Текст книги "Биология. Многообразие живых организмов. Бактерии, грибы, растения. 7 класс"

Н. И. Сонин, В. Б. Захаров
Биология. Многообразие живых организмов. Бактерии, грибы, растения. 7 класс

Дорогие семиклассники!

В этом году вы продолжите знакомство с наукой биологией, предметом изучения которой является живая природа. Вы уже знаете, чем живое отличается от неживого. Можете назвать черты, свойственные любому живому организму. Имеете представление о клеточном строении и процессах жизнедеятельности живых существ.

В 7 классе вы начнёте знакомиться с разнообразием живого мира планеты и получите представление о различных видах растений, грибов и микроорганизмов.

Всего насчитывают около 2,5 млн видов разных живых существ, ныне обитающих на планете. Среди них более 350 тыс. видов растений, более 100 тыс. видов грибов, более чем 1 млн 550 тыс. видов животных (среди которых 50 тыс. позвоночных и более 1 млн видов насекомых) и десятки тысяч видов бактерий. Каждый год учёные описывают сотни новых видов и считают, что этот процесс далёк от завершения. Так, указывается, что на сегодня нам известно, например, не более 10 % от всех видов микроорганизмов, обитающих на нашей планете.

Из учебника вы узнаете об особенностях строения, питания, размножения, поведения представителей различных групп живых существ, а также об их значении для человека.

Для того чтобы быстро найти материал по интересующей вас группе организмов, пользуйтесь оглавлением. Оно же даст вам общее (но, конечно, не полное) представление о системе живого мира Земли, созданной в современной биологии.

Читая текст, стремитесь к пониманию и осмыслению полученных сведений, не допускайте их механического запоминания. Внимательно рассматривайте рисунки. Они не только иллюстрируют написанное, но часто поясняют и дополняют текст.

В параграфах, отмеченных звёздочкой (*), помещён материал, необязательный для изучения.

Царство Бактерии

Царство Грибы

Царство Растения

Растения и окружающая среда

В конце каждой темы в рубрике «Вопросы и задания» приведены вопросы разного уровня сложности, в том числе поисково-творческого характера. Здесь вы также найдёте задания, выполнение которых позволит вам выработать навыки, необходимые для ведения дискуссий, коллективной работы, составления конспектов и др.

Большинство тем содержит ссылки на лабораторные работы, которые подробно разобраны в «Тетради для лабораторных работ и самостоятельных наблюдений».

Рубрика «Работа с компьютером» рекомендует вам обратиться к электронному приложению, специально созданному к этому учебнику. Благодаря ему даже сложные вопросы станут понятнее и доступнее. Кроме того, эта рубрика содержит интернет-ссылки. На указанных интернет-страницах вы найдёте дополнительные сведения по изучаемой теме.

По завершении обзора определённой группы живых организмов вам предлагается краткое обобщение, помещённое в цветную рамку. Оно содержит перечисление основных особенностей, отличающих представителей данной группы от других.

Работая с учебником, постоянно оценивайте свои достижения. Довольны ли вы ими? Что нового вы узнаёте при изучении новой темы? Как могут пригодиться вам эти знания в повседневной жизни? Если какой-то материал покажется вам сложным, обратитесь за помощью к учителю или воспользуйтесь справочной литературой и ресурсами Интернета.

Знание многообразия живого на Земле, причин возникновения такого многообразия, знакомство с закономерностями усложнения строения и жизнедеятельности живых существ дадут вам «ключ» к пониманию более сложных вопросов, которые будут поставлены перед вами в старших классах.

Желаем успехов!

Авторы

От клетки до биосферы

Разнообразие живого на Земле так велико, что с трудом поддаётся описанию. На нашей планете обитают различные виды растений, животных, грибов и микроорганизмов. Все они – от микроскопических созданий до великанов – приходятся друг другу близкими или дальними родственниками.

Вы уже знаете, что все живые организмы состоят из клеток. Клетка может быть и отдельным организмом, и частью многоклеточного растения или животного. Она бывает довольно просто устроенной, как бактериальная, или значительно более сложно, как клетки одноклеточных животных – простейших. Как бактериальная клетка, так и клетка простейших – это целый организм, способный выполнять все функции, необходимые для обеспечения жизнедеятельности. А вот клетки, входящие в состав многоклеточного организма, специализированы и не способны существовать самостоятельно, вне организма. Они образуют ткани и органы, осуществляющие только одну определённую функцию. Клетки, ткани и органы в сумме ещё не представляют собой единого организма. Лишь их согласованное взаимодействие образует целостный организм.

