Лекція на тему: «Сучасні погляди на систему еукаріотичних організмів.»

Про матеріал

Студенти при вивченні цієї теми звернуть увагу на сучасні погляди на систему еукаріотів з поділом на п'ять основних супергруп: Екскавати, Амебозої, Опістоконти, Архепластиди, SAR, розглянуть основні представники цих груп. Навчаться порівнювати різні групи еукаріотів, аналізувати еволюційні зв'язки між прокаріотами та еукаріотами;

Перегляд файлу

Ковельський фаховий медичний коледж

Волинської обласної ради

Методична розробка

заняття по темі:

«Сучасні погляди на систему еукаріотичних організмів.»

Сучасні погляди на систему еукаріотичних організмів | Тест з біології – «На Урок»

Підготувала викладач

біології і екології

Михалик І. П.

Тема : Сучасні погляди на систему еукаріотичних організмів.

Мета заняття:

 освітня: розглянути сучасні погляди на систему еукаріотів з поділом на п'ять основних супергруп: Екскавати, Амебозої, Опістоконти, Архепластиди, SAR; розглянути основних представників цих груп;

 розвивальна: навчити порівнювати різні групи еукаріотів; проаналізувати еволюційні зв'язки між прокаріотами та еукаріотами;

 виховна: виховувати дбайливе ставлення до біорізноманіття в живій природі.

Обладнання і матеріали: таблиці або електронні зображення «Будова еукаріотичної клітини», «Гриби», «рослини», «Тварини».

Базові поняття і терміни: еукаріоти, Екскавати, Амебозої, Опістоконти, Архепластиди, SAR.

Тип заняття: засвоєння нових знань.

Ключові компетентності:

Спілкування державною мовою:

Студент :

 уміє ставити запитання і розпізнавати проблему;

 міркувати, робити висновки на основі інформації, поданої в різних формах (у текстовій формі, таблицях, діаграмах, на графіках);

 має здатність розуміти, пояснювати і перетворювати тексти задач (усно і письмово)

 грамотно висловлюватися рідною мовою

Інформаційна компетентність:

Студент :

 уміє адаптуватися до різних життєвих ситуацій;

 працювати з інформацією;

 самостійно здобуває необхідні предметні знання для виконання практичних робіт;

 розвиває здібності до адаптації в мінливому інформаційному середовищі.

Математична компетентність:

Студент:

 уміє оперувати текстовою та числовою інформацією;

 самостійно розв’язує задачі, зокрема практичного змісту;

 має здатність будувати і досліджувати найпростіші математичні моделі реальних об'єктів, процесів і явищ;

 інтерпретує та оцінює результати.

Комунікативна компетентність:

Студент :

 виявляє гнучкість, мобільність, проникливість, толерантність, творчу ініціативність;

 критично мислить;

 виявляє комунікабельність у різних соціальних групах;

 самостійно працює над розвитком власного інтелекту, культури.

Здоров’язбережувальна компетентність

Студент :

 здатність застосовувати в умовах конкретної ситуації сукупність здоров'язбережувальних компетенцій, дбайливо ставиться до власного здоров'я та здоров'я інших людей

Хід заняття

Організаційний етап

Актуалізація опорних знань студентів.

Розв’язати задачу.

Розрахуйте кількість бактеріальних клітин у класній кімнаті:

І варіант – через 120 хвилин.

ІІ варіант – через 180 хвилин.

Метод «Капуста» (на скручених аркушах паперу написані органели еукаріотичної клітини). Стаємо в коло. Під музику передаємо «капусту». На кому спиняється музика, той розгортає аркуш, зачитує органелу й розповідає про неї.

Отже, повторюємо основні органели еукаріотичної клітини.

ІІI. Мотивація вивчення навчального матеріалу.

Вчені стверджують, що протягом найближчих 20–30 років через техногенні зміни в навколишньому середовищі світ може втратити більш як

1 млн видів рослин і тварин. Швидкість вимирання видів сьогодні в 1000 разів перевищує природну. Близько 10 % видів рослин зони помірного клімату та

11 % видів птахів світу опинилися під загрозою зникнення. Така сама доля в найближчому майбутньому чекає на 130 тис. видів тропічної зони. Адже добре відомо, що одна з умов ефективного існування, виживання, пристосування до змін будь-якої екосистеми — наявність певної кількості видів живих організмів у ній, які еволюційно добре пристосувалися до існування й активно функціонують, взаємодіючи один з одним у процесах обміну речовиною, енергією, інформацією. Інакше кажучи, біологічна різноманітність — це запорука стійкості, витривалості як окремих екосистем, так і біосфери в цілому. Екологічні взаємодії різних видів живих істот із довкіллям формують екосистеми, від стану яких залежить життя людей. Зменшення біорізноманітності — це серйозна втрата біосфери, одна з головних екологічних проблем сьогодення.

ІV. Вивчення нового матеріалу.

План:

1. Загальні ознаки еукаріотів

2. Основні етапи походження еукаріотів?

3. Особливості організації та функціонування грибів?

4. Особливості рослин, якими вони відрізняють їх від інших фотоавтотрофів

5. Загальна характеристика царства Тварини

6. Різноманітність хребетних тварин

1. Загальні ознаки еукаріотів

ЕУКАРІОТИ (грец. еу – добре, каріон – ядро) – це домен одноклітинних, колоніальних та багатоклітинних організмів, що характеризуються наявністю ядра та мембранних органел. Це найрізноманітніша група організмів, яка домінує в більшості сучасних екосистем, за виключенням анаеробних зон. Загальними ознаками еукаріотів є:

• Наявність ядра й більш досконалої системи регуляції генома. Цитоплазма із процесами активного метаболізму відділилась від ділянки збереження й переписування спадкової інформації. Завдяки цьому різко зросла адаптивність еукаріот до змінних умов середовища без внесення спадкових змін у геном.

