Ботаника - наука о растениях

БИОЛОГИЯ

ПОСОБИЕ ДЛЯ ПОСТУПАЮЩИХ В ВУЗЫ

Под редакцией М. В. Гусева и Л. А. Каменского

Издательство Московского университета 2002

Москва МИР 2002

УДК 57 ББК 28.0 Б63

Коллектив авторов:

С. А. Баландин, Г. А. Белякова, М. А. Валовая, Л. Л. Великанов,

Г. И. Гончарова, I Н. Н. Гуртовой | , В.. А. Дубынин, Р. А. Зиновкин,

А. А. Каменский, А. И. Ким, М. А. Ланге, Е. Н. Никерясова,

А. Б. Поповкина, А. И. Рубцов, Н. А. Соколова, В. М. Харитонов

Рецензенты:

член-корреспондент РАН Е. А. Криксунов; профессор С. А. Чепурнов

Б63 Биология: Пособие для поступающих в вузы/Под ред. М. В. Гусева, А.А. Каменского. ╫ М.: Изд-во МГУ: Мир, 2002. ╫ 576 с, ил. ISBN 5-211-04515-7 (Иза-во МГУ) ISBN 5-03-003512-5

Пособие написано преподавателями МГУ им. М. В. Ломоносова в соответствии с программой по биологии для выпускников средней школы, которая является основой для проведения вступительных экзаменов в вузы. Материал изложен на современном уровне и доступен для школьников и абитуриентов. Особое внимание обращено на те разделы биологии, которые не всегда точно и полно изложены в соответствующих учебниках и вызывают наибольшие трудности при сдаче экзаменов в МГУ и другие вузы.

Для школьников старших классов, интересующихся биологией, и абитуриентов, поступающих на биологические, медицинские, психологические, экологические, ветеринарные, сельскохозяйственные и другие специальности вузов.

Содержание

ПРЕДИСЛОВИЕ 8

1 РАСТЕНИЯ 9

БОТАНИКА - НАУКА О РАСТЕНИЯХ 9

ОБЩИЙ ПЛАН СТРОЕНИЯ ВЫСШИХ РАСТЕНИЙ 9

ВЕГЕТАТИВНЫЕ ОРГАНЫ ВЫСШИХ РАСТЕНИЙ 11

КОРЕНЬ 11

ПОБЕГ 14

ЛИСТ 17

СТЕБЕЛЬ 19

ВЕГЕТАТИВНОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ ЦВЕТКОВЫХ РАСТЕНИЙ 21

