по нервовому волокну. Нервова регуляція швидка і локальна. Така швидкість та адресність особливо важливі при регуляції рухів. У тварин нервова регуляція охоплює всі системи організму.

Рефлекс — універсальна форма взаємодії організму з навколишнім середовищем, це реакція організму у відповідь на подразнення, яка здійснюється через центральну нервову систему і нею контролюється.

Крім збудження, у нервовій системі здійснюється і гальмування — це два протилежні нервові процеси, взаємодія яких забезпечує діяльність нервової системи, регуляцію роботи органів і систем органів.

Гуморальна регуляція — координація фізіологічних і біохімічних процесів, здійснювана через рідкі середовища організму (кров, лімфу, тканинну рідину) за допомогою біологічно активних речовин, які виділяють клітини, органи і тканини у процесі їхньої життєдіяльності. Гуморальна регуляція підпорядкована нервовій регуляції і становить разом із нею єдину систему нейрогуморальної регуляції функцій організму.

Гуморальна регуляція виникла в процесі еволюції раніше, ніж нервова.

З появою багатоклітинності в рослин розвиваються й удосконалюються міжклітинні системи регуляції, що охоплюють взаємодію клітин, тканин і органів. Вони включають трофічну, гормональну та електрофізіологічну регуляторні системи.

Трофічна регуляція — взаємодія за допомогою поживних речовин — найбільш простий спосіб зв'язку між клітинами, тканинами й органами рослин. У рослин усі органи залежать від надходження продуктів, що утворюються в листках у процесі фотосинтезу. У свою чергу, надземні частини потребують мінеральних речовин і води, які поглинають корені із ґрунту. Трофічна регуляція має кількісний характер. Наприклад, при обмеженому живленні в рослин, як правило, розвиток продовжується відповідно до внутрішніх закономірностей, але в них формуються органи зменшеного розміру, скорочується кількість листків, плодів і насіння.

Більш важливою для рослин є гормональна регуляція. Гормональна система — найважливіший чинник регуляції й управління у рослин. Клітини, тканини й органи рослин взаємодіють між собою за допомогою фітогормонів. Фітогормонами є ауксин, цитокініни, гібереліни й інші фізіологічно активні речовини, наявні в рослинних тканинах у дуже низькій концентрації.

Як правило, фітогормони виробляються в одних тканинах, а діють в інших, проте в деяких випадках вони функціонують у тих самих клітинах, де утворюються.

Місце синтезу ауксину — бруньки, що розвиваються, і молоді листочки, які ростуть, звідки ауксин рухається по живих клітинах судин до кінчиків коренів. Цитокініни утворюються в корені й по судинах ксилеми транспортуються в усі частини рослини. Синтез гіберелінів відбувається в листі, звідки вони переносяться в інші частини рослини по ситоподібних трубках флоеми.

Характерною особливістю фітогормонів, що відрізняє їх від інших фізіологічно активних речовин (вітамінів, мікроелементів), є те, що вони реалізують фізіологічні і морфогенетичні програми, наприклад такі, як коренеутворення, достигання плодів.

Усі фітогормони складають єдину гормональну систему.

Електрофізіологічна система регуляції в рослин включає виникнення градієнтів біоелектричних потенціалів між різними частинами рослини і генерацію поширюваних потенціалів. Добре відомим прикладом регулювальної функції електричних імпульсів є рухова реакція у мімози — складання листочків, опускання черешків і гілок під час дотику до них.

Усі три системи регуляції тісно взаємопов'язані. Наприклад, фітогормони впливають на транспортування поживних речовин, а електрична сигналізація діє на транспортування фітогормонів.

У природі існують примітивні багатоклітинні тварини, у яких немає тканин. їх об'єднують у підцарство Паразбї (від грец. — біля тварин). Єдиний тип цього царства, що зберігся, називається тип Губки.

Губки належать до найбільш примітивних багатоклітинних організмів, які не мають диференційованих тканин і відокремлених органів. Ці примітивні багатоклітинні тварини ведуть сидячий спосіб життя, прикріпившись до твердих субстратів у воді. Відомо приблизно 5000 видів, більшість із них — морські.

Колонія — це група особин одного чи кількох видів, що живуть разом, можуть жити самостійно, але іноді виконують різні функції або служать своєрідними органами єдиного цілого.

Багатоклітинні організми можуть утворювати колонії з кількох особин, більш чи менш тісно зв'язаних між собою, які зазвичай мають однаковий генотип і спільний обмін речовин та системи регуляції. Серед тварин до таких організмів належать багато видів коралових поліпів, моховаток, губок.