• Наявність хромосом, що складаються з лінійної макромолекули ДНК та білків-гістонів. З появою хромосом у еукаріотів пов’язане виникнення статевого розмноження з його можливостями комбінаційної мінливості.

• Мозаїчний принцип організації білкових генів. Власне кодуюча частина таких генів представлена послідовністю окремих змістовних ділянок – екзонів, розділених беззмістовними інтронами.

• Клітинні мембрани завжди двошарові, У мембранах розрізняють біліпідний шар із фосфоліпідів та різні за розташуванням й функціями білки.

• Наявність органел із власним генетичним апаратом – мітохондрій та пластид, що мають ендосимбіотичне походження і можуть розрізнятися за будовою.

• Складна структура джгутиків, у яких виділяють аксонему (дві центральні мікроторубочки і девять пар пов’язаних мікротрубочок «9+2») та мембрану.

• Наявність ендоцитозу – транспорт речовин в клітину з утворенням мембранних міхурців – везикул. Наявний в клітинах, позбавлених клітинної оболонки.

• Складніші реакції та процеси життєдіяльності, як то процесинг, кросинговер, мітоз й мейоз та ін.

Отже, до еукаріотів відносять організми із складнішою організацією клітин та процесів життєдіяльності.

2. Основні етапи походження еукаріотів?

Які основні етапи походження еукаріотів?

Еукаріоти виникли 1,5–2 млрд. років тому і мають монофілетичне походження від якоїсь групи організмів. На початку 2012 року С. Чжао із співавторами повідомили про відкриття можливого загального предка еукаріотів. Ним виявився морський одноклітинний джгутиконосець колодіктіон (Collodictyon triciliatum). Але це відкриття все ж таки не дає відповіді про витоки у походженні домена Еукаріоти.

Порівняння будови ДНК й організації генома свідчать про те, еукаріоти значно ближчі до архей, аніж до бактерій. Про це свідчать такі ознаки, як: наявність білків-гістонів в геномі, перервна організація структурних генів, світлочутливий білок родопсин та ін. Але у структурі еукаріотичної клітини є й ознаки бактеріальних організмів. Це кільцева ДНК, рибосоми 70S, переважання фосфоліпідів у мембранах тощо.

Синтетична теорія походження еукаріотів сформувалася на початку XXI ст. на основі синтезу автогенетичної гіпотези походження ядра та більшості одномембранних клітинних органел та ендосимбіотичної гіпотези походження мітохондрій та пластид.

Які ж основні етапи виникнення еукаріот згідно із цією теорією?

1. Утворення в прокаріотичної клітини внутрішніх впинань клітинної мембрани, що привели до утворення ядра, ЕПС, комплексу Гольджі, травних вакуоль, лізосом.

2. Завдяки горизонтальному перенесенню генів у примітивних еукаріотів формуються мікротрубочки та виникає цитоскелет, джгутики, веретено поділу.

3. Шляхом ендосимбіозу еукаріотичної клітини з аеробними бактеріями формуються мітохондрії з дископодібними кристами.

4. Поява еукаріотів, у яких формуються мітохондрії з трубчастими кристами та мітохондрії з пластинчастими кристами. Симбіоз гетеротрофної еукаріотичної клітини з ціанобактерією та утворення еукаріотів з двомембранними пластидами, що отримали назву первинносимбіотичних. Від цих організмів походять рослини.

6. Дивергенція гетеротрофних клітин за типами живлення зумовила появу еукаріотів з осмотрофним (гриби) та еукаріотів з фаготрофним (тварини) живленням.

Отже, поява еукаріотів відображає загальну прогресивну спрямованість біологічної еволюції, що втілюється у збільшенні біорізноманіття та підвищенні стійкості біосистем. Чому сучасна система еукаріотичних організмів є філогенетичною?

Система еукаріотичних організмів – ієрархічна упорядкована сукупність груп, що поєднує еукаріотичні організми на основі комплексу критеріїв. Визначальними критеріями сучасної системи еукаріотів є молекулярно-філогенетичний (подібність послідовностей нуклеотидів в генах, що вибрані в якості маркерів філогенеза) та оновлений цитологічний (найбільш інформативними вважаються кількість та розташування джгутиків, форма мітохондріальних крист, структура цитоскелета, види хлоропластів за особливостями виникнення). Найбільший внесок в оформлення сучасної системи еукаріотів зробила група науковців під керівництвом С. Едла. За сучасними уявленнями в межах домену

Еукаріоти виділяють групи Екскавата, Діафоретики та Аморфеї.

Екскавати (від гр. екс – зовнішній, кава – борозна) – група найдавніших й найпримітивніших еукаріотичних одноклітинних організмів. Найзагальнішими ознаками є: ротова борозна, через яку поглинається їжа, кількість джгутиків, як правило більша двох, мітохондрії спрощені або з дископодібними кристами. До групи Екскавати належать вільноживучі (евглени), паразитичні (лейшманії, трипаносоми) та мутуалістичні (трихонімфи) форми.

Діафоретики (від гр. діафоретикос – різноманітні) – одноклітинні, колоніальні та багатоклітинні організми, у яких упродовж життєвого циклу є клітини з двома джгутиками. Серед найвідоміших представників групи Рослини, Зелені водорості, Глаукофітові водорості, Червоні водорості, Бурі водорості, Форамініфери, Радіолярії, Споровики.