ГЕНЕРАТИВНЫЕ ОРГАНЫ И ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ ЦВЕТКОВЫХ РАСТЕНИЙ 22

ЦВЕТОК 22

СОЦВЕТИЕ 24

ПЛОД 25

СЕМЯ 26

ПРИНЦИПЫ СИСТЕМАТИКИ И НОМЕНКЛАТУРЫ РАСТЕНИЙ 28

ОСНОВНЫЕ ГРУППЫ РАСТЕНИЙ 29

ОТДЕЛ ВОДОРОСЛИ 29

ОТДЕЛ МОХОВИДНЫЕ, ИЛИ МХИ 32

ОТДЕЛ ПЛАУНОВИДНЫЕ, ИЛИ ПЛАУНЫ 34

ОТДЕЛ ХВОЩЕВИДНЫЕ, ИЛИ ХВОЩИ 36

ОТДЕЛ ПАПОРОТНИКОВИДНЫЕ, ИЛИ ПАПОРОТНИКИ 36

ОТДЕЛ ГОЛОСЕМЕННЫЕ 38

КЛАСС ХВОЙНЫЕ 40

ОТДЕЛ ЦВЕТКОВЫЕ, ИЛИ ПОКРЫТОСЕМЕННЫЕ 42

КЛАСС ДВУДОЛЬНЫЕ 43

Семейство Крестоцветные (Капустные) 43

Семейство Розоцветные, или Розовые 45

Семейство Бобовые, или Мотыльковые 46

Семейство Паслёновые 47

Семейство Сложноцветные (Астровые) 48

КЛАСС ОДНОДОЛЬНЫЕ 50

Семейство Лилейные 50

Семейство Злаки, или Мятликовые 51

2 БАКТЕРИИ. ГРИБЫ. ЛИШАЙНИКИ 54

БАКТЕРИИ 54

ГРИБЫ 56

ЛИШАЙНИКИ 59

3 ЖИВОТНЫЕ 61

ЗООЛОГИЯ - НАУКА О ЖИВОТНЫХ 61

ОДНОКЛЕТОЧНЫЕ, ИЛИ ПРОСТЕЙШИЕ 63

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОДНОКЛЕТОЧНЫХ 63

ТИП САРКОМАСТИГОФОРЫ 64

ТИП СПОРОВИКИ 66

ТИП ИНФУЗОРИИ, ИЛИ РЕСНИЧНЫЕ 67

ПОДЦАРСТВО МНОГОКЛЕТОЧНЫЕ 68

ТИП КИШЕЧНОПОЛОСТНЫЕ 68

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА 68

КЛАСС ГИДРОЗОИ 69

КЛАСС СЦИФОИДНЫЕ 70

КЛАСС КОРАЛЛОВЫЕ ПОЛИПЫ 70

ТИП ПЛОСКИЕ ЧЕРВИ 71

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА 71

КЛАСС РЕСНИЧНЫЕ ЧЕРВИ 72

КЛАСС СОСАЛЬЩИКИ 72

ТИП КРУГЛЫЕ ЧЕРВИ (НЕМАТОДЫ) 74

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА 74

НЕМАТОДЫ - ПАРАЗИТЫ ЧЕЛОВЕКА 75

НЕМАТОДЫ - ПАРАЗИТЫ РАСТЕНИЙ 75

ОСОБЕННОСТИ ОРГАНИЗАЦИИ ПАРАЗИТИЧЕСКИХ ЧЕРВЕЙ 76

ТИП КОЛЬЧАТЫЕ ЧЕРВИ 76

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА 76

КЛАСС МНОГОЩЕТИНКОВЫЕ ЧЕРВИ 77

КЛАСС МАЛОЩЕТИНКОВЫЕ ЧЕРВИ 77

ТИП МОЛЛЮСКИ 79

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА 79

КЛАСС БРЮХОНОГИЕ, ИЛИ УЛИТКИ 80

КЛАСС ДВУСТВОРЧАТЫЕ 81

ТИП ЧЛЕНИСТОНОГИЕ 82

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА 82

КЛАСС РАКООБРАЗНЫЕ 85

КЛАСС ПАУКООБРАЗНЫЕ 86

КЛАСС НАСЕКОМЫЕ 88

НАСЕКОМЫЕ С ПОЛНЫМ ПРЕВРАЩЕНИЕМ 91

Отряд Жесткокрылые 91

Отряд Чешуекрылые, или Бабочки 91

Отряд Двукрылые 92

Отряд Перепончатокрылые 93

НАСЕКОМЫЕ С НЕПОЛНЫМ ПРЕВРАЩЕНИЕМ 94

Отряд Прямокрылые 94

ТИП ХОРДОВЫЕ 94

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТИПА 94

