Текст книги "Биология. Живой организм. 6 класс"

4. Деление клетки

Деление – это важнейшее свойство клеток, без него были бы невозможны рост и развитие многоклеточных организмов, замена и восстановление отдельных клеток, тканей или даже целых органов. Вспомните, как отрастает у ящерицы хвост, который она отбросила, спасаясь от хищника, или как зарастает ранка на вашей коже после пореза. Деление клеток лежит и в основе размножения организмов.

Различают два основных типа деления – митоз (от греческого «митос» – нить) и мейоз (от греческого «мейозис» – уменьшение). В результате митоза из одной материнской клетки образуются две дочерние. При этом число хромосом в обеих дочерних клетках такое же, как и в материнской клетке, т. е. дочерние и материнская клетки одинаковы.

В результате мейоза образуются не две, а четыре клетки, каждая из которых имеет вдвое меньшее по сравнению с материнской клеткой количество хромосом.

Важную роль в процессе деления клеток выполняют хромосомы: именно они обеспечивают передачу наследственной информации от поколения к поколению.

Митоз

В период между делениями (а он у клеток растений и животных может продолжаться до 20 часов) клетка растет и готовится к новому делению. В это время в ней образуется много белков, важнейшие органоиды удваиваются. Удваиваются и хромосомы: теперь каждая состоит из двух дочерних хромосом, или хроматид. Различают четыре последовательные фазы митоза; их общая продолжительность разная у разных организмов, в большей степени она зависит от внешних условий, в частности от температуры. Вот как протекает митоз в животной клетке.

1. Центриоли расходятся к полюсам клетки; появляются веретена деления; хромосомы хорошо заметны, видно, что они двойные; ядерная оболочка растворяется, ядрышко исчезает.

2. Хромосомы располагаются по экватору клетки, прикрепляются к нитям веретена деления.

3. Хроматиды (дочерние хромосомы) благодаря веретенам деления расходятся к полюсам клетки.

4. Веретена деления исчезают; образуются ядерные оболочки вокруг разошедшихся хромосом; делится цитоплазма; оформляются дочерние клетки.

Мейоз в клетке животного организма

Мейоз состоит из двух последовательных делений, но удвоение хромосом происходит только один раз, перед первым делением. Поэтому образовавшиеся клетки содержат половинный по сравнению с исходной клеткой набор хромосом (n).

I деление

Перед первым делением происходит удвоение хромосом

1. Хромосомы хорошо заметны. Гомологичные хромосомы образуют пары, тесно прилегая друг к другу и перекручиваясь по всей длине.

Каждая хромосома состоит из двух хроматид.

Гомологичные хромосомы обмениваются между собой участками и разделяются.

2. Пары гомологичных хромосом выстраиваются по экватору.

3. Гомологичные хромосомы, состоящие из двух хроматид, расходятся к полюсам. Расхождение каждой пары происходит независимо от хромосом других пар.

4. Образуются дочерние клетки с уменьшенным вдвое числом хромосом, каждая из которых состоит из двух хроматид.

II деление

Удвоения хромосом не происходит

1. Хромосомы видны, ядерная оболочка разрушается. Ядрышко исчезает. Образуются веретена деления.

2. Хромосомы выстраиваются по экватору, прикрепляются к нитям веретена.

3. Хроматиды хромосом в обеих дочерних клетках расходятся к полюсам.

4. Образуются четыре клетки с одинарным набором хромосом. Из этих клеток формируются половые клетки.

При слиянии половых клеток число хромосом во вновь образовавшейся клетке восстанавливается.

Хромосомы расходятся к полюсам клетки

Проверьте свои знания

1. Какова роль деления клеток в жизни организмов?

2. Назовите основные типы деления клеток.

3. Что такое митоз?

4. Что происходит в клетке перед делением?

5. Где находятся хромосомы?

6. Что такое хроматида?

7. Что такое мейоз?

8. Чем митоз отличается от мейоза?

