10. Vacuole 11. Hyaloplasma 12. Lisosoma 13. Centrosoma (Centriole)

eukarióták, vagy Nukleáris(lat. Eukarióta a görögből εύ- - jó és κάρυον - mag) - az élő szervezetek birodalma, amelyek sejtjei magokat tartalmaznak. A baktériumok és az archaeák kivételével minden élőlény nukleáris.

Esszé a témában: Az atommag előtti szervezetek

BEVEZETÉS

1. AZ ELŐNUKLEÁRIS VAGY A PROKARIÓTA BIRÁLYSÁGA

2. A PROKARIÓTA FELÉPÍTÉSE

2.1. Sejt

2.2. Flagella

2.3. Pili és fimbriák

2.4. Plazma membrán, mezoszómák és fotoszintetikus membránok

2.5. genetikai anyag

3. PROKARIOTA SZAPORODÁS

4. PROKARIÓTA ÉLETMÓD

5. A PROKARIÓTA FŐ CSOPORTJAI

5.1. A baktériumok fototrófok

5.2. A baktériumok kemoautotrófok

5.3 Baktériumok – organotrófok

6. KÉK-ZÖLD ALGA

KÖVETKEZTETÉS

BIBLIOGRÁFIA

BEVEZETÉS

Az atommag előtti szervezetek – a prokarióták közé tartoznak a legegyszerűbb egysejtűek. A mindennapi életben baktériumoknak vagy mikrobáknak nevezik.

A kék-zöld algák is prokarióták. Ebben a munkában megpróbálom ismertetni a prokarióták felépítését, szaporodását, életmódját és a prokarióták főbb csoportjait.

Ezek a mikroorganizmusok nagy szerepet játszanak az életünkben, ezért érdekel ez a téma.

A prokarióták felhasználhatók az orvostudományban. A múlt század második feléig az orvostudomány gyakorlatilag nem tudta kezelni a baktériumok okozta betegségeket. Most az orvosok a legtöbbjükkel sikeresen megbirkóznak. Ezért úgy gondolom, hogy ez a téma ma is aktuális.

1. AZ ELŐNUKLEÁRIS VAGY A PROKARIÓTA BIRÁLYSÁGA

Az összes ismert egysejtű és többsejtű szervezet természetes módon két nagy csoportra oszlik - prokariótákra és eukariótákra.

Minden prokarióta ugyanahhoz a Drobnyaki királysághoz tartozik, amelyet baktériumok és kék-zöld algák képviselnek.

A prokarióta sejteknek (görögül pro - to, karion - mag) nincs formalizált magjuk. Más szavakkal, a prokarióták genetikai anyaga (DNS) közvetlenül a citoplazmában található, és nem veszi körül magmembrán. A baktériumoknak két csoportja van: az archaebaktériumok (a görög archaios szóból - a legrégebbi) és az eubaktériumok.

2. A PROKARIÓTA FELÉPÍTÉSE

A prokarióták sokkal nagyobbak, mint a vírusok (átlagosan 0,5-5 mikron), a legkisebbek kisebbek is lehetnek, mint a himlővírus. A legnagyobb baktériumok szabad szemmel pöttyök és rudak formájában láthatók, de ezek kivételek. A prokarióta sejteket általában optikai mikroszkóp alatt nézik. Először a 17. század végén A. van Leeuwenhoek holland természettudós vette észre a baktériumokat a legegyszerűbb mikroszkóppal - egy apró csepp alakú lencséből készült nagyítóval.

2.1. Sejt

A prokarióta sejteket általában egy membrán (sejtfal) borítja, mint egy növényi sejt. De ez az elasztikus héj, mint egy autógumi, nem cellulózból, hanem a hozzá közeli murein anyagból áll (a latin „mura” - fal szóból). Egyes baktériumok (ugyanazok a mikoplazmák) másodszor is elvesztették membránjukat.

2.2. Flagella

Sok baktériumnak van flagellája. A flagellák azonos gömb alakú flagellin fehérje alegységekből állnak (hasonlóan az izom aktinhoz), amelyek spirálisan helyezkednek el, és körülbelül 10-20 nm átmérőjű üreges hengert alkotnak. A zászlók hullámos alakja ellenére meglehetősen merevek.

A flagellákat egyedi mechanizmus hajtja. A flagellum alapja látszólag úgy forog, hogy a flagellum véletlenszerű ütések nélkül becsavaródik a közegbe, és így előre mozgatja a sejtet. Nyilvánvalóan ez az egyetlen ismert szerkezet a természetben, ahol a kerék elvét alkalmazzák.

A flagellák másik érdekes tulajdonsága, hogy az egyes flagellin alegységek oldatban spontán spirális filamentumokká tudnak összeállni. A spontán önszerveződés számos összetett biológiai struktúra nagyon fontos tulajdonsága. Ebben az esetben az önszerveződést a flagellin aminosavszekvenciája (elsődleges szerkezete) okozza. A mozgékony baktériumok bizonyos ingerekre reagálva képesek mozogni, azaz taxira képesek.

A flagellákat a fémporlasztásos technikát alkalmazó elektronmikroszkóppal lehet a legkönnyebben látni. A flagella akár több tucat is lehet.

2.3. Pili és fimbriák

Egyes Gram-negatív baktériumok sejtfalán vékony kinövések (rúd alakú fehérjenyúlványok) láthatók, amelyeket pilieknek vagy fimbriáknak neveznek. Rövidebbek és vékonyabbak, mint a flagellák, és arra szolgálnak, hogy a sejteket egymáshoz vagy valamilyen felülethez rögzítsék, sajátos „ragadósságot” adva az ezeket birtokló törzseknek. Az ivásnak különféle fajtái vannak. A legérdekesebbek az úgynevezett F-pillák, amelyeket egy speciális plazmid kódol, és amelyek a baktériumok ivaros szaporodásához kapcsolódnak.

2.4. Plazma membrán, mezoszómák és fotoszintetikus membránok

Mint minden sejtet, a baktériumok protoplazmáját is félig át nem eresztő membrán veszi körül. Egyes baktériumokban a plazmamembrán visszahúzódik a sejtbe, és mezoszómákat vagy fotoszintetikus membránokat képez.

mezoszómák- hajtogatott membránszerkezetek, amelyek felületén a légzés folyamatában részt vevő enzimek találhatók. Ezért a mezoszómákat primitív organellumoknak nevezhetjük. A sejtosztódás során a mezoszómák a DNS-hez kötődnek, ami úgy tűnik, megkönnyíti két leány-DNS-molekula elválasztását a replikáció után, és elősegíti a leánysejtek közötti septum kialakulását.

2.5. genetikai anyag

A bakteriális DNS-t egyetlen, körülbelül 1 mm hosszú, kör alakú molekulák képviselik. Minden ilyen molekula 5-10 0 pár nukleotidból áll. A baktériumsejt teljes DNS-tartalma (genom) sokkal kevesebb, mint egy eukarióta sejtben, és ebből következően a benne kódolt információ mennyisége is kisebb. Átlagosan egy ilyen DNS több ezer gént tartalmaz.

A prokarióta sejtek alakja meglehetősen egyszerű: golyók ( cocci), néha kettőben kombinálva (dupla coki- diplococcusok); láncokat generál ( streptococcusok) vagy egyfajta szőlőfürtbe ragasztva ( staphylococcusok/ görögből. staphylus - szőlő), négybe ragasztva ( Sarcinas); botok ( bacilusok), ívelt botok ( vibrios); dugóhúzó ( spirilla). Ahol ritkábban fordulnak elő a sejtek elágazó formái.

A forma egyszerűsége lehetetlenné teszi a prokarióták pontos azonosítását megjelenés alapján. Ellenkezőleg, élettanuk annyira sokrétű, hogy a mikrobiológiában egy új faj vagy fajta leírásánál fel kell tüntetni, hogy a mikroorganizmusnak mire van szüksége és milyen termékeket termel, vagyis a környezettel való csere fő jellemzőit.

3. PROKARIOTA SZAPORODÁS

A prokarióták leggyakrabban egyszerű sejtosztódással szaporodnak. Ritkábban fordul elő a bimbózás, amikor a befűzött fiatal sejt sokkal kisebb, mint az anyasejt. A megosztott sejtek gyakran együtt maradnak, szálakat és néha bonyolultabb struktúrákat képezve. Kedvező körülmények között a prokarióták nagyon gyorsan, exponenciálisan növekednek. Az összes erőforrás megszerzése után a népesség növekedése leáll. Ezenkívül számuk csökkenhet a saját anyagcsere termékei által okozott mérgezés miatt. Áramló közegben a növekedési sebesség állandó, és függ a táplálék hőmérsékletétől és mennyiségétől. Ezért a talajon átszűrt forrásvízben nincsenek baktériumok – nincs idejük elszaporodni, mielőtt kikerülnek a forrásból.

