2013-12-29
720
Раздел 1. Царство Растения (Plantae)
От авторов
Оглавление
Для поступающих в вузы
Биологии
Пособие по
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.
От авторов. 11
Раздел 1. Царство Растения (Plantae) 12
Введение. 12
Морфология и анатомия растений. 13
Глава 1. Особенности строения растительных клеток. 14
Глава 2. Растительные ткани. 19
2.1. Образовательные ткани (меристемы) 19
2.2. Покровные ткани. 20
2.3. Механические (арматурные) ткани. 22
2.4. Проводящие ткани. 23
2.5. Основные ткани. 24
2.6. Выделительные ткани. 25
Глава 3. Вегетативные органы.. 26
3.1. Корень и корневые системы.. 26
3.1.1. Морфология корня. 26
3.1.2. Анатомическое строение корня. 28
3.1.3. Корневые системы.. 30
3.1.4 Почва. 30
3.1.5. Удобрения. 31
3.1.4. Физиология корня. 33
3.2. Побег и системы побегов. 37
3.2.1. Морфология побега. 38
Внешнее строение побега. 38
Почки. 39
3.2.2. Развитие побега из почки. 40
3.2.3. Образование системы побегов. Ветвление. 41
3.2.4. Видоизменения побега. 42
3.2.5. Стебель — осевой орган побега. 45
Общая характеристика стебля. 45
Анатомия стебля. 45
Транспорт веществ по стеблю.. 47
3.2.6. Лист — боковой орган побега. 48
Морфология листа. 49
Анатомия листа. 53
Функции листа. 54
Видоизменения листа. 56
Листопад. 57
Глава 4. Размножение растений. 58
4.1. Бесполое размножение. 58
4.2. Вегетативное размножение растений. 59
4.3. Половое размножение. 66
Глава 5. Генеративные органы.. 67
5.1. Цветок. 67
5.1.1. Морфология цветка. 67
5.1.2. Соцветия. 75
5.1.3. Опыление. 77
5.1.4. Оплодотворение. Образование плодов и семян. 78
5.2. Семя. 79
5.2.1. Состав семян. 79
5.2.2. Строение семени. 80
5.2.3. Типы семян. 80
5.2.4. Условия прорастания семян. 81
5.3. Плод. 82
5.3.1. Околоплодник. 83
4.3.2. Классификация плодов. 83
Систематика растений. 87
Глава 6. Низшие растения, или Водоросли. 87
6.1. Красные водоросли, или багрянки. 89
6.2. Отдел Бурые водоросли. 90
6.3. Отдел Зеленые водоросли. 92
6.4. Значение водорослей. 96
Высшие растения. 97
Глава 7. Отдел Моховидные (Bryophyta) 97
Значение мхов. 100
Глава 8. Отдел Плауновидные (Lecopodiophyta). 101
Значение плаунов. 102
Глава 9. Отдел Хвощевидные (Equisetophyta) 102
Значение хвощей. 104
Глава 10. Отдел Папоротниковидные (Polypodiophyta) 105
Семенные растения. 107
Глава 11. Отдел Голосеменные (Gimnospermae) 107
Глава 12. Отдел Покрытосеменные (Angiospermae) 111
12.1. Двудольные растения. 113
11.2. Однодольные растения. 118
Раздел 2. Царство Грибы (Mycota) 120
Глава 13. Отдел Грибы.. 120
13.1.1. Плесневые грибы. Дрожжи. 121
13.1.2. Шляпочные грибы.. 123
13.1.3. Грибы-паразиты растений. 125
13.1.4. Значение грибов. 126
13.2. Отдел Лишайники (Lichenophyta Lichenes) 127
13.2.1. Морфология лишайников. 127
13.2.2. Физиология лишайников. 128
13.2.3. Значение лишайников. 129
Раздел 3. Царство Дробянок (Mychota) 130
Глава 14. Бактерии. 130
14.1. Морфология бактерий. 130
14.2. Физиология бактерий. 134
14.3. Значение бактерий. 136
Основные вопросы для повторения. 138
Ткани. 138
Корень. 138
Побег. 138
Лист. 139
Цветы и соцветия. 139
Плоды и семена. 139
Классификация цветковых. 139
Грибы.. 140
Водоросли. 140
Лишайники. 140
Моховидные. 140
Папоротникообразные. 141
Голосеменные. 141
Раздел 4. Царство Животные (Zoa) 142
Глава 15. Подцарство Простейшие (Protozoa) 145
15.1. Общая характеристика. 145
15.2. Тип Корнежгутиковые (Sarcomastigophora ) 146
15.2.1. Класс Корненожки, или Саркодовые (Sarcodina) 146
15.2.2. Класс Жгутиконосцы (Mastigophora) 147
15.2.3. Тип Инфузории, или Ресничные (Ciliophora) 150
15.2.4. Тип Споровики (Sporozoa) 152
Подцарство Многоклеточные. 154
Глава 16. Тип Кишечнополостные (Coelenterata) 154
16.1. Появление многоклеточных животных. 154
16.2. Общая характеристика типа. 155
16.2. Класс Гидроидные полипы(Hydrozoa). 156
16.3. Класс Сцифоидные медузы (Scyphozoa) 157
Глава 17. Тип Плоские черви (Plathelminthes) 159
17.1. Общая характеристика типа. 159
17.2. Класс Ресничные (Turbellaria) 161