У колоніях окремі особини займають певне місце і виконують спеціальні функції, важливі для всієї колонії

Фактично справжня колонія має спільне тіло, що не належить окремо жодній особині, яка входить до його складу

До тварин, що утворюють колонії, належать більшість губок і кишковопорожнинних, практично всі моховатки, багато оболонників і деякі інші тварини. Найбільш цікавими з них, певно, є коралові поліпи і сифонофори.

Коралові поліпи живуть у теплих тропічних морях, де температура води не нижча за +20 °С і на глибинах не більш ніж 20 метрів є рясний планктон, яким вони живляться.

Поліпи нерухомо закріплені на спільному для всієї колонії скелеті і зв'язані між собою живою мембраною, що їх укриває, а іноді і трубками, що пронизують вапняк Скелет утворюється зовнішнім епітелієм поліпів, причому головним чином їх основою, тому живі особини залишаються на поверхні коралової споруди, а вся вона безперервно росте. Кількість поліпів, що становлять колонію, постійно збільшується шляхом їх нестатевого розмноження — відбрунькування. Такі колонії можуть розтягуватися на десятки кілометрів

Лекція № 18

Тема: Генетика як наука.

Мета: Познайомити студентів з такою наукою як генетика. Дати чітке уявлення про генетичні поняття, вчених які внесли свій вклад в розвиток генетики. Навчити розрізняти та знати закони Г.Менделя. Розвивати увагу, вміння сконцентруватися. Сприяти формуванню пізнавального інтересу. Виховувати зацікавленість дисципліною.

Методи: словесний, наочний.

План:

1 Генетика як наука.

2 Генетичні поняття.

3 Дослідження Г.Менделя.

4 Моногібридне схрещування.

4.1 Перший закон Менделя.

4.2 Другий закон Менделя.

Матеріально-технічне забезпечення та дидактичні засоби, ТЗН: підручник, таблиці, малюнки.

Література:

2 Кучеренко М. Е., Вервес Ю. Г., Балан П.Г. та ін.. Загальна біологія, 10- 11 класи.- К.: Генеза, 1998, 2000, 2001.

3 Кучеренко М.Є. Загальна біологія. Підручник для 10 кл. Загальноосв. навч. закл. – К.: Генеза, 2005 р.

Закономірності спадковості та мінливості організмів досліджує наука генетика (від грец. генезіс). Це відносно молода біологічна наука.

Як відомо, елементарною одиницею спадковості є ген (від грец. генос — рід) — ділянка молекули нуклеїнової кислоти, яка визначає спадкові ознаки організмів. Ген кодує первинну структуру молекули білка, РНК певного типу або ж взаємодіє з регуляторним білком. Прикладами спадкових ознак є колір очей або волосся, зріст, форма плодів. Але ви знаєте, що у різних людей колір очей чи волосся може бути різним, різною може бути і форма плодів рослин певного виду. Це свідчить про те, що певні гени можуть перебувати у різних станах. Такі різні стани одного гена називають алелями, або алельними генами (від грец. аллелон - взаємно). Алельні гени займають однакове положення в хромосомах однієї пари (гомологічних хромосомах) і визначають різні стани певних ознак (наприклад, високий чи низький зріст, рудий або чорний колір волосся, блакитний або зелений колір очей).

В особин певного виду алельні гени можуть бути у різних поєднаннях. Якщо організм диплоїдний (тобто кожна хромосома має парну), то він може мати або дві однакові алелі певного гена, або різні. Але коли алелі різні, який саме стан ознаки проявиться? У багатьох випадках проявляється стан ознаки, зумовлений лише однією з двох різних алелей, а інший наче зникає. Алель, яка завжди проявляється в присутності іншої у вигляді певного стану ознаки, називається домінантною (від лат. домінантіс - панівний), а та, що не проявляється -рецесивною (від лат. рецессус - відступ, видалення). Явище пригнічення прояву однієї алелі іншою називають домінуванням. Наприклад, у помідорів алель, яка визначає червоне забарвлення плодів, домінує над алеллю жовтого; у людини алель, яка визначає карий колір очей, домінує над алеллю блакитного. Домінантні алелі позначають великими літерами латинського алфавіту (А, В, С, D тощо), а відповідні їм рецесивні - малими (а, Ь, с, d тощо).

Певний ген може бути представлений не лише двома алелями, а й більшою кількістю (десятками і навіть сотнями). При цьому слід пам'ятати, що в диплоїдних клітинах одночасно наявні дві алелі певного гена, а в гаплоїдних лише одна.

Сукупність генетичної інформації, закодованої в генах окремої клітини або цілого організму, називають генотипом (від грец. генос і типос — відбиток). Унаслідок взаємодії генотипу з чинниками навколишнього середовища формується фенотип - сукупність усіх ознак і властивостей організму. Отже, предмет генетичних досліджень.— це явища спадковості та мінливості організмів.