Kedvezőtlen körülmények között egyes baktériumok spórákat képeznek - sűrű héjjal borított nyugalmi szakaszokat. Spórák formájában magas, esetenként 100 0 C feletti hőmérsékletet is elviselnek, és hosszú évekig életképesek maradnak. Éppen ellenkezőleg, a legtöbb prokarióta növekvő, osztódó sejtjei már 80 0 C-on elpusztulnak. Vannak azonban a magas hőmérséklet szerelmesei is - a hőforrásokban élő termofilek.

A mikrobiológusok gyakran szaporítanak baktériumokat szilárd táptalaj felületén zselatinnal vagy agarral. Egy sejt, amely ennek a tápláló zselének a felületére esett, osztódni kezd, és kolóniát (egy bizonyos alakú és színű foltot) képez, amelyben minden sejt egynek, az eredetinek leszármazottja. Ez egy nagyon elterjedt technika a mikrobák tiszta sorának megszerzésére.

4. PROKARIÓTA ÉLETMÓD

Bár a mikroorganizmusok a természetben láthatatlanok, mindenhol hatalmas számban találhatók, különösen a talajban. Valójában a Föld teljes megjelenését ők hozták létre. Gyakorlatilag bármit megehetnek, kivéve a mesterséges műanyagokat, mosóporokat és mérgeket. Minden mást mindenféle baktérium meg tud emészteni.

A mikroorganizmusok természetüknél fogva az élet három alapvető összetevőjét jellemzik: az energiát, a szenet és a hidrogént.

A hidrogénre nem önmagában, hanem elektronforrásként van szükség:

Н 2 → 2Н + + 2е ¬, így helyettesíthető más vegyületekkel és elemekkel, amelyek könnyen adnak elektront.

Az energiaforrás szerint az organizmusok két kategóriáját különböztetjük meg: fototrófok(napfény felhasználásával) és kimotrófok(a tápanyagok kémiai kötéseinek energiáját felhasználva).

Szénforrás szerint izoláljuk autotrófok(CO 2) és heterotrófok(szerves anyag). Végül a hidrogénforrás (elektronok) szerint megkülönböztetik organotrófok(biofogyasztó) és litotrófok(opcionálisan köveket fogyasztó / görögül "lithos" - kő), és termelő litoszférák - a Föld kőhéja; lehet H 2 és maga az NH 3, H 2 S, S, SO, Fe 2+ és így tovább.

E besorolás szerint a szárazföldi növények fotolitotrófok (fénykőfalók), az állatok kemoorganotrófok (szervfalók). A prokarióták világában a legcsodálatosabb kombinációk fordulnak elő.

A prokariótáknak van egy másik figyelemreméltó tulajdonsága is, amely a magasabb rendű szervezetekből hiányzik. Bár a nitrogén (N 2) görögül azt jelenti, hogy "élettelen", szükséges az élethez, ezért része fő összetevőinek - fehérjéknek és nukleinsavaknak. De sem a növények, sem az állatok nem képesek asszimilálni a légköri nitrogént, erre csak néhány prokarióta képes, először ammóniává redukálva (NH 3), majd nitritté (NO 2) és nitráttá (NO 3) alakítva. A vegyipar megjelenése előtt mindannyian baktériumokból éltünk. Ez a folyamat oxigénmentes környezetben játszódik le, ezért a nitrogénkötő mikroorganizmusok speciális eszközöket fejlesztettek ki, amelyek megvédik az oxigéntől.

5. A PROKARIÓTA FŐ CSOPORTJAI

5.1. A baktériumok fototrófok

Sok baktérium használja a fényt energiaforrásként. Mindegyik piros, narancssárga, zöld vagy kék-zöld színű; mert ahhoz, hogy a fény bármilyen munkát végezzen, el kell nyelnie a festéknek - pigment. A baktériumoknak sokféle klorofillokés karotinoidok.

A lila kénbaktériumok a hidrogén-szulfidból (H 2 S) hidrogént (elektronokat) nyernek, kénné és szulfáttá oxidálják. A lila nem kén baktériumok oldott szerves anyagokból nyerik.

A szárazföldi baktériumok a H 2 S-t, a molekuláris hidrogént és a szerves anyagokat is képesek asszimilálni. Legtöbbjük molekuláris nitrogént képes megkötni. Leggyakrabban az iszap felszínén lévő tározókban élnek, néhányan meleg forrásokban.

A bakteriális fotoszintézis sajátossága, hogy közben szabad oxigén (O 2) szabadul fel. Az ilyen fotoszintézist anoxigénnek (oxigénmentesnek) nevezik.

A napenergiát teljesen más módon használják fel. cianobaktériumok(pontatlanul kék-zöld algának nevezték őket). Felhasítják a vizet és hidrogént használnak, és molekuláris oxigén kerül a légkörbe. Úgy gondolják, hogy a cianobaktériumok az oxigénes fotoszintézisükkel tették oxigénné bolygónk légkörét.

A cianobaktériumok ellenállnak a háztartási és ipari szennyezésnek, "virágzást" és romlást okoznak tározókban, tavakban, tározókban. Megélhetnek part menti sziklákon és sziklákon, hegyekben és sivatagokban is (van elég harmat), meleg forrásokban.

Ám a cianobaktériumok okozta bajok olykor „megbocsáthatóak” lehetnek, és nem csak azért, mert egykor alkalmassá tették a Föld légkörét a légzésünkre, szabad oxigén felszabadulásával.

Ezek a szervezetek aktívan kötik meg a légköri nitrogént, biztosítva a rizsföldek hozamát és az összes többi víztest termelékenységét.

5.2. A baktériumok kemoautotrófok

Sok baktérium szervetlen anyagokból nyer energiát: ammónia, nitritek, kénvegyületek, vasvas és egyéb fémionok. Szénforrásuk a szén-dioxid. Ide tartoznak az ammóniát nitritté - nitráttá alakító baktériumok. Más baktériumok a kénvegyületek oxidálásával nyernek energiát növekedésükhöz:

H 2 S → S → SO 3 2- → SO 4 2-

Mivel a kén és a kénhidrogén gyakran megtalálható a forró vulkáni forrásokban, ezek a baktériumok gyakoriak ott. Az ókor kohászai, köztük Oroszországban is, nagyra értékelték a mocsarakban lerakódott vasérceket. Ezek közül szénen jó minőségű, legtisztább vasat kaptak. Ezek az ércek baktériumokat hoznak létre azáltal, hogy a vasat vasat oxidálják:

Fe 2+ → Fe 3+.

A vasbaktériumok egy része a ként is képes oxidálni, és nem csak a vas-szulfidok, hanem más fémek oldható szulfátjait is feldolgozza. Most az ilyen baktériumok segítenek a kohászoknak azáltal, hogy cinket, antimont, nikkelt, mangánt, molibdént és uránt kilúgoznak a rossz ércekből. A legegyszerűbb módja annak, hogy a vizet baktériumokkal egy vastag zúzott kőzetrétegen átengedjük, és a kapott vizet összegyűjtjük a megfelelő fémek szulfátjaival. Az összes többi módszer itt gazdaságilag nem életképes.

5.3 Baktériumok – organotrófok

Most térjünk át a szerves anyagokat fogyasztó baktériumokra. A nagy francia kémikus és mikrobiológus, L. Pasteur még a múlt században rájött, hogy mikroorganizmusok, bomlás és erjedés nélkül, amely a szerves anyagokat szervetlen NH3, H2S, CO2, H2O vegyületekké alakítja, lehetetlenné válna az élet a Földön. Ők zárják le a biogén anyagok körforgását bolygónkon, ellátva a zöld növényeket - fitotrófokat a szükséges "nyersanyagokkal". A mikroorganizmusok számára „túl kemény” csak az ember által készített műanyagok, mosóporok és mérgek. Ezért felhalmozódnak a minket körülvevő környezetben, és már magának az embernek a létét kezdik fenyegetni.