17.3. Класс Сосальщики (Trematoda) 163
17.4. Класс Ленточные (Cestoda) 166
Первичнополостные. 169
Глава 18. Тип Круглые черви (Nemathelminthes) 169
18.1. Общая характеристика типа. 169
18.2. Строение и жизнедеятельность нематод. 170
Вторичнополостные. 174
Глава 19. Тип Кольчатые Черви (Annelida) 174
19.1. Общая характеристика типа. 174
19.2. Строение и жизнедеятельность. 175
Глава 20. Тип Моллюски (Mollusca) 180
Класс Двустворчатые (Bivalvia), Класс Брюхоногие (Gastropoda) 180
20.1. Общая характеристика типа. 180
20.2. Строение и жизнедеятельность. 181
Глава 20. Тип Членистоногие (Arthropoda) 188
20.1. Общая характеристика типа. 188
20.2. Подтип Жабродышащие (Branchiata) Класс Ракообразные (Crustacea) 189
20.3. Подтип Хелицеровые (Chelicerata) Класс Паукообразные (Arachnida) 193
20.4. Подтип Трахейные (Tracheata) Класс Насекомые (Insecta) 199
Строение и жизнедеятельность. 199
Глава 21. Тип Хордовые (Chordata) 208
Подтип Бесчерепные (Acrania) Класс Головохордовые (Cephalochordata) 208
21.1. Общая характеристика типа. 208
21.2. Ланцетник. 210
Подтип Позвоночные (Vertebrata) Надкласс Рыбы (Pisces) 214
21.3. Характеристика подтипа. 214
21.4. Характеристика надкласса. 217
21.5. Класс Хрящевые рыбы (Сhondrichtyes) 218
21.6. Класс Костные рыбы (Osteichtyes) 219
Надкласс Наземные позвоночные (Tetrapoda) 227
Класс Земноводные (Amphibia) 227
21.7. Характеристика класса. 227
21.8. Строение и жизнедеятельность. 228
Класс Пресмыкающиеся (Reptilia) 237
21.9. Характеристика класса. 237
21.10. Строение и жизнедеятельность. 237
Класс Птицы (Aves) 246
21.11. Характеристика класса. 246
21.12. Строение и жизнедеятельность. 247
Класс Млекопитающие (Mammalia) 260
21.13. Общая характеристика класса. 260
21.14. Строение и жизнедеятельность. 261
Основные вопросы для повторения. 277
Простейшие. 277
Кишечнополостные. 277
Плоские черви. 277
Круглые черви. 278
Кольчатые черви. 278
Членистоногие, ракообразные. 278
Членистоногие, Паукообразные. 279
Членистоногие, Насекомые. 279
Головохордовые. 279
Рыбы.. 280
Земноводные. 280
Пресмыкающиеся. 280
Птицы.. 281
Млекопитающие. 281
Раздел 5. Человек. 282
Глава 22. Общее знакомство с организмом человека. 282
22.1. Человек и окружающая среда. 282
22.2. Строение и свойства клеток. 282
22.3. Ткани. 284
22.4. Органы, системы органов. 287
Глава 23. Опорно-двигательная система. 288
23.1. Скелет. 288
23.2. Мышцы. 292
Глава 24. Кровь. 294
24.1. Виды внутренней среды.. 294
24.2. Эритроциты, переливание крови. 295
24.3. Свертывание крови. 297
24.4. Лейкоциты, иммунитет. 298
Глава 25. Кровообращение. 300
25.1. Органы кровообращения. Сердце. 300
25.2. Работа сердца. Регуляция работы.. 302
25.3. Круги кровообращения. 304
25.4. Кровяное давление. Движение крови. 304
25.5. Лимфа. Лимфатические сосуды и узлы.. 306
Глава 26. Дыхательная система. 307
26.1. Строение органов дыхания. 307
26.2. Жизненная емкость легких. 309
26.3. Газообмен в легких и тканях. 309
26.4. Регуляция дыхания. 310
Глава 27. Пищеварительная система. 311
27.1. Функции органов пищеварения. 311
27.2. Строение пищеварительной системы. 312
27.3. Пищеварение в ротовой полости. 312
27.4. Пищеварение в желудке. 314
27.5. Пищеварение в кишечнике. 315
Глава 28. Обмен веществ и энергии. 318
28.1. Общая характеристика. 318
28.2. Белковый обмен. 318
28.3. Углеводный обмен. 319
28.4. Жировой обмен. 320
28.5. Водно-солевой обмен. 320
28.6. Витамины.. 321
Глава 29. Выделительная система. 323
29.1. Строение и функции. 323
29.2. Образование мочи. 325
29.3. Регуляция мочевыделения. 326
Глава 30. Эндокринная система. 326
30.1. Железы организма. 326
30.2.Гипоталамо-гипофизарная система. 327
30.3. Щитовидная, паращитовидные железы, надпочечники. 329
30.4. Поджелудочная железа, половые железы.. 331
Глава 31. Нервная система. 333
31.1. Строение и функции. 333
31.2. Строение и функции спинного мозга. 333
31.3. Строение и функции головного мозга. 335
31.4. Автономная нервная система. 337
