Все о ботанике для сдачи огэ. Что надо знать к ОГЭ по биологии, чтобы сдать его
Биология (от греч. биос - жизнь, логос - слово, наука) - это комплекс наук о живой природе.
Предметом биологии являются все проявления жизни: строение и функции живых существ, их разнообразие, происхождение и развитие, а также взаимодействие с окружающей средой. Основная задача биологии как науки состоит в истолковании всех явлений живой природы на научной основе, учитывая при этом, что целостному организму присущи свойства, в корне отличающиеся от его составляющих.
Хотя научное содержание брошюры было довольно скудным, и иногда предлагались вариационные механизмы, книга привлекла интерес большой аудитории и вызвала широкую дискуссию. Реакции богословской и научной среды, в частности из тех консерваторов, иногда оскорбленных, и даже натуралисты Дарвина, такие как Седжвик и Томас Хаксли, приняли работу с морозным сарказмом. Естественно, Дарвин пытался не подвергать свою теорию тому же типу Несмотря на многочисленные различия в деталях, которые наблюдают современные ученые, нет никаких сомнений в том, что книга Чамберса была в вещество, очень похожее на частные спекуляции Дарвина; многие основополагающие принципы книги были составлены теми же авторами, в том числе Лайелем, и относились к тем же областям исследований, как эмбриология и классификация.
Термин «биология» встречается в трудах немецких анатомов Т. Роозе (1779) и К. Ф. Бурдаха (1800), однако только в 1802 году он был впервые употреблен независимо друг от друга Ж. Б. Ламар ком и Г. Р. Тревиранусом для обозначения науки, изучающей живые организмы.
Биологические науки
В настоящее время в состав биологии включают целый ряд наук, которые можно систематизировать по таким критериям: по предмету и преобладающим методам исследования и по изучаемому уровню организации живой природы. По предмету исследования биологические науки делят на бактериологию, ботанику, вирусологию, зоологию, микологию.
В результате Дарвину было предложено собрать все больше доказательств, которые он пытался проверить на основе критериев, принятых научной элитой. С этой целью он активизировал свою переписку с экспертами из разных дисциплин для документирования основополагающих принципов наследования, изменчивости и репродуктивных процессов у домашних и диких организмов. В этом контексте его прочное положение в социальной структуре британской науки и ее сети контактов в заморских колониях оказались весьма полезными, и в то же время он предпринял большую экспериментальную программу, проводимую в комнатах и в саду дома, поднимая голубей с помощью известного страстного, Уильям Тегтмайер, экспериментируя с новыми крестами растений и посвящая себя другим видам деятельности такого рода.
Ботаника - это биологическая наука, комплексно изучающая растения и растительный покров Земли. Зоология - раздел биологии, наука о многообразии, строении, жизнедеятельности, распространении и взаимосвязи животных со средой обитания, их происхождении и развитии. Бактериология - биологическая наука, изучающая строение и жизнедеятельность бактерий, а также их роль в природе. Вирусология - биологическая наука, изучающая вирусы. Основным объектом микологии являются грибы, их строение и особенности жизнедеятельности. Лихенология - биологическая наука, изучающая лишайники. Бактериология, вирусология и некоторые аспекты микологии часто рассматриваются в составе микробиологии - раздела биологии, науке о микроорганизмах (бактериях, вирусах и микроскопических грибах). Систематика, или таксономия , - биологическая наука, которая описывает и классифицирует по группам все живые и вымершие существа.
Отчеты этих экспериментов составили содержание серии коротких статей, опубликованных в популярных журналах естественной истории. Развитие идей Дарвина об эволюции не следует рассматривать как изолирование его от геологических и других исследований, проведенных в те же годы. В этот период он завершил первый том трилогии по геологии Южной Америки, озаглавленной «Структура и распределение кораллов» рифы. Второй том «Геологические наблюдения на вулканических островах» появился позднее в его автобиографии, Дарвин определил эту работу как «великую неудачу», потому что она не учитывала последствия оледенения.
В свою очередь, каждая из перечисленных биологических наук подразделяется на биохимию, морфологию, анатомию, физиологию, эмбриологию, генетику и систематику (растений, животных или микроорганизмов). Биохимия - это наука о химическом составе живой материи, химических процессах, происходящих в живых организмах и лежащих в основе их жизнедеятельности. Морфология - биологическая наука, изучающая форму и строение организмов, а также закономерности их развития. В широком смысле она включает в себя цитологию, анатомию, гистологию и эмбриологию. Различают морфологию животных и растений. Анатомия - это раздел биологии (точнее - морфологии), наука, изучающая внутреннее строение и форму отдельных органов, систем и организма в целом. Анатомия растений рассматривается в составе ботаники, анатомия животных - в составе зоологии, а анатомия человека является отдельной наукой. Физиология - биологическая наука, изучающая процессы жизнедеятельности растительных и животных организмов, их отдельных систем, органов, тканей и клеток. Существуют физиология растений, животных и человека. Эмбриология (биология развития) - раздел биологии, наука об инди видуальном развитии организма, в том числе развитии зародыша.
Затем Дарвин целиком посвятил себя кругам. Историки обычно используют для оценки работы в кругах как путь поиска залога, если не даже как растягивающая тактика, принятая бессознательно Дарвином, чтобы избежать столкновения с яростными реакциями, которые неизбежно вызовет публикация его эволюционной теории. Однако открытия, сделанные в этой области, служили Дарвину в качестве подтверждения действительности его гипотез преобразования. Детальное исследование этих беспозвоночных не только предоставило ему большой объем материала, который мог бы доказать его теорию, но и выявил наличие новых проблем, связанных с некоторыми важными моментами, которые он чувствовал обязанным пересмотреть.