ПОДТИП ОБОЛОЧНИКИ 95

ПОДТИП БЕСЧЕРЕПНЫЕ 96

ПОДТИП ЧЕРЕПНЫЕ, ИЛИ ПОЗВОНОЧНЫЕ 98

КЛАСС КРУГЛОРОТЫЕ 98

НАДКЛАСС РЫБЫ 98

КЛАСС ЗЕМНОВОДНЫЕ 103

КЛАСС ПРЕСМЫКАЮЩИЕСЯ 108

КЛАСС ПТИЦЫ 112

Класс Млекопитающие 118

4 ЧЕЛОВЕК И ЕГО ЗДОРОВЬЕ 127

ОБЩИЙ ОБЗОР ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА 127

ТКАНИ, ИХ СТРОЕНИЕ И ФУНКЦИИ 128

ОПОРНО-ДВИГАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА 130

СКЕЛЕТ 131

СТРОЕНИЕ КОСТЕЙ 131

СОЕДИНЕНИЯ КОСТЕЙ В СКЕЛЕТЕ 132

ОТДЕЛЫ СКЕЛЕТА 132

МЫШЦЫ 134

ПОПЕРЕЧНОПОЛОСАТЫЕ СКЕЛЕТНЫЕ МЫШЦЫ 134

ГЛАДКИЕ МЫШЦЫ 138

ВНУТРЕННЯЯ СРЕДА ОРГАНИЗМА 138

КРОВЬ 139

СОСТАВ КРОВИ 139

Плазма крови 139

Форменные элементы крови 140

ГРУППЫ КРОВИ 142

СВЕРТЫВАНИЕ КРОВИ 143

ЛИМФА 143

ИММУНИТЕТ 144

КРОВООБРАЩЕНИЕ 144

СЕРДЦЕ 144

СТРОЕНИЕ СЕРДЦА 144

ОСОБЕННОСТИ СЕРДЕЧНОЙ МЫШЦЫ. 145

МЕХАНИЗМ СЕРДЕЧНЫХ СОКРАЩЕНИЙ 145

РАБОТА СЕРДЦА 146

ЭЛЕКТРОКАРДИОГРАММА 146

РЕГУЛЯЦИЯ СЕРДЕЧНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ 147

БОЛЬШОЙ И МАЛЫЙ КРУГИ КРОВООБРАЩЕНИЯ 148

ДВИЖЕНИЕ КРОВИ ПО СОСУДАМ 149

ЛИМФООБРАЩЕНИЕ 150

ДЫХАНИЕ 150

СТРОЕНИЕ И ФУНКЦИИ ОРГАНОВ ДЫХАНИЯ 150

ДЫХАТЕЛЬНЫЕ ДВИЖЕНИЯ 152

ЖИЗНЕННАЯ ЕМКОСТЬ ЛЕГКИХ 152

ОБМЕН ГАЗОВ В ЛЕГКИХ И ТКАНЯХ 152

РЕГУЛЯЦИЯ ДЫХАНИЯ 153

ПИЩЕВАРЕНИЕ 153

ФУНКЦИИ И СТРОЕНИЕ ОРГАНОВ ПИЩЕВАРЕНИЯ 154

Пищеварение в ротовой полости 155

ПИЩЕВАРЕНИЕ В ЖЕЛУДКЕ 156

ПИЩЕВАРЕНИЕ В ТОНКОМ КИШЕЧНИКЕ 156

ПИЩЕВАРЕНИЕ В ТОЛСТОМ КИШЕЧНИКЕ 158

РЕГУЛЯЦИЯ ПИЩЕВАРЕНИЯ 158

ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ПРЕВРАЩЕНИЕ ЭНЕРГИИ. ЗНАЧЕНИЕ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ В ЖИЗНИ ЧЕЛОВЕКА 159

ВЫДЕЛЕНИЕ 161

СТРОЕНИЕ ПОЧКИ 161

РАБОТА ПОЧЕК 162

РЕГУЛЯЦИЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПОЧЕК 163

МОЧЕИСПУСКАНИЕ И ЕГО РЕГУЛЯЦИЯ 163

КОЖА: СТРОЕНИЕ И ФУНКЦИИ 164

НЕРВНАЯ СИСТЕМА 165

ОБЩИЙ ПЛАН СТРОЕНИЯ И РАЗВИТИЕ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ 165

НЕЙРОН КАК СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ЕДИНИЦА НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ 166

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ НЕЙРОНОВ 168

ФУНКЦИИ НЕЙРОГЛИИ 169

РЕФЛЕКТОРНЫЙ ПРИНЦИП РАБОТЫ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ 170