Глава 32. Органы чувств (Анализаторы) 339
32.1. Понятие об анализаторах. 339
32.2. Зрительный анализатор. 340
32.3. Слуховой и вестибулярный анализаторы.. 343
32.4. Кожный анализатор. 346
Глава 33. Высшая нервная деятельность. 348
33.1. Создание учения о ВНД. Рефлексы.. 348
Глава 34. Размножение и развитие человека. 351
34.1. Мужская половая система. 351
34.2. Женская половая система. 352
34.3. Менструальный цикл: 353
Основные вопросы для повторения. 356
Общее знакомство с организмом человека. 356
Опорно-двигательная система. 356
Кровь. 357
Кровообращение. 358
Дыхательная система. 359
Пищеварительная система. 360
Обмен веществ и энергии. 361
Выделительная система. 362
Нервно-гуморальная регуляция. 362
Органы чувств. 364
Высшая нервная деятельность. 364
Размножение и развитие человеческого организма. 365
Раздел 6. Общая биология. 366
Глава 35. Введение в цитологию.. 366
35.1. Предмет и содержание цитологии. 366
35.2. Развитие представлений о клетке. 367
35.3. Общая характеристика химического состава клетки. 369
35.4. Неорганические вещества клетки. 369
35.5. Органические вещества. 372
35.5.1. Белки. 372
35.5.2. Углеводы.. 384
35.5.3. Липиды.. 389
35.5.4. Нуклеиновые кислоты.. 393
35.5.5. Рибонуклеиновые кислоты.. 399
35.5.6.Аденозинтрифосфорная кислота (АТФ) 401
Глава 36. Строение клетки. 402
36.1. Клеточные мембраны.. 403
36.2. Цитоплазма. Органоиды.. 409
36.3. Ядро. 419
Глава 37. Обмен веществ. 423
37.1. Общая характеристика. 423
37.2. Биосинтез белков, код ДНК, транскрипция. 424
37.3. Трансляция. 427
37.4. Фотосинтез. 429
37.5. Энергетический обмен. 432
Глава 38. Размножение и развитие. 435
38.1. Бесполое размножение. 435
38.2. Половое размножение. 437
38.3. Деление клеток. 438
38.4. Онтогенез, или индивидуальное развитие организмов. 447
38.5. Эмбриональное развитие. 456
38.6. Постэмбриональное развитие. 464
Глава 39. Неклеточные формы жизни. 465
Глава 40. Основы генетики и селекции. 471
40.1. Введение в генетику. 471
40.2. Законы Менделя. 473
40.3. Сцепленное наследование. 482
40.4. Генетика пола. 485
40.5. Наследование признаков, сцепленных с полом.. 486
40.6. Генотип целостная, исторически сложившаяся система генов. 488
40.7. Генетика человека. 493
40.8. Генетика популяций. 497
40.9. Изменчивость. 500
Глава 41. Основы селекции. 509
41.1. Учение Н. И. Вавилова о центрах происхождения и многообразия культурных растений 509
41.2. Основные методы селекции растений. 510
41.3. Основные методы селекции животных. 514
41.4. Селекция микроорганизмов. Биотехнология. 516
Глава 42. Эволюционное учение. 519
Развитие биологии в додарвиновский период. 519
42.1. Карл Линней, креационизм.. 519
42.2. Жан Батист Ламарк, трансформизм.. 520
Основные положения эволюционной теории Дарвина. 521
42.3. Чарлз Роберт Дарвин. 521
42.4. Ч.Дарвин об искусственном отборе. 522
42.5. Ч.Дарвин о естественном отборе и дивергенции. 523
42.6. Формы естественного отбора. 526
42.7. Факторы эволюции. 527
42.8. Приспособленность организмов. 527
42.9. Вид. Критерии вида. 529
42.10. Популяция единица вида и эволюции. Микроэволюция. 530
42.11. Видообразование. 531
42.12. Главные направления эволюции. 533
42.13. Доказательства эволюции. 536
Глава 43. Возникновение и развитие жизни на Земле. 539
43.1. Теории возникновения жизни на Земле. 539
43.2. Эволюция пробионтов. Теория симбиогенеза. 543
43.3. Развитие жизни на Земле. 546
Глава 44. Происхождение человека. 551
44.1. Доказательства происхождения человека от животных. 551
44.2. Антропогенез. 553
44.3. Человеческие расы, их происхождение и единство. 557
Глава 45. Основы экологии. 558
45.1. Предмет и задачи экологии. 558
45.2. Экологические факторы.. 559
45.3. Абиотические факторы среды.. 560
45.4. Биотические факторы среды.. 563
45.5. Популяция: структура и регуляция численности. Экологическая ниша. 564
45.6. Рациональное использование видов. 566
45.7. Экосистемы. Характеристика экосистемы.. 568
45.8. Смена биогеоценозов. Искусственные биогеоценозы.. 571