A mikroorganizmusok közül az organotrófok közül az emberek a gyakorlatukban leggyakrabban olyan baktériumokat használnak, amelyek a fermentációs reakciót energiaforrásként használják. Ezek a folyamatok oxigén részvétele nélkül mennek végbe, a H2O-t nem igénylő mikroorganizmusokat anaeroboknak nevezzük.

Vannak kötelező, kötelező anaerobok, amelyek számára a szabad oxigén halálos méreg; és választható, fakultatív, amelyek könnyen átjutnak az erjedésből az oxigénlégzésbe.

A tejsavas fermentációs baktériumok a szénhidrátok tejsavvá alakításával nyernek energiát. Ez a reakció az izmokban is előfordul, nagyon kemény munka során, amikor a vérnek nincs ideje oxigént szállítani. De szervezetünkben ez nem tarthat sokáig – a keletkező tejsav, amelyet a fiziológusok kifejezetten „fáradtságméregnek” neveznek, elfárasztja az izmokat. A tejsavbaktériumok a tejet aludttejré, kefirré és kumisszá alakítják. Savanyú tésztát, különféle sajtokat, savanyú káposztát és uborkát, szilázst is alkotnak.

Más baktériumok az erjedés során más szerves savakat választanak ki: propionsav, hangyasav, ecetsav, borostyánkősav és egyéb vegyületek. Ezek egy részét a vegyiparban használják.

Térjünk át a prokariótákra, amelyek alkalmazkodtak az állatok bőrén és beleiben való élethez. Közülük hasznosak tulajdonosaik számára. A tehenek, birkák és minden kérődzők összetett gyomrában hatalmas mennyiségű baktérium található, amelyek lebontják a rostokat (cellulózt). Más bélbaktériumok vitaminokkal látják el a gazdákat. Közöttük vannak egyszerűen „ingyenesek”, akik nem hoznak közvetlen hasznot, de nem közömbösek a tulajdonosok iránt.

Ez alól az ember sem kivétel, a bőrünkön jónéhány olyan baktérium halmozódik fel, amelyek a verejték szerves anyagait fogyasztják. Időnként lemossuk őket, de ha ezek a baktériumok teljesen eltűnnek, például az antibiotikumokkal való visszaélés miatt, akkor a megüresedett helyet élesztőszerű gombák foglalják el, amelyek bőrbetegségeket okozhatnak.

De a beleink tartalmában összehasonlíthatatlanul több baktérium található. Az emberi széklet tömegének 30%-a baktériumokból áll. Alapvetően ezek szigorúan kötelező anaerobok a Bactericides nemzetségből. Sokkal kevesebb fakultatív anaerob van, amely képes szaporodni oxigénes légkörben. Ezek közül az Escherichia coli a leghíresebb. Az E. coli laboratóriumban könnyen termeszthető. Ez a legtöbbet tanulmányozott baktérium, mert hosszú évtizedek óta a molekuláris biológusok és génmérnökök kedvenc tárgya.

Ezek olyan baktériumok, amelyek betegségeket okoznak. A vérhas veszélyes betegsége elterjedt. A belekben szaporodó vérhasbacilus okozza veszélyes rendellenességét ("véres hasmenést"). A közeli kórokozók szalmonellózist és tífuszt okoznak. Mindegyiket "piszkos kéz betegségének" nevezik, de legyek, szennyezett élelmiszerek és víz útján is megfertőződhetnek. A kolera még veszélyesebb, a vibriók egyik fajtája okozza - fakultatív anaerob, amely a szennyvízzel terjed. Sejtjei veszélyes mérget - toxint - választanak ki, amitől a bélnyálkahártya sejtjei elpusztulnak, a szervezet sok vizet veszít, a kiszáradás következtében elhalálozhat.

Sok baktérium megfertőzi a légutakat, aminek következtében az ember torokfájást okoz. Tüneteiben hasonló, de összehasonlíthatatlanul veszélyesebb a diftéria, amelyet egy bot alakú, sajátos alakú rúd okoz. A garat és a mandulák üregét érinti. A diftéria bacillus nem önmagában veszélyes, hanem csak azok a fajtái, amelyek „szelídített” vírust - „szabadtöltőt” tartalmaznak. Ez a vírus olyan toxint termel, amely gátolja a fehérjeszintézist az eukarióta sejtekben, beleértve a szívizmot, az idegeket és a veséket. A diftéria különösen veszélyes a gyermekek számára. A pneumococcusok által okozott tüdőgyulladás (pneumonia) különféle formái széles körben elterjedtek.

Még a század elején is rémisztő volt a „tuberkulózis” szó, ahogyan manapság az AIDS. Akkoriban ez a rendszerint tüdőt érintő betegség gyógyíthatatlan volt. De más szerveket is érinthet (csonttuberkulózis). Az úgynevezett ún pálca Koch”, amelyet R. Kochról, a nagy német mikrobiológusról neveztek el, aki leírta. Koch pálcája a mikrobaktériumok közé tartozik. A lepra kórokozója közel áll hozzá - súlyos és kezelhetetlen betegség.

Más mikrobaktériumok is élnek a talajban, egy részük olyan anyagokat képes felszívni, mint az olaj, paraffin, naftalin. A tuberkulózis ma már gyógyítható, de még mindig súlyos betegségnek számít.

A pestis ősidők óta az emberiség csapása, amelyből egész városok haltak ki a középkorban. Ezt a betegséget a pestisbacilus okozza. A pestis valójában a rágcsálók betegsége. Tőlük az emberre a bolhák viszik. A pestis még most is nehezen gyógyítható az oltások és a gyógyszerek ellenére. Kitöréseit könnyebb megelőzni.

A dugóhúzó alakú mikroorganizmusok - spirocheták - veszélyes betegségek kórokozói is lehetnek; visszaeső láz, fertőző sárgaság, szifilisz.

A mikroorganizmusok kötelező, szigorú anaerobok. Ide tartoznak a legveszélyesebb betegségek kórokozói: gázgangréna, tetanusz, botulizmus. Az első két ember megbetegszik, amikor a föld a sebek közé kerül. Ilyen esetekben sürgősen védőoltás szükséges. A botulinum baktérium hús- és haltermékekben, valamint fehérjében gazdag babkonzervekben fejlődik ki. Halálos méreganyagot – botulint – bocsát ki, ami légzésbénulást okoz. Régen kolbászméregnek hívták.

6. KÉK-ZÖLD ALGA

A kék-zöld algák (ciánok) a legősibb (több mint 3 milliárd évvel ezelőtt keletkezett) vízi vagy ritkábban a talaj autotróf organizmusai. A sejteknek számos vastag fala van (poliszacharidokból, pektinekből és cellulózból), amelyek gyakran nyálkahártyába vannak bevonva. Prokarióta sejtjeik szerkezetileg hasonlóak a baktériumokhoz. A fotoszintézist a citoplazmában szabadon elhelyezkedő membránokon hajtják végre, amelyek klorofillt és más pigmenteket tartalmaznak.

Sok kék-zöld algafajnak nitrogénnel teli vakuólumai vannak. Ezek a vakuolák szabályozzák a sejt felhajtóképességét, és lehetővé teszik, hogy a vízoszlopban lebegjen. A kék-zöld algák általában úgy szaporodnak, hogy a sejteket két részre osztják, koloniálisan vagy fonalasan - telepek vagy fonalak bomlásával. Kedvezőtlen körülmények között spórák képződhetnek.

A kék-zöld algák széles körben elterjedtek a bioszférában, de a fajok nagy része édesvízi tározókban él, egyes fajok a tengerekben és a szárazföldön élnek. Mások szerves anyagokkal szennyezett helyeken élnek, és mikotróf módon táplálkoznak. A bomlástermékek mineralizálásával képesek megtisztítani a vizet.

Egyes kék-zöld algák képesek a nitrogén megkötésére. A kék-zöld algák sok zuzmóban szimbiontaként megtalálhatók. A Cyanei az elsők, amelyek a következő élőhelyeket fejlesztették ki - vulkáni szigetek, lávafolyamok.

KÖVETKEZTETÉS

A csak emberben megbetegedést okozó kórokozó baktériumok csaknem századrészét vettük figyelembe. De az állatok és a növények is szenvednek a baktériumoktól.

A modern orvoslásban az ilyen betegségek kezelésének és megelőzésének két fő módját fejlesztették ki.

Ezek közül az első az időben történő védőoltások és vakcinák.

A második út az orvostudomány nagy vívmánya - antibiotikumok, amelyek közül az első a második világháború idején és közvetlenül azt követően jelent meg.

