Eukaryoter. Superkingdom nukleära, pre-nukleära organismer Kärnorganismer kallas

Som har en kärna. Nästan alla organismer är eukaryoter, förutom bakterier (virus tillhör en separat kategori, som inte alla biologer särskiljer som en kategori av levande varelser). Eukaryoter inkluderar växter, djur, svampar och sådana levande organismer som slemmögel. Eukaryoter delas in i encelliga organismer Och flercellig, men principen för cellstruktur är densamma för dem alla.

Man tror att de första eukaryoterna dök upp för cirka 2 miljarder år sedan och utvecklades till stor del p.g.a. symbiogenes- växelverkan mellan eukaryota celler och bakterier som dessa celler absorberar, som kan fagocytos.

Eukaryota celler De är mycket stora i storlek, särskilt jämfört med prokaryota. En eukaryot cell har ett tiotal organeller, varav de flesta är separerade av membran från cytoplasman, vilket inte är fallet i prokaryoter. Eukaryoter har också en kärna, vilket vi redan har diskuterat. Detta är den del av cellen som är inhägnad från cytoplasman av ett dubbelt membran. Det är i denna del av cellen som det DNA som finns i kromosomerna finns. Cellerna är vanligtvis mononukleära, men flerkärniga celler finns ibland.

eukaryoternas kungadömen.

Det finns flera alternativ för att dela eukaryoter. Till en början delades alla levande organismer upp endast i växter och djur. Därefter identifierades svampens rike, som skiljer sig avsevärt från både den första och den andra. Ännu senare började slemmögeln att isoleras.

Slimmögelär en polyfyletisk grupp av organismer som vissa klassificeras som det enklaste, men den slutliga klassificeringen av dessa organismer har inte klassificerats helt. I ett utvecklingsstadium har dessa organismer en plasmodisk form - detta är ett slemmigt ämne som inte har tydliga hårda omslag. I allmänhet ser slemformar ut som en multinukleär cell, som är synligt för blotta ögat.

Slemmögel är släkt med svampar genom sporbildning, som gror som zoosporer, från vilka plasmodium sedan utvecklas.

Slimformar är heterotrofer kan mata inspektionsmässigt, det vill säga absorbera näringsämnen direkt genom membranet, eller endocytos - ta vesiklar med näringsämnen inuti. Slemmögel inkluderar Acrasiaceae, Myxomycetes, Labyrinthulae och Plasmodiophorae.

Skillnader mellan prokaryoter och eukaryoter.

Den största skillnaden prokaryot och eukaryoter är att prokaryoter inte har en bildad kärna, separerad av ett membran från cytoplasman. Hos prokaryoter finns cirkulärt DNA i cytoplasman och platsen där DNA:t finns kallas nukleoid.

Ytterligare skillnader mellan eukaryoter.

1. Av organellerna har prokaryoter endast ribosomer 70S (liten), och eukaryoter har inte bara stora 80S ribosomer, utan också många andra organeller.
2. Eftersom prokaryoter inte har en kärna delar de sig genom fission i två - inte med hjälp meios/mitos.
3. Eukaryoter har histoner som bakterier inte har. Kromantin i eukaryoter innehåller 1/3 DNA och 2/3 protein, i prokaryoter är det motsatta.
4. En eukaryot cell är 1000 gånger större i volym och 10 gånger större i diameter än en prokaryot cell.

1. Mångfalden av organismer på jorden, likheten mellan deras struktur och livsaktivitet:

cellulär struktur, liknande cellstruktur, likhet i kemisk sammansättning,

metabolism, reproduktion.

2. Skillnader i cellstruktur är grunden för att dela in alla organismer i två stora grupper: pre-nukleära (prokaryoter) och nukleära (eukaryoter). Exempel på prenukleära organismer: bakterier och blågröna alger.

Exempel på nukleära organismer: människor, djur, växter, svampar.

3. Strukturella egenskaper hos prenukleära organismer: 1)

frånvaro av en bildad kärna, kärnhölje, kärnämne finns

i cytoplasman; 2) DNA är koncentrerat i en kromosom, som har formen av en ring och

lokaliserad i cytoplasman; 3) frånvaro av ett antal organeller: mitokondrier,

endoplasmatiskt retikulum, Golgi-apparater; 4) alla organismer i denna grupp

encellig.

4. Cell av icke-nukleära organismer, såsom bakterier,

har ett tätt skal av kolhydrater, plasmamembran, kärnämne

(kromosom), cytoplasma, mycket små ribosomer.

5. Funktioner i strukturen hos kärnorganismer: 1) närvaro

i en cell med en bildad kärna, avgränsad från cytoplasman av ett membran med porer; 2)

närvaron av hela komplexet av cytoplasmatiska organeller: mitokondrier, Golgi-apparat,

lysosomer, ribosomer, endoplasmatiskt retikulum, cellcentrum, samt

plasmamembran och yttre membran av växtceller och svampar; 3)

närvaron av flera kromosomer belägna i kärnan.

6. Mångfald av kärnorganismer efter struktur

(encelliga och flercelliga), enligt näringsmetoden (autotrofer, heterotrofer,

vegetativ).

2. Biologisk mångfald, dess roll för att upprätthålla stabiliteten i biosfären.

jag. Biologisk mångfald - mångfalden av arter som bor på jorden, mångfald

naturliga ekosystem på jorden.

2. Mångfalden av arter i naturen är orsaken till mångfalden av mat och territoriella kopplingar mellan dem, den mest kompletta användningen av naturresurser och den slutna cirkulationen av ämnen i det naturliga ekosystemet. Den tropiska skogen är ett stabilt ekosystem på grund av den stora variationen av arter i den, organismernas anpassningsförmåga att leva tillsammans och optimal användning av naturresurser. Ett ekosystem som består av ett litet antal arter, till exempel en liten damm eller äng, är ett exempel på instabila natursamhällen.