Спадковість -здатність живих організмів передавати свої ознаки і особливості індивідуального розвитку нащадкам. Завдяки цій властивості живих істот забезпечується генетичний зв'язок між різними поколіннями організмів.

Мінливість - здатність живих організмів набувати нових ознак і їхніх станів у процесі індивідуального розвитку.

Спадковість і мінливість — це протилежні властивості живих організмів. Завдяки спадковості нащадки подібні до батьків, тобто зберігається стабільність біологічних видів. Мінливість забезпечує появу нових ознак та їхніх станів, завдяки чому утворюються нові види і відбувається історичний розвиток біосфери в цілому.

Основні закономірності спадковості встановив видатний чеський учений Грегор Мендель.

Свої досліди Г. Мендель провів на рослині з родини Бобові - горосі посівному. Він виявився вдалим об'єктом для проведення генетичних досліджень. По-перше, відомо багато сортів цієї культурної рослини, які відрізняються різними станами певних спадкових ознак (забарвленням насіння, квіток, довжиною стебла, структурою поверхні насіння тощо. По-друге, життєвий цикл гороху досить короткий, що дає можливість простежити передачу спадкової інформації нащадкам протягом багатьох поколінь. По-третє, горох посівний — самозапильна рослина, тому нащадки кожної особини, яка розмножувалась самозапиленням, є чистими лініями. Чисті лінії - це генотипно однорідні нащадки однієї особини, гомозиготні за більшістю генів і одержані внаслідок самозапилення або самозапліднення. Гомозиготною (від грец. гомос — однаковий і зиготос - сполучений разом) називають диплоїдну або поліплоїдну клітину (особину), гомологічні хромосоми якої несуть однакові алелі певних генів. Але слід зазначити, що горох посівний можна запилювати і перехресно. Це дає можливість здійснювати гібридизацію різних чистих ліній.

Схрещуючи чисті лінії гороху між собою, Г. Мендель одержав гетерозиготні (гібридні) форми.

Гетерозиготною (від грец. гетерос - інший і зиготос) називають диплоїдну або поліплоїдну клітину (особину), гомологічні хромосоми якої несуть різні алелі певних генів. Отже, Г. Мендель застосував гібридологічний Метод досліджень. На відміну від своїх попередників він чітко визначав умови проведення дослідів: серед різноманітних спадкових ознак виділяв різні стани однієї (моногібридне схрещування), двох (дигібридне) або більшої кількості (полігібридне) ознак і простежував їхній прояв у ряді наступних поколінь. Результати досліджень він обробляв статистично, що дало можливість встановити закономірності передачі різних станів спадкових ознак у ряді поколінь гібридів. Попередники Г. Менделя намагалися простежити успадкування різних станів усіх ознак досліджуваних організмів одночасно, тому їм і не вдалося виявити будь-які закономірності.

Свої дослідження Г. Мендель почав із моногібридного схрещування: він схрестив дві чисті лінії гороху посівного, які давали відповідно насіння жовтого або зеленого кольору (батьківські форми умовно позначають латинською літерою Р — від лат. парентес - батьки). Насіння, яке утворювали нащадки, одержані від такого схрещування (гібриди першого покоління: F_x - від лат. філії- сини), виявилося одноманітним - жовтого кольору. Так був встановлений закон одноманітності гібридів першого покоління: у фенотипі гібридів першого покоління проявляється лише один із двох станів ознаки - домінантний.

Потім Г. Мендель схрестив між собою гібриди першого покоління. їхні нащадки (гібриди другого покоління - F₂) дали 8 023 насінини, з яких 6 022 були жовтого кольору, а 2 001 - зеленого. Тож серед насіння гібридів другого покоління знову з'явилися насінини зеленого кольору (проявився рецесивний стан ознаки), які становили приблизно 7₄ загальної кількості

насіння, тоді як насіння жовтого кольору (домінантний стан ознаки) було близько ³/₄.

Г. Мендель здійснив подібні досліди і з вивчення успадкування різних станів інших ознак і скрізь дістав подібні результати. Так, внаслідок схрещування особин гороху, які утворювали насіння з гладенькою і зморшкуватою поверхнями, всі гібриди першого покоління мали лише насіння з гладенькою поверхнею, а другого - ³/₄ насіння з гладенькою (5 474 насінини) і ¹/₄ П 850) - зі зморшкуватою.

Цю закономірність названо законом розщеплення: при схрещуванні гібридів першого покоління між собою серед їхніх нащадків спостерігається явище розщеплення ознак: у фенотипі V₄ гібридів другого покоління проявляється рецесивний, а ³/₄ - домінантний стани ознак. Розщеплення — прояв обох станів ознаки (домінантного і рецесивного) у другому поколінні гібридів, зумовлений розходженням алельних генів, які їх визначають.

Лекція № 19

Дата добавления: 2022-01-22; просмотров: 43; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 3 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!