Összefoglalva, a fentieket összefoglalva, a prokarióták a következő táblázat segítségével jellemezhetők:

Asztal 1

A prokarióták általános jellemzői

BIBLIOGRÁFIA

1. Gilbert S. Fejlődésbiológia. v.1, 1993.
2. Golichenkov V.A. A fejlődés biológiája. 1991.
3. Green N. et al., Biology. v.1, 1993.
4. Ivanova T.V. Biológia. 2002.
5. Kemp, Pamela Arms, Karen. Bevezetés a biológiába, 1998.
6. Mamontov S.G. Biológia, 1991.
7. Mednikov B. Az életforma és életszínvonal biológiája, 1994.
8. Mustafin et al. Biológia egyetemi jelentkezőknek, 1995.
9. Pavlov I. Yu. et al., Biology, 1996.
10. Csebisev N. V., Kuznyecov. Biológia egyetemre jelentkezőknek. v.1. 2000.

amelyeknek magjuk van. Szinte minden organizmus eukarióta, kivéve a baktériumokat (a vírusok külön kategóriába tartoznak, amelyeket nem minden biológus különböztet meg élőlények kategóriájaként). Az eukarióták azok növények, állatok, gombákés olyan fajta élő szervezetek, mint nyálkás formák. Az eukarióták fel vannak osztva egysejtű szervezetekés többsejtű, de a sejtszerkezet elve mindegyiknél ugyanaz.

Úgy tartják, hogy az első eukarióták körülbelül 2 milliárd évvel ezelőtt jelentek meg, és nagyrészt a szimbiogenezis- az eukarióta sejtek és azon baktériumok kölcsönhatása, amelyeket ezek a sejtek felszívtak, mivel képesek fagocitózis.

eukarióta sejtek nagyon nagy méretűek, különösen a prokariótákhoz képest. Egy eukarióta sejtben körülbelül tíz organellum található, amelyek többségét membránok választják el a citoplazmától, ami a prokariótákban nem így van. Az eukariótáknak is van magjuk, amiről már beszéltünk. Ez a sejt azon része, amelyet kettős membrán választ el a citoplazmától. A sejtnek ebben a részében található a kromoszómákban található DNS. A sejtek általában egymagvúak, de néha többmagvú sejtek is előfordulnak.

eukarióta királyságok.

Az eukarióták felosztására több lehetőség is van. Kezdetben minden élő szervezetet csak növényekre és állatokra osztottak. Ezt követően azonosították a gombák királyságát, amelyek jelentősen eltérnek az elsőtől és a másodiktól. Még később is elkezdték izolálni a nyálkagombákat.

nyálkás formák az organizmusok polifiletikus csoportja, amelyre egyesek hivatkoznak a legegyszerűbb, de ezeknek az élőlényeknek a végső osztályozása nincs teljesen besorolva. A fejlődés egyik szakaszában ezek a szervezetek plazmodikus formájúak - ez egy nyálkás anyag, amelynek nincs tiszta kemény fedele. Általában a nyálkaformák úgy néznek ki, mint egy többmagvú sejt, ami szabad szemmel is látható.

A sporuláció a nyálkás penészgombákhoz kapcsolódik, amelyek zoospórákkal csíráznak, amelyekből később plazmódium fejlődik.

Slime formák vannak heterotrófok képes enni vizuálisan, vagyis a tápanyagok közvetlenül a membránon keresztül történő felszívódására, vagy endocitózissal - a benne lévő tápanyagokkal rendelkező hólyagok felvételére. A nyálkagombák közé tartozik az acrasia, a myxomycetes, a labirintus és a plazmodioforok.

A prokarióták és az eukarióták közötti különbségek.

A fő különbség prokarióták az eukarióták pedig az, hogy a prokariótáknak nincs jól kialakult sejtmagjuk, amelyet membrán választ el a citoplazmától. A prokariótákban a körkörös DNS a citoplazmában található, és azt a helyet, ahol a DNS található, nukleoidnak nevezik.

További eukarióta különbségek.

1. Az organellumok közül a prokariótáknak csak riboszómák A 70S (kicsi) és az eukarióták nemcsak nagy 80S riboszómákkal rendelkeznek, hanem sok más organellum is.
2. Mivel a prokariótáknak nincs magjuk, kettéosztva osztódnak - nem a segítségével. meiózis/mitózis.
3. Az eukariótáknak olyan hisztonjai vannak, amelyekkel a baktériumok nem rendelkeznek. Az eukarióta kromatin 1/3 DNS-t és 2/3 fehérjét tartalmaz, a prokariótákban ennek az ellenkezője igaz.
4. Egy eukarióta sejt 1000-szer nagyobb térfogatú és 10-szer nagyobb átmérőjű, mint egy prokarióta sejt.

Ebben a szuperbirodalomban a növények a gombák birodalmára és a növények birodalmára oszlanak.

A gombák szimbiotikus kapcsolatba léphetnek más szervezetekkel, például algákkal vagy cianobaktériumokkal, és zuzmókat képezhetnek. A magasabb rendű növényekkel is szimbiózisba léphetnek, hifáikkal beburkolják és behatolnak a növények gyökereibe, és struktúrákat (gyökér + gomba) képeznek, amit mikorrhizának neveznek. A növényekkel való ilyen szimbiózis biztosítja az utóbbiak foszfátszükségletét. Például a szárazföldi növények 80%-a, köztük sok mezőgazdasági növény is szimbiózist alkot a Glornus versiforme gombával, amely a gyökereiken él, és megkönnyíti számukra a foszfát és ásványi tápanyagok felvételét a talajból.

Ennek a királyságnak az élőlényei között vannak egysejtű (mikroszkópos) vagy alacsonyabb, valamint többsejtű (magasabb) gombák.

A gombákat osztályokba sorolják: valódi gombák, petegombák és zuzmók.

Az igazi gombák közül a Chytridia gombák, a Zygomycetes, az Ascomycetes (Marsupial gombák), a Basidiomycetes és az Imperfect gombák (Deuteromycetes) osztályai találhatók.

Az Ascomycetes a gombák legnagyobb számú csoportja (több mint 30 000 faj), amelyek elsősorban méretükben különböznek egymástól. Léteznek egysejtűek és többsejtűek is. Testüket haploid micélium képviseli. Aszkospórákat tartalmazó aszkuszokat (zacskókat) képeznek, ami e gombák jellemző tulajdonsága. Ennek a csoportnak a gombái közül a leghíresebb az élesztő (sör, bor, kefir és mások). Például a Saccharomices cerevisiae élesztő befolyásolja a glükóz (CgH^Og) fermentációját. Egy glükózmolekula két molekula etil-alkoholt termel ezen enzimatikus folyamat során.

A Basidiomycetes magasabb rendű gombák. Nagy méretek jellemzik őket, amelyek akár fél métert is elérhetnek. Testük is micéliumból (micéliumból) áll, de többsejtű, gombákat képez. A gombasejtek protoplasztja nemcsak sejtmagokat, hanem mitokondriumokat, riboszómákat, a Golgi-apparátust, sőt tartalékanyagként glikogént is tartalmaz. A hifák összefonódnak, termőtesteket képeznek, amelyeket a mindennapi életben gombának neveznek, és szárból és kalapból állnak.

Ezek a gombák vegetatívan és ivartalanul, valamint ivarosan szaporodnak. A leghíresebb basidiomycetes a kalapgombák, amelyek között ehető és mérgező is található.

Az Oomycetes főként vízi és talajgombák. E gombák közül nagyon jól ismertek a Phytophtora nemzetségbe tartozó fajok, amelyek a burgonya, a paradicsom és más éjszakai árnyak betegségeit okozzák.

A gombák jelentős szerepet játszanak a természetben. Különösen pusztító szervezetek. Számos ökológiai rendszer részeként felelősek a növényi eredetű szerves anyagok elpusztításáért, mivel olyan enzimeket termelnek, amelyek a cellulózra, ligninre és a növényi sejtek egyéb anyagaira hatnak. A sajtiparban széles körben használják számos népszerű sajtfajta előállítására. Megjegyzendő, hogy a Neurospora crassa kísérleti objektumként kiemelkedő szerepet tölt be számos anyagcsereút ismeretében.