3. Minskad artmångfald till följd av aktiviteter

mänskliga: byggande av städer, järnvägar och motorvägar, skära ner stora

skogar, byggande av industriföretag, plöjning av mark för

jordbruksmarker. Cirka 10% av arterna är för närvarande utrotade

högre växter på jorden. Avskogning av tropiska skogar, som är koncentrerade

en betydande del av växt- och djurarter är ett problem som kräver användning av

särskilda åtgärder för att skydda skogarna. Utrotning av mer än 60 arter under de senaste 400 åren

däggdjur och mer än 100 fågelarter.

4. Påverkan av föroreningar miljö om arternas mångfald och skälen till dess minskning. Vattenföroreningar i floder med industriavfall är alltså orsaken till minskningen av antalet kräftor, flodpärlmusslor (mollusker) och vissa fiskarter. Att behandla åkrar och trädgårdar med bekämpningsmedel orsakar döden för fåglar som livnär sig på insekter som är infekterade med gifter. Minskningen av arternas mångfald av ekosystemsmörk natur: varje utdöd växtart tar med sig fem arter av ryggradslösa djur

djur vars existens är oupplösligt kopplad till denna växt.

5. Den biologiska mångfaldens roll för att upprätthålla biosfärens hållbarhet. Den mänskliga existensens beroende av biosfärens tillstånd, av dess biologiska mångfald. Bevarande av arternas mångfald, livsmiljöer för växter och djur. Skyddade områden: naturreservat, biosfärreservat, nationalparker, naturmonument, deras roll i bevarandet

mångfalden av livet på jorden.

BILJETT #13

Inom detta superrike av växter särskiljs svampens rike och växtriket.

Svampar kan bilda symbiotiska relationer med andra organismer, såsom alger eller cyanobakterier, för att bilda lavar. De kan också hamna i symbios med högre växter, omsluta och penetrera växternas rötter med sina hyfer och bilda strukturer (rot + svamp) som kallas mykorrhiza. Denna symbios med växter säkerställer de senares behov av fosfater. Till exempel bildar 80 % av landväxter, inklusive många jordbruksväxter, en symbios med svampen Glornus versiforme, som lever på sina rötter och underlättar deras upptag av fosfater och mineralnäring från marken.

Bland organismerna i detta rike finns både encelliga (mikroskopiska), eller lägre, och flercelliga (högre) svampar.

Svampar delas in i sektioner: Äkta svampar, Oomycetes och lavar.

Bland de sanna svamparna finns klasser Chytrid-svampar, Zygomycetes, Ascomycetes (pungdjurssvampar), Basidiomycetes och Imperfekta svampar (Deuteromycetes).

Ascomycetes är den mest talrika gruppen av svampar (mer än 30 000 arter), som främst skiljer sig i storlek. Det finns både encelliga och flercelliga former. Deras kropp representeras av haploid mycel. De bildar asci (påsar) som innehåller ascosporer, dvs karaktäristiskt drag dessa svampar. Bland svamparna i denna grupp är de mest kända jästsvamparna (bryggare, vin, kefir och andra). Till exempel påverkar jästen Saccharomices cerevisiae fermenteringen av glukos (CgH^Og). En molekyl glukos producerar två molekyler etylalkohol under denna enzymatiska process.

Basidiomycetes är högre svampar. De är karakteriserade stora storlekar, som till och med kan nå upp till en halv meter. Deras kropp består också av mycelium (mycel), men flercelliga, bildande svampar. Protoplasten av svampceller innehåller inte bara kärnor, utan också mitokondrier, ribosomer, Golgi-apparaten och till och med glykogen som reservsubstans. Hyferna flätas samman för att bilda fruktkroppar, som i vardagen kallas svampar, bestående av en stjälk och en mössa.

Dessa svampar förökar sig både vegetativt och asexuellt, såväl som sexuellt. De mest kända basidiomyceterna är mösssvampar, bland vilka det finns både ätbara och giftiga.

Oomyceter är främst vatten- och jordsvampar. Bland dessa svampar är arter från släktet Phytophtora mycket kända och orsakar sjukdomar hos potatis, tomater och andra nattskyggar.

Svampar spelar en viktig roll i naturen. I synnerhet är de destruktiva organismer. Eftersom de är en del av många ekologiska system är de ansvariga för att förstöra organiskt material av vegetabiliskt ursprung, eftersom de producerar enzymer som verkar på cellulosa, lignin och andra ämnen växtceller. De används ofta i ostindustrin för att producera många populära sorter av ost. Det bör noteras att Neurospora crassa spelar en enastående roll som ett experimentellt objekt i kunskapen om många metabola vägar.

Lavarär komplexa organismer som bildas som ett resultat av symbios mellan svampar, grönalger eller cyanobakterier och Azotobacter (Fig. 4). Följaktligen är en lav en kombinerad organism, d.v.s. en svamp + en alg + azotobacter, vars existens säkerställs av det faktum att svampens hyfer är ansvariga för absorptionen av vatten och mineraler, algerna för fotosyntesen och azotobactern för fixering av atmosfäriskt kväve. Lavar är invånare i alla botaniska och geografiska zoner. De förökar sig vegetativt, asexuellt och sexuellt.

Vikten av lavar i naturen är stor. På grund av deras höga känslighet för miljöföroreningar används lavar som indikatorer på atmosfärisk renhet. I norr är de huvudfödan för rådjur. De används också i apotek och parfymeri.

Svamp har gammalt ursprung. Deras fossila rester finns registrerade i silur och devon. Vissa botaniker antyder att de härstammar från grönalger som förlorade klorofyll. Den vanligaste uppfattningen är att svampar utvecklats från flagellater (protozoer).

Fossiler av lavar finns också i devon, vilket anger deras ålder till cirka 400 miljoner år. Man tror att bildandet av lavar var det första fallet av etableringen av symbiotiska relationer mellan organismer. Detta gav möjlighet till deras breda spridning i olika ekologiska nischer.