45.9. Биосфера и ее границы.. 572
45.10. Живое вещество и его функции. 577
45.11. Человек и биосфера. 577
Основные вопросы для повторения. 580
Химический состав клетки. 580
Строение клетки. 581
Обмен веществ. 581
Размножение и развитие. 583
Основы генетики. 584
Основы селекции. 586
Эволюционное учение. 587
Возникновение и развитие жизни на Земле. 588
Происхождение человека. 590
Основы экологии. 590
Список рекомендуемой литературы.. 592
Пособие 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.
Царство растений объединяет около 300 тыс. видов. Существует целый ряд признаков, отличающих растения от других эукариотических организмов:
© Растения — автотрофные фотосинтезирующие организмы. Иногда встречаются виды со смешанным (миксотрофным) и гетеротрофным питанием (растения-паразиты).
© Клетка растений окружена целлюлозной клеточной стенкой, имеет пластиды, крупные, постоянно существующие вакуоли, заполненные клеточным соком, центриоли отсутствуют, основным запасным веществом является крахмал или близкие по строению и химическим свойствам углеводы (например, багрянковый крахмал).
© Растения не способны активно передвигаться, ведут в основном прикрепленный образ жизни.
© Растения не имеют специальных экскреторных органов.
© Рост растений неограничен (т. е. могут расти в течение всей жизни) и происходит в определенных участках тела, образованных меристематическими, недифференцированными клетками.
© Процессы жизнедеятельности регулируются особыми веществами — фитогормонами.
© Для растений характерны особые ростовые движения — тропизмы и настии. Тропизмы — движения, связанные с ростом частей тела растения, вызванные односторонним воздействием какого-либо фактора среды (например, рост стебля в сторону света). Настии — движения в ответ на изменение факторов среды, действующих ненаправленно (например, движения лепестков цветка при смене дня и ночи).
© У растений часто наблюдается и ветвление. Отношение поверхность\объем высокое. За счет этого создаются условия для более эффективного улавливания света и обмена веществ.
Многообразие условий на нашей планете обусловило появление огромного разнообразия жизненных форм растений. Жизненная форма — внешний вид (габитус) растения, отражающий их приспособленность к условиям среды. Она возникает в результате естественного отбора в определенных условиях среды и отражает приспособленность растений ко всему комплексу экологических факторов. Например, ель в лесной зоне — дерево, а на севере и в высокогорье — кустарник или стланник. Основными жизненными формами растений являются:
© дерево — многолетнее растение с одним одревесневшим стволом, сохраняющимся на протяжении всей его жизни;
© кустарник — многолетнее растение с большим количеством равных по размерам стволов (калина, бузина);
© кустарничек — низкорослое многолетнее растение с древеснеющими, сильно ветвящимися побегами, обычно не имеющими явно выраженного главного ствола (черника, брусника);
© полукустарник, полукустарничек — многолетние растения, у которых нижние части надземных побегов одревесневают и сохраняются несколько лет, а верхние части ежегодно отмирают (полынь, астрагал);
© травы — жизненная форма растения, несущего один или несколько неодревесневающих стебля
Без растений не возможно существование гетеротрофных организмов, так как они способны аккумулировать солнечную энергию и синтезировать органические вещества, необходимые для других живых организмов. Как первичные продуценты органического вещества, растения являются начальным звеном цепей питания гетеротрофных организмов. При создании органического вещества растения извлекают из атмосферы углекислый газ и выделяют кислород, создавая тем самым условия для существования большинства живых организмов на нашей планете.
Растения образуют разнообразные сообщества. Причем преимущественно растения определяют характер конкретного сообщества, обеспечивая разнообразие экологических условий для других организмов.