Lichens A gombák, zöld algák vagy cianobaktériumok és az Azotobacter szimbiózisa eredményeként létrejött összetett organizmusok (4. ábra). Következésképpen a zuzmó egy kombinált organizmus, azaz egy gomba + alga + Azotobacter, amelynek létét az biztosítja, hogy a gomba hifák a víz és ásványi anyagok felszívásáért, az algák a fotoszintézisért, az Azotobacter pedig a légköri nitrogén megkötéséért felelősek. . A zuzmók minden botanikai és földrajzi övezet lakói. Vegetatívan, ivartalanul és ivarosan szaporodnak.

A zuzmók értéke a természetben nagy. A környezetszennyező anyagokkal szembeni nagy érzékenységük miatt a zuzmókat a légkör tisztaságának mutatójaként használják. Északon a szarvasok fő tápláléka. Gyógyszertárban és illatszerben is használják.

A gombák ősi eredetűek. Fosszilis maradványaikat a szilurban és a devonban jegyezték fel. Egyes botanikusok azt állítják, hogy a klorofillt elvesztett zöld algák leszármazottai. Az elterjedtebb nézet szerint a gombák flagellátumokból (protozoonok) fejlődtek ki.

A zuzmók fosszilis maradványait a devonban is találták, ami körülbelül 400 millió éves korukat határozza meg. Úgy tartják, hogy a zuzmók kialakulása volt az első olyan eset, amikor szimbiotikus kapcsolat jött létre az élőlények között. Ez lehetővé tette széleskörű elterjedését különböző ökológiai fülkékben.

Növényvilág (Plantae vagy Vegetabia). Ezt a birodalmat olyan organizmusok képviselik, amelyek sejtjei sűrű sejtfallal rendelkeznek, és képesek a fotoszintézisre. Ennek a birodalomnak a növényeit három albirodalomba sorolják, nevezetesen: lila (Phycobionta), valódi algák (Phycobionta) és magasabb rendű növények (Embryophyta).

A lila és valódi algák teste nincs szövetekre és szervekre osztva. Emiatt gyakran nevezik őket alsó vagy tallusznövényeknek. Ellenkezőleg, a többi növény magasabb rendű növényként ismert, mivel különböző szövetek jelenléte és a test szervekre oszlása ​​jellemzi őket. Ezek a növények alkalmazkodtak a szárazföldi élethez.

Bagryanka (Rhodophyta) alkirálysága. Ennek az albirodalomnak a növényei többsejtű élőlények (5. ábra). A lila testét tallus képviseli. Körülbelül 4000 fajta bíbor létezik, amelyek közül a leghíresebbek a porfír, a nem-malion, a korallok és mások. Bíbor színük a bennük lévő klorofill, karotinoidok, vörös fikoeritrinek, kék fikocianinok és egyéb pigmentek tartalmától függ. A tengerek és óceánok nagy mélységeinek lakói. Gyakran nevezik vörös algáknak. A Vörös-tenger különösen gazdag bennük.

Mind ivartalanul, mind ivarosan szaporodnak, váltakozó szexuális és ivartalan generációkkal.

Gazdasági jelentőségűek. Egyes fajok nyersanyagként szolgálnak, amelyből agar-agart vonnak ki. Egyes országokban állati takarmányozásra használják.

A karmazsinvirág ősi élőlények, de eredetük és az egyes fajok közötti filogenetikai kapcsolatuk továbbra sem tisztázott.

Subkirályság Valódi alga (Phycobionta). Az igazi algák olyan növények, amelyek testét tallus képviseli. Ezeknek a szervezeteknek körülbelül 30 000 faja ismert. Léteznek egysejtű és többsejtű algák is. Főleg édesvízi tározók és tengerek lakói, de előfordulnak talajmoszatok, sőt hó- és jégalgák is. Az egysejtű algák szaporodása osztódással történik, a többsejtűek ivartalanul és ivarosan is szaporodnak. Egyszer Virgil azt írta: "nigilvilor algo" (nincs rosszabb az algánál). Korunkban az algák más becslésekre tettek szert.

Az algológusok az algákat több osztályba sorolják.

A részleg Zöld alga (Chlorophyta). Ezt a szakaszt mozgó és mozdulatlan egy- és többsejtű élőlények képviselik, amelyek meglehetősen vastag sejtfallal rendelkeznek, és fonalak, tubulusok alakúak (6. ábra). Egyes fajok mozgékony és mozdulatlan kolóniákat alkotnak. Ezeknek az algáknak több mint 13 000 faja van, amelyek többsége édesvízi lakos. De a tengeri formák is ismertek.

Az egy- és többsejtű zöldalgák fotoszintézisre képesek, mert kloroplasztiszokat tartalmaznak, amelyekben a klorofill koncentrálódik, és amelyek jelenlététől zöld színt kapnak. Xantofillokat és karotinokat is tartalmaznak.

Az egysejtű zöldalgák tipikus képviselői a tócsákban és más kis édesvíztestekben élő chlamydomonas (a Chlamidomonas nemzetségből), valamint az édes és sós vizekben élő, azonos nevű (Chlorella) nemzetségből származó chlorella, amely édes és sós vizekben él a víz felszínén. nedves föld, a fák kérgén. A Chlorella kivételes fotoszintetikus aktivitással rendelkezik, a fényenergia 10-12%-át képes felfogni és felhasználni. Számos értékes fehérjét, B-, C- és K-vitamint tartalmaz.

A többsejtű zöld algák példája a tólakó Volvox. Kolóniát képezve ez a szervezet 500-60 000 sejtből áll, amelyek mindegyike két flagellával van felszerelve, és tartalmaz egy ocelluszt, egy differenciált sejtmagot és egy kloroplasztot is. Minden sejtet vastag kocsonyás membrán vesz körül, és elválasztja a szomszédos sejtektől. Ha egy kolóniában egy sejt elpusztul, a többi tovább él. A sejtek elhelyezkedése a kolóniában biztosítja ennek a szervezetnek a mozgását.

Osztódással vagy mozgékony zoospórák képződésével szaporodnak, amelyek az anya szervezetétől elkülönülve valamilyen szubsztrátumhoz kötődnek, majd új szervezetté fejlődnek. A Spirogyra szexuális folyamata konjugáció formájában zajlik.

Ezeknek az algáknak a gazdasági jelentősége csekély, kivéve, hogy gazdag fehérje- és vitamintartalma miatt a chlorellát takarmányozásban használják fel. A fitoplankton összetevőjeként a halak táplálékaként szolgál.

Feltételezik, hogy a zöldalgák aromorfózisok eredményeként keletkeztek, ami magképződésnek, a többsejtűség megjelenésének és az ivaros folyamatnak bizonyult. Azt is feltételezik, hogy primitív szárazföldi növényeket hoztak létre, amelyek a moha ősi formái lettek.

A részleg kovamoszat algák, ill kovamoszat (Chrysophyta) főként többsejtű élőlények, sőt néha gyarmati formák is képviselik (7. ábra). Vannak egysejtű formák is. 5700 faja ismert. Jellemzőjük a test egyértelmű differenciálódása a citoplazmába és a sejtmagba. A sejtfalat szilícium-dioxiddal "impregnálják", aminek következtében héjnak nevezik. Édes víztestek, tengerek és óceánok lakói, és a fitoplankton részei.

Ezen algák sejtjeiben szemcsék vagy lemezek formájú kloroplasztiszok találhatók, amelyek a különböző pigmentek (karotin, xantofil és ennek változata diatomin) tartalmuk miatt eltérő színűek. Emiatt a kovamoszatokat gyakran aranybarnának nevezik.

A szaporodás a sejt felére osztódásával történik. Egyes fajok ivaros szaporodással rendelkeznek. A kovaföldek diploid szervezetek.

Az elhalt kovamoszat beágyazódásából keletkezett kovaföld, amely héjuk 50-80%-át teszi ki, és amelyet a kémiában és az élelmiszeriparban abszorberként használnak.

A kovamoszat értéke a természetben igen nagy. Kiemelkedően fontos helyet foglalnak el az anyagok körforgásában, mivel a halak fő táplálékai. Tápértékük nagyon magas.

Evolúciós szempontból a kovaalgák állnak a legközelebb a zöld algákhoz, de eredetük nem tisztázott.

A részleg Barna alga (Phaeophyta). Ezek az algák többsejtű élőlények. Minden sejt csak egy magot tartalmaz. Méretüket tekintve a legnagyobb (leghosszabb) algák, elérik a több tíz métert is (8. ábra). Körülbelül 900 faja ismert. A tengerek és óceánok lakói, beleértve az északiakat is. Pigmentációjukat az határozza meg, hogy a klorofilltartalom miatt barnára színezett kloroplasztokat, valamint barna pigmenteket (karotint, xantofilt és fukoxantint) tartalmaznak.