Plant Kingdom (Plantae eller Vegetabilia). Detta rike representeras av organismer vars celler har täta cellväggar och kan fotosyntes. Växterna i detta rike är indelade i tre underriken, nämligen: lila alger (Phycobionta), sanna alger (Phycobionta) och högre växter (Embryophyta).

Kroppen av lila alger och äkta alger är inte uppdelad i vävnader och organ. Av denna anledning kallas de ofta lägre eller lagerväxter. Tvärtom är de återstående växterna kända som högre växter, eftersom de kännetecknas av närvaron av olika vävnader och uppdelningen av kroppen i organ. Dessa växter är anpassade till livet under markförhållanden.

Underriket av den lila (Rhodophyta). Växter i detta underrike är flercelliga organismer (fig. 5). Kroppen av de lila blommorna representeras av en tallus. Det finns cirka 4 000 arter av scharlakansröd, bland vilka de mest kända är porfyra, ne-malyon, koraller och andra. Deras röda färg beror på innehållet av klorofyll, karotenoider, röda fykoerytriner, blå fykocyaniner och andra pigment. De är invånare på stora djup av hav och hav. De kallas ofta rödalger. Röda havet är särskilt rikt på dem.

De förökar sig både asexuellt och sexuellt med omväxlande sexuella och asexuella generationer.

Ha ekonomisk betydelse. Vissa arter tjänar som råvara från vilken agar-agar utvinns. I ett antal länder används de som djurfoder.

Scarlet skalbaggar är gamla organismer, men deras ursprung och fylogenetiska relationer mellan enskilda arter är fortfarande oklara.

Underriket Äkta alger (Phycobionta). Sanna alger är växter vars kropp representeras av en tallus. Cirka 30 000 arter av dessa organismer är kända. Det finns både encelliga och flercelliga alger. De är huvudsakligen invånare i sötvattenreservoarer och hav, men jordalger och även snö- och isalger finns. Encelliga alger förökar sig genom fission, flercelliga former förökar sig både asexuellt och sexuellt. Virgil skrev en gång - "nigilvilor algo" (det finns inget värre än alger). I vår tid har alger fått andra bedömningar.

Algologer klassificerar alger i flera divisioner.

Avdelning Grönalger (Chlorophyta). Detta avsnitt representeras av rörliga och orörliga encelliga och flercelliga organismer, som har en ganska tjock cellvägg och är formade som trådar och rör (fig. 6). Vissa arter bildar rörliga och orörliga kolonier. Det finns över 13 000 arter av dessa alger, varav de flesta är invånare i sötvattenförekomster. Men marina former är också kända.

Encelliga och flercelliga grönalger är kapabla till fotosyntes, eftersom de innehåller kloroplaster, i vilka klorofyll är koncentrerat och från vars närvaro de har en grön färg. De innehåller också xantofyll och karoten.

Typiska representanter för encelliga grönalger är chlamydomonas (från släktet Chlamidomonas), som lever i pölar och andra små sötvattenförekomster, och chlorella från släktet med samma namn (Chlorella), som lever i sött och salt vatten, på ytan. av fuktig jord, på barken av träd. Chlorella har exceptionell fotosyntetisk aktivitet och kan fånga och använda 10-12% av ljusenergin. Innehåller ett antal värdefulla proteiner, vitamin B, C och K.

Ett exempel på flercelliga grönalger är dammboren Volvox. Denna organism bildar en koloni och består av 500-60 000 celler, som var och en är utrustad med två flageller, och innehåller även en ocellus, en differentierad kärna och en kloroplast. Ett tjockt pulpöst membran omger varje cell och separerar den från närliggande celler. Om en cell i en koloni dör fortsätter resten att leva. Arrangemanget av celler i en koloni säkerställer rörelsen av denna organism.

De förökar sig genom klyvning eller bildandet av rörliga zoosporer, som separeras från moderns kropp, fästs vid något substrat och utvecklas sedan till en ny organism. I Spirogyra sker den sexuella processen i form av konjugation.

Den ekonomiska betydelsen av dessa alger är liten, förutom att på grund av det rika innehållet av proteiner och vitaminer används chlorella som djurfoder. Eftersom det är en del av växtplankton, fungerar det som mat för fisk.

Man tror att gröna alger uppstod som ett resultat av aromorfoser, vilket visade sig vara bildandet av en kärna, uppkomsten av multicellularitet och den sexuella processen. Man tror också att de gav upphov till primitiva landväxter, som blev urformerna av mossor.

Avdelning Kiselalger alger, eller kiselalger (Chrysophyta) representeras huvudsakligen av flercelliga organismer, och ibland även av koloniala former (fig. 7). Encelliga former finns också. Det finns 5 700 kända arter. De kännetecknas av en tydlig differentiering av kroppen till cytoplasma och kärna. Cellväggen är "impregnerad" med kiseldioxid, som ett resultat av vilket den kallas skalet. De är invånare i sötvattenförekomster, hav och hav och är en del av växtplankton.

Cellerna hos dessa alger innehåller kloroplaster i form av korn eller plattor, som är färgade i olika färger på grund av innehållet av olika pigment (karoten, xantofyll och dess variant av diatomin). Av denna anledning kallas kiselalger ofta gyllenbruna.

Reproduktion sker genom att cellerna delas på mitten. I vissa arter finns det Sexuell fortplantning. Kiselalger är diploida organismer.

Lager av döda kiselalger gav upphov till kiselalger, som består av 50-80% av deras skal och används som absorbenter inom kemi- och livsmedelsindustrin.

Kiselalgernas betydelse i naturen är mycket stor. De intar en extremt viktig plats i kretsloppet av ämnen, eftersom de är den huvudsakliga födan för fisk. Deras näringsvärde är mycket högt.

Evolutionärt ligger kiselalger närmast grönalger, men deras ursprung är oklart.

Avdelning Brunalger (Phaeophyta). Dessa alger är flercelliga organismer. Varje cell innehåller bara en kärna. I storlek är de de största (längsta) algerna och når en längd av flera tiotals meter (fig. 8). Cirka 900 arter är kända. De är invånare i hav och hav, inklusive norra. Deras pigmentering bestäms av det faktum att de innehåller kloroplaster, färgade bruna på grund av innehållet av klorofyll, samt bruna pigment (karoten, xantofyll och fucoxanthin).