СПИННОЙ МОЗГ 171

ГОЛОВНОЙ МОЗГ 172

ВЕГЕТАТИВНАЯ НЕРВНАЯ СИСТЕМА 179

АНАЛИЗАТОРЫ. ОРГАНЫ ЧУВСТВ 180

ЗРИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗАТОР 181

СЛУХОВОЙ АНАЛИЗАТОР 183

ВЕСТИБУЛЯРНЫЙ АНАЛИЗАТОР 185

КОЖНЫЙ АНАЛИЗАТОР. ОСЯЗАНИЕ 187

МЫШЕЧНЫЙ АНАЛИЗАТОР 188

ВКУСОВОЙ АНАЛИЗАТОР 189

ОБОНЯТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗАТОР 190

ВНУТРЕННЯЯ РЕЦЕПЦИЯ (ВИСЦЕРОРЕЦЕПЦИЯ) 191

ВЫСШАЯ НЕРВНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ 192

БЕЗУСЛОВНЫЕ РЕФЛЕКСЫ 193

УСЛОВНЫЕ РЕФЛЕКСЫ 194

ТОРМОЖЕНИЕ УСЛОВНЫХ РЕФЛЕКСОВ 195

ПАМЯТЬ 196

ЭМОЦИИ 196

БОДРСТВОВАНИЕ И СОН 197

ОСОБЕННОСТИ ВНД ЧЕЛОВЕКА 198

ЖЕЛЕЗЫ ВНУТРЕННЕЙ СЕКРЕЦИИ 199

ГИПОФИЗ 200

ЩИТОВИДНАЯ ЖЕЛЕЗА 201

ПАРАЩИТОВИДНЫЕ ЖЕЛЕЗЫ 201

ПОДЖЕЛУДОЧНАЯ ЖЕЛЕЗА 201

НАДПОЧЕЧНИКИ 202

ЭПИФИЗ 202

ТИМУС 202

ПОЛОВЫЕ ЖЕЛЕЗЫ 203

РАЗМНОЖЕНИЕ И РАЗВИТИЕ 203

5 ЭВОЛЮЦИОННОЕ УЧЕНИЕ 206

ДОДАРВИНОВСКИЙ ПЕРИОД РАЗВИТИЯ ЭВОЛЮЦИОННЫХ ИДЕЙ В БИОЛОГИИ 206

ПРЕДПОСЫЛКИ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ЭВОЛЮЦИОННОГО УЧЕНИЯ 208

СОЗДАНИЕ ЭВОЛЮЦИОННОЙ ТЕОРИИ Ч.ДАРВИНА 208

ВИД КАК ЭТАП ЭВОЛЮЦИОННОГО ПРОЦЕССА 209

ПОПУЛЯЦИИ 210

ДВИЖУЩИЕ СИЛЫ ЭВОЛЮЦИИ 211

МУТАЦИИ 213

ТРАНСФОРМАЦИЯ И ТРАНСДУКЦИЯ 214

КОМБИНАТИВНАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ 214

МУТАЦИОННАЯ ТЕОРИЯ 214

ОСОБЕННОСТИ НАСЛЕДОВАНИЯ МУТИРОВАВШЕГО ГЕНЕТИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА У РАЗНЫХ ГРУПП ОРГАНИЗМОВ 215

ЗАКОН ХАРДИ-ВАЙНБЕРГА 216

ПОПУЛЯЦИОННЫЕ ВОЛНЫ 216

ИЗОЛЯЦИЯ 217

МИГРАЦИИ 217

ЕСТЕСТВЕННЫЙ ОТБОР 218

ФОРМЫ ЕСТЕСТВЕННОГО ОТБОРА 218

БОРЬБА ЗА СУЩЕСТВОВАНИЕ 219

ИСКУССТВЕННЫЙ ОТБОР 219

АДАПТАЦИИ ОРГАНИЗМОВ К УСЛОВИЯМ ОБИТАНИЯ 220

ОТНОСИТЕЛЬНЫЙ ХАРАКТЕР АДАПТАЦИИ 222

МИКРОЭВОЛЮЦИЯ, ИЛИ ВИДООБРАЗОВАНИЕ 222

6 РАЗВИТИЕ ОРГАНИЧЕСКОГО МИРА. МАКРОЭВОЛЮЦИЯ 224

ДОКАЗАТЕЛЬСТВА ЭВОЛЮЦИИ ОРГАНИЧЕСКОГО МИРА 224

ОСНОВНЫЕ ТИПЫ И МЕХАНИЗМЫ ЭВОЛЮЦИОННОГО ПРОЦЕССА 225

ЗАКОН ГОМОЛОГИЧНЫХ РЯДОВ Н.И.ВАВИЛОВА 226

ГЛАВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ЭВОЛЮЦИИ 226

БИОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОГРЕСС И РЕГРЕСС В ЭВОЛЮЦИИ 228