A leghíresebbek a Laminaria és Fucus nemzetségből származó algák.

Vegetatívan, ivartalanul és ivarosan szaporodnak. A vegetatív szaporodás a thallus egyes részeivel történik, ivartalan (spóra) - gametofittá fejlődő haploid spórák segítségével, ivaros - izogámiával, heterogámiával vagy oogashival. Jellemző a haploid és diploid generációk váltakozása. A nemi sejtek flagellákkal vannak felszerelve.

Ezeknek az algáknak, különösen a lamináriának a gazdasági jelentősége igen nagy. Jódot, káliumsókat, az élelmiszeriparban használt agarszerű anyagokat vonják ki belőlük. A lamináriát, az úgynevezett tengeri moszatot emberi táplálékként használják. Néhány algát műtrágyaként használnak.

A barna algák a legrégebbi vízinövények. Úgy gondolják, hogy páfrányszerű növényeket hoztak létre.

Az algákkal kapcsolatos adatok összefoglalásaként meg kell jegyezni, hogy az algák általában sok ökológiai rendszerben fontosak. Valójában ők jelentik a szerves anyagok fő forrását a víztestekben. Becslések szerint az algák felelősek a Világ-óceán szervesanyag-szintéziséért évi 550 milliárd tonna mennyiségben, ami a teljes bioszféra termelékenységének jelentős része. Ezenkívül nagyon jelentős szerepet játszanak a légkör oxigénnel való dúsításában. Végül az algák részt vesznek a víztestek öntisztulásában, a talajképzésben.

Alkirályság Magasabb növények (Embryophyta vagy Embryobionta). Az alkirályságot alkotó növényeket gyakran lombhullatónak nevezik, mivel testük szárra, levélre és gyökérre tagolódik. Ezenkívül csíravonalnak is nevezik őket, mert tartalmazzák a csírát. Végül edényes növényeknek nevezik őket (a moha kivételével), mivel sporofitáik szervei ereket és légcsöveket tartalmaznak.

A magasabb rendű növények a történelmi fejlődés során alkalmazkodtak a szárazföldi élethez. Ezeknek a növényeknek váltakozó ivaros (gametofita) és ivartalan (sporofita) generációja van. A gametofiton ivarsejteket termel és védi az embriót, míg a sporofita spórákat termel, amelyek a gametofiton következő generációját biztosítják. A magasabb rendű növényekben a diploid sporofita dominál, amely meghatározza a növény megjelenését.

Az albirodalomban a magasabb rendű növényeket, a magasabb spórákat és a magasabb magvú növényeket különböztetjük meg. A magasabb spórákat az ivaros és az ivartalan szaporodás szétválása jellemzi. Az első esetben a szaporodás a sporofiták sporangiumában képződő egysejtű spórákkal, a második esetben a gametofiták nemi szerveiben képződő ivarsejtekkel történik. A magasabb magnövényeket a többsejtű képződmény jelenléte jellemzi - egy olyan mag, amely a szaporodási folyamat során képződik, és a magnövényeknek a legfontosabb evolúciós előnyt nyújtja a spórákkal szemben.

Alkirályság A magasabb rendű növényeket több osztályba sorolják. A magasabb spórás növényeket a Rhyniophyta (Rhyniophyta) és a Zosterophyllophyta (Zostrophyllophyta) osztályokba sorolják, amelyek élőlényei teljesen kihaltak, valamint a jelenleg létező Bryophyta (Bryophyta), Lycopodiophyta (Lycopodiophyta), Psilotophyta, Psilotophyta osztályokba. Zsurló (Eguisetophyta), páfrányok (Polypodiophyta). A magasabb magvú növényeket Gymnosperma (Gymnospermae) és Angiosperms vagy Virágzó (Angiospermae vagy Magnoliophyta) osztályokba sorolják. A gymnosperms és az angiosperms magvak, míg az összes többi magasabb spórás növény. A magasabb spórák némelyikében minden spóra egyforma (ekvispórás növények), néhányban a spórák különböző méretűek (disspóra növények).

A modern részlegek üzemei ​​közül csak néhányat veszünk figyelembe az alábbiakban.

A részleg Bryofiták(Bryophyta). Ezt az osztályt alulméretezett, évelő növények képviselik. Némelyikben a testet tallus képviseli, de legtöbbjükben szárra és levelekre tagolódik (9. kép). Körülbelül 25 000 mohafaj létezik. Minden földrajzi zónában nyirkos helyek lakói. A talajhoz szőrszerű kinövések, úgynevezett rizoidok segítségével kötődnek. Ezeken a szerkezeteken keresztül a talaj táplálását végzik. Ennek a típusnak a leghíresebb képviselői a kakukklen, a változatos marchantia, a sphagnum nemzetség mohái (300 faj).

A mohák fejlődésében jellemző az ivaros (gametofita) és ivartalan (sporofita) generációk váltakozása. Az ivaros nemzedék növényein különböző méretű spórák képződnek. A nőstény csírasejtek hím általi megtermékenyítését követően sporofita (spórákos sporangium) fejlődik ki, melynek sejtjei diploid kromoszómakészlettel rendelkeznek. A sporangiumokban a meiózis eredményeként keletkezett spórák kromoszómakészlete haploid. A talajra kiszóródva a spórák kicsíráznak, és egy növény, gametofiton keletkezik, amelynek haploid kromoszómakészlete van a sejtekben, amelyek mitózissal szaporodnak. A haploid gametofita uralja a fejlődési ciklust. A gametofiton ismét csírasejtek képződnek, és a folyamat megismétlődik. E növények sajátossága nemcsak a haploid gametofiton dominanciája, hanem az is, hogy a gametofita (ivaros nemzedék) és a sporofita (ivartalan generáció) egy növény.

A mohák jelentősége a természetben abban rejlik, hogy az ökoszisztémákban számos más növényfaj élőhelyére, valamint állatokra is hatással vannak. A mohák intenzív szaporodása hozzájárul a talaj állapotának romlásához. Kihalva a sphagnum mohák „befőznek”, és tőzeglerakódásokat képeznek. Egyes fajokat az orvosi iparban használnak.

Úgy tartják, hogy ennek a csoportnak a növényei az első szárazföldi növények közé tartoztak, és már 450-500 millió évvel ezelőtt széles körben elterjedtek, és fejlődésük a sporofiták regresszív fejlődéséből állt. Úgy tartják, hogy a mohák egy vak evolúciós ág.

A részleg Páfrányok(Palypodiophyta). Ezen az osztályon belül osztályozzák a lágyszárú növényeket, amelyek nedves helyeken is élnek (10. ábra). A trópusokon élő páfrányok egy részét faformák képviselik, amelyek közül néhány eléri a 25 méteres magasságot. Ezeknek a növényeknek több mint 10 000 faja van. A páfrányok tipikus képviselői a páfrányok.

A páfrányokra az ivaros és ivartalan nemzedékek váltakozása is jellemző, azonban a mohaféléktől eltérően az ebbe az osztályba tartozó élőlényekben a sporofita a domináns, amelyet diploiditás jellemez. A sporofita fő szervei - a szár, a levelek, a gyökér. Éppen ellenkezőleg, a gametofitot nagyon kis méret jellemzi, amely egy kis lemezt jelent, amely rizoidok segítségével kapcsolódik a talajhoz.

A páfrányokra összetett fejlődési ciklus jellemző. A ciklus a gametofita izospóráinak kifejlődésével (növekedéssel) kezdődik, amelyeken a szaporítószervek antheridia és archegonia formájában képződnek. Ez utóbbiban csírasejtek fejlődnek. Megtermékenyítésük után a zigótából sporofiton képződik, amelyen spórák képződnek, és létrejön a gametofiton. A legtöbb páfrányt heterosporózus növények képviselik.

A páfrányok jelentősége a természetben nagy, mert számos ökoszisztéma részét képezik. A modern páfrányok gazdasági jelentősége csekély, kivéve azt a tényt, hogy bizonyos fajok növényei gyógyászati ​​alapanyagként szolgálnak.

A páfrányokat 7 osztályba sorolják, amelyek többségét a kihalt fajok képviselik.

A páfrányok a legősibb spóranövények. Már a devonban voltak, a karbonban pedig növényerdőket alkottak, melyek magassága elérte a 30 m-t is, ezeknek a növényeknek a maradványai részt vettek a szén képződésében.