De mest kända är alger från släktena Laminaria och Fucus.

De förökar sig vegetativt, asexuellt och sexuellt. Vegetativ reproduktion sker i delar av tallus, asexuell (sporbaserad) - med hjälp av haploida sporer som utvecklas till en gametofyt, sexuell - genom isogami, heterogami eller oogashi. Karakteristiskt är växlingen av haploida och diploida generationer. Sexceller är utrustade med flageller.

Den ekonomiska betydelsen av dessa alger, särskilt kelp, är mycket stor. Jod, kaliumsalter och agarliknande ämnen som används i livsmedelsindustrin utvinns från dem. Kelp, känd som tång, används för mänsklig mat. Vissa alger används som gödningsmedel.

Brunalger är de äldsta vattenväxterna. Man tror att de gav upphov till ormbunksliknande växter.

Efterbehandling sammanfattning data om alger, bör det noteras att i allmänhet är alger viktiga i många ekologiska system. Faktum är att de är den huvudsakliga källan till organiskt material i vattendrag. Det uppskattas att alger är ansvariga för den årliga syntesen av 550 miljarder ton organiskt material i världshavet, vilket utgör en betydande del av hela biosfärens produktivitet. Vidare spelar de en mycket viktig roll för att berika atmosfären med syre. Slutligen deltar alger i självrening av vattendrag och i markbildning.

Subkingdom Högre växter (Embryophyta eller Embryobionta). Växterna som utgör detta underrike kallas ofta lövfällande, eftersom deras kropp är uppdelad i stam, blad och rot. Dessutom kallas de också germinala, eftersom de innehåller ett embryo. Slutligen kallas de kärlväxter (förutom mossor), eftersom organen i deras sporofyter innehåller kärl och trakeider.

Högre anläggningar på gång historisk utveckling anpassad till livet på land. Dessa växter har en växling mellan sexuella (gametofyter) och asexuella (sporofyter) generationer. Gametofyten producerar gameter och skyddar embryot, medan sporofyten producerar sporer som stödjer nästa generation av gametofyter. I högre växter dominerar den diploida sporofyten, vilket bestämmer utseende växter.

I delriket Högre växter skiljer man på högre sporväxter och högre fröväxter. Högre sporer kännetecknas av uppdelningen av sexuell och asexuell reproduktion. I det första fallet sker reproduktion av encelliga sporer som bildas i sporangier av sporofyter, i det andra - av gameter som bildas i gametofyternas könsorgan. Högre fröväxter kännetecknas av närvaron av en flercellig formation - ett frö, som bildas under reproduktionsprocessen och ger fröväxter den viktigaste evolutionära fördelen jämfört med sporväxter.

Subkingdom Högre växter klassificeras i flera divisioner. I synnerhet klassificeras högre sporväxter i divisionerna Rhyniophyta och Zosterophyllophyta, vars organismer är helt utdöda, samt i de befintliga divisionerna Bryophyta, Lycopodiophyta, Psilotophyta, Eguisetophyta ), Ormbunkar (Polypodiophyta). Växter med högre fröer klassificeras i divisionerna Gymnospermae (Gymnospermae) och Angiospermae (Angiospermae eller Magnoliophyta). Gymnospermer och angiospermer är fröväxter, medan alla andra är högre sporväxter. I vissa högre sporer är alla sporer likadana (unisporösa växter), och i vissa har sporerna olika storlekar (heterosporösa växter).

Av växterna i moderna divisioner kommer endast ett fåtal av dem att övervägas nedan.

Avdelning Bryofyter(Bryophyta). Denna avdelning representeras av lågväxande, fleråriga växter. Hos några av dem representeras kroppen av en tallus, men i de flesta är den uppdelad i stjälkar och blad (fig. 9). Det finns cirka 25 000 arter av mossor. De är invånare på fuktiga platser överallt geografiska områden. De är fästa i jorden med hjälp av hårliknande utsprång som kallas rhizoider. Genom dessa strukturer ger de marknäring. Mest välkända företrädare Denna typ inkluderar göklin, olika Marchantia och sphagnummossor (300 arter).

Utvecklingen av mossor kännetecknas av växling mellan sexuella (gametofyter) och asexuella (sporofyter) generationer. På växter av den sexuella generationen bildas sporer av olika storlekar. Efter befruktning av kvinnliga könsceller av manliga, utvecklas en sporofyt (sporangium med sporer), vars celler har en diploid uppsättning kromosomer. Sporer som bildas som ett resultat av meios i sporangier har en haploid uppsättning kromosomer. Efter att ha spillts ut på jorden, gror sporerna, vilket ger upphov till en växt, en gametofyt, som har en haploid uppsättning kromosomer i celler som förökar sig genom mitos. Den haploida gametofyten dominerar utvecklingscykeln. Könsceller bildas igen på gametofyten, och processen upprepas. En specifik egenskap hos dessa växter är inte bara dominansen av den haploida gametofyten, utan också det faktum att gametofyten (sexuell generation) och sporofyten (asexuell generation) är en växt.

Vikten av mossor i naturen ligger i det faktum att de, eftersom de är i ekosystem, påverkar livsmiljön för många arter av andra växter, såväl som djur. Intensiv reproduktion av mossor bidrar till försämringen av jorden. När sphagnummossorna dör blir de torvbildande och bildar torvavlagringar. Vissa typer används inom den medicinska industrin.

Man tror att växter av denna grupp var bland de första landlevande växterna och växte i stor utsträckning för 450-500 miljoner år sedan, och att deras utveckling bestod av en regressiv utveckling av sporofyten. Bryofyter tros vara en blind evolutionär gren.