Объектом генетики являются закономерности наследственности и изменчивости. В настоящее время это одна из наиболее динамично развивающихся биологических наук.
По изучаемому уровню организации живой природы выделяют молекулярную биологию, цитологию, гистологию, органологию, биологию организмов и надорганизменных систем. Молекулярная биология является одним из наиболее молодых разделов биологии, наука, изучающая, в частности, организацию наследственной информации и биосинтез белка. Цитология, или клеточная биология , - биологическая наука, объектом изучения которой являются клетки как одноклеточных, так и многоклеточных организмов. Гистология - биологическая наука, раздел морфологии, объектом которой является строение тканей растений и животных. К сфере органологии относят морфологию, анатомию и физиологию различных органов и их систем.
Эти морские ракообразные продемонстрировали что у худших организмов, как правило, развиваются механизмы, способные предотвратить самооплодотворение и что можно установить реальные отношения порядка, предполагая постепенное расхождение двух полов с предполагаемой стадии гермафродитизма. Для подтверждения этой интуиции были проведены многочисленные последовательные исследования на растениях. Сравнительные исследования анатомии учили Дарвина, что орган способен развиваться и трансформироваться в другое, предполагая совершенно другую функцию.
Биология организмов включает все науки, предметом которых являются живые организмы, например, этологию - науку о поведении организмов.
Биология надорганизменных систем подразделяется на биогеографию и экологию. Распространение живых организмов изучает биогеография , тогда как экология - организацию и функционирование надорганизменных систем различных уровней: популяций, биоценозов (сообществ), биогеоценозов (экосистем) и биосферы.
Эмбриологические исследования привели его к гипотезе о том, что личиночная стадия циркетов, в которой эти животные ведут свободную пелагическую жизнь, была результатом успешной адаптации в ходе борьбы за выживание; прежде всего, в этом исследовании была подчеркнута частота, с которой происходят изменения в живых организмах. Предполагая моделью растений и домашних животных, он считал, что тенденция к изменению живых организмов, как правило, связана с «нарушением» их состояния существования. Исследования, проведенные в кругах, как представляется, указывают на то, что вариации происходят в достаточном количестве по естественным причинам, поэтому без вмешательства «тревожных» факторов это привело его к переделке некоторых частей его теории естественного отбора. по этой причине, провести эксперименты по географическому распределению организмов в Природе.
По преобладающим методам исследования можно выделить описательную (например, морфологию), экспериментальную (например, физиологию) и теоретическую биологию.
Выявление и объяснение закономерностей строения, функционирования и развития живой природы на различных уровнях ее организации является задачей общей биологии . К ней относят биохимию, молекулярную биологию, цитологию, эмбриологию, генетику, экологию, эволюционное учение и антропологию. Эволюционное учение изучает причины, движущие силы, механизмы и общие закономерности эволюции живых организмов. Одним из его разделов является палеонтология - наука, предметом которой являются ископаемые останки живых организмов. Антропология - раздел общей биологии, наука о происхождении и развитии человека как биологического вида, а также разнообразии популяций современного человека и закономерностях их взаимодействия.
Лайелл и другие ученые были убеждены, что протяженные части земной коры были подвергнуты возвышению или опусканию по отношению к уровням моря и что виды расширили или сократили их географическое распределение во время этих изменений. Он оценил движение океанских течений и испытал степень сохранения семян и орехов в соленой воде. После этого он все больше ощущал ощущение, что другие натуралисты были слишком готовы представить большие изменения в земной коре, чтобы оправдать географическое распределение одного или двух видов и, следовательно, недооценивали способность организма перемещаться по всему земному шару.
Прикладные аспекты биологии отнесены к сфере биотехнологии, селекции и других быстроразвивающихся наук. Биотехнологией называют биологическую науку, изучающую использование живых организмов и биологических процессов в производстве. Она широко применяется в пищевой (хлебопечение, сыроделие, пивоварение и др.) и фармацевтической промышленностях (получение антибиотиков, витаминов), для очистки вод и т. п. Селекция - наука о методах создания пород домашних животных, сортов культурных растений и штаммов микроорганизмов с нужными человеку свойствами. Под селекцией понимают и сам процесс изменения живых организмов, осуществляемый человеком для своих потребностей.
Эта способность рассеиваться естественным образом, не требуя геологических изменений, помогла отвлечь его мысли от модели эволюционного изменения из-за сочетания геологических и биологических факторов, которые он предложил в Дарвине, начал длинное статистическое исследование, основанное на сборнике иллюстрированных каталогов растения, отсортированные по географическим районам; он надеялся подтвердить тот факт, что сорта чаще встречались у видов более крупных родов и обладали более широкой зоной распространения, то есть те, которые можно было бы считать «выигрышными» в борьбе за выживание и, следовательно, более эффективным с эволюционной точки зрения.
Прогресс биологии тесно связан с успехами других естественных и точных наук, таких как физика, химия, математика, информатика и др. Например, микроскопирование, ультразвуковые исследования (УЗИ), томография и другие методы биологии основываются на физических закономерностях, а изучение структуры биологических молекул и процессов, происходящих в живых системах, было бы невозможным без применения химических и физических методов. Применение математических методов позволяет, с одной стороны, выявить наличие закономерной связи между объектами или явлениями, подтвердить достоверность полученных результатов, а с другой - смоделировать явление или процесс. В последнее время все большее значение в биологии приобретают компьютерные методы, например моделирование. На стыке биологии и других наук возник целый ряд новых наук, таких как биофизика, биохимия, бионика и др.