A részleg Gymnosperms(Gymnospermae). Az ebbe az ágazatba tartozó növények magokat termelnek, amelyek lényegében a jövőbeli növények kész embriói. A mag fő szervei a csíragyökér, csíraszár, csírarétegek. A gymnospermekben azonban a magot nem borítják szőnyegek. Emiatt gymnospermeknek nevezik őket.

A gymnospermeket fák, cserjék és szőlők képviselik. A fajok száma körülbelül 700. Az egész világon elterjedt. Az északi féltekén hatalmas területeket foglalnak el, és tűlevelű erdőket alkotnak.

A gymnospermekre jellemző a generációk váltakozása, amely a haploid és a diploid állapot változásával jár, de a gametofiták mennyisége csökken. Sporofiták a boróka, cikád, tuja, lucfenyő, fenyő, vörösfenyő. Mint minden magnövény, a gymnospermek is heterospórák. A szaporodási szervek női és hím kúpok, amelyek ugyanazon a fán képződnek, és amelyekben a gametofiton található.

A magképződés a sporofita fejlődésének első szakasza. A női kúpok nagy pikkelyekből, úgynevezett megasporofillokból épülnek fel, amelyek mindegyikének belső felületén két megasporangium van, és mindegyik megasporangium tartalmaz egy megaspórát, amely többsejtű gametofittá fejlődik, amely két vagy három archegóniát tartalmaz. Minden archegonium egyetlen nagy tojásból és több kis hosszúkás sejtből áll. A Megasporangiumot úgynevezett integument borítja. Az integumenttel rendelkező megasporangiumot petesejteknek nevezzük.

A hím tobozok pikkelyeik belső felületén (mikrosporofilokon) két mikrosporangiumot tartalmaznak, amelyek mikrospórákat tartalmaznak, amelyek mindegyike haploid pollenné fejlődik. Pollenszemcsék (szemek) alkotják a hím gametofitont.

A mega- és mikrosporofillok mega- és mikrosporofilek (rendre) egy lerövidített spórás hajtáson gyűlnek össze, amely spórás levelekkel rendelkező szár.

Amikor a pollen a női kúpokhoz ér, átjut a petesejtekbe, ahol minden egyes pollenszemcse porzócsővé és két spermiummaggá fejlődik, és amikor a porzócső belép a tojásba, a hímivarsejtmag egyesül a tojásmaggal. Ez a megtermékenyítés. A diploid zigóta diploid embrióvá válik. Idővel a petesejt külső héja maghéjká alakul, és a megasporangium maradványaiból endospermium képződik. Ezért a petesejt magvá változik. Érlelés után a toboz magjai kihullanak.

A gymnosperms a magasabb rendű növények nagyon ősi csoportja. A devonban (körülbelül 350 millió évvel ezelőtt) megjelentek a paleozoikum végén - a mezozoikum elején - a páfrányok helyét átvették a gymnospermek, mivel kiderült, hogy jobban alkalmazkodtak a szárazföldi élethez. Egyik hipotézisük az, hogy a gymnospermek a legősibb páfrányoktól származnak.

A részleg Angiosperms, vagy Virágzás(Angiospermae vagy Magnoliophyta). Ennek az osztálynak a növényei szinte mindenhol megtalálhatók. 250 000-300 000 fajt tesznek ki, vagyis a növényvilág fajainak csaknem kétharmadát. Jelenleg ők a legvirágzóbb növénycsoport.

Ezen az osztályon belül megkülönböztetik az egy- és kétszikű növényeket, amelyek egyben lágyszárú és cserjés fajok, valamint fák. Ennek az osztálynak a tipikus képviselői a rozs, a búza, a rózsa, a nyír, a nyárfa és mások. Vannak egyszikű és kétszikű zárvatermők.

Ezekre a növényekre is jellemző a generációk váltakozása, de a gametofiton jelentős csökkenést tapasztaltak.

E növények figyelemreméltó tulajdonsága a virág jelenléte, amely egy módosított hajtás, és a sporofita származéka (11. ábra). Ez az oka annak, hogy a virágokat alkotó növényeket virágzó növényeknek nevezik. A virágok általában kétivarúak, de néha kétlakiak. A virágban megkülönböztetik a bibét és a porzót, amelyek a fő részei. A magok a bibe (petefészek) alján fejlődnek. Emiatt ezeket a növényeket zárvatermőnek nevezik. A bibe alsó részét petefészek, keskeny stílus és stigma képviseli. Ami a porzót illeti, mindegyik egy szálból és egy portokból áll.

A kétivarú növényekben, amelyek a zárvatermők között vannak többségben, a virágoknak van bibéje és porzója is, azaz ezeknek a növényeknek bibe (nőstény) és porzós (hím) virágai vannak. De sok fajban egyes virágoknak csak bibe, másrészt csak porzója van. Az ilyen növényeket kétlakinak nevezik. A beporzás annak eredménye, hogy a pollen a porzókról a bibe stigmájára kerül.

ábra A zárvatermők szaporodásának általános sémája. 12.

A virágos növények női gametofitja az embriózsák 8 sejtjéből áll, amelyek közül az egyik egy petesejt. Ez a mikroszkopikus szerkezet egyetlen megaspórából fejlődik ki. A hím gametofiton a portok mikrosporangiumában található mikrospórákból vagy pollenszemcsékből fejlődik ki. A bibe stigmájára kerülve a pollenszemcsék az osztódás eredményeként egy generatív sejtet és egy pollencsővé fejlődő sejtet hoznak létre. Ezután a pollencső a petefészek üregébe nő. A generatív sejtcső magja a pollencső aljára vándorol, ahol a generatív sejt osztódik, és két spermiumot termel. Az egyik spermium egyesül a petesejttel, diploid zigótát hozva létre, míg a második spermium a sejtmaggal (az embriózsák közepén, a petesejtben) egyesül, triploid magot hozva létre, amely aztán endospermiummá fejlődik. Végső soron mindkét szerkezet a magban, a mag pedig a petefészekben köt ki, amiből gyümölcs lesz. Ez utóbbi egytől több magot is tartalmazhat. Az ilyen trágyázást kettősnek nevezik (13. ábra). 1898-ban S. G. Navashin (1857-1950) fedezte fel. A kettős megtermékenyítés biológiai értelme abban rejlik, hogy a triploid endospermium kifejlődése hatalmas számú generációval kombinálva a növények műanyag- és energiaforrásait takarítja meg.

1898-ban S. G. Navashin (1857-1950) fedezte fel. A kettős megtermékenyítés biológiai értelme abban rejlik, hogy a triploid endospermium kifejlődése hatalmas számú generációval kombinálva a növények műanyag- és energiaforrásait takarítja meg.

A szár egy növényi szerv, amelyhez levelek, gyökerek és virágok kapcsolódnak. (Egy fás szárú növény szárának felépítése a 14. ábrán látható.)

A levelek a növény legfontosabb szervei. Különböző alakúak, és több sejtrétegből épülnek fel, amelyek nagyszámú kloroplasztot tartalmaznak. Szervként szolgálnak a növények és a környezet közötti gázcseréhez. A klorofillnak a levelekben való jelenléte miatt fotoszintézis megy végbe, amely két reakción alapul - a víz fotolízisén és a COg rögzítésén.

A gyökér egy növényi szerv, amely felszívja a vizet és az ásványi anyagokat a talajból, és elvezeti azokat a szárhoz. A zárvatermő növényekben, valamint a gymnospermekben a talajból származó vizet és tápanyagokat a gyökérszőrök adszorbeálják és a xilémbe juttatják a gyökérrendszerben fellépő ozmotikus nyomás, a kapillárisok működése, a xilémben kialakuló negatív nyomás hatására, amely néha eléri a xilémben a talajt. 100 bar egyes faformákban, és a transzspiráció, azaz a víz elpárologtatása a levelekről (15. ábra).

A zárvatermő növények gazdasági jelentőségét nagyon nehéz túlbecsülni, mivel rendkívül széles körben használják az emberi életben (élelmiszer, ipari alapanyag, állati takarmány stb.).