Avdelning Ormbunkar(Palypodiophyta). Inom denna avdelning klassificeras örtartade växter som även lever på fuktiga platser (bild 10). Vissa ormbunkar som lever i tropikerna representeras av trädlevande former, av vilka några når 25 meter i höjd. Det finns mer än 10 000 arter av dessa växter. Typiska representanter för pteridofyter är ormbunkar.

Ormbunkar kännetecknas också av en växling av sexuella och asexuella generationer, men till skillnad från mossor, i organismer som tillhör denna avdelning, är sporofyten, som kännetecknas av diploiditet, dominerande. Sporofyten har huvudorganen - stam, löv, rot. Tvärtom kännetecknas gametofyten av en mycket liten storlek, som representerar en liten platta fäst vid jorden med hjälp av rhizoider.

Ormbunkar kännetecknas av en komplex utvecklingscykel. Cykeln börjar med utvecklingen av gametofytisosporer (prothallus), på vilka reproduktionsorgan bildas i form av antheridia och archegonia. I den senare utvecklas könsceller. Efter deras befruktning bildas en sporofyt från zygoten, på vilken sporer bildas, vilket ger upphov till gametofyten. De flesta ormbunkar representeras av heterosporösa växter.

Betydelsen av ormbunkar i naturen är stor, eftersom de är en del av många ekosystem. Den ekonomiska betydelsen av moderna ormbunksliknande växter är liten, förutom det faktum att växter av vissa arter fungerar som medicinska råvaror.

Ormbunkar klassificeras i 7 divisioner, varav de flesta representeras av utdöda arter.

Ormbunkar är de äldsta sporväxterna. De fanns redan i devon, och i karbon bildade de skogar av växter, vars höjd nådde upp till 30 m. Resterna av dessa växter deltog i bildandet av kol.

Avdelning Gymnospermer(Gymnospermae). Växter i denna avdelning producerar frön, som i huvudsak är färdiga embryon av framtida växter. Fröets huvudorgan är den embryonala roten, den embryonala stjälken och groddskikten. Men hos gymnospermer är fröet inte täckt med fruktblad. Av denna anledning kallas de gymnospermer.

Gymnospermer representeras av träd, buskar och vinrankor. Antalet arter är cirka 700. Utspridda överallt till jordklotet. På norra halvklotet ockuperar de stora områden och bildar barrskogar.

Gymnospermer kännetecknas av växling av generationer i samband med förändringen av haploida och diploida tillstånd, men de har en minskning av gametofyten. Enbär, cycad, tuja, gran, tall, lärk är sporofyter. Som alla fröväxter är gymnospermer heterosporösa. Reproduktionsorganen är kvinnliga och manliga kottar, som bildas på samma träd och innehåller gametofyten.

Fröbildning är det första steget i sporofytutveckling. Kvinnliga kottar är byggda av stora skalor som kallas megasporofyller, som var och en bär två megasporangier på den inre ytan, och varje megasporangium innehåller i sin tur en megaspor, som utvecklas till en flercellig gametofyt som innehåller två eller tre arkegonier. Varje archegonia består av en enda stor äggcell och flera små långsträckta celler. Megasporangium är täckt med det så kallade integumentet. Megasporangium med integument kallas ägglossning.

Manliga kottar bär på den inre ytan av sina fjäll (på mikrosporofyller) två mikrosporangier innehållande mikrosporer, som var och en utvecklas till haploida pollen. Pollengranulat (korn) utgör den manliga gametofyten.

Megasporofyller och mikrosporofyller samlas till mega- respektive mikrostrobiler på ett förkortat sporbärande skott, som är en stam med sporbärande blad.

När pollen landar på kvinnliga kottar passerar det in i ägglosset, där varje pollengranul utvecklas till ett ståndarrör och två spermiekärnor, och när ståndarröret penetrerar ägget smälter spermiekärnan ihop med äggkärnan. Detta är befruktning. Den diploida zygoten blir ett diploid embryo. Med tiden förvandlas det yttre integumentet av ägglosset till fröskalet, och endospermen bildas från resterna av megasporangium. Följaktligen förvandlas ägglosset till ett frö. Efter mognad faller fröna ut ur kottarna.

Gymnospermer är en mycket gammal grupp av högre växter. Efter att ha dykt upp i devon (för cirka 350 miljoner år sedan), tog gymnospermer i slutet av paleozoikum - början av mesozoikum platsen för pteridofyter, eftersom de visade sig vara mer anpassade till livet under markförhållanden. En av deras hypoteser är att gymnospermer har utvecklats från de äldsta pteridofyterna.

Avdelning Angiospermer, eller Blommande(Angiospermae eller Magnoliophyta). Växter av denna avdelning finns nästan överallt. De står för 250 000-300 000 arter, det vill säga nästan två tredjedelar av växtrikets arter. De är för närvarande den mest välmående gruppen av växter.

Inom denna avdelning urskiljs enhjärtbladiga och tvåhjärtbladiga växter, vilka är såväl örtartade som buskarter, samt träd. Typiska representanter för denna avdelning är råg, vete, ros, björk, asp och andra. Det finns enhjärtbladiga och tvåhjärtbladiga angiospermer.

Dessa växter kännetecknas också av generationsväxling, men de har haft en betydande minskning av gametofyten.

En anmärkningsvärd egenskap hos dessa växter är närvaron av en blomma, som är ett modifierat skott och är ett derivat av en sporofyt (fig. 11). Det är av denna anledning som växter som producerar blommor kallas blommande växter. Som regel är blommor tvåkönade, men ibland tvåbo. En blomma har en pistill och ståndare, som är dess huvuddelar. Frön utvecklas i den nedre delen av pistillen (äggstocken). Av denna anledning kallas dessa växter angiospermer. Den nedre delen av pistillen representeras av äggstocken, en smal stil och stigma. När det gäller ståndarna består var och en av dem av en filament och en ståndarknapp.

Hos tvåkönade växter, som utgör majoriteten bland angiospermer, har blommor både pistiller och ståndare, det vill säga dessa växter har pistillat (hon) och staminat (man) blommor. Men hos många arter har vissa blommor bara pistiller, medan andra bara har ståndare. Sådana växter kallas tvåbo. Pollinering är resultatet av överföring av pollen från ståndarna till stigmat.

Allmänt diagram över angiosperm reproduktion i fig. 12.

Den kvinnliga gametofyten hos blommande växter består av 8 embryosäckceller, varav en är en äggcell. Denna mikroskopiska struktur utvecklas från en enda megaspore. Den manliga gametofyten utvecklas från en mikrospor, eller pollengranulat, belägen i mikrosporangium av ståndarknapp. Väl på pistillens stigma ger pollengranulen, som ett resultat av delning, upphov till en generativ cell och en cell som utvecklas till ett pollenrör. Därefter växer pollenröret in i äggstockens hålighet. Kärnan i det generativa cellröret migrerar till botten av pollenröret, där den generativa cellen delar sig för att producera två spermier. En av dessa spermier smälter samman med ägget och bildar en diploid zygot, medan den andra spermien smälter samman med kärnan (i mitten av embryosäcken, i ägglosset), vilket ger en triploid kärna, som sedan utvecklas till endospermen. I slutändan hamnar båda strukturerna i fröet, och fröet hamnar i äggstocken, som utvecklas till en frukt. Den senare kan innehålla från ett till flera frön. Denna typ av befruktning kallas dubbelgödsling (bild 13). Den upptäcktes 1898 av S. G. Navashin (1857-1950). Den biologiska innebörden av dubbelbefruktning är att utvecklingen av triploid endosperm i kombination med ett stort antal generationer säkerställer besparingar i växtplast och energiresurser.

Den upptäcktes 1898 av S. G. Navashin (1857-1950). Den biologiska innebörden av dubbelbefruktning är att utvecklingen av triploid endosperm i kombination med ett stort antal generationer säkerställer besparingar i växtplast och energiresurser.

Stjälken är växtorganet som löv, rötter och blommor är fästa vid. (Strukturen av stammen hos en vedartad växt visas i fig. 14.)

Blad är växternas viktigaste organ. De är karakteriserade olika former och är uppbyggda av flera lager av celler som innehåller ett stort antal kloroplaster. Fungera som ett organ för gasutbyte mellan växter och miljön. På grund av närvaron av klorofyll i bladen sker fotosyntes, som är baserad på två reaktioner - fotolys av vatten och fixering av COg.

Roten är ett växtorgan som absorberar vatten och mineraler från jorden och för dem till stammen. Hos angiospermer, som gymnospermer, absorberas vatten och näringsämnen från jorden av rothår och förs in i xylem som ett resultat av osmotiskt tryck i rotsystemet, verkan av kapillärer, undertryck i xylem, ibland upp till 100 bar i vissa trädformer, och transpiration, d. v. s. avdunstning av vatten från löven (fig. 15).

Det är mycket svårt att överskatta den ekonomiska betydelsen av angiospermer, eftersom de används extremt mycket i mänskligt liv (källa till mat, råvaror för industrin, djurfoder, etc.).

Angiospermer är de dominerande växterna på vår planet. Därför har förklaringen av deras ursprung länge varit en av de viktigaste uppgifterna i evolutionsläran. Börjar med C. Darwin som förklaring angiospermer Flera hypoteser har lagts fram. Enligt en av dem antas det att angiospermer härstammar från några gymnospermer och enhjärtbladiga härstammar från några gamla tvåhjärtbladiga. Denna och andra hypoteser är dock inte uttömmande. Det finns också oenigheter när det gäller att bestämma tidpunkten för uppkomsten av angiospermer. Enligt de senaste idéerna skedde den huvudsakliga diversifieringen av blommande växter, inklusive uppdelningen i enhjärtbladiga och tvåhjärtbladiga, för 130-90 miljoner år sedan, och detta gav då upphov till förändringar i jordens ekosystem.

Frågor för diskussion

1. Hur förstår du skillnaderna mellan prenukleära och nukleära organismer?

2. Nämn prenukleära organismers underrike.

3. Vad vet du om arkebakterier och deras egenskaper som andra prenukleära organismer inte har?

4. Vilken roll har bakterier i naturen och i människors liv? Vilka morfologiska former av bakterier känner du till?

5. Lista svampens huvudsakliga egenskaper. Hur skiljer sig svamp från lavar?

6. Vilka är likheterna och skillnaderna mellan växtceller och djurceller?

7. Hur skiljer sig grönalger från cyanobakterier?

8. Har alger några egenskaper av ekonomisk betydelse?

9. Vilka egenskaper är karakteristiska för högre växter?

10. Vad betyder generationsväxling i växter och vad är dess biologiska roll?

11. Finns det skillnader mellan mossor och ormbunksliknande växter? Finns det en gemensamhet i deras ursprung?

13. Varför har angiospermer detta namn?

14. Vad är meningen med blomman?

16. Vad är det? dubbel befruktning hos angiospermer?

16. Vilken betydelse har angiospermer i mänskligt liv?

17. Vad vet du om ursprunget till angiospermer?

Litteratur

Green N., Stout W.. Taylor D. Biology. M.: Mir. 1996. 368 s.

Nidon K., Peterman I., Scheffel P., Shayba B. Växter och djur. M.: Mir. 1991. 260 s.

Starostin B. A. Botanik. I boken. "Biologins historia". M.: Vetenskap. 1975. 52-77.

Yakovlev G. P., Chelombitko V. A. Botany. M.: ta studenten. 1990. 367 s.

Rosemweig M. L. Arternas mångfald i rum och tid. Cambridge University Press. 1995. 436 s.

10. Vakuol 11. Hyaloplasma 12. Lysosom 13. Centrosom (Centriol)

Eukaryoter, eller Kärn(lat. Eukaryota från grekiska εύ- - bra och κάρυον - kärna) - ett superrike av levande organismer vars celler innehåller kärnor. Alla organismer utom bakterier och arkéer är nukleära.

Strukturen hos en eukaryot cell Eukaryota celler är i genomsnitt mycket större än prokaryota celler, skillnaden i volym når tusentals gånger. Eukaryota celler inkluderar ungefär ett dussin typer av olika strukturer som kallas organeller (eller organeller, vilket dock något förvränger den ursprungliga betydelsen av denna term), av vilka många är separerade från cytoplasman av ett eller flera membran. Prokaryota celler innehåller alltid ett cellmembran, ribosomer (avsevärt annorlunda än eukaryota ribosomer) och genetiskt material - en bakteriell kromosom, eller genofor, men inre organeller omgivna av ett membran är sällsynta. Kärnan är en del av cellen, omgiven av eukaryoter av ett dubbelt membran (två elementära membran) och innehåller genetiskt material: DNA-molekyler, "packade" i kromosomer. Det finns vanligtvis en kärna, men det finns också flerkärniga celler. Indelning i riken Det finns flera alternativ för att dela upp det eukaryota superriket i kungadömen. Växt- och djurriket var de första som skiljdes åt. Då identifierades svamparnas rike, som på grund av sina biokemiska egenskaper, enligt de flesta biologer, inte kan klassificeras som ett av dessa riken. Vissa författare särskiljer också rikena av protozoer, myxomyceter och kromister. Vissa system har upp till 20 kungadömen. Skillnader mellan eukaryoter och prokaryoter Den viktigaste, grundläggande egenskapen hos eukaryota celler är associerad med placeringen av den genetiska apparaten i cellen. Den genetiska apparaten för alla eukaryoter är belägen i kärnan och skyddas av kärnhöljet (på grekiska betyder "eukaryot" att ha en kärna). Eukaryot DNA är linjärt (hos prokaryoter är DNA cirkulärt och flyter fritt i cytoplasman). Det är förknippat med histonproteiner och andra kromosomala proteiner som bakterier inte har. I eukaryoternas livscykel finns det vanligtvis två kärnfaser (haplofas och diplofas). Den första fasen kännetecknas av en haploid (enkel) uppsättning kromosomer, och sedan sammansmältning bildar två haploida celler (eller två kärnor) en diploid cell (kärna) som innehåller en dubbel (diploid) uppsättning kromosomer. Efter flera delningar blir cellen igen haploid. Sådan livscykel och i allmänhet är diploiditet inte typisk för prokaryoter. Den tredje, kanske den mest intressanta skillnaden, är närvaron i eukaryota celler av speciella organeller som har sin egen genetiska apparat, reproducerar genom delning och är omgivna av ett membran. Dessa organeller är mitokondrier och plastider. Till sin struktur och livsaktivitet är de slående lika bakterier. Denna omständighet har fått moderna forskare att tro att sådana organismer är ättlingar till bakterier som ingått ett symbiotiskt förhållande med eukaryoter. Prokaryoter kännetecknas av ett litet antal organeller, och ingen av dem är omgiven av ett dubbelmembran. Prokaryota celler har inte ett endoplasmatiskt retikulum, Golgi-apparat eller lysosomer. Det är lika viktigt, när man beskriver skillnaderna mellan prokaryoter och eukaryoter, att tala om ett sådant fenomen i eukaryota celler som fagocytos. Fagocytos (bokstavligen "äta") hänvisar till eukaryota cellers förmåga att fånga och smälta en mängd olika fasta partiklar. Denna process ger en viktig skyddsfunktion i kroppen. Det upptäcktes först av I.I. Mechnikov vid sjöstjärnan. Uppkomsten av fagocytos i eukaryoter är troligen förknippad med medelstorlek (mer om storleksskillnader skrivs nedan). Storleken på prokaryota celler är oproportionerligt mindre och är därför i processen evolutionär utveckling Eukaryoter stod inför problemet med att förse kroppen med stora mängder mat, och som ett resultat dök de första rovdjuren upp i gruppen eukaryoter. De flesta bakterier har en cellvägg som skiljer sig från den eukaryota (inte alla eukaryoter har det). Hos prokaryoter är det en hållbar struktur som huvudsakligen består av murein. Strukturen hos murein är sådan att varje cell är omgiven av en speciell nätpåse, som är en enorm molekyl. Bland eukaryoter har svampar och växter en cellvägg. Hos svampar består den av kitin och glukaner, i lägre växter från cellulosa och glykoproteiner, i kiselalger syntetiserar de en cellvägg från kiselsyror, i högre växter av cellulosa, hemicellulosa och pektin. Tydligen har det för större eukaryota celler blivit omöjligt att skapa en cellvägg med hög styrka från en enda molekyl. Denna omständighet kan tvinga eukaryoter att använda olika material för cellväggen. Bakteriers ämnesomsättning är också varierande. I allmänhet finns det fyra typer av näring, och alla finns bland bakterier. Dessa är fotoautotrofa, fotoheterotrofa, kemoautotrofa, kemoheterotrofa (fototrofisk användningsenergi solljus kemotrofisk använda kemisk energi). Eukaryoter syntetiserar antingen energi från solljus själva eller använder färdig energi av detta ursprung. Detta kan bero på uppkomsten av rovdjur bland eukaryoter, för vilka behovet av att syntetisera energi har försvunnit. En annan skillnad är flagellans struktur. Hos bakterier är de tunna - endast 15-20 nm i diameter. Dessa är ihåliga filament gjorda av proteinet flagellin. Strukturen hos eukaryota flageller är mycket mer komplex. De är en cellutväxt omgiven av ett membran och innehåller ett cytoskelett (axoneme) av nio par perifera mikrotubuli och två mikrotubuli i mitten. Till skillnad från roterande prokaryota flageller, böjer eller slingrar sig eukaryota flageller. De två grupper av organismer vi överväger, som redan nämnts, är mycket olika i sina genomsnittliga storlekar. Diametern på en prokaryot cell är vanligtvis 0,5-10 mikron, medan samma siffra för eukaryoter är 10-100 mikron. Volymen av en sådan cell är 1000-10000 gånger större än den för en prokaryotisk cell. Prokaryoter har små ribosomer (70S-typ). Eukaryoter har större ribosomer (typ 80S). Tydligen skiljer sig också tiden för dessa gruppers uppkomst. De första prokaryoterna uppstod i evolutionsprocessen för cirka 3,5 miljarder år sedan, från dem för cirka 1,2 miljarder år sedan utvecklades eukaryota organismer.