Аморфеї (від. гр. аморфеос – безформенні) – одноклітинні, колоніальні та багатоклітинні організми, у яких упродовж життєвого циклу є амебоїдні клітини або клітини з одним джгутиком. До групи належать Тварини, Гриби, черепашкові амеби.

Запропонована система ще не завершена, але в ній відображена спорідненість

основних груп еукаріотів, що доведена дослідженнями їхніх геномів та клітинної будови.

3.Особливості організації та функціонування грибів?

Які особливості організації та функціонування грибів?

Термін «гриби» (так само як і «рослини» чи «тварини») описує певний спосіб

життя й зумовлені ним особливості будови й життєдіяльності.

Гриби є еукаріотичними організмами, клітини яких мають ряд особливостей:

1) структурним компонентом каркасу клітинних оболонок є полісахарид

глюкан, а поперечні містки між його молекулами утворює хітин (переважно у

справжніх грибів) чи целюлоза (переважно у несправжніх грибів);

2) органелами руху грибів можуть бути джгутики (справжні гриби) або псевдоподії (слизовики);

3) клітини багатьох грибів містять невеликі вакуолі, які є вмістилищем запасних поживних речовин та токсичних продуктів метаболізму;

4) у грибів є розвинені секреторні міхурці (везикули), що відповідають за транспортування та виділення за межі цитоплазми різних сполук;

5) запасають гриби глікоген (справжні гриби) або міколамінарин (несправжні гриби), кінцевим продуктом обміну білків є сечовина.

Усіх грибів, незалежно від походження, об’єднує осмогетеротрофний спосіб живлення, тобто живлення готовими органічними речовинами, що поглинаються всією поверхнею тіла. Гриби поглинають органіку разом з необхідними мінеральними сполуками усією поверхнею грибниці. Усі ділянки міцелію відділені від середовища лише клітинною оболонкою з хітину або целюлози й плазматичною мембраною, ніяких відмерлих клітин, як у корі коренів рослин, немає. У субстраті органічні речовини перебувають досить часто у вигляді складних речовин, тому гриби секретують назовні ферменти-гідролази, які їх розщеплюють та здійснюють зовнішнє травлення.

При осмогетеротрофному живленні надходження поживних речовин до клітини залежить від площі її поверхні. Тому в ході еволюції у грибів збільшується площа тіла. Гриби «прагнули» її збільшити, не змінюючи при цьому об’єму свого тіла. Вегетативне тіло переважної більшості грибів являє розгалужену систему ниток (гіфів), яка називається грибницею (міцелій). Гіфи грибів дуже швидко й необмежено ростуть. Окремий гриб може за 24 години утворити грибницю довжиною в 1 км. Такий швидкий ріст компенсує відсутність активного переміщення на рівні організмів. За такої структури гриби перейшли до розмноження й розселення за участю дуже різноманітних спор. Живлячись усією своєю поверхнею, переважна більшість грибів розвивається всередині ґрунту, мертвої органіки або живого організму. Оскільки тіло грибів перебуває у субстраті, спороносні органи утворюються над субстратом і досить часто з утворенням плодових тіл.

Отже, у широкому розумінні ГРИБИ (Fungi sensu lato) – безхлорофільні еукаріотичні гетеротрофні організми, які мають, зазвичай, грибницю, здатні до осмогетеротрофного живлення, необмеженого росту та розмножуються за допомогою спор.

Чим зумовлена різноманітність і поширення грибів?

Гриби – це одна із найдавніших, найбільших та найрізноманітніших груп еукаріотичних організмів. Найдавніші палеонтологічні знахідки грибів виявлено у вулканічних породах віком 2,4 млрд років. Відкриття було здійснене при бурінні 900-метрової товщі давніх базальтів на території ПАР. З часом гриби стали невід’ємною частиною всіх водних та наземних екосистем. Гриби зустрічаються на всіх континентах земної кулі і навіть в Антарктиді.

Більшість грибів живуть у ґрунтовому та наземному середовищі, паразитують у живих організмах.

Поширені гриби й у найдавнішому водному середовищі життя. Водні гриби (псатірела, сапролегнія, фіалоцефала) розкладають органічні рештки, паразитують на рослинах й тваринах й вступають у симбіотичні відносини з іншими організмами.

Гриби з дуже багатим арсеналом травних ферментів здатні руйнувати будь-які матеріали, що містять органічні речовини, особливо в умовах тепла й вологи. Металеві велетні техніки, витончені механізми з пластику, фотоплівка, ізоляція кабелів, реактивне паливо, штучні тканини, фарби, оптичне скло приладів – ці реальні втілення людського інтелекту виявляються безсилими перед мешканцями грибного царства.

За способом живлення гриби поділяють на сапротрофні, паразитичні, мутуалістичні та хижі.

Сапротрофні гриби є найважливішими редуцентами органічної речовини та ґрунтоутворювачами на планеті.
Паразитичні гриби взаємодіють майже з усіма еукаріотами: зокрема, фітопатогенні гриби паразитують на рослинах, зоопатогенні – на тваринах, включно з людиною, а мікофільні – на інших видах грибів.
Мутуалістичні гриби утворюють взаємовигідні стосунки з іншими організмами: мікоризоутворювачі – з корінням судинних рослин, амброзієві гриби – з мурашками та термітами.
Існують хижі гриби, які ловлять нематод, сплітаючи хитромудрі пастки, з яких ті не в змозі вибратися (наприклад, артроботріс, зоопагус).