Az angiospermák bolygónk domináns növényei. Ezért eredetük magyarázata régóta az egyik legfontosabb feladat az evolúcióelméletben. C. Darwintól kezdve számos hipotézist terjesztettek elő a zárvatermők magyarázatára. Egyikük szerint azt feltételezik, hogy a zárvatermők egyes gymnospermekből, az egyszikűek pedig néhány ősi kétszikűből származnak. Ez és más hipotézisek azonban nem teljesek. A zárvatermők megjelenési idejének meghatározásában nézeteltérések vannak. A legfrissebb elképzelések szerint a virágos növények fő diverzifikációja, beleértve az egyszikűekre és kétszikűekre való osztódást, 130-90 millió évvel ezelőtt történt, és ez aztán változásokhoz vezetett a szárazföldi ökoszisztémákban.

Megbeszélésre váró kérdések

1. Hogyan érti a nukleáris és nukleáris szervezetek közötti különbségeket?

2. Nevezze meg az atommag előtti élőlények részbirodalmait!

3. Mit tud az archaebaktériumokról és azokról a tulajdonságaikról, amelyekkel más prenukleáris szervezetek nem rendelkeznek?

4. Mi a baktériumok szerepe a természetben és az emberi életben? Milyen morfológiai formáit ismeri a baktériumok?

5. Sorolja fel a gombák főbb tulajdonságait! Miben különböznek a gombák a zuzmóktól?

6. Mi a hasonlóság és a különbség a növényi sejtek és az állati sejtek között?

7. Miben különböznek a zöld algák a cianobaktériumoktól?

8. Van-e az algáknak valamilyen gazdasági jelentőségű tulajdonsága?

9. Milyen tulajdonságok jellemzőek a magasabb rendű növényekre?

10. Mit jelent a generációk váltakozása a növényekben és mi a biológiai szerepe?

11. Van-e különbség a mohás és páfrányszerű növények között? Van valami közös eredetükben?

13. Miért van ilyen név a zárvatermőknek?

14. Mi a virág jelentése?

16. Mit jelent a kettős megtermékenyítés zárvatermőkben?

16. Mi a zárvatermők jelentősége az emberi életben?

17. Mit tudsz a zárvatermők eredetéről?

Irodalom

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

Nidon K., Peterman I., Scheffel P., Washer B. Növények és állatok. M.: Mir. 1991. 260 oldal.

Starostin B. A. Botanika. könyvben. "A biológia története". M.: Tudomány. 1975. 52-77.

Yakovlev G.P., Chelombitko V.A. Botany. M.: Felsőiskola. 1990. 367 oldal.

Rosemweig, M. L. A fajok sokfélesége a térben és az időben. Cambridge University Press. 1995. 436 o.

Szuperkirályság prenukleáris szervezetek (Procaryota)

Külön mag nélküli egysejtű és többsejtű élőlények. a genetikai információ egyetlen kromoszómában összpontosul. A prokarióták mérete 0,015-20 cm, 3,7-3,1 milliárd éves időközönként jelentek meg. A prokarióták két birodalomra oszlanak: baktériumokra és cianobiótákra. táplálkozásuk a kemo- és fotoszintézis folyamatában történik.

A baktériumok birodalma

A baktériumok körülbelül 1-5 µm (mikromikron) méretű mikroszkopikus szervezetek. Az egysejtű baktériumok fonalas, rúd alakú, spirális alakúak lehetnek. A baktériumok közé tartoznak az autotróf és heterotróf formák. Az előbbiek szerves és szervetlen anyagokat hoznak létre; utóbbiak kész szerves anyagokat használnak. A legtöbb baktérium autotróf. Anyagcsere folyamataik fény nélkül zajlanak (kemoszintézis), vagy csak fényben (fotoszintézis). Az anyagcsere típusai szerint a baktériumok rendkívül változatosak. Vannak kénképző, vas-mangán, nitrogén, acetát, szénképző és egyéb baktériumcsoportok. A baktériumok szerepe a geológiai folyamatokban nagy. Tevékenységükhöz különféle ásványok képződése kapcsolódik: vasércek (jespilitek, vastartalmú csomók), pirit, kén, grafit, foszforitok, olaj, gáz stb.

A 6,5 milliárd éves kovás kőzetekből megbízható baktériumleleteket ismerünk. Valószínűleg a baktériumok egymástól függetlenül jelentek meg különböző élőhelyeken. Jelenleg a parttól a mélységig minden vízgyűjtőt betelepítenek, és élnek a talajban, a levegőben és más élőlényekben is. 100 Celsius fokot meghaladó hőmérsékletű meleg forrásokban és akár 32%-os nátrium-klorid koncentrációjú sós vizekben élnek.

Királyság Cyanobionta

Magányos és gyarmati élőlények külön mag nélküli sejtekkel. Az egyes formák mérete körülbelül 10 mikron, a telepek és anyagcseretermékeik (sztrómatolitok) mérete pedig sok száz éves. A karbonátok felhalmozódnak a szervezetben, ami mészkövek képződéséhez vezet. A meszes réteges képződményeket stromatolitoknak nevezzük. A stromatolitok különböznek az épületek formájában, a szerkezet típusában. Lehetnek tározós, csomós, oszlopos formájúak. Az onkolitokat, a stromatolitokkal ellentétben, kis, lekerekített formációk képviselik, amelyek átmérője legfeljebb több centiméter.

A stromatolitok a cianobionták és a baktériumok szimbiózisának eredményei. A stromatolitok képződése a következőképpen történik. A kalcium a nyálkahártyán választódik ki. A szervezet halála után karbonátos kéreg marad vissza, amelyet üledékek borítanak. A cianobionták és baktériumok ismétlődő szaporodási ciklusai akár 1000 m vastagságú komplex karbonátrétegek kialakulásához vezetnek.A lineáris stromatolitok mellett gömb alakú onkolitok és szabálytalan csillagok formájában mintázott katagráfiák keletkeznek. A stromatolitok minden szerkezetének alakja környezeti tényezőktől függ, ezért felhasználhatók a múlt medencéinek fizikai és földrajzi viszonyainak helyreállítására: sótartalom, hőmérséklet, mélység, hidrodinamika. A cianobionták aktívan részt vettek a biostrala építésében és….

A cianobionták körülbelül 3,5 milliárd évvel ezelőtt jelentek meg. A klorofill jelenléte miatt ezek az első fotoszintetikus szervezetek, amelyek molekuláris oxigént termelnek. A modern cianobionták édes- és tengeri víztestekben élnek, főként 20 méteres mélységben.Tűrik a szennyezést és a fizikai-kémiai körülmények éles ingadozásait. A hőmérséklet a glaciális mínusztól a majdnem forráspontig (85 fokig) terjed a forró forrásokban. A mag hiánya miatt a cianobionták közel állnak a baktériumokhoz, a klorofill jelenléte és a fotoszintézis képessége miatt - az algákhoz.

Szuperbirodalom nukleáris organizmusai (Eukariota)

Egy- és többsejtű szervezetek, amelyek három albirodalomra oszthatók: növények, gombák, állatok. A prokariótáktól eltérően külön magjuk van. eukarióták mérete, 10 mikrontól (egysejtű) 33 m-ig (bálnahossz) és 100 m-ig (egyes tűlevelűek magassága). Az eukarióták a prokarióták leszármazottai. 1,7-1,5 milliárd éves szinten jelentek meg (PR1). A növények – az állatokkal ellentétben – fotoszintézis útján képesek szervetlen vegyületekből szerves vegyületeket létrehozni. Különböző sejtjeik, asszimilációs folyamataik vannak. A létforma, amely többnyire mozdulatlan (kivéve a passzívan úszó planktont).

Növényvilág (Phyta)

Változatos, többnyire mozdulatlan egysejtűek és többsejtűek, csúcsi növekedésű. Minden növényre jellemző a fotoszintézis: a klorofill által elnyelt fényenergiát felhasználva molekuláris oxigént szabadítanak fel, a szervetlenekből pedig szerves vegyületeket hoznak létre. A növényi sejt citoplazmából áll, amely tartalmazza a sejtmagot, vakuolákat - üregeket és organellumokat - független intracelluláris képződményeket. A sejt kemény cellulózhéját gőzök átitatják, gyakran sóval telítve és mineralizálva.

A növényvilág két albirodalomra oszlik - alsó (Thallophyta) és magasabb (Telomophyta). Az alsóbbrendű növények víztestekben élnek. Ez az alga. 200 méteres mélységig élnek, és közöttük van fenék - bentikus és nyílt tengeri - plankton is. A magasabban fekvő növények szinte minden szélességi fokon szárazföldi körülmények között élnek. A növények fosszilis állapotban, különálló részek (szár, levelek, gyökerek, magvak) formájában őrződnek meg, ami megnehezíti megjelenésük rekonstrukcióját.