Сходные по строению и физиологическим особенностям организмы, которые свободно скрещиваются между собой и дают плодовитое потомство, образуют вид.

Представители любого вида разделены различными географическими, климатическими и другими препятствиями на отдельные группы – популяции. Популяцией биологи называют совокупность живых организмов одного вида, обитающих на одной территории и частично или полностью изолированных от других таких же групп.

Ни одно живое существо не живёт само по себе, изолированно от других организмов. Сообщество растений, животных, грибов и микроорганизмов, имеющих общее местообитание, т. е. живущих сообща и тесно взаимодействующих между собой, формирует биоценоз (от греч. «биос» – жизнь и «ценоз» – общий). Можно говорить о биоценозе леса, луга, болота, озера, а иногда говорят даже о биоценозе кочки или пня.

Система, в которой соединены живые организмы и среда их обитания, называется экосистемой. Совокупность всех живых организмов, существующих в настоящее время на Земле, формирует живое вещество биосферы. Биосферой называют оболочку Земли, заселённую живыми организмами. Помимо животных, растений, грибов и микроорганизмов, образующих живое вещество биосферы, в ней различают косное (неживое) вещество – атмосферу (от греч. «атмос» – пар и «сфера» – шар), гидросферу (от греч. «гидро» – вода), литосферу (от греч. «литос» – камень) и биокосное вещество, например почву. Следовательно, биосфера является глобальной экосистемой.

В воде и на суше, в почве и воздухе, даже в органах растений, животных и человека – всюду на Земле обитают самые разные живые организмы. Среди них более 1 млн видов насекомых, около 130 тыс. видов моллюсков, множество видов червей, рыб, птиц, зверей; более 500 тыс. видов растений, грибов и микроорганизмов. Насчитывают около 2,5 млн ныне существующих видов, наших «современников», и, по крайней мере, в 10 раз больше – видов вымерших растений и животных.

Вопросы и задания

1. Охарактеризуйте общие признаки живых организмов.

2. Подумайте, каковы причины выделения в пределах вида популяций.

3. Проанализируйте определения биоценоза и экосистемы, приведённые в тексте. Чем биоценоз отличается от экосистемы?

4. Как вы считаете, можно ли сказать, что биосфера – это совокупность всех экосистем планеты? Обоснуйте своё мнение.

5. Подготовьте сообщение на тему «Биосфера – глобальная экосистема».

6. Рассмотрите приведённый ниже рисунок. На каком его фрагменте изображена популяция? Почему вы так решили?

7. Как вы считаете, какие критерии существуют для отнесения организмов к одному виду?

8. Составьте развёрнутый план параграфа.

Работа с компьютером

Обратитесь к электронному приложению. Изучите материал и выполните предложенные задания.

Интернет-ссылки

1. http://www.examens.ru/otvet/8/9/703.html (Уровни организации живой природы)

2. http://www.avifarm.ru/page.php?al=urovenlife (Уровни организации живой природы)

3. http://www.ecology-portal.ru/publ/10-1-0-227 (Структура биосферы)

Ч. Дарвин и происхождение видов

В чём же причина многообразия живых организмов на нашей планете?

Чем объяснить удивительную приспособленность живых существ к условиям жизни? Ответ на этот вопрос даёт эволюционное учение, раскрывающее механизмы происхождения и развития органического мира.

Эволюция (от лат. «эволютио» – развёртывание) – необратимое историческое развитие живой природы.