Іншою особливістю, що забезпечує поширення та різноманітність грибів, є різноманітність способів розмноження й зміни генетичного матеріалу. Найпоширенішим способом розмноженням грибів є розмноження спорами. Їх поділяють на спори нестатевого розмноження й спори статевого розмноження, або як їх називають в мікології – мітотичними й мейотичними спорами.

Мітоспори – це спори, які утворюються в результаті відособлення фрагментів, генетично ідентичних з вегетативним тілом. Їх ядра утворюються в ході мітотичного поділу звичайних ядер. За способом утворення їх умовно поділяють на спорангіоспори та конідії, а за рухливістю – на рухливі зооспори та нерухливі апланоспори.

Мейоспори – це спори, які утворюються в результаті відособлення фрагментів тіла, утворених в результаті генетичної рекомбінації. Їх ядра утворюються в ході мейотичного поділузиготних ядер і не ідентичні зі звичайними ядрами. За способом утворення виокремлюють три типи мейоспор: зигоспори, аскоспори та базидіоспори. Спори грибів мають малі розміри і, зазвичай, розносяться вітром, в окремих видів вони можуть поширюватися водою або тваринами. Спор утворюється величезна кількість (наприклад, печериця за 2 доби утворює 2 млрд спор, тіло трутовика – 10 млрд спор щорічно). Спори можуть утворюватись у спорангіях (ендогенні спори) та відокремлюючись від спеціалізованих гіф (екзогенні спори).

Вегетативне розмноження грибів здійснюється частинами міцелію, брунькуванням.

Статеве розмноження – дуже складне й має тенденцію до зникнення.

Основою статевого розмноження грибів є три типи генетичної рекомбінації:

1) пресексуальний процес – це обмін плазмідами без генетичної модифікації

взаємодіючих особин (наприклад, у слизовиків);

2) парасексуальний процес – це обмін ядрами без їхнього злиття й мейотичного поділу (наприклад, у аспергіла чи пеніциліума);

3) статевий процес з утворенням стійкого диплоїдного ядра та поділом шляхом мейозу (у більшості грибів).

Отже, визначальними для поширення й різноманітності особливостями грибів є різноманітність їхніх способів живлення та розмноження.

Група ГРИБИ поєднує:

 справжні гриби

 несправжні гриби

 слизовики

Досить часто несправжні гриби й слизовики розглядають як грибоподібні організми.

Несправжні гриби – це група грибів, у яких клітинна оболонка з целюлози, запасають міколамінарин, мають два або один джгутик і мітохондрії з трубчастими кристами.

Слизовики – група грибів, у яких спороносні структури дуже нагадують

плодові тіла грибів, фаготрофний спосіб живлення, рухливість на вегетативній стадії розвитку, відсутність клітинної оболонки.

Справжні гриби – це група грибів, більшість з яких утворює міцелій, клітинна оболонка містить хітин, запасають глікоген, мають один задній джгутик або втратили його і мітохондрії з пластинчастими кристами.

За будовою справжні гриби поділяють :

 на нижчі (з несептованою грибницею)

 вищі (з грибницею, поділеною на септи)

За розмірами:

 макроміцети

 мікроміцети

для людини найбільше значення мають шапинкові гриби, гриби-паразити, цвілеві гриби, дріжджеві гриби.

Шапинкові гриби – це гриби, ознаками яких є наявність плодових тіл з ніжки

та шапки, сапротрофний та мутуалістичний спосіб живлення й здатність

утворювати мікоризу.

За будовою спороносного шару шапинкові гриби поділяють на: трубчасті гриби (білий гриб, маслюк, підберезник) та пластинчасті гриби (сироїжки, лисички, рижики).

За використанням в їжу гриби є: безумовно їстівні (білий, підосичники, маслюки), умовно їстівні (сироїжки), отруйні (бліда поганка, червоний мухомор, несправжні опеньки).

Гриби-паразити – це група грибів, які живляться за рахунок поживних речовин живих організмів, мають різноманітні способи зараження та утворюють величезну кількість спор тощо.

Грибами-паразитами є трутовики, сажкові,іржасті, ріжкові, борошнисторосяні гриби.

Цвілеві гриби – це група грибів, загальними ознаками яких є утворення нальоту на субстратах, сапротрофний спосіб живлення та виділення захисних

речовин-антибіотиків.

Сюди відносять нижчі одноклітинні гриби (напр., мукор) і вищі багатоклітинні (напр., пеніцил, аспергіл) гриби. Цвілеві гриби поширені по

всій земній кулі і їх природним місцеіснуванням є верхні шари ґрунту.

Дріжджеві гриби – це одноклітинні гриби, ознаками яких є здатність до

анаеробного дихання, брунькування, сапротрофний й паразитичний спосіб живлення.

Представниками групи є пекарські й винні дріжджі, кандіда білява (збудник молочниці), пневмоцистіс (збудник пневмонії) та ін.

Чому лишайники є симбіотичними асоціаціями організмів?

Лишайники (ліхенізовані гриби) – це асоціації справжніх грибів (мікобіонт) та фотосинтезуючих організмів (фотобіонт).

Фотобіонтами лишайників є представники зелених водоростей (требуксія,

кладофора, трентеполія) та ціанобактерій (носток, анабена). Окрім того, всередині тіла багатьох лишайників можуть жити й нефотосинтезуючі організми (бактерії, дріжджі).

У лишайників своєрідна форма вегетативного тіла (слані, або талому) у вигляді кірочки (накипні лишайники графіс, леканора), листкоподібної пластинки (листуваті лишайники стінна золотянка, пармелія) або кущика (кущисті лишайники ягель, бородач).

Розмноження у лишайників здебільшого вегетативне за допомогою особливих утворів, якими є вирости на тілі або всередині тіла. Ще однією особливістю лишайників є утворення лишайникових речовин, що захищають від поїдання та мікроорганізмів, надають забарвлення та контролюють світлові впливи, регулюють взаємовідносини з рослинами тощо.

4. Особливості рослин, якими вони відрізняють їх від інших фотоавтотрофів

1. Загальна характеристика наземних рослин

Загальними рисами цієї групи є такі:

• багатоклітинні організми з тканинами та органами;

• хлоропласти яскраво-зеленого забарвлення;

• містять хлорофіли а та b;

• фікобіліни відсутні;

• життєвий цикл зі зміною гаплоїдної та диплоїдної фази;

• у життєвому циклі переважає гаметофіт або спорофіт.

2. Мохоподібні рослини

1) Печіночники, або Маршанцієві мохи — дрібні й ніжні мохоподібні рослини. Не мають почленування тіла на вегетативні органи. Вегетативне тіло у вигляді талому без провідних пучків, що дихотомічно галузиться. Гаметофіти мають різноманітну будову, спорофіти дуже схожі. Включають класи Маршанцієві та Юнгерманієві мохи.

2) Антоцеротові мохи — мають значно спрощений гаметофіт та спорофіт складної будови, характерна особливість — наявність у клітинах пластинчастого хлоропласту з піреноїдом. Назва походить від грецьк. anthos — «квітка» та keros — «ріг», що пов’язано з рогоподібною формою спорангієв.

Представник: антоцерос — поширений переважно у тропіках.

3) Справжні мохи — вологолюбні рослини простої будови, що не мають насіння та квіток. У життєвому циклі гаметофіт переважає над спорофітом. Переважно багаторічні, поширені по всій земній кулі. Містять класи: Сфагнові, Андреєві, Політрихові, Листостеблові мохи.

3. Судинні спорові рослини

4) Плауни — одні з найдавніших наземних рослин. Трав’янисті рослини, ліани. Спорофіт переважає над гаметофітом. Наявні справжні корені та листки (утворюються на стеблі шляхом випинань і виростів). Характерне дихотомічне галуження надземних і підземних частин. Багаторічні, переважно вічнозелені.

5) Хвощі — спорові судинні рослини, тіло яких розчленовано на вузли та міжвузля. Листки дрібні, редуковані. Багаторічні трави, ліани. Домінує спорофіт.

6) Псилотові та вужачкові — давні примітивні рослини. Невеликі, трав’янисті папоротеподібні рослини. Мають короткі соковиті кореневища та листки, що складаються з двох частин — стерильної (вегетативної), що має власне вигляд зеленого листка, та спороносної (вужачкові). Або мають дихотомічно розгалужене стебло, що позбавлене листків (псилотові).

7) Справжні папороті — дерева, кущі, ліани, трави, що ростуть на ґрунті або як епіфіти — на деревах. Поширені по всій земній кулі, найрізноманітніші — в тропічних лісах. У життєвому циклі переважає багаторічний спорофіт. Мають прямостоячі, повзучі, виткі або ж підземні стебла, та великі листки — вайї. У більшості листки одночасно виконують функцію фотосинтезу та спороношення.

4. Насінні рослини

8) Саговники — деревоподібні рослини з колоноподібним нерозгалуженим або мало розгалуженим стовбуром, що зрідка досягає 20 м заввишки. У деяких стовбур короткий, бульбоподібний, заглиблений частково або повністю в ґрунт. На верхівці стовбура — крона з великих, пірчастих, шкірястих листків довжиною до 2-4 м.

9) Хвойні — судинні рослини, насіння яких розвивається у шишках. Дерева й кущі різних розмірів — від карликових сосен заввишки 1 м до стометрових секвой. Особливість будови — вічнозелене листя, що має вигляд голок чи, рідше, лусочок. Це є пристосуванням для зменшення випаровування води. Такі листки називають хвоєю — звідси походить назва цієї групи. Найчисленніші й найрозповсюдженіші сучасні голонасінні рослини.

10) Гінкгові — листопадні голонасінні рослини, живі релікти. Дерева до 20-35 м заввишки, мають листя незвичної будови та форми: спочатку восьмилопатеві, потім лопаті зростаються, і їх залишається всього дві. Плоди зовні оточені товстою соковитою м’ясистою оболонкою.

11) Квіткові, або Покритонасінні — одно-, дво- та багаторічні рослини. Різноманітні життєві форми: дерева, кущі та трави. Рослини мають розвинені вегетативні органи: корені, стебла, листя, та генеративні: квітки, з яких у подальшому утворюється плід. У деревині є справжні судини. Домінує спорофіт, гаметофіт дуже редукований. Запилення відбувається за допомогою комах, хребетних тварин (птахами, кажанами, гризунами), а також вітру та води.

Включають класи Однодольні та Дводольні.

Дводольні — мають у зародку дві насінні частки, число частин квіток кратне чотирьом або п’яти. У стеблі провідні пучки розташовуються кільцеподібно, а між деревиною (ксилемою) та лубом (флоемою) міститься особлива тканина — камбій, що забезпечує вторинне потовщення. Листки прості та складні з перистим жилкуванням. Коренева система стрижнева.

Однодольні — мають у зародку одну розвинену сім’ядолю, число частин квіток кратне трьом. У стеблі пучки дифузні. Коренева система мичкувата. листки лише прості з паралельним або дугоподібним жилкуванням.

5. Значення рослин у екосистемах та житті людини

Значення рослин у екосистемах:

• у процесі фотосинтезу утворюють органічні речовини з неорганічних, накопичують у продуктах фотосинтезу значну кількість енергії Сонця;

• є першою ланкою в ланцюгах живлення;

• підтримують необхідний для існування живих організмів уміст кисню в атмосфері;

• запобігають накопиченню в атмосфері надлишку вуглекислого газу;

• беруть участь у кругообігу мінеральних і органічних речовин, забезпечуючи цим неперервне існування життя на Землі;

• утворюють середовища існування для тварин (степи, луки, лісі тощо);

• беруть участь в утворенні ґрунтів;

• запобігають ерозії, укріплюючи яри та гірські схили;

• зумовлюють накопиченню води на поверхні Землі, сприяють утворенню боліт, підтримують наповнення водою річок.

Значення в житті людини:

• утворили поклади корисних копалин (кам’яного та бурого вугілля, сланців, торфу), які є паливом;

• деякі є джерелом фітонцидів, що згубно впливають на шкідливі мікроорганізми;

• використовуються в їжу (злаки, овочі, фрукти, олійні, цукристі, кормові для тварин);

• є джерелом лікарських речовин та вітамінів;

• деякі рослини є отруйними і становлять небезпеку для життя і здоров’я людини;

• технічні рослини, що застосовуються як сировина для виготовлення одежі, будівельних матеріалів, природних та штучних хімічних речовин і багато іншого (прядильні, дубильні, ефіроолійні, каучуконосні, джерела фарб, деревини та ін.);

• естетичне значення (численні декоративні рослини).

5. Загальна характеристика царства Тварини

На сьогодні відомо близько 2 млн видів тварин, і ця кількість збільшується. Тварини поширені в усіх середовищах: наземному, водному, ґрунті та в живих організмах,

Загальними рисами тварин є такі:

• еукаріоти з гетеротрофним типом живлення;

• клітини не мають жорсткої клітинної стінки;

• поверх плазматичної мембрани є глікокалікс;

• вакуолі невеликі, існують нетривалий час (травні, фагоцитарні);

• клітини не мають пластид;

• наявні клітинні центри з двох центріолей;

• запасний вуглевод — глікоген;

• здатні до активного руху, який забезпечує добування їжі та захист від ворогів;

• розмноження статеве та нестатеве;

• є два шляхи розвитку: прямий та непрямий;

• подразливість регулюється гормонами та нервовою системою;

• багатоклітинні мають чотири типи основні тканин: епітеліальні, сполучні, м’язові, нервові;

• мають велику різноманітність органів;

• тіло компактне (полегшує рух, дає переваги під час теплорегуляції).

Одноклітинні організми, що раніше відносили до царства Тварини зараз, за результатами новітніх генетичних, біохімічних та цитологічних досліджень перенесені до інших Царств. Тому ми передусім будемо розглядати організми, що за сучасною систематикою утворюють царство Справжні тварини і належать до під- царства Багатоклітинні тварини.

2. Різноманітність безхребетних тварин

Загальними рисами безхребетних тварин є відсутність хребта. ця група є збірною, складається з численних типів, що мають рівноправний статус. Розглянемо основні типи.

1) Тип Губки: найбільш низькоорганізовані асиметричні чи радіально-симетричні багатоклітинні тварини, які в дорослому стані ведуть прикріплений спосіб життя. Клітини тіла диференційовані та мають тенденцію до утворення тканин. Тіло складається з двох шарів клітин — ектодерми та мезодерми, між якими міститься драглиста речовина — мезоглея. Є внутрішній скелет (вапняковий або кремнієвий) з численних голок-спікул, що виконує опорну функцію. Тіло має вигляд келиха або мішечка, прикріпленого до субстрату (дна, каменів, черепашок та ін.). Представник: прісноводна губка бодяга,

2) Тип Реброплави: винятково морські, переважно вільноплаваючі тварини. Відмінна ознака — «гребені» з війок, які допомагають плавати. Більшість мають по два щупальці, що в кілька разів більші за довжину тіла тварини. Хижаки, не мають жалких

клітин. Вся поверхня щупалець вкрита клейкими клітинами, за допомогою яких вони ловлять здобич — дрібні морські організми.

3) Тип Кишковопорожнинні, або Жалкі: багатоклітинні двошарові тварини. Зовнішній шар — ектодерма, має епітеліально-м’язові клітини, жалкі, нервові, проміжні, статеві. Внутрішній шар — ентодерма, має травні та залозисті клітини. Є кишкова порожнина. Симетрія тіла — радіальна (променева). Ротовий отвір оточений щупальцями. Для багатьох у життєвому циклі характерна наявність двох стадій — поліпа та медузи. Переважно морські організми, деякі живуть у прісних водоймах

4) Тип Плоскі Черви: тришарові двобічносиметричні тварини; тіло несегментоване, пласке. Мають тканини: покривну, сполучну, м’язову і нервову. Мають шкірно-м’язовий мішок. Порожнини тіла немає. Шкірно-м’язовий мішок заповнений сполучною тканиною — паренхімою. Травна система не має анального отвору. Наявна нервова система з двох нервових вузлів та нервових стовбурів.

5) Тип Круглі черви, або Первиннопорожнинні: тіло веретеноподібне або ниткоподібне, округле на поперечному розрізі, складається з трьох шарів клітин. Двобічна симетрія тіла. Тіло несегментоване, вкрите щільною кутикулою, не має війок. Мають шкірно- м’язовий мішок, первинну порожнину тіла. Травна система наскрізна (є ротовий та анальний отвори). Кровоносна та дихальна системи відсутні. Живуть у воді, ґрунті, інших організмах. Представники: аскарида людська — живе у тонкій кишці людини; волосоголовець — паразит товстої кишки; гострик людський — один з найпоширеніших кишкових паразитів у дітей; трихінела — живе у скелетній мускулатурі; стеблова нематода Ditylenchus destructor — паразит стебла рослин.

6) Тип Кільчасті черви, або Анеліди: тіло складається з великої кількості кілець — сегментів (звідси назва), що мають подібну будову. Мають добре розвинутий шкірно-м’язовий мішок, покривну, сполучну, м’язову, нервову тканини. Добре розвинена замкнена кровоносна система із «серцем» — 5-7 кільцевими судинами, які скорочуються. Є вторинна порожнина тіла (целом). Деякі форми мають зябра. Рухаються за допомогою добре розвинутої мускулатури, а в багатьох форм — і спеціальних виростів тіла. Переважно вільноживучі тварини, що населяють моря, прісні води, вологі ґрунти.

7) Тип Молюски, або М'якуни: найхарактерніша ознака — наявність черепашки, що має захисне значення. Тіло м’яке, не сегментоване, вкрите властивим лише цим організмам утвором — шкірястою мантією, яка міститься під черепашкою. Ще одна характерна особливість — мускуляста нога, спеціальний орган руху на черевному боці. Більшість — мешканці солоних і прісних водойм, деякі пристосувалися до життя на суходолі.

8) Тип Членистоногі: характерна ознака — гетерономна сегментація тіла. Сегменти утворюють два відділи тіла: головогруди й черевце (у ракоподібних та павукоподібних). Або три: голову, груди і черевце (у комах). членисті кінцівки. Мають зовнішній скелет (кутикулу), основу якого становить хітин (захист від висихання і ворогів). Ріст тварин супроводжується линянням. Найчисленніший тип тварин за кількістю видів. Живуть у воді, на суші та в повітрі. Є паразитичні форми.

9) Тип Голкошкірі: мають радіальну, здебільшого п’ятипроменеву симетрію. У підшкірному шарі сполучної тканини розвивається скелет з вапняних пластинок з виступаючими на поверхні тіла шипами, голками тощо. Амбулакральна система органів руху. Вільноживучі морські придонні тварини.

Представники: морські зірки, морські їжаки, офіури, або змієхвістки, голотурії, або морські огірки, морські лілії.

Значення безхребетних тварин в екосистемах та житті людини

Значення в екосистемах:

• їжа для інших організмів;

• сприяють утворенню вапнякових гірських порід (губки, корали, молюски);

• беруть участь у ґрунтоутворенні (черви);

• є природними біофільтрами води (губки, кишковопорожнинні, черви);

• беруть участь у біологічному колообігу речовин;

• деякі є проміжними хазяїнами для паразитів хребетних тварин;

• запилювачі рослин (комахи).

Значення в житті людини:

• вживають у їжу (молюски, комахи);

• матеріал для виготовлення прикрас (корали, перлини);

• застосовують у лікуванні (бодяга, медична п’явка, медоносна бджола);

• джерело сировини для виробництва (віск, шовк, барвники та ін.); певні види небезпечні для життя і здоров’я людини (паразити, отруйні, хижі, переносники захворювань);

• певні види є шкідниками культурних рослин (нематоди, комахи);

• певні види спричиняють захворювання свійських тварин (кліщі, гельмінти, блохи);

• можуть утворювати обростання підводних споруд і суден;

• пошкоджують тканини, деревину, книжки, механізми.

6. Різноманітність хребетних тварин

Хребетні тварини є підтипом типу Хордові. Загальними ознаками Хребетних тварин є такі:

• хрящовий або кістковий осевий скелет, що розвивається навколо хорди;

• наявність черепа із щелепами;

• центральна нервова система у вигляді нервової трубки, що диференційована на головний та спинний мозок;

• парні кінцівки, пояси кінцівок;

• травні залози: печінка, підшлункова залоза;

• органи дихання — зябра або легені;

• кровоносна система замкнена, наявність серця на черевній стороні тіла;

• посмугована скелетна мускулатура;

• органи виділення — парні нирки.

Розглянемо основні групи, що входять до цього підтипу, та їхніх представників. Класи Хрящові та Кісткові риби об’єднані в один надклас — Риби. їхніми спільними рисами є: водне середовище існування, обтічна форма тіла, кінцівки у вигляді плавців, органи дихання — зябра, стрічкоподібні нирки, замкнена кровоносна система з одним колом кровообігу та двокамерним серцем (що розділене на передсердя й шлуночок), а також складна нервова система, представлена головним мозком, спинним мозком і нервами. Шкіра вкрита лускою. Рівень обміну речовин низький, холоднокровні. Між класами є певні відмінності.

1) Клас Хрящові риби: мають хрящовий скелет, не мають зябрових кришок та плавального міхура. Хвостовий плавець різнолопатевий. Тіло торпедоподібної форми. Рот розташований знизу тулуба. Живородні.

2) Клас Кісткові риби: мають кістковий скелет, зяброві кришки, плавальний міхур. Тіло сплющено з боків. Рот розташований посередині. Хвостовий плавець рівнолопатевий. Переважно ікрометальні.

3) Клас Земноводні: тіло розділене на голову, тулуб та кінцівки; шкіра волога, має залози, що виділяють слиз. Перші хребетні мешканці суходолу, розмноження і розвиток відбуваються у прісній воді. Кінцівки п’ятипалі, задні мають плавальну перетинку. Є органи дихання — легені (розвинуті слабко); властиве також шкірне дихання. Трикамерне серце (два передсердя, шлуночок), два кола кровообігу. Рівень обміну речовин низький, холоднокровні.

4) Клас Плазуни: шкіра суха, захищена роговими лусками й щитками; залоз немає. Перші справжні наземні хребетні тварини. Кінцівки п’ятипалі з кігтями, розташовані з боків тулуба. Органи дихання — легені. Трикамерне серце (два передсердя, шлуночок), у шлуночку з’являється неповна перегородка (поділ крові на артеріальну і венозну). Два кола кровообігу. Відкладають яйця, що мають білкову і пергаментну оболонки. Рівень обміну речовин низький, холоднокровні.

5) Клас Птахи: тварини, що пристосовані до польоту, мають обтічну форму тіла; суху, укриту пір’ям (видозміненими лусочками), шкіру; передні кінцівки перетворені на крила. Скелет легкий і міцний за рахунок порожнин у кістках, що заповнені повітрям, і зрощення кісток. Щелепи не мають зубів і вкриті роговим чохлом — дзьобом. Органи дихання — легені, мають повітряні мішки. Чотирикамерне серце (два передсердя, два шлуночки), у шлуночку з’являється повна перегородка — поділ крові на артеріальну і венозна. Два кола кровообігу. Рівень обміну речовин високий, теплокровні. Відкладають яйця, що мають білкову (джерело води), підшкаралупову і вапнякову оболонки (захист від пошкодження та потрапляння мікроорганізмів). Розвиток відбувається в яйці.

6) Клас Ссавці: мають високоорганізовану нервову систему, зокрема головний мозок із сильно розвинутими півкулями, а також органи чуттів. Розвиток ембріона відбувається у матці, утворюється плацента. Властиве живонародження, вигодовують малят молоком. Мають диференційовані зуби (ікла, різці, кутні). Система терморегуляції високорозвинена й складана, порівняно висока і стала температура тіла (+37-39 °С). Досконалі органи дихання та кровоносної системи (чотирикамерне серце з двох передсердь та двох шлуночків), з’явилася діафрагма. Шкіра має залози: потові, сальні, молочні, пахучі. Мають волосяний покрив (захист від пошкоджень, теплоізоляція). Кінцівки розміщені під тулубом, п’ятипалі зі кігтями.

Значення хребетних тварин в екосистемах та житті людини

Значення в екосистемах:

• риби — ланка у харчовому ланцюзі; регулюють чисельність водних безхребетних тварин;

• земноводні — ланка у харчовому ланцюзі, регулюють чисельність безхребетних тварин;

• плазуни — регулюють чисельність молюсків, комах, гризунів; є ланкою в ланцюгу живлення;

• птахи — ланка в ланцюзі живлення; деякі види запилюють квіткові рослини; поширюють плоди і насіння рослин; обмежують чисельність дрібних тварин;

• ссавці — ланка ланцюга живлення в екосистемах; деякі види запилюють квіткові рослини (рукокрилі, гризуни); сприяють поширення плодів та насіння рослин; хижаки обмежують чисельністьінших тварин; беруть участь у ґрунтоутворенні (риючі види).

Значення в житті людини:

• риби — використовуються у їжу; є джерелом риб’ячого жиру та деяких лікарських речовин; сировина для виготовлення кормів для свійських тварин, клею, шкіри, мила, добрив; використовують у акваріумах;

• земноводні — знищують комах та їхніх личинок — шкідників культурних рослин, кровосисних комах; деяких земноводних уживають у їжу (жаб);

• рептилії — є небезпечні (отруйні) для людини види, але отрута також є сировиною для деяких лікарських засобів; деякі види вживають у їжу (черепах);

• птахи — джерело м’яса, яєць, пуху; комахоїдні та хижі птахи знищують шкідників культурних рослин; естетичне значення (декоративні породи);

• ссавці — джерело м’яса, жиру, молока, вовни, шкіри; гризуни шкодять сільському господарству; хижаки шкодять свійським тваринам; естетичне значення (декоративні породи); деякі види є переносниками захворювань людини.

V. УЗАГАЛЬНЕННЯ, СИСТЕМАТИЗАЦІЯ Й КОНТРОЛЬ ЗНАНЬ І ВМІНЬ СТУДЕНТІВ

1. Метод «Мікрофон»

1. Які основні групи складають сучасну систему еукаріотичних організмів?

2. Завдяки яким дослідженням стало можливим встановити нові еволюційні зв’язки між групами організмів?

3. Порівняйте хвойні та квіткові рослини. Чим вони схожі й чим відрізняються?

4. Наведіть загальні риси, що притаманні безхребетним тваринам. На які групи їх поділяють за сучасною систематикою?

5. Яким є значення безхребетних тварин в екосистемах та житті людини?

6. Яким є значення рослин в екосистемах та житті людини?

7. Наведіть загальні риси, що притаманні хребетним тваринам. На які групи їх поділяють за сучасною систематикою?

8.Порівняйте Хрящових та Кісткових риб. Наведіть спільні та відмінні риси.

9. Порівняйте Земноводних та Плазунів, зазначте спільні та відмінні риси будови та способу життя. Які прогресивні риси будови мають Земноводні порівняно з Кістковими рибами?

10.Порівняйте Ссавців і Птахів з Плазунами. які прогресивні риси будови з’явилися в них у процесі еволюції? Які пристосування вони набули для опанування нових екологічних ніш та середовищ життя?

2. Виявіть ознаки схожості та відмінності клітин.

Рис. 47. Будова рослинної (а), тваринної (б) та грибної (в) клітин