9. Сколько клеток образуется в результате митоза и мейоза?

10. Выполните задание № 18 на с. 13 (Рабочая тетрадь).

11. Выберите правильный ответ. Тест на с. 37–38, вариант 1 (Тестовые задания).

Подумайте

Какова биологическая роль митоза и мейоза?

• Работа с компьютером

• Обратитесь к диску. Изучите материал урока и выполните предложенные задания.

Интернет-ссылка: http://molbiol.ru/pictures/list_biochem.html (Метафаза митоза).

Деление клетки лежит в основе роста, размножения и индивидуального развития организмов. Мейоз связан с размножением, в результате его образуются клетки с одинарным набором хромосом: у животных – половые клетки, а у растений – споры. Митоз обеспечивает постоянное количество хромосом во всех клетках организма. Клетки, возникающие в результате митоза, имеют двойной набор хромосом.

5. Ткани растений и животных

Вы уже знаете, что все живые организмы по своему строению делят на две большие группы – одноклеточные и многоклеточные. Тела одноклеточных организмов состоят из одной-единственной клетки, в которой протекают все процессы жизнедеятельности.

Иначе обстоит дело у многоклеточных организмов. Их тела состоят из множества различных клеток. Так, в организме человека более 100 триллионов клеток. Каждая клетка многоклеточного организма имеет свою «специальность», т. е. выполняет строго определенную функцию – работу. Одни служат опорой тела, другие обеспечивают передвижение веществ, пищеварение, размножение организма и многие другие функции.

Группа клеток, сходных по размерам, строению и выполняемым функциям, образует ткань. Клетки одной ткани соединены между собой межклеточным веществом.

Давайте заглянем внутрь растения и посмотрим, как устроены его ткани.

Вот перед нами кончики корня и побега. Они образованы мелкими, постоянно делящимися клетками с крупными ядрами, в их цитоплазме совсем нет вакуолей. Это образовательная ткань, деление ее клеток обеспечивает рост растения. Из нее, например, целиком состоит зародыш растения.

Защищают растения от неблагоприятных воздействий, от повреждений покровные ткани. Они образованы как живыми, так и мертвыми клетками. Толстые и прочные оболочки мертвых клеток не пропускают ни воду, ни воздух. Они очень прочно соединены друг с другом. Такую покровную ткань называют пробкой. Она хорошо развита на стволах деревьев.

Из живых клеток состоит кожица – покровная ткань листьев и молодых стеблей.

Выполняют покровные ткани и другие функции: через специальные образования – устьица и чечевички – растения дышат, испаряют воду. Кожица листа выделяет воскообразное вещество, которое препятствует избыточному испарению воды с его поверхности в жаркую погоду.

Одноклеточные организмы

Животные клетки

Растительные клетки

Ткани растений

Опору растению и его органам придает механическая ткань. Клетки ее имеют утолщенные, одревесневшие оболочки, а живое содержимое в них часто отсутствует. Представление о прочности механической ткани вы можете получить, разбивая скорлупу грецкого ореха, косточку абрикоса – в них содержатся особые каменистые клетки. А в стебле опорную роль играют вытянутые клетки – механические волокна.

Вода, растворенные в ней минеральные и органические вещества передвигаются по проводящим тканям. Клетки проводящей ткани могут быть как живыми, так и мертвыми. Из живых клеток состоит луб, проводящий органические вещества. Из мертвых – древесина, проводящая воду с минеральными веществами. Клетки луба и древесины внешне напоминают трубочки. Тяжи этих тканей (проводящие пучки) идут по всему растению – от корня в стебель и листья.

Мякоть листьев и плодов, мягкие части цветка, главную массу коры и сердцевины стеблей, корня образует основная ткань. Ее функции очень разнообразны, но главная – образование и накопление питательных веществ. В клетках мякоти листа содержатся хлоропласты – органоиды, которые участвуют в образовании питательных веществ в процессе фотосинтеза.