СООТНОШЕНИЕ РАЗЛИЧНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ В ЭВОЛЮЦИИ 229

ПРАВИЛА ЭВОЛЮЦИИ 230

СКОРОСТЬ ЭВОЛЮЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ 230

ФИЛОГЕНИЯ И СИСТЕМАТИКА КАК ОТРАЖЕНИЕ ЭВОЛЮЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ 230

7 ПРОИСХОЖДЕНИЕ ЧЕЛОВЕКА 232

АНТРОПОГЕНЕЗ 232

РАЗВИТИЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ О ПРОИСХОЖДЕНИИ ЧЕЛОВЕКА 232

ДОКАЗАТЕЛЬСТВА ПРОИСХОЖДЕНИЯ ЧЕЛОВЕКА ОТ ЖИВОТНЫХ 233

СПЕЦИФИЧЕСКИЕ ЧЕРТЫ СТРОЕНИЯ И ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА 236

ДВИЖУЩИЕ СИЛЫ АНТРОПОГЕНЕЗА: СОЦИАЛЬНЫЕ И БИОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ 237

ТРУД И ОБЩЕСТВЕННАЯ ЖИЗНЬ КАК ФАКТОРЫ АНТРОПОГЕНЕЗА 237

ЭВОЛЮЦИЯ ОБЩИХ ПРЕДКОВ ЧЕЛОВЕКА И ЧЕЛОВЕКООБРАЗНЫХ ОБЕЗЬЯН 239

ПРЕДПОСЫЛКИ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ПРЯМОХОДЯЩЕГО ЧЕЛОВЕКА 239

ОСНОВНЫЕ СТАДИИ ЭВОЛЮЦИИ ЧЕЛОВЕКА 241

ЭТНИЧЕСКАЯ АНТРОПОЛОГИЯ (РАСОВЕДЕНИЕ) 248

8 ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ 251

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ 251

АБИОТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ 251

БИОТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ СРЕДЫ 253

АНТРОПОГЕННЫЕ ФАКТОРЫ 255

ОГРАНИЧИВАЮЩИЕ ФАКТОРЫ 255

ПОПУЛЯЦИИ 256

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВИДА 257

БИОГЕОЦЕНОЗ 257

ПРЕВРАЩЕНИЕ ВЕЩЕСТВ И ПОТОК ЭНЕРГИИ В БИОЦЕНОЗЕ 258

СМЕНА БИОГЕОЦЕНОЗОВ 260

САМОРЕГУЛЯЦИЯ 261

АГРОЦЕНОЗЫ 261

9 ОСНОВЫ УЧЕНИЯ О БИОСФЕРЕ 263

БИОСФЕРА И ЕЕ ГРАНИЦЫ 263

КРУГОВОРОТ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ В БИОСФЕРЕ 264

В.И.ВЕРНАДСКИЙ О ВОЗНИКНОВЕНИИ БИОСФЕРЫ 265

10 ОСНОВЫ ЦИТОЛОГИИ 266

КЛЕТОЧНАЯ ТЕОРИЯ И ЕЕ ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ 266

ПРОКАРИОТЫ И ЭУКАРИОТЫ 268

СТРУКТУРНЫЕ КОМПОНЕНТЫ КЛЕТКИ 269

ЦИТОПЛАЗМА 269

ОБЩИЕ СВОЙСТВА БИОЛОГИЧЕСКИХ МЕМБРАН 269

ПЛАЗМАЛЕММА 270

МЕМБРАННЫЕ ОРГАНОИДЫ КЛЕТКИ 271

НЕМЕМБРАННЫЕ КЛЕТОЧНЫЕ ОРГАНОИДЫ 275

ВКЛЮЧЕНИЯ 278

ЯДРО 278

ОСОБЕННОСТИ СТРОЕНИЯ РАСТИТЕЛЬНОЙ КЛЕТКИ 281

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ЖИВЫХ КЛЕТОК 282

НЕОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА 282

ОРГАНИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА 284

ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ПРЕВРАЩЕНИЕ ЭНЕРГИИ - ОСНОВА ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ КЛЕТКИ 296

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ОБМЕН В КЛЕТКЕ И ЕