Textul cărții „”

Pagina curentă: 2 (totalul cărții are 7 pagini) [extras de lectură accesibil: 2 pagini]

Biologia este știința vieții, a organismelor vii care trăiesc pe Pământ.

Biologia studiază structura și activitatea organismelor vii, diversitatea lor, legile dezvoltării istorice și individuale.

Zona de distribuție a vieții este o înveliș specială a Pământului - biosfera.

Ramura biologiei care se ocupă cu relația organismelor între ele și cu mediul lor se numește ecologie.

Biologia este strâns legată de multe aspecte ale activității practice umane - agricultură, medicină, diverse industrii, în special industria alimentară și ușoară etc.

Organismele vii de pe planeta noastră sunt foarte diverse. Oamenii de știință disting patru regnuri de ființe vii: bacterii, ciuperci, plante și animale.

Fiecare organism viu este alcătuit din celule (virușii sunt o excepție). Organismele vii se hrănesc, respiră, excretă deșeuri, cresc, se dezvoltă, se înmulțesc, percep influențele mediului și reacționează la acestea.

Fiecare organism trăiește într-un mediu specific. Tot ceea ce înconjoară o ființă vie se numește habitat.

Există patru habitate principale pe planeta noastră, dezvoltate și locuite de organisme. Acestea sunt apa, aerul sol, solul și mediul din interiorul organismelor vii.

Fiecare mediu are propriile sale condiții de viață specifice la care organismele se adaptează. Aceasta explică marea diversitate a organismelor vii de pe planeta noastră.

Condițiile de mediu au o anumită influență (pozitivă sau negativă) asupra existenței și distribuției geografice a ființelor vii. În acest sens, condițiile de mediu sunt considerate factori de mediu.

În mod convențional, toți factorii de mediu sunt împărțiți în trei grupuri principale - abiotici, biotici și antropici.

Capitolul 1

Lumea organismelor vii este foarte diversă. Pentru a înțelege cum trăiesc, adică cum cresc, se hrănesc, se reproduc, este necesar să le studiem structura.

În acest capitol vei învăța

Despre structura celulei și procesele vitale care au loc în ea;

Despre principalele tipuri de țesuturi care alcătuiesc organele;

Pe dispozitivul unei lupe, un microscop și regulile de lucru cu ele.

O sa inveti

Pregătiți micropreparate;

Folosiți o lupă și un microscop;

Găsiți părțile principale ale unei celule vegetale pe un micropreparat, în tabel;

Reprezentați schematic structura celulei.

§ 6. Dispozitivul aparatelor de mărire

1. Ce aparate de mărire cunoașteți?

2. La ce sunt folosite?

Dacă spargem un fruct roz, necopt, dintr-o roșie (roșie), pepene verde sau măr cu pulpă vrac, vom vedea că pulpa fructului este formată din boabe minuscule. Acest celule. Vor fi văzute mai bine dacă le examinați cu instrumente de mărire - o lupă sau un microscop.

Dispozitiv cu lupă. lupă- cel mai simplu aparat de mărire. Partea sa principală este o lupă, convexă pe ambele părți și introdusă în cadru. Lupele sunt manuale și trepied (Fig. 16).

Orez. 16. Lupă manuală (1) și trepied (2)

lupă de mână mărește articolele de 2-20 de ori. Când se lucrează, este luat de mâner și adus mai aproape de obiect la o astfel de distanță la care imaginea obiectului este cea mai clară.

lupa trepied mărește articolele de 10-25 de ori. În cadrul acestuia sunt introduse două lupe, montate pe un suport - un trepied. O masă cu obiecte cu o gaură și o oglindă este atașată de trepied.

Dispozitivul unei lupe și examinând cu ajutorul ei structura celulară a plantelor

1. Luați în considerare o lupă de mână. Ce părți are? Care este scopul lor?

2. Examinați cu ochiul liber pulpa unui fruct semicopt de roșie, pepene verde, măr. Care este caracteristica structurii lor?

3. Examinați bucățile de pulpă de fructe sub o lupă. Schițați ceea ce vedeți într-un caiet, semnați desenele. Ce formă au celulele pulpei fructelor?

Dispozitiv de microscop cu lumină. Cu o lupă, puteți vedea forma celulelor. Pentru a le studia structura, ei folosesc un microscop (din cuvintele grecești „micros” – mic și „scopeo” – mă uit).

Microscopul luminos (Fig. 17) cu care lucrați la școală poate mări imaginea obiectelor de până la 3600 de ori. în telescop, sau tub, acest microscop are introduse lupe (lentile). La capătul superior al tubului se află ocular(din cuvântul latin „oculus” - ochi), prin care sunt privite diverse obiecte. Este format dintr-un cadru și două lupe.

La capătul inferior al tubului este plasat obiectiv(de la cuvântul latin „objectum” - un obiect), format dintr-un cadru și mai multe lupe.

Tubul este atașat de trepied. De asemenea, atașat la trepied tabel de obiecte, în centrul căruia se află o gaură și sub ea oglindă. Folosind un microscop cu lumină, se poate vedea o imagine a unui obiect iluminat cu ajutorul acestei oglinzi.

Orez. 17. Microscop cu lumină

Pentru a afla cât de mult este mărită imaginea atunci când utilizați un microscop, trebuie să înmulțiți numărul indicat pe ocular cu numărul indicat pe obiectul utilizat. De exemplu, dacă ocularul este de 10x și obiectivul este de 20x, atunci mărirea totală este de 10 × 20 = 200 de ori.

Cum se lucrează cu un microscop

1. Așezați microscopul cu trepiedul îndreptat spre dvs. la o distanță de 5–10 cm de marginea mesei. Îndreptați lumina cu o oglindă spre deschiderea scenei.

2. Așezați preparatul pregătit pe scenă și fixați lama de sticlă cu cleme.

3. Folosind șurubul, coborâți încet tubul, astfel încât marginea inferioară a obiectivului să fie la 1–2 mm de preparat.

4. Priviți în ocular cu un ochi, fără să închideți sau să închideți celălalt. În timp ce priviți în ocular, utilizați șuruburile pentru a ridica încet tubul până când apare o imagine clară a obiectului.

5. Puneți microscopul înapoi în carcasă după utilizare.

Un microscop este un dispozitiv fragil și costisitor: trebuie să lucrați cu el cu atenție, respectând cu strictețe regulile.

Dispozitivul microscopului și metodele de lucru cu acesta

1. Examinați microscopul. Găsiți tubul, ocularul, obiectivul, suportul de scenă, oglinda, șuruburile. Aflați ce înseamnă fiecare parte. Determinați de câte ori microscopul mărește imaginea obiectului.

2. Familiarizați-vă cu regulile de utilizare a microscopului.

3. Elaborați secvența acțiunilor când lucrați cu un microscop.

CELULA. Lupă. MICROSCOP: TUB, EYECOOLER, LENTILE, SUPPORT

Întrebări

1. Ce aparate de mărire cunoașteți?

2. Ce este o lupă și câtă mărire oferă?

3. Cum se face un microscop?

4. De unde știi ce mărire oferă un microscop?

Gândi

De ce este imposibil să studiezi obiectele opace cu un microscop cu lumină?

Sarcini

Învață regulile de lucru cu un microscop.

Folosind surse suplimentare de informații, aflați ce detalii ale structurii organismelor vii vă permit să vedeți cele mai moderne microscoape.

Știi că…

Microscoapele ușoare cu două lentile au fost inventate în secolul al XVI-lea. În secolul al XVII-lea Olandezul Anthony van Leeuwenhoek a proiectat un microscop mai avansat, oferind o creștere de până la 270 de ori, și în secolul al XX-lea. A fost inventat microscopul electronic, mărind imaginea de zeci și sute de mii de ori.

§ 7. Structura celulei

1. De ce microscopul cu care lucrați se numește microscop cu lumină?

2. Care este numele celor mai mici boabe care alcătuiesc fructele și alte organe ale plantelor?

Puteți face cunoștință cu structura celulei folosind exemplul unei celule vegetale, examinând un preparat de solzi de ceapă la microscop. Secvența de pregătire este prezentată în Figura 18.

Pe micropreparat sunt vizibile celule alungite, strâns adiacente una cu cealaltă (Fig. 19). Fiecare celulă are un dens coajă din porii care poate fi văzut doar la mărire mare. Compoziția membranelor celulelor vegetale include o substanță specială - celuloză, dându-le putere (Fig. 20).

Orez. 18. Prepararea preparatului din coaja de ceapa

Orez. 19. Structura celulară a pielii de ceapă

Sub peretele celular este o peliculă subțire membrană. Este usor permeabil la unele substante si impermeabil la altele. Semi-permeabilitatea membranei se menține atâta timp cât celula este vie. Astfel, învelișul menține integritatea celulei, îi conferă o formă, iar membrana reglează fluxul de substanțe din mediu în celulă și din celulă în mediul său.

În interior se află o substanță vâscoasă incoloră - citoplasma(din cuvintele grecești "kitos" - vas și "plasmă" - formație). Cu încălzire puternică și înghețare, este distrusă, iar apoi celula moare.

Orez. 20. Structura unei celule vegetale

Citoplasma conține un mic dens miez, în care se poate distinge nucleol. Folosind un microscop electronic, s-a constatat că nucleul celulei are o structură foarte complexă. Acest lucru se datorează faptului că nucleul reglează procesele de viață ale celulei și conține informații ereditare despre organism.

În aproape toate celulele, în special în cele vechi, cavitățile sunt clar vizibile - vacuole(din cuvântul latin „vacuus” – gol), limitat de o membrană. Sunt pline seva celulară- apa cu zaharuri si alte substante organice si anorganice dizolvate in ea. Când tăiem un fruct copt sau o altă parte suculentă a unei plante, distrugem celulele și sucul curge din vacuolele lor. Seva celulară poate conține coloranți ( pigmenti), dând o culoare albastră, violetă, purpurie petalelor și altor părți ale plantelor, precum și frunzelor de toamnă.

Pregătirea și examinarea pregătirii solzilor de ceapă la microscop

1. Luați în considerare în Figura 18 secvența de preparare a preparatului de coajă de ceapă.

2. Pregătiți lama de sticlă ștergând-o cu atenție cu tifon.

3. Se pipetează 1-2 picături de apă pe o lamă de sticlă.

Folosind un ac de disecție, îndepărtați cu grijă o bucată mică de piele transparentă de pe suprafața interioară a solzilor de ceapă. Puneți o bucată de piele într-o picătură de apă și aplatizați cu vârful acului.

5. Acoperiți pielea cu o lametă, așa cum se arată.

6. Vizualizați preparatul pregătit la mărire redusă. Observați ce părți ale celulei vedeți.

7. Se colorează lama cu soluție de iod. Pentru a face acest lucru, puneți o picătură de soluție de iod pe o lamă de sticlă. Cu hârtia de filtru pe de altă parte, scoateți excesul de soluție.

8. Examinați preparatul colorat. Ce schimbări au avut loc?

9. Vizualizați specimenul la mărire mare. Găsiți pe ea o dungă întunecată care înconjoară celula - o coajă; sub ea se află o substanță aurie - citoplasma (poate ocupa întreaga celulă sau poate fi aproape de pereți). Nucleul este clar vizibil în citoplasmă. Găsiți o vacuolă cu seva celulară (diferă de citoplasmă prin culoare).

10. Desenați 2-3 celule de piele de ceapă. Desemnați membrana, citoplasma, nucleul, vacuola cu seva celulară.

Citoplasma unei celule vegetale conține numeroase corpuri mici. plastide. La mărire mare, ele sunt clar vizibile. În celulele diferitelor organe, numărul de plastide este diferit.

La plante, plastidele pot fi de diferite culori: verde, galben sau portocaliu și incolore. În celulele pielii solzilor de ceapă, de exemplu, plastidele sunt incolore.

Culoarea anumitor părți ale acestora depinde de culoarea plastidelor și de coloranții conținuti în seva celulară a diferitelor plante. Deci, culoarea verde a frunzelor este determinată de plastide numite cloroplaste(din cuvintele grecești „chloros” – verzui și „plastos” – modelat, creat) (Fig. 21). Cloroplastele conțin un pigment verde clorofilă(din cuvintele grecești „chloros” – verzui și „fillon” – frunză).

Orez. 21. Cloroplaste în celulele frunzelor

Plastide în celulele frunzelor Elodea

1. Pregătiți un preparat din celule de frunze de elodea. Pentru a face acest lucru, separați frunza de tulpină, puneți-o într-o picătură de apă pe o lamă de sticlă și acoperiți-o cu o lametă.

2. Examinați specimenul la microscop. Găsiți cloroplaste în celule.

3. Schițați structura unei celule de frunze de elodea.

Orez. 22. Forme ale celulelor vegetale

Culoarea, forma și dimensiunea celulelor diferitelor organe ale plantelor sunt foarte diverse (Fig. 22).

Numărul de vacuole din celule, plastide, grosimea membranei celulare, locația componentelor interne ale celulei variază foarte mult și depinde de ce funcție îndeplinește celula în corpul plantei.

Plic, CITOPLASMA, NUCLEUL, NUCLEOL, VACUOLE, PLASTIDE, CLOROPLASTE, PIGMENTI, CLOROFILA

Întrebări

1. Cum se prepară un preparat din piele de ceapă?

2. Care este structura unei celule?

3. Unde se află seva celulară și ce conține?

4. În ce culoare coloranții găsiți în seva celulelor și plastide pot colora diferite părți ale plantelor?

Sarcini

Pregătiți preparate celulare din fructe de roșii, frasin de munte, măceșe. Pentru a face acest lucru, transferați o particulă de pulpă într-o picătură de apă pe o lamă de sticlă cu un ac. Împărțiți pulpa în celule cu vârful unui ac și acoperiți cu o lametă. Comparați celulele pulpei fructelor cu celulele pielii solzilor de ceapă. Observați colorarea plastidelor.

Desenează ceea ce vezi. Care sunt asemănările și diferențele dintre celulele pielii și fructele de ceapă?

Știi că…

Existența celulelor a fost descoperită de englezul Robert Hooke în 1665. Privind o secțiune subțire de plută (coarță de stejar de plută) printr-un microscop pe care l-a proiectat, el a numărat până la 125 de milioane de pori, sau celule, într-un inch pătrat (2,5 cm). ) (Fig. 23). În miezul socului, tulpinile diferitelor plante, R. Hooke a găsit aceleași celule. Le-a numit celule. Astfel a început studiul structurii celulare a plantelor, dar nu a mers ușor. Nucleul celular a fost descoperit abia în 1831, iar citoplasma în 1846.

Orez. 23. Microscopul lui R. Hooke și tăietura din scoarța de stejar de plută obținută cu acesta

Căutări pentru curioși

Îți poți face propriul preparat „istoric”. Pentru a face acest lucru, puneți o secțiune subțire dintr-un dop ușor în alcool. După câteva minute, începeți să adăugați apă picătură cu picătură pentru a elimina aerul din celule - „celule”, întunecând preparatul. Apoi examinați secțiunea la microscop. Veți vedea același lucru ca R. Hooke în secolul al XVII-lea.

§ 8. Compoziţia chimică a celulei

1. Ce este un element chimic?

2. Ce substanțe organice cunoașteți?

3. Ce substanțe se numesc simple și care sunt complexe?

Toate celulele organismelor vii constau din aceleași elemente chimice care sunt incluse în compoziția obiectelor de natură neînsuflețită. Dar distribuția acestor elemente în celule este extrem de neuniformă. Deci, aproximativ 98% din masa oricărei celule cade pe patru elemente: carbon, hidrogen, oxigen și azot. Conținutul relativ al acestor elemente chimice în materia vie este mult mai mare decât, de exemplu, în scoarța terestră.

Aproximativ 2% din masa celulei este reprezentată de următoarele opt elemente: potasiu, sodiu, calciu, clor, magneziu, fier, fosfor și sulf. Alte elemente chimice (de exemplu, zinc, iod) sunt conținute în cantități foarte mici.

Elementele chimice se combină pentru a forma anorganicȘi organic substanțe (vezi tabel).

Substante anorganice ale celulei- acest apăȘi saruri minerale. Cel mai mult, celula conține apă (de la 40 la 95% din masa sa totală). Apa dă elasticitate celulei, îi determină forma și participă la metabolism.

Cu cât rata metabolică este mai mare într-o anumită celulă, cu atât conține mai multă apă.

Compoziția chimică a celulei, %

Aproximativ 1–1,5% din masa totală a celulelor este alcătuită din săruri minerale, în special săruri de calciu, potasiu, fosfor etc. Compușii de azot, fosfor, calciu și alte substanțe anorganice sunt utilizați pentru sintetiza moleculelor organice (proteine, nuclee). acizi etc.). Cu o lipsă de minerale, cele mai importante procese ale activității vitale celulare sunt perturbate.

materie organică fac parte din toate organismele vii. Ei includ carbohidrați, proteine, grăsimi, acizi nucleici si alte substante.

Carbohidrații sunt un grup important de substanțe organice, ca urmare a defalcării cărora celulele primesc energia necesară activității lor vitale. Carbohidrații fac parte din membranele celulare, dându-le putere. Substanțele de depozitare în celule - amidonul și zaharurile aparțin și ele carbohidraților.

Proteinele joacă un rol esențial în viața celulelor. Ele fac parte dintr-o varietate de structuri celulare, reglează procesele de viață și pot fi, de asemenea, stocate în celule.

Grăsimile sunt stocate în celule. Când grăsimile sunt descompuse, se eliberează și energia necesară organismelor vii.

Acizii nucleici joacă un rol principal în păstrarea informațiilor ereditare și transmiterea acesteia către descendenți.

Celula este un „laborator natural în miniatură” în care diverși compuși chimici sunt sintetizați și suferă modificări.

SUBSTANȚE ANORGANICE. SUBSTANȚE ORGANICE: CARBOHIDRĂȚI, PROTEINE, GRASIMI, ACIDI NUCLEICI

Întrebări

1. Care sunt cele mai abundente elemente chimice dintr-o celulă?

2. Ce rol joacă apa într-o celulă?

3. Ce substanțe sunt clasificate ca fiind organice?

4. Care este importanța materiei organice într-o celulă?

Gândi

De ce se compară celula cu un „laborator natural în miniatură”?

§ 9. Activitatea vitală a celulei, diviziunea și creșterea ei

1. Ce sunt cloroplastele?

2. În ce parte a celulei sunt situate?

Procesele vieții în celulă.În celulele frunzelor Elodea, la microscop, se poate observa că plastidele verzi (cloroplastele) se mișcă lin împreună cu citoplasma într-o direcție de-a lungul membranei celulare. După mișcarea lor, se poate judeca mișcarea citoplasmei. Această mișcare este constantă, dar uneori dificil de detectat.

Observarea mișcării citoplasmei

Se poate observa mișcarea citoplasmei preparând micropreparate din frunze de elodea, vallisneria, fire de păr de rădăcină de culoarea apei, fire de păr din filamente de stamine de Tradescantia virginiana.

1. Folosind cunoștințele și abilitățile dobândite în lecțiile anterioare, pregătiți micropreparate.

2. Examinați-le la microscop, observați mișcarea citoplasmei.

3. Schițați celulele, săgețile indică direcția mișcării citoplasmatice.

Mișcarea citoplasmei contribuie la mișcarea nutrienților și a aerului în celule. Cu cât activitatea vitală a celulei este mai activă, cu atât viteza de mișcare a citoplasmei este mai mare.

Citoplasma unei celule vii nu este de obicei izolată de citoplasma altor celule vii din apropiere. Firele citoplasmei conectează celulele învecinate, trecând prin porii din membranele celulare (Fig. 24).

Între cochiliile celulelor învecinate este un special substanță intercelulară. Dacă substanța intercelulară este distrusă, celulele se separă. Asta se întâmplă când cartofii sunt fierți. În fructele coapte de pepene verde și roșii, merele sfărâmicioase, celulele sunt de asemenea ușor separate.

Adesea, celulele vii în creștere ale tuturor organelor plantelor își schimbă forma. Cojile lor sunt rotunjite și uneori se îndepărtează una de cealaltă. În aceste zone, substanța intercelulară este distrusă. Apărea spatii intercelulare umplut cu aer.

Orez. 24. Interacțiunea celulelor învecinate

Celulele vii respiră, se hrănesc, cresc și se înmulțesc. Substanțele necesare vieții celulelor pătrund în ele prin membrana celulară sub formă de soluții din alte celule și din spațiile lor intercelulare. Planta primește aceste substanțe din aer și sol.

Cum se divide o celulă? Celulele unor părți ale plantelor sunt capabile să se divizeze, datorită faptului că numărul lor crește. Ca rezultat al diviziunii și creșterii celulare, plantele cresc.

Diviziunea celulară este precedată de diviziunea nucleului său (Fig. 25). Înainte de diviziunea celulară, nucleul crește, iar corpurile, de obicei de formă cilindrică, devin clar vizibile în el - cromozomii(din cuvintele grecești „crom” – culoare și „soma” – corp). Ei transmit trăsături ereditare de la celulă la celulă.

Ca rezultat al unui proces complex, fiecare cromozom, așa cum spune, se copiază. Se formează două părți identice. În timpul diviziunii, părți ale cromozomului diverg către diferiți poli ai celulei. În nucleele fiecăreia dintre cele două celule noi, există tot atâtea câte erau în celula mamă. Tot conținutul este, de asemenea, distribuit uniform între cele două noi celule.

Orez. 25. Diviziunea celulară

Orez. 26. Creșterea celulară

Nucleul unei celule tinere este situat în centru. Într-o celulă veche, există de obicei o singură vacuola mare, astfel încât citoplasma, în care se află nucleul, este adiacentă membranei celulare, iar celulele tinere conțin multe vacuole mici (Fig. 26). Celulele tinere, spre deosebire de cele vechi, sunt capabile să se divizeze.

INTERCELULAR. SUBSTANȚA INTERCELULARĂ. MIȘCAREA CITOPLASMEI. CROMOZOMI

Întrebări

1. Cum poți observa mișcarea citoplasmei?

2. Care este importanța mișcării citoplasmei în celule pentru o plantă?

3. Din ce sunt făcute toate organele plantelor?

4. De ce celulele care alcătuiesc planta nu se separă?

5. Cum pătrund substanțele într-o celulă vie?

6. Cum are loc diviziunea celulară?

7. Ce explică creșterea organelor plantelor?

8. Unde sunt localizați cromozomii în celulă?

9. Ce rol joacă cromozomii?

10. Care este diferența dintre o celulă tânără și una veche?

Gândi

De ce celulele au un număr constant de cromozomi?

În căutarea curioșilor

Studiați efectul temperaturii asupra intensității mișcării citoplasmatice. De regulă, este cel mai intens la o temperatură de 37 °C, dar deja la temperaturi peste 40–42 °C se oprește.

Știi că…

Procesul de diviziune celulară a fost descoperit de celebrul om de știință german Rudolf Virchow. În 1858, a demonstrat că toate celulele sunt formate din alte celule prin diviziune. La acea vreme, aceasta a fost o descoperire remarcabilă, deoarece se credea anterior că din substanța intercelulară apar celule noi.

O frunză a unui măr este formată din aproximativ 50 de milioane de celule de diferite tipuri. Există aproximativ 80 de tipuri diferite de celule în plantele cu flori.

În toate organismele aparținând aceleiași specii, numărul de cromozomi din celule este același: în muștele de casă - 12, în Drosophila - 8, în porumb - 20, în căpșuni de grădină - 56, în cancerul de râu - 116, la oameni - 46, la cimpanzei, gandaci si ardei - 48. După cum se vede, numărul de cromozomi nu depinde de nivelul de organizare.

Atenţie! Aceasta este o secțiune introductivă a cărții.

Dacă ți-a plăcut începutul cărții, atunci versiunea completă poate fi achiziționată de la partenerul nostru - distribuitorul de conținut juridic LLC "LitRes".