Ткани животных

Теперь рассмотрим особенности строения тканей животных организмов. Различают четыре типа животных тканей – эпителиальную, соединительную, мышечную и нервную.

Наружную поверхность тела животных, а также полости внутренних органов, например ротовую полость, полость желудка, кишечника, выстилает эпителиальная ткань. Клетки ее очень плотно прилегают друг к другу, а межклеточное вещество почти отсутствует. Такое строение обеспечивает защиту нижележащих тканей от высыхания, проникновения микробов, механических повреждений. При повреждении эпителиальные клетки быстро замещаются новыми. Эпителиальная ткань участвует и в формировании желез – слюнных, потовых, поджелудочной, печени и других, которые образуют важные для организма вещества.

Опорную и защитную функцию в организме животных выполняет соединительная ткань. Она же в значительной степени определяет и форму их тела, может служить энергетическим депо и предохранять организм от потери тепла. К этому типу относятся костная ткань, хрящ, жировая ткань, кровь и другие. Несмотря на большое многообразие, все виды соединительной ткани объединяет одна особенность – наличие большого количества межклеточного вещества. Оно может быть плотным, как в костной ткани, рыхлым, как в тканях, заполняющих пространство между органами, и жидким, как в крови.

Важная особенность животных – их способность к передвижению. Движение большинства животных – результат сокращений мышц. Мышцы состоят из мышечной ткани. Различают гладкую и поперечнополосатую мышечные ткани. Их основное свойство – возбудимость и сократимость.

Клетки гладкой мышечной ткани одноядерные; они сокращаются очень медленно, но могут долго оставаться в сокращенном состоянии. Именно гладкие мышцы обеспечивают продолжительное смыкание створок раковин моллюсков, сужение и расширение кровеносных сосудов у человека.

Поперечнополосатая мышца состоит из многоядерных клеток, имеющих поперечнополосатую исчерченность, – отсюда и название ткани. Именно с их сокращениями связаны быстрые движения многочисленных членистоногих (насекомые, раки, пауки) и позвоночных. Вспомните стремительный полет стрекозы, ласточки, бег антилопы, гепарда!

Поперечнополосатая мышца может мгновенно сокращаться – в тысячу раз быстрее, чем гладкая.

Нервная ткань образует нервную систему животного. Ее основу составляют нервные клетки. Любая нервная клетка имеет тело и многочисленные отростки различной длины. Один из них обычно особенно длинный, он может достигать в длину от нескольких сантиметров до нескольких метров, как, например, у жирафа. Основные свойства нервной клетки – это возбудимость и проводимость.

Зародыш растения целиком состоит из образовательной ткани. По мере его развития большая ее часть преобразуется в другие виды тканей, но даже в самом старом дереве остается образовательная ткань: она сохраняется на верхушках всех побегов, во всех почках, на кончиках корней, в камбии – клетках, обеспечивающих рост дерева в толщину.

У зародышей всех позвоночных скелет состоит из хряща, который по мере развития заменяется костной тканью. Исключение составляют акулы и скаты – у них скелет остается хрящевым до конца жизни.

В мышечных тканях находится большое количество параллельно расположенных сократительных волокон. Именно их сокращение, при котором они становятся короче и толще, позволяет мышце производить механическую работу.

Проверьте свои знания

1. Что такое ткань?

2. Какие ткани животных организмов вы знаете?

3. Назовите особенности строения эпителиальной ткани.

4. Какие органы образованы соединительной тканью?

5. Что такое кровь?

6. Каковы основные свойства мышечной ткани?

7. Как устроены нервные клетки?

8. Какие типы тканей встречаются у растений?

9. В чем особенности строения образовательной ткани растительных организмов?

10. В каких частях растения находится образовательная ткань?

11. Какая ткань обеспечивает опору тела растения и его органов?

12. Назовите ткань, по которой в растениях передвигаются вода, минеральные соли и органические вещества.

13. Выполните задания № 22, 23 на с. 15 (Рабочая тетрадь).

14. Выберите правильный ответ. Тест на с. 44–46, вариант 1 (Тестовые задания).

Подумайте

1. Как особенности строения тканей связаны с выполняемыми ими функциями?

2. Какое значение для многоклеточного организма имеет специализация клеток?

Лабораторная работа

Выполните работу № 5 на с. 17–18 и № 6 на с. 19–20 (Лабораторные работы).

• Работа с компьютером

• Обратитесь к диску. Изучите материал урока и выполните предложенные задания.

Интернет-ссылка: http://nauka.relis.ru/08/0404/08404016.htm (Нервная ткань), http://botweb.uwsp.edu/Anatomy/ (Ткани растений).

Ткань – это группа клеток, сходных по размерам, строению и выполняемым функциям. Клетки тканей соединены между собой межклеточным веществом. В растениях различают образовательную, основную, покровную, механическую и проводящую ткани, у животных – эпителиальную, соединительную, мышечную и нервную ткани.

6. Органы цветковых растений

Тело многоклеточных организмов состоит из органов. Орган (от греческого «органон» – орудие, инструмент) – это часть тела, выполняющая определенные функции. Например, у позвоночных животных органы – это сердце, почки, легкие, желудок; у цветковых растений – побеги, корни, цветки, плоды с семенами. Каждый орган имеет определенное строение, форму и расположение в организме.

Рассмотрим особенности строения хорошо известного вам цветкового растения фиалки трехцветной. Цветковые – это самая многочисленная и распространенная на Земле группа зеленых растений (около 250 тыс. видов), имеющих цветки, из которых после отцветания образуются плоды с семенами.

Растение укрепляется в почве с помощью корня. Он, как якорь, прочно удерживает его. Многочисленные разветвления корня образуют корневую систему. В ней различают главный, боковые и придаточные корни. Корневые системы бывают стержневыми – с хорошо развитым главным корнем (люпин, фасоль, одуванчик) и мочковатыми – с недоразвитым или рано отмирающим главным корнем (рис, пшеница, лук). Мощная корневая система не только удерживает растение в почве, но и поглощает из нее воду и растворенные в ней питательные вещества. У некоторых растений, например у редиса, моркови, свеклы, из главного корня и основания побега образуются корнеплоды, которые служат местом запасания питательных веществ. У георгина питательные вещества откладываются в придаточных корнях, которые превращаются в корневые шишки.

Типы корневых систем

Виды корней

Растение – целостный организм

Некоторые тропические древесные растения, живущие на затопляемых морскими приливами побережьях, образуют дыхательные корни, растущие вертикально вверх. Эти корни, поднимаясь над водой или почвой, поглощают воздух и снабжают им подземные части растения. У других растений (например, у тропического баньяна) – корни-подпорки. Растения со слабым стеблем (например, плющ) с помощью корней-прицепок поднимаются вверх по стенам, стволам растений-соседей.

Кончик корня покрыт корневым чехликом, он защищает клетки зоны деления от механических повреждений. Клетки зоны деления постоянно делятся, давая начало всем клеткам корня. Над зоной деления находится зона роста. Ее клетки вытягиваются в длину, обеспечивая этим рост корня. Некоторые клетки еще продолжают делиться. В зоне всасывания клетки наружного слоя образуют выросты – корневые волоски. Они всасывают из почвы воду с растворенными в ней минеральными солями. Корневые волоски увеличивают всасывающую поверхность корня в сотни раз. В центре корня расположены проводящие ткани: древесина, по которой передвигается вода с растворенными в ней минеральными веществами, и луб, по которому перемещаются органические вещества.

Продольный срез корня

Кончик корня под микроскопом

Плющ

Корни-подпорки баньяна

Побег

Другим важным органом растения является побег. Он состоит из стебля, листьев и почек.

Стебель выносит листья к свету, на нем располагаются почки, развивающиеся из них боковые побеги, цветки и плоды. Он служит растению опорой, связывает между собой все его части; по нему передвигаются вода, минеральные и органические вещества. По характеру роста стебли бывают прямостоячими, вьющимися, ползучими, цепляющимися и т. д. Молодые однолетние стебли липы снаружи покрыты кожицей, которая со временем замещается мертвыми клетками пробки. Кожица и пробка – это покровные ткани. Под пробкой располагается кора. Ее внутренняя часть – это луб, по которому перемещаются органические вещества. Наряду с проводящими клетками в состав луба входят одревесневшие волокна, придающие стеблю прочность. Древесина – основная часть стебля, в ее состав входят сосуды и механические волокна. Между лубом и древесиной находится камбий – слой образовательной ткани, делящиеся клетки которой дают начало клеткам луба и древесины. В центре стебля расположена сердцевина, образованная клетками основной ткани, выполняющей функцию запасания питательных веществ.

Некоторые растения наряду с надземными имеют также подземные побеги, в которых откладываются запасные вещества. Это, например, клубни картофеля, корневище ириса.

Клубни картофеля

Корневище ириса

Многообразие побегов

Лист занимает на стебле боковое положение и обычно состоит из листовой пластинки, которая прикреплена к стеблю с помощью черешка. Листья, не имеющие черешка, называют сидячими. Нижнюю часть листа называют основанием. На нем у некоторых растений образуются прилистники. Однако не все растения имеют прилистники. Нет их, например, у сирени и ландыша, а у льна, элодеи, гвоздики нет черешков.

Различаются листья и числом листовых пластинок на черешке. Так, листья березы, липы имеют по одной листовой пластинке – это простые листья. У листьев рябины, акации, шиповника на черешке находится несколько листовых пластинок – это сложные листья.

В листе происходят сложные процессы дыхания, образования питательных веществ, испарения воды. У некоторых растений листья видоизменяются и выполняют несвойственные им функции: колючки кактуса, барбариса – защитную, усики гороха – опорную: они удерживают тонкий стебель растения в вертикальном положении.

Почка – это зачаточный побег. Различают листовые и цветочные почки. В листовых заключены зачатки будущего стебля и листьев, а в цветочных еще и зачатки цветка или цветков. Весной с наступлением тепла почки набухают, лопаются, и появляются молодые зеленые листья, бутоны цветков: начинается рост побега.

Внешнее строение листа

Распускающаяся почка каштана

Простые листья

Строение и многообразие цветков

Соцветия

Цветок у большинства растений – самая яркая и заметная его часть. Обычно он состоит из венчика, образованного лепестками – сросшимися (табак, незабудка) или раздельными (яблоня, вишня). У большинства растений венчик окружен чашелистиками, образующими чашечку. Она также может быть сростнолистной или раздельнолистной. Чашечка и венчик составляют двойной околоцветник. В простом околоцветнике все листочки одинаковые, как, например, у тюльпана. Цветки играют важную роль в размножении растений.

Главная часть цветка – пестик и окружающие его тычинки. Пестик располагается в центре цветка. Он состоит из завязи, столбика и рыльца. Из завязи после опыления и оплодотворения развиваются плод и семена. Тычинка состоит из тычиночной нити и пыльника, в котором образуется пыльца. Количество пестиков и тычинок в цветках разных растений различно, но тычинок всегда больше. Все части цветка располагаются на цветоложе, которое у большинства растений является расширенной частью цветоножки.

Цветки, содержащие как пестик, так и тычинки, называют обоеполыми. Такие цветки имеют яблоня, вишня, сирень. Цветки, содержащие только пестики или только тычинки, называют раздельнополыми. Растения, у которых раздельнополые цветки (тычиночные и пестичные) находятся на одном растении (огурец, тыква), называют однодомными, а если они расположены на разных растениях (ива, тополь), то такие растения называют двудомными.

Цветки на побеге редко расположены поодиночке, как, например, у тюльпана или нарцисса. Обычно они собраны в группы, как у клевера, груши, астры, кукурузы. Такую группу цветков называют соцветием.

Плоды растений, как и цветки, очень разнообразны. Они отличаются по форме и размерам, окраске, количеству семян и многим другим признакам. Стенка плода – околоплодник – образована разросшейся и видоизмененной стенкой завязи. Околоплодник может быть сухим и сочным, мясистым. Внутри завязи находятся семязачатки (семяпочки). Из них развиваются семена. Основная функция плода – это защита семян и их распространение.

Теперь давайте познакомимся со строением семени. С семени начинается жизнь любого цветкового растения – и такого маленького, как болотная ряска, и такого гиганта наших лесов, как дуб. Снаружи семя покрыто толстой семенной кожурой. Она защищает внутренние части семени от высыхания и механических повреждений.

Сухие плоды

Сочные плоды

Строение зерновки кукурузы

Строение семени фасоли

Под кожурой находится зародыш – маленькое будущее растеньице. Он состоит из зародышевого корешка, стебелька, почечки и семядолей. Семядоли – это первые листья зародыша. У всем вам известной фасоли их две, они хорошо развиты, в них сосредоточен запас питательных веществ. Растения, зародыши семян которых имеют две семядоли, называют двудольными. Это, например, помидоры, дуб, яблоня и многие другие. Но не у всех двудольных растений запас питательных веществ накапливается в семядолях. Большинство (мак, липа, сирень) имеют семена с эндоспермом (от греческого «эндо» – внутри, «сперма» – семя). Это особая запасающая ткань.

Растения, зародыш которых имеет только одну семядолю, называют однодольными. К ним относятся лук, ирис, рис, пшеница, пальмы, камыш, осока, орхидеи, в том числе и редкие виды наших лесов – любка, ятрышник, башмачок.

На рисунке с изображением семени кукурузы видно, что видоизмененная единственная семядоля – щиток – отделяет эндосперм от хорошо развитой почечки.

Корни и побеги называют вегетативными органами (от латинского «вегетативус» – растительный), а цветки, плоды и семена – репродуктивными (от латинского «репродуктио» – воспроизведение).

Проверьте свои знания

1. Что такое орган? Какие органы растений вы знаете?

2. Каково значение корня?

3. Чем стержневая корневая система отличается от мочковатой? У каких растений стержневая система?

4. Что такое побег?

5. Как располагаются листья на стебле?

6. Что такое почка? Какую почку называют листовой?

7. Каково значение листьев?

8. Расскажите о многообразии и строении листьев.

9. Какие функции выполняет стебель?

10. Какое строение имеет цветок?

11. Что такое соцветие?

12. Что такое плод, каково его значение?

13. Опишите строение семени фасоли.

14. Какие растения называют однодольными?

15. Выполните задания № 26, 28 на с. 17–18 (Рабочая тетрадь).

16. Выберите правильный ответ. Тест на с. 54–56, вариант 1 (Тестовые задания).

Подумайте

Почему у многих растений цветки собраны в группы – соцветия?

Лабораторная работа

Выполните работу № 13 на с. 30–32 (Лабораторные работы).

• Работа с компьютером

• Обратитесь к диску. Изучите материал урока и выполните предложенные задания.

Интернет-ссылка: http://www.ecosystema.ru/08nature/trees/morf-sum/morf.htm (Органы цветковых растений).

Орган – это часть тела, выполняющая определенную функцию. Каждый орган имеет определенное строение, форму и расположение в организме. Побег, корень, цветки, плоды с семенами – органы цветкового растения. Побег – это сложный орган, он состоит из стебля, листьев и почек. Корень удерживает растение в почве, обеспечивает его водой и минеральными солями, может служить местом запасания питательных веществ. Главная функция листьев – фотосинтез, т. е. образование органических питательных веществ. Стебель выносит листья к свету, является опорой для всех частей растения, связывает их между собой, у ряда растений выполняет и запасающую функцию.