Великий английский учёный Чарлз Дарвин (1809–1882) объяснил развитие природы действием естественных законов. Он обратил внимание на существование двух важных признаков живых организмов: наследственности и изменчивости и что именно они лежат в основе эволюционного развития живой природы. Наследственность – это способность организмов передавать свои признаки и свойства потомкам. Изменчивость – это свойство, противоположное наследственности, – способность живых организмов приобретать новые признаки. Изучая изменчивость организмов, он разделил её на две группы. Сейчас их называют ненаследственная и наследственная изменчивость. Ненаследственная изменчивость возникает у организмов под влиянием факторов внешней среды, но эти изменения не передаются следующему поколению. Наследственная изменчивость – это появление у отдельных особей новых признаков, которые отсутствовали у их предков и могут быть переданы следующим поколениям. Именно эту форму изменчивости использовали селекционеры для получения новых пород животных. Изучив существующий в этот период опыт, он пришёл к выводу: человек создаёт сорта и породы на основе индивидуальной наследственной изменчивости – той изменчивости, которая присуща каждому организму и позволяет отличить друг от друга особей одного вида. Из поколения в поколение человек из большого количества особей отбирал и оставлял на племя тех, кто обладал каким-либо полезным для него наследственным признаком, например коров, дающих больше молока, кур, несущих больше яиц, растения с более крупными плодами и т. д. В результате были получены новые породы животных и сорта культурных растений, обладающие нужными человеку свойствами.

Чарлз Дарвин

Индивидуальная наследственная изменчивость: слева – степень оперённости, справа – различие в длине конечностей у овец

Немецкая овчарка

Папильон

Понимание происхождения культурных форм дало ключ к объяснению происхождения видов. Наследственная изменчивость, на основе которой человек ведёт искусственный отбор, проявляется и в природе. Сама по себе она ещё не приводит к образованию нового вида (как не приводит к возникновению культурной формы растений или животных). В природе должны существовать причины, определяющие процесс видообразования. Это борьба за существование и естественный отбор.

Разные породы собак выведены путём искусственного отбора

Пример внутривидовой борьбы за существование – конкуренция

Борьба за существование – это сложные и многообразные отношения организмов между собой и с условиями внешней среды. В живой природе она неизбежна: ведь организмы способны к неограниченному размножению (каждая пара родителей при благоприятных условиях даёт очень большое количество потомков), а жизненные ресурсы ограниченны. Это приводит к конкуренции за одинаковую пищу, сходные условия обитания и размножение. Дожить до зрелого возраста и оставить потомство могут лишь немногие особи.

В процессе борьбы за существование происходит естественный отбор, в результате которого выживают особи с полезными в данных условиях признаками, а лишённые таких признаков – погибают. А в итоге наиболее приспособленные к конкретной среде организмы оставляют плодовитое потомство, и их численность возрастает. Например, в промышленных районах, где стволы деревьев покрыты копотью, увеличивается число бабочек берёзовой пяденицы с тёмной окраской крыльев, так как такая окраска делает насекомых незаметными для птиц – их естественных врагов.

Таким образом, из поколения в поколение в результате борьбы за существование и естественного отбора виды изменяются в направлении всё большей приспособленности к условиям среды.

Преодоление неблагоприятных абиотических факторов

Пример межвидовой борьбы за существование – хищничество

Маскирующая (покровительственная) окраска и форма тела – результат приспособления организмов к условиям обитания

Приспосабливаясь к разнообразным условиям обитания, животные, растения, грибы и микроорганизмы приобретают разные особенности и формируют таким образом многообразие живой природы.

Учение Ч. Дарвина доказывает, что движущие силы эволюции – развития природы – находятся в ней самой: это наследственная изменчивость, борьба за существование и её результат – естественный отбор.

Вопросы и задания

1. Дайте определение понятия «эволюция».

2. В чём сущность явлений наследственности и изменчивости?

3. Что такое борьба за существование? Что лежит в её основе?

4. Охарактеризуйте движущие силы эволюции.

5. Как вы считаете, какие процессы сопровождают выведение новых пород домашних животных и сортов культурных растений?

6. Рассмотрите рисунок ниже, укажите, какие из изображённых животных возникли в результате естественного отбора, а какие – в результате искусственного отбора.

7. Обсудите в классе, где и какие изменения должны произойти в организме, чтобы у его потомков появились новые признаки.

8. Составьте развёрнутый план параграфа.

Работа с компьютером

Обратитесь к электронному приложению. Изучите материал и выполните предложенные задания.

Интернет-ссылки

1. http://charles-darwin.narod.ru/origin-content.html (Ч. Дарвин. Происхождение видов путём естественного отбора, или Сохранение благоприятных рас в борьбе за жизнь. Перевод с шестого издания (Лондон, 1872). Ответственный редактор академик А. Л. Тахтаджян. СПб.: Наука; С.-Петербургское отделение, 1991)

2. www.erlib.com/Чарлз_Дарвин/Происхождение_видов/0/ (Ч. Дарвин. Происхождение видов путём естественного отбора)

3. http://evolution2.narod.ru/evo03.htm (Биография Ч. Дарвина)

История развития жизни на Земле

Многообразие и разнообразие видов животных и растений, которые мы видим вокруг, возникли не сразу и не в недалёком прошлом. Современное состояние фауны и флоры имеет свою историю. Ход развития жизни на нашей планете изучают по сохранившимся отпечаткам и другим следам жизнедеятельности организмов, которые находят в осадочных породах. Изучением истории развития жизни на Земле занимается наука палеонтология (от греч. «палеос» – древний и «логос» – наука). Историю Земли учёные разбивают на определённые промежутки времени – эры, которые, в свою очередь, подразделяются на периоды. Границами эр и периодов служат крупные глобальные геологические, климатические и экологические изменения. Они протекают в достаточно короткое с исторической точки зрения время, приводя к обширным вымираниям растений и животных, вслед за которыми следуют интенсивные процессы видообразования. Название этих отрезков времени происходит от греческих слов. Например, архейская эра получила своё название от греческого слова «архе» – «древнейший», протерозойская – эра ранней жизни, палеозойская от «палео» – «древняя», мезозойская – эра средней жизни, а кайнозойская – эра новой жизни. Процесс развития жизни на Земле отражён в геохронологической таблице.

Геохронологическая история Земли

Окончание табл.

Вопросы и задания

1. Как изучают историю развития жизни на Земле? Составьте таблицу «Методы исследования истории развития жизни на Земле и результаты их использования» (работа в малых группах).

2. Какие эры выделяют в истории Земли? Что означают их названия?

3. Как вы думаете, какие события в истории нашей планеты являются границами эр и периодов?

4. Какие события в развитии жизни относят к архейской эре?

5. Охарактеризуйте развитие жизни в протерозойскую эру.

6. На основании материала учебника постройте схему развития животного и растительного мира в палеозойскую эру.

7. Подготовьте сообщение о развитии животного и растительного царств в мезозойскую эру (работа в малых группах).

8. Как, по мнению учёных, изменялся растительный и животный мир в кайнозойское время?

9. Почему в современной фауне и флоре встречаются растения и животные различного уровня сложности?

10. Какие основные направления развития растений и животных можно отметить за всю историю их существования?

11. Поинтересуйтесь, какой точки зрения на происхождение и развитие жизни на Земле придерживаются ваши родители.

12. Составьте развёрнутый план параграфа.

Работа с компьютером

Обратитесь к электронному приложению. Изучите материал и выполните предложенные задания.

Интернет-ссылки

1. http://evolution.powernet.ru/library/life2/life.html (Г. В. Войткевич. Возникновение и развитие жизни на Земле. Ответственный редактор доктор геолого-минералогических наук А. И. Перельман. М.: Наука, 1988)

2. http://www.3planet.ru/history/index.html (История Земли)

Что такое систематика

В итоге эволюционного процесса возникло то разнообразие форм жизни, которое мы наблюдаем при изучении современных и ископаемых видов животных, растений, грибов и микроорганизмов. Их классификацией, т. е. систематизацией, распределением по группам на основе сходства и родства, занимается отрасль биологии, называемая систематикой.

Ещё в древности у человека возникла потребность систематизировать знания о живой природе. К этому его вынуждала хозяйственная деятельность. Вначале человек делил животных и растения просто – на полезные и вредные, ядовитые и неядовитые.

Древнегреческие естествоиспытатели и философы Аристотель (384–322 до н. э.) и Теофраст пытались привести в систему уже известные сведения о живых организмах.

В Средние века развитие сельского хозяйства и накопление знаний о новых, ранее неизвестных растениях и животных привели к созданию множества различных классификаций. Они возникали в тот период особенно бурно и основывались на самых разных принципах – расположении по алфавиту, использовании произвольных признаков и т. д. Такие классификации были искусственными: стоило взять за основу другой признак, и вся система рушилась. Вдобавок общепринятых названий растений и животных ещё не существовало – здесь царил полный разнобой.

Одним из основоположников систематики стал шведский естествоиспытатель Карл Линней (1707–1778). Он создал лучшую по тем временам систему, но и она была искусственной. В основу классификации он положил не истинное родство организмов, которое, кстати, до конца не известно и в настоящее время, а их внешнее сходство. Причины же такого сходства оставались нераскрытыми.

Аристотель

Карл Линней

Первую естественную классификацию организмов создал Ч. Дарвин. В её основу он положил общность происхождения организмов. С этого времени систематика начала становление как эволюционная наука. Если теперь зоолог-систематик объединяет собак, лисиц и шакалов в единую группу собачьих, то он исходит не только из внешнего сходства, но и из их родства.

В настоящее время большое значение в определении родства отдельных групп животных и растений, грибов и микроорганизмов приобрёл анализ наследственного материала организмов – ДНК. Сходства и различия в строении ДНК позволяют определить не только родственные связи, но и время возникновения конкретных групп.

Основная единица классификации – это вид. Напомним, что под видом понимают совокупность особей, имеющих сходное строение, образ жизни, способных к скрещиванию с появлением плодовитого потомства и населяющих определённую территорию. Признаки, по которым можно отличить один вид от другого, называются критериями вида. Их несколько. Рассмотрим основные видовые характеристики. Морфологический критерий определяет сходство внешнего и внутреннего строения организмов. Долгое время он был главным. Однако затем выяснилось, что в природе существуют виды-двойники, организмы которых по строению тела почти или вовсе неотличимы (виды-двойники выявлены среди комаров, тлей, крыс и др.). Физиологический критерий показывает сходство процессов жизнедеятельности особей одного вида. Биохимический выявляет сходство химического состава клеток. Генетический основывается на специфичности набора хромосом. Экологический характеризует взаимоотношение данного вида с особями других видов и факторами неживой природы. Географический критерий определяет область распространения вида – ареал.

Таксонометрические категории в систематике растений и животных

Таким образом, для определения принадлежности организма к тому или иному виду нужно использовать все критерии в совокупности.

Близкородственные виды объединяют в особую группу, называемую родом. Например, вид Собака и вид Волк относят к роду Волк. Близкие, сходные роды животных относят к одному семейству: род Волк и род Енотовидная собака входят в состав семейства Собачьи; туда же входят род Лисица и род Песец.

Близкие, сходные семейства объединяют в отряд для животных, или порядок для растений, отряды – в класс, классы – в тип для животных или отдел для растений, типы – в подцарство, подцарства – в царство. Всего различают четыре царства живой природы: Бактерии – прокариотические организмы, их клетки лишены ядра, Грибы, Растения и Животные – эукариотические организмы, клетки которых обладают оформленным ядром. Кроме того, выделяют целую группу организмов, имеющих неклеточное строение, – Вирусы, являющиеся паразитами на генетическом уровне. Они проявляют свойства живых организмов, только попадая в про– и эукариотическую клетку.

Организмы различных систематических групп в процессе исторического развития, приспосабливаясь к меняющимся условиям среды, давали начало всё новым и новым формам.

Изучение биологического разнообразия ещё не завершено. Учёные продолжают открывать неизвестные науке виды.

В этом учебнике мы рассмотрим особенности строения и жизнедеятельности представителей большинства крупных систематических групп.

Вопросы и задания

1. Что изучает систематика?

2. Кто заложил основу научной классификации живых организмов? Какие принципы положены учёным в её основу?

3. Используя материал учебника, выделите и внесите в таблицу критерии вида и охарактеризуйте их на конкретных примерах.

4. На какие царства разделяют всё многообразие живых существ? Почему?

5. Рассмотрите рисунок, укажите, к какому царству относится каждый из изображённых организмов.

6. Как вы думаете, какие задачи решает систематика?

7. Составьте развёрнутый план параграфа.

Работа с компьютером

Обратитесь к электронному приложению. Изучите материал и выполните предложенные задания.

Интернет-ссылки

1. http://www.edudic.ru/bes/57193/ (Определение понятия «систематика»)

2. http://www.botsad.ru/p_papers37.htm (Систематика растений: основные термины и понятия)