По его рассуждениям эти жанры представляли собой наиболее вероятные изменения и, следовательно, более подготовленные к использованию новых преимуществ и позиции в борьбе за выживание. Это изменение перспективы в отношении его предыдущих позиций вынудило его более внимательно рассмотреть то, что он начал называть эволюцией «симпатичным», другими словами, о том, как очень близкие разновидности одного и того же виды, живущие в одной окружающей среде, могут отличаться друг от друга, пока они не будут классифицированы как разные виды.
В течение этого периода исследования он сформулировал так называемый «принцип расхождения», последнее существенное изменение, внесенное в первоначальную эволюционную схему, разработанную в Дарвине, придает большое значение этой концепции. У него всегда было хорошее чувство многообразия жизни: например, тот факт, что было максимальное число людей, которых территория могла поддерживать, и что разнообразные организмы могли возникнуть из новых экологических ниш, что в конечном итоге способствовало увеличению числа и разнообразия видов.
Достижения биологии
Наиболее важными событиями в области биологии, повлиявшими на весь ход ее дальнейшего развития, являются: установление молекулярной структуры ДНК и ее роли в передаче информации в живой материи (Ф. Крик, Дж. Уотсон, М. Уилкинс); расшифровка генетического кода (Р. Холли, Х. Г. Корана, М. Ниренберг); открытие структуры гена и генетической регуляции синтеза белков (А. М. Львов, Ф. Жакоб, Ж. Л. Моно и др.); формулировка клеточной теории (М. Шлейден, Т. Шванн, Р. Вирхов, К. Бэр); исследование закономерностей наследственности и изменчивости (Г. Мендель, Х. де Фриз, Т. Морган и др.); формулировка принципов современной систематики (К. Линней), эволюционной теории (Ч. Дарвин) и учения о биосфере (В. И. Вернадский).
Этот момент состоит в том, что Дарвин признал необходимость дать официальное выражение своей более ранней гипотезе о диверсификации. В сущности, он начал задаваться вопросом, как естественный отбор может привести к метафорическому «дереву» жизни. Сначала он предположил, что расхождение это произойдет в то время, когда подобные виды остаются изолированными для одного причины или для другого, без какой-либо возможности связаться друг с другом. Теперь стало интересно, насколько благоприятные колебания могут сохраниться у тех побеждающих видов, которые были частью многочисленных и сложных популяций, распространенных в обширных континентальных регионах.
Значимость открытий последних десятилетий еще предстоит оценить, однако наиболее крупными достижениями биологии были признаны: расшифровка генома человека и других организмов, определение механизмов контроля потока генетической информации в клетке и формирующемся организме, механизмов регуляции деления и гибели клеток, клонирование млекопитающих, а также открытие возбудителей «коровьего бешенства» (прионов).
Принцип дивергенции дал ему ответ. Он рассматривал диверсификацию видов в результате разделения труда, полагая, что естественный отбор будет способствовать выживанию сортов, которые были в большей степени отличны от первоначальной формы. Эта аналогия имела явное производственное впечатление, поскольку было логично ожидать в течение десятилетия, характеризующегося процессом специализации рабочей силы, из которых линии обработки фарфоровых отраслей Веджвуда предлагали Дарвину конкретный пример. В этом случае, однако, это имело более прямое происхождение в теориях французского зоолога Анри Милна-Эдвардса, цитируемого Дарвином, о физиологическом разделении органов кишечника.
Работы по программе «Геном человека», которые проводились одновременно в нескольких странах и были завершены в начале нынешнего века, привели нас к пониманию того, что у человека имеется около 25–30 тыс. генов, но информация с большей части нашей ДНК не считывается никогда, так как в ней содержится огромное количество участков и генов, кодирующих признаки, утратившие значение для человека (хвост, оволосение тела и др.). Кроме того, был расшифрован ряд генов, отвечающих за развитие наследственных заболеваний, а также геновмишеней лекарственных препаратов. Однако практическое применение результатов, полученных в ходе реализации данной программы, откладывается до тех пор, пока не будут расшифрованы геномы значительного количества людей, и тогда станет понятно, в чем же все-таки их различие. Эти цели поставлены перед целым рядом ведущих лабораторий всего мира, работающих над реализацией программы «ENCODE».
Другими словами, в перенаселенной среде борьба за выживание благоприятствовала бы вариантам, которые могли бы лучше использовать новые возможности. Лайелл попросил проект, с которым, между тем, он был в тесной дружбе. Уоллеса, который делал серию наблюдений в Юго-Восточной Азии. Лайелл предупредил своего друга против возможности быть избитым вовремя, но Дарвин, который, по-видимому, не чувствовал угрозы, похвалил Статья Уоллеса, с которой он имел случайные отношения с журналистом. Хаксли, его гостей за в выходные в Доме Хаус, его доме в Кенте.
Биологические исследования являются фундаментом медицины, фармации, широко используются в сельском и лесном хозяйстве, пищевой промышленности и других отраслях человеческой деятельности.
Хорошо известно, что только «зеленая революция» 1950-х годов позволила хотя бы частично решить проблему обеспечения быстро растущего населения Земли продуктами питания, а животноводство - кормами за счет внедрения новых сортов растений и прогрессивных технологий их выращивания. В связи с тем, что генетически запрограммированные свойства сельскохозяйственных культур уже почти исчерпаны, дальнейшее решение продовольственной проблемы связывают с широким введением в производство генетически модифицированных организмов.
Аспект его теории был четко очерчен: Дарвин отказался от идеи, что различные виды прекрасно адаптированы к окружающей их среде до тех пор, пока условия окружающей среды не останутся неизменными; он вместо этого думал, что новые варианты имеют определенную степень несовершенства и поэтому были вынуждены вести постоянную борьбу за выживание. В неполной рукописи было около 1000 слов. Причины и последствия этого двойного объявления противоречивы. Дарвин не собирался представлять компендиум своей теории, а только видеть признанный приоритет.
Поэтому выбор песен был предназначен для доказательства доказательств того, что он был вовлечен в эту тему за многие годы до получения письма Уоллеса и что то, что он написал в этом отношении, было прочитано другими; были включены, например, фрагменты Манускрипта естественной селекции, которые все еще находятся в процессе составления. Уоллес, со своей стороны, оставался неясным как в публичном заявлении, так и в том, что Дарвин предложил свою теорию эволюции, пока он он получил письмо в Малайзии через три месяца после собрания Линнея.
Производство многих продуктов питания, таких как сыры, йогурты, колбасы, хлебобулочные изделия и др., также невозможно без использования бактерий и грибов, что является предметом биотехнологии.
Познание природы возбудителей, процессов течения многих заболеваний, механизмов иммунитета, закономерностей наследственности и изменчивости позволили существенно снизить смертность и даже полностью искоренить ряд болезней, таких, например, как черная оспа. С помощью новейших достижений биологической науки решается и проблема репродукции человека.
Обстоятельства этого заявления были в центре широкомасштабных исторических дебатов, вызванных прежде всего подозрением, что Дарвин мог подойти к идеям Уоллеса и что, вероятно, по мнению некоторых, он мог бы получить письмо Уоллеса много дней или даже недель до консультируйтесь с Лайелем Эпизод также поднимает этические проблемы в области науки и порождает подозрение, что члены научной элиты, столкнувшиеся с претензиями неизвестного характера, не обладающие верительными грамотами и прочным социальным положением, увеличили в четыре раза вокруг одного из них, поддерживая его претензии на «интеллектуальную собственность» новой теории.
Значительная часть современных лекарственных препаратов производится на основе природного сырья, а также благодаря успехам генной инженерии, как, например, инсулин, столь необходимый больным сахарным диабетом, в основном синтезируется бактериями, которым перенесен соответствующий ген.
Не менее значимы биологические исследования для сохранения окружающей среды и разнообразия живых организмов, угроза исчезновения которых ставит под сомнение существование человечества.
Наибольшее значение среди достижений биологии имеет тот факт, что они лежат даже в основе построения нейронных сетей и генетического кода в компьютерных технологиях, а также широко используются в архитектуре и других отраслях. Вне всякого сомнения, наступивший XXI век является веком биологии.
Методы познания живой природы
Как и любая другая наука, биология имеет свой арсенал методов. Помимо научного метода познания, применяемого в других отраслях, в биологии широко используются такие методы, как исторический, сравнительно-описательный и др.
Научный метод познания включает в себя наблюдение, формулировку гипотез, эксперимент, моделирование, анализ результатов и выведение общих закономерностей.
Наблюдение - это целенаправленное восприятие объектов и явлений с помощью органов чувств или приборов, обусловленное задачей деятельности. Основным условием научного наблюдения является его объективность, т. е. возможность проверки полученных данных путем повторного наблюдения или применения иных методов исследования, например эксперимента. Полученные в результате наблюдения факты называются данными . Они могут быть как качественными (описывающими запах, вкус, цвет, форму и т. д.), так и количественными , причем количественные данные являются более точными, чем качественные.
На основе данных наблюдений формулируется гипотеза - предположительное суждение о закономерной связи явлений. Гипотеза подвергается проверке в серии экспериментов.Экспериментом называется научно поставленный опыт, наблюдение исследуемого явления в контролируемых условиях, позволяющих выявить характеристики данного объекта или явления. Высшей формой эксперимента является моделирование - исследование каких-либо явлений, процессов или систем объектов путем построения и изучения их моделей. По существу это одна из основных категорий теории познания: на идее моделирования базируется любой метод научного исследования - как теоретический, так и экспериментальный.
Результаты эксперимента и моделирования подвергаются тщательному анализу. Анализом называют метод научного исследования путем разложения предмета на составные части или мысленного расчленения объекта путем логической абстракции. Анализ неразрывно связан с синтезом. Синтез - это метод изучения предмета в его целостности, в единстве и взаимной связи его частей. В результате анализа и синтеза наиболее удачная гипотеза исследования становится рабочей гипотезой , и если она способна устоять при попытках ее опровержения и по-прежнему удачно предсказывает ранее необъясненные факты и взаимосвязи, то она может стать теорией.
Под теорией понимают такую форму научного знания, которая дает целостное представление о закономерностях и существенных связях действительности. Общее направление научного исследования состоит в достижении более высоких уровней предсказуемости. Если теорию не способны изменить никакие факты, а встречающиеся отклонения от нее регулярны и предсказуемы, то ее можно возвести в ранг закона - необходимого, существенного, устойчивого, повторяющегося отношения между явлениями в природе.
По мере увеличения совокупности знаний и совершенствования методов исследования гипотезы и прочно укоренившиеся теории могут оспариваться, видоизменяться и даже отвергаться, поскольку сами научные знания по своей природе динамичны и постоянно подвергаются критическому переосмыслению.
Исторический метод выявляет закономерности появления и развития организмов, становления их структуры и функции. В ряде случаев с помощью этого метода новую жизнь обретают гипотезы и теории, ранее считавшиеся ложными. Так, например, произошло с предположениями Ч. Дарвина о природе передачи сигналов по растению в ответ на воздействия окружающей среды.
Сравнительно-описательный метод предусматривает проведение анатомо-морфологического анализа объектов исследования. Он лежит в основе классификации организмов, выявления закономерностей возникновения и развития различных форм жизни.
Мониторинг - это система мероприятий по наблюдению, оценке и прогнозу изменения состояния исследуемого объекта, в частности биосферы.
Проведение наблюдений и экспериментов требует зачастую применения специального оборудования, такого как микроскопы, центрифуги, спектрофотометры и др.
Микроскопия широко применяется в зоологии, ботанике, анатомии человека, гистологии, цитологии, генетике, эмбриологии, палеонтологии, экологии и других разделах биологии. Она позволяет изучить тонкое строение объектов с использованием световых, электронных, рентгеновских и других типов микроскопов.
Организм - это целостная система, способная к самостоятельному существованию. По количеству клеток, входящих в состав организмов, их делят на одноклеточные и многоклеточные. Клеточный уровень организации у одноклеточных организмов (амебы обыкновенной, эвглены зеленой и др.) совпадает с организменным. В истории Земли был период, когда все организмы были представлены только одноклеточными формами, но они обеспечивали функционирование как биогеоценозов, так и биосферы в целом. Большинство многоклеточных организмов представлено совокупностью тканей и органов, в свою очередь также имеющих клеточное строение. Органы и ткани приспособлены для выполнения определенных функций. Элементарной единицей данного уровня является особь в ее индивидуальном развитии, или онтогенезе, поэтому организменный уровень также называют онтогенетическим . Элементарным явлением данного уровня являются изменения организма в его индивидуальном развитии.
Популяционно-видовой уровень
Популяция - это совокупность особей одного вида, свободно скрещивающихся между собой и проживающих обособленно от других таких же групп особей.
В популяциях происходит свободный обмен наследственной информацией и ее передача потомкам. Популяция является элементарной единицей популяционно-видового уровня, а элементарным явлением в данном случае являются эволюционные преобразования, например мутации и естественный отбор.
Биогеоценотический уровень
Биогеоценоз представляет собой исторически сложившееся сообщество популяций разных видов, взаимосвязанных между собой и окружающей средой обменом веществ и энергии.
Биогеоценозы являются элементарными системами, в которых осуществляется вещественноэнергетический круговорот, обусловленный жизнедеятельностью организмов. Сами биогеоценозы - это элементарные единицы данного уровня, тогда как элементарные явления - это потоки энергии и круговороты веществ в них. Биогеоценозы составляют биосферу и обусловливают все процессы, протекающие в ней.
Биосферный уровень
Биосфера - оболочка Земли, населенная живыми организмами и преобразуемая ими.
Биосфера является самым высоким уровнем организации жизни на планете. Эта оболочка охватывает нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхний слой литосферы. Биосфера, как и все другие биологические системы, динамична и активно преобразуется живыми существами. Она сама является элементарной единицей биосферного уровня, а в качестве элементарного явления рассматривают процессы круговорота веществ и энергии, происходящие при участии живых организмов.
Как уже было сказано выше, каждый из уровней организации живой материи вносит свою лепту в единый эволюционный процесс: в клетке не только воспроизводится заложенная наследственная информация, но и происходит ее изменение, что приводит к возникновению новых сочетаний признаков и свойств организма, в свою очередь подвергающихся действию естественного отбора на популяционно-видовом уровне и т. д.
Биологические системы
Биологические объекты различной степени сложности (клетки, организмы, популяции и виды, биогеоценозы и саму биосферу) рассматривают в настоящее время в качествебиологических систем.
Система - это единство структурных компонентов, взаимодействие которых порождает новые свойства по сравнению с их механической совокупностью. Так, организмы состоят из органов, органы образованы тканями, а ткани формируют клетки.
Характерными чертами биологических систем являются их целостность, уровневый принцип организации, о чем говорилось выше, и открытость. Целостность биологических систем в значительной степени достигается за счет саморегуляции, функционирующей по принципу обратной связи.
К открытым системам относят системы, между которыми и окружающей средой происходит обмен веществ, энергии и информации, например, растения в процессе фотосинтеза улавливают солнечный свет и поглощают воду и углекислый газ, выделяя кислород.
Одним из основополагающих понятий в современной биологии является представление о том, что всем живым организмам присуще клеточное строение. Изучением строения клетки, ее жизнедеятельности и взаимодействия с окружающей средой занимается наукацитология , в настоящее время чаще именуемая клеточной биологией. Своему появлению цитология обязана формулировке клеточной теории (1838–1839 гг., М. Шлейден, Т. Шванн, дополнена в 1855 г. Р. Вирховым).
Клеточная теория является обобщенным представлением о строении и функциях клеток как единиц живого, об их размножении и роли в формировании многоклеточных организмов.
Основные положения клеточной теории:
Клетка - единица строения, жизнедеятельности, роста и развития живых организмов - вне клетки жизни нет. Клетка - единая система, состоящая из множества закономерно связанных друг с другом элементов, представляющих собой определенное целостное образование. Клетки всех организмов сходны по своему химическому составу, строению и функциям. Новые клетки образуются только в результате деления материнских клеток («клетка от клетки »). Клетки многоклеточных организмов образуют ткани, из тканей состоят органы. Жизнь организма в целом обусловлена взаимодействием составляющих его клеток. Клетки многоклеточных организмов имеют полный набор генов, но отличаются друг от друга тем, что у них работают различные группы генов, следствием чего является морфологическое и функциональное разнообразие клеток - дифференцировка.
Благодаря созданию клеточной теории стало понятно, что клетка является мельчайшей единицей жизни, элементарной живой системой, которой присущи все признаки и свойства живого. Формулировка клеточной теории стала важнейшей предпосылкой развития воззрений на наследственность и изменчивость, так как выявление их природы и присущих им закономерностей неизбежно наводило на мысль об универсальности строения живых организмов. Выявление единства химического состава и плана строения клеток послужило толчком и для развития представлений о происхождении живых организмов и их эволюции. Кроме того, происхождение многоклеточных организмов из единственной клетки в процессе эмбрионального развития стало догмой современной эмбриологии.
В живых организмах встречается около 80 химических элементов, однако только для 27 из этих элементов установлены их функции в клетке и организме. Остальные элементы присутствуют в незначительных количествах, и, по-видимому, попадают в организм с пищей, водой и воздухом. Содержание химических элементов в организме существенно различается. В зависимости от концентрации их делят на макроэлементы и микроэлементы.
Концентрация каждого из макроэлементов в организме превышает 0,01 %, а их суммарное содержание - 99 %. К макроэлементам относят кислород, углерод, водород, азот, фосфор, серу, калий, кальций, натрий, хлор, магний и железо. Первые четыре из перечисленных элементов (кислород, углерод, водород и азот) называют такжеорганогенными , поскольку они входят в состав основных органических соединений. Фосфор и сера также являются компонентами ряда органических веществ, например белков и нуклеиновых кислот. Фосфор необходим для формирования костей и зубов.
Без оставшихся макроэлементов невозможно нормальное функционирование организма. Так, калий, натрий и хлор участвуют в процессах возбуждения клеток. Калий также необходим для работы многих ферментов и удержания воды в клетке. Кальций входит в состав клеточных стенок растений, костей, зубов и раковин моллюсков и требуется для сокращения мышечных клеток, а также для внутриклеточного движения. Магний является компонентом хлорофилла - пигмента, обеспечивающего протекание фотосинтеза. Он также принимает участие в биосинтезе белка. Железо, помимо того, что оно входит в состав гемоглобина, переносящего кислород в крови, необходимо для протекания процессов дыхания и фотосинтеза, а также для функционирования многих ферментов.
Микроэлементы содержатся в организме в концентрациях менее 0,01 %, а их суммарная концентрация в клетке не достигает и 0,1 %. К микроэлементам относятся цинк, медь, марганец, кобальт, йод, фтор и др. Цинк входит в состав молекулы гормона поджелудочной железы - инсулина, медь требуется для процессов фотосинтеза и дыхания. Кобальт является компонентом витамина В12, отсутствие которого приводит к анемии. Йод необходим для синтеза гормонов щитовидной железы, обеспечивающих нормальное протекание обмена веществ, а фтор связан с формированием эмали зубов.
Как недостаток, так и избыток или нарушение обмена макро- и микроэлементов приводят к развитию различных заболеваний. В частности, недостаток кальция и фосфора вызывает рахит, нехватка азота - тяжелую белковую недостаточность, дефицит железа - анемию, а отсутствие йода - нарушение образования гормонов щитовидной железы и снижение интенсивности обмена веществ. Уменьшение поступления фтора с водой и пищей в значительной степени обусловливает нарушение обновления эмали зубов и, как следствие, предрасположенность к кариесу. Свинец токсичен почти для всех организмов. Его избыток вызывает необратимые повреждения головного мозга и центральной нервной системы, что проявляется потерей зрения и слуха, бессонницей, почечной недостаточностью, судорогами, а также может привести к параличу и такому заболеванию, как рак. Острое отравление свинцом сопровождается внезапными галлюцинациями и заканчивается комой и смертью.
Недостаток макро- и микроэлементов можно компенсировать путем увеличения их содержания в пище и питьевой воде, а также за счет приема лекарственных препаратов. Так, йод содержится в морепродуктах и йодированной соли, кальций - в яичной скорлупе и т. п.
Клетки растений
Растения относятся к эукариотическим организмам, следовательно, их клетки обязательно содержат ядро хотя бы на одном из этапов развития. Также в цитоплазме растительных клеток имеются разнообразные органоиды, однако их отличительным свойством является наличие пластид, в частности хлоропластов, а также крупных вакуолей, наполненных клеточным соком. Основное запасающее вещество растений - крахмал - откладывается в виде зерен в цитоплазме, особенно в запасающих органах. Еще одним существенным признаком растительных клеток является наличие целлюлозных клеточных оболочек. Следует отметить, что у растений клетками принято называть и образования, живое содержимое которых отмерло, а клеточные стенки остались. Нередко эти клеточные стенки пропитываются лигнином в процессе одревеснения, или суберином при опробковении.
Ткани растений
В отличие от животных, у растений клетки склеены углеводной срединной пластинкой, между ними также могут быть межклетники, заполненные воздухом. В течение жизни ткани могут изменять свои функции, например, клетки ксилемы вначале выполняют проводящую функцию, а затем - опорную. У растений насчитывают до 20–30 типов тканей, объединяющих около 80 видов клеток. Ткани растений делят на образовательные и постоянные.
Образовательные , или меристематические, ткани принимают участие в процессах роста растения. Они расположены на верхушках побегов и корней, в основаниях междоузлий, образуют слой камбия между лубом и древесиной в стебле, а также подстилают пробку в одревесневших побегах. Постоянное деление этих клеток поддерживает процесс неограниченного роста растений: образовательные ткани верхушек побега и корня, а у некоторых растений - и междоузлий обеспечивают рост растений в длину, а камбий - в толщину. При повреждении растения из клеток, оказавшихся на поверхности, формируются раневые образовательные ткани, которые заполняют возникшие промежутки.
Постоянные ткани растений специализируются на выполнении определенных функций, что отражается на их строении. Они неспособны к делению, однако при определенных условиях могут вновь приобретать эту способность (за исключением мертвых тканей). К постоянным тканям относятся покровные, механические, проводящие и основные.
Покровные ткани растений защищают их от испарения, механических и термических повреждений, проникновения микроорганизмов, обеспечивают обмен веществ с окружающей средой. К покровным тканям относятся кожица и пробка.
Кожица , или эпидерма , - это однослойная ткань, лишенная хлоропластов. Кожица покрывает листья, молодые побеги, цветки и плоды. Она пронизана устьицами и может нести различные волоски и железки. Сверху кожица покрыта кутикулой из жироподобных веществ, которая защищает растения от избыточного испарения. Для этого же предназначены и некоторые волоски на ее поверхности, тогда как железки и железистые волоски могут выделять различные секреты, в том числе воду, соли, нектар и др.
Устьица - это специальные образования, через которые происходит испарение воды -транспирация . В устьицах замыкающие клетки окружают устьичную щель, под ними располагается свободное пространство. Замыкающие клетки устьиц чаще всего имеют бобовидную форму, в них встречаются хлоропласты и зерна крахмала. Внутренние стенки замыкающих клеток устьиц утолщены. Если замыкающие клетки насыщены водой, то внутренние стенки растягиваются и устьице открывается. Насыщение водой замыкающих клеток связано с активным транспортом в них ионов калия и других осмотически активных веществ, а также накоплением растворимых углеводов в процессе фотосинтеза. Через устьица происходит не только испарение воды, но и газообмен в целом - поступление и удаление кислорода и углекислого газа, которые проникают далее по межклетникам и потребляются клетками в процессе фотосинтеза, дыхания и т. д.
Клетки пробки , которая в основном покрывает одревесневшие побеги, пропитываются жироподобным веществом суберином, что, с одной стороны, вызывает гибель клеток, а с другой - пред отвращает испарение с поверхности растения, обеспечивая тем самым термическую и механическую защиту. В пробке, как и в кожице, имеются специальные образования для проветривания - чечевички . Клетки пробки образуются в результате деления пробкового камбия, подстилающего ее.
Механические ткани растений выполняют опорную и защитную функции. К ним относят колленхиму и склеренхиму. Колленхима - это живая механическая ткань, имеющая удлиненные клетки с утолщенными целлюлозными стенками. Она характерна для молодых, растущих органов растений - стеблей, листьев, плодов и т. д. Склеренхима - это мертвая механическая ткань, живое содержимое клеток которой отмирает вследствие одревеснения клеточных стенок. По сути дела, от клеток склеренхимы остаются только утолщенные и одревесневшие клеточные стенки, что как нельзя лучше способствует выполнению ими соответствующих функций. Клетки механической ткани чаще всего вытянуты в длину и называются волокнами. Они сопровождают клетки проводящей ткани в составе луба и древесины. Одиночные или собранные в группыкаменистые клетки склеренхимы округлой или звездчатой формы обнаруживаются в незрелых плодах груши, боярышника и рябины, в листьях кувшинки и чая.
По проводящей ткани осуществляется транспорт веществ по телу растения. Существует два вида проводящей ткани: ксилема и флоэма. В состав ксилемы , или древесины , входят проводящие элементы, механические волокна и клетки основной ткани. Живое содержимое клеток проводящих элементов ксилемы - сосудов и трахеид - рано отмирает, от них остаются только одревесневшие клеточные стенки, как и в склеренхиме. Функцией ксилемы является восходящий транспорт воды и растворенных в ней минеральных солей от корня к побегу. Флоэма , или луб , также является сложной тканью, поскольку образована проводящими элементами, механическими волокнами и клетками основной ткани. Клетки проводящих элементов - ситовидных трубок - живые, однако в них исчезают ядра, а цитоплазма смешивается с клеточным соком для облегчения транспорта веществ. Клетки располагаются одна над другой, клеточные стенки между ними имеют многочисленные отверстия, что делает их похожими на сито, из-за чего клетки называют ситовидными . По флоэме транспортируются вода и растворенные в ней органические вещества из надземной части растения в корень и другие органы растения. Загрузку и разгрузку ситовидных трубок обеспечивают прилегающие к ним клетки-спутницы. Основная ткань не только заполняет промежутки между другими тканями, но и выполняет питательную, выделительную и другие функции. Питательную функцию выполняют фотосинтезирующие и запасающие клетки. Большей частью это паренхимные клетки , т. е. они имеют почти одинаковые линейные размеры: длину, ширину и высоту. Основные ткани расположены в листьях, молодых стеблях, плодах, семенах и других запасающих органах. Некоторые виды основной ткани способны выполнять всасывающую функцию, как, например, клетки волосконосного слоя корня. Выделение осуществляют разнообразные волоски, железки, нектарники, смоляные ходы и вместилища. Особое место среди основных тканей принадлежит млечникам, в клеточном соке которых накапливаются каучук, гутта и др. вещества. У водных растений возможно разрастание межклетников основной ткани, вследствие чего образуются крупные полости, с помощью которых осуществляется проветривание.
Органы растений
Вегетативные и генеративные органы
В отличие от животных, тело растений расчленено на небольшое количество органов. Они делятся на вегетативные и генеративные. Вегетативные органы поддерживают жизнедеятельность организма, но не участвуют в процессе полового размножения, тогда как генеративные органы выполняют именно эту функцию. К вегетативным органам относят корень и побег, а к генеративным (у цветковых) - цветок, семя и плод.
Корень
Корень - это подземный вегетативный орган, выполняющий функции почвенного питания, закрепления растения в почве, транспорта и запасания веществ, а также вегетативного размножения.
Морфология корня. Корень имеет четыре зоны: роста, всасывания, проведения и корневой чехлик. Корневой чехлик защищает клетки зоны роста от повреждения и облегчает продвижение корня среди твердых частиц почвы. Он представлен крупными клетками, способными со временем ослизняться и отмирать, что облегчает рост корня.
Зона роста состоит из клеток, способных к делению. Часть из них после деления увеличивается в размерах в результате растяжения и начинает выполнять присущие им функции. Иногда зону роста подразделяют на две зоны: деления и растяжения.
В зоне всасывания расположены клетки корневых волосков, выполняющие функцию всасывания воды и минеральных веществ. Клетки корневых волосков живут недолго, слущиваясь через 7–10 дней после образования.
В зоне проведения , или боковых корней , вещества транспортируются из корня в побег, а также происходит ветвление корня, т. е. образование боковых корней, что способствует заякориванию растения. Кроме того, в данной зоне возможно запасание веществ и закладывание почек, с помощью которых может происходить вегетативное размножение.
Внутреннее строение корня. На поперечном срезе в зоне всасывания корня видны покровна
М.: 2016. - 168 с.
Данное пособие предназначено для подготовки учащихся
9 классов к государственной итоговой аттестации - основному государственному
экзамену (ОГЭ) по Биологии. Издание включает типовые задания по всем
содержательным линиям экзаменационной работы, а также примерные варианты в
формате ОГЭ 2016 года. Пособие поможет школьникам проверить свои знания и умения
но предмету, а учителям -оценить степень достижения требований образовательных
стандартов отдельными учащимися и обеспечить их целенаправленную подготовку к
экзамену.
Формат: pdf
Размер: 6,5 Мб
Смотреть, скачать: drive.google
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 3
Рекомендации для учащихся по подготовке к экзамену 4
Как работать с учебными материалами 4
Виды заданий, встречающиеся в проверочных, контрольных, экзаменационных
работах 6
ТРЕНИРОВОЧНЫЕ ЗАДАНИЯ 13
1. БИОЛОГИЯ - НАУКА О ЖИВОЙ ПРИРОДЕ 13
1.1. Биология как наука 13
2. ПРИЗНАКИ ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ 16
2.1. Клетка - единица строения, жизнедеятельности, роста и развития
организма 16
2.2. Одноклеточные и многоклеточные организмы 19
3. СИСТЕМА, МНОГООБРАЗИЕ И ЭВОЛЮЦИЯ ЖИВОЙ ПРИРОДЫ 23
3.1. Систематика царства Бактерии, Грибы 23
3.2. Царство Растения 27
3.3. Царство Животные 33
3.4. Эволюция органического мира 37
4. ЧЕЛОВЕК И ЕГО ЗДОРОВЬЕ 40
4.1. Место человека в системе органического мира. Размножение и
развитие организма человека 40
4.2. Питание человека 41
4.3. Дыхание человека 43
4.4. Внутренняя среда организма. Иммунитет 45
4.5. Кровеносная и лимфатическая системы 47
4.6. Обмен веществ и превращение энергии в организме человека.
Выделение. Покровы тела 50
4.7. Опора и движение 5?
4.8. Нейрогуморальная регуляция процессов жизнедеятельности организма
человека 55
4.9. Органы чувств, их роль в жизни человека 58
4.10. Психология и поведение человека 60
4.11. Санитарно-гигиенические нормы и правила здорового образа жизни.
Факторы риска. Профилактика. Первая доврачебная помощь пострадавшему
человеку 62
5. ВЗАИМОСВЯЗИ ОРГАНИЗМОВ И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ 65
5.1. Экологические факторы 65
5.2. Экосистемы 66
5.3. Биосфера 67
ТИПЫ ЗАДАНИЙ БАЗОВОГО УРОВНЯ 68
Задания с выбором трех верных ответов из шести 68
Задания на установление соответствия объектов, процессов, явлений
природы 70
Задания на установление правильной последовательности биологических
процессов и явлений 71
Задания на включение в текст пропущенных терминов из предложенного
перечня 72
Примеры практических заданий 75
ЗАДАНИЯ СО СВОБОДНЫМ ОТВЕТОМ 77
ПРИМЕРНЫЕ ВАРИАНТЫ ОГЭ 2016 83
Вариант с комментариями 83
Вариант 1 94
Вариант 2 102
Вариант 3 110
Вариант 4 118
Вариант 5 127
Вариант 6 136
ОТВЕТЫ 145
ОТВЕТЫ К ЗАДАНИЯМ 145
ОТВЕТЫ К ВАРИАНТАМ 157
Уважаемые школьники! Эта книга представляет собой учебное пособие, предназначенное для самостоятельной подготовки к Государственной итоговой аттестации - основному государственному экзамену (ОГЭ) по биологии. Мы надеемся, что вы выбрали этот предмет для сдачи экзамена не потому, что он показался вам легким по сравнению с остальными предметами. Если это так, то вы основательно заблуждаетесь. Экзамен по биологии имеет смысл сдавать только в том случае, если вы интересуетесь предметом и хотите заниматься им дальше. Тогда наша книга поможет вам подготовиться к этому серьезному шагу в вашей школьной жизни.