Superkingdom Prenukleära organismer (Procaryota)

Encelliga och flercelliga organismer utan separat kärna. genetisk information är koncentrerad till en enda kromosom. Storleken på prokaryoter sträcker sig från 0,015 till 20 cm. De dök upp i intervallet 3,7-3,1 miljarder år. Prokaryoter delas in i två riken: bakterier och cyanobioter. Deras näring sker genom processen med kemo- och fotosyntes.

Bakteriens rike

Bakterier är mikroskopiska organismer, som mäter cirka 1-5 mikron (mikromikron). Encelliga bakterier kan ha en filamentös, stavformad eller spiralformad form. Bland bakterier finns autotrofa och heterotrofa former. Den första att skapa organiskt material och oorganiska; de senare använder färdiga organiska ämnen. De flesta bakterier är autotrofa. Deras metaboliska processer sker utan användning av ljus (kemosyntes), eller endast i ljus (fotosyntes). Bakterier är extremt olika i sina typer av ämnesomsättning. Det finns svavelbildande, ferromangan, kväve, acetat, kolbildande och andra grupper av bakterier. Bakteriernas roll i geologiska processer är stor. Deras aktivitet är förknippad med bildandet av olika mineraler: järnmalmer (jaspiliter, järnhaltiga knölar), pyrit, svavel, grafit, fosforiter, olja, gas, etc.

Tillförlitliga fynd av bakterier är kända från kiselhaltiga bergarter som är 6,5 miljarder år gamla. Mest troligt uppstod bakterierna oberoende i olika livsmiljöer. För närvarande bor de i alla vattenbassänger från kusten till avgrunden och lever även i jorden, i luften och inuti andra organismer. De lever i varma källor med temperaturer över 100 grader Celsius och i saltvatten med natriumkloridkoncentrationer på upp till 32 %.

Kingdom Cyanobionts

Solitära och koloniala organismer med celler utan separat kärna. Storleken på enstaka former är cirka 10 mikron, och storleken på kolonier och deras metaboliska produkter (stromatoliter) är många hundra år gamla. Karbonater ansamlas i kroppen, vilket sedan leder till bildning av kalksten. Kalkhaltiga skiktade formationer kallas stromatoliter. Stromatoliter skiljer sig åt i form av byggnader och typ av struktur. De kan ha ett ark, nodulär, kolumnformad form. Oncoliter, till skillnad från stromatoliter, representeras av små rundade formationer med en diameter på upp till flera centimeter.

Stromatoliter är resultatet av en symbios av cyanobionter och bakterier. Bildningen av stromatoliter sker enligt följande. Kalcium frigörs i slemhinnan. Efter organismens död finns en karbonatskorpa kvar, som är täckt med sediment. Upprepade tillväxtcykler av cyanobionter och bakterier leder till bildandet av komplexa karbonatskikt upp till 1000 m tjocka. Förutom linjära stromatoliter bildas sfäriska onkoliter och de mönstrade i form av oregelbundna stjärnor - katagrafer. Formen på alla stromatolitstrukturer beror på miljöfaktorer och därför kan de användas för att återställa de fysiska och geografiska förhållandena i tidigare bassänger: salthalt, temperatur, djup, hydrodynamik. Cyanobionts deltog aktivt i byggandet av biostralen och...

Cyanobionter dök upp för cirka 3,5 miljarder år sedan. På grund av närvaron av klorofyll är de de första fotosyntetiska organismerna som producerar molekylärt syre. Moderna cyanobionter lever i söta och marina vatten, främst på djup upp till 20 m. De tolererar föroreningar och skarpa fluktuationer i fysikalisk-kemiska förhållanden. Temperaturerna varierar från glaciär under noll till nästan kokande (85 grader) i de varma källorna. I frånvaro av en kärna liknar cyanobionter bakterier; i närvaro av klorofyll och förmågan att fotosyntetisera liknar de alger.

Superkingdoms kärnorganismer (Eucaryota)

En- och flercelliga organismer, indelade i tre underriken: växter, svampar, djur. Till skillnad från prokaryoter har de en separat kärna. eukaryota storlekar, från 10 mikron (encellig) till 33 m (längden på en val) och 100 m (höjden på vissa barrträd). Eukaryoter är ättlingar till prokaryoter. De dök upp på nivån 1,7-1,5 miljarder år (PR1). Växter, till skillnad från djur, är kapabla att skapa organiska föreningar från oorganiska. De har olika celler och assimileringsprocesser. En form av tillvaro som för det mesta är orörlig (exklusive passivt flytande plankton).

Plant Kingdom (Phyta)

Olika, mestadels orörliga en- och flercelliga, med apikala tillväxt. Alla växter kännetecknas av fotosyntes: genom att använda energi från ljus som absorberas av klorofyll frigör de molekylärt syre och skapar organiska föreningar från oorganiska. En växtcell består av cytoplasma, som innehåller en kärna, vakuoler - tomrum och organeller - oberoende intracellulära formationer. Det hårda cellulosacellmembranet är genomträngt av ångor, ofta impregnerat med salter och mineraliserat.

Växtriket är uppdelat i två underriken - lägre (Thallophyta) och högre (Telomophyta). Lägre växter lever i vattendrag. Det här är alger. De lever på upp till 200 m djup och bland dem finns både botten - bentisk och pelagisk - planktonisk. Högre växter lever under markförhållanden på nästan alla breddgrader. Växter bevaras i fossilt tillstånd i form av separata delar (stam, blad, rötter, frön), vilket gör det svårt att rekonstruera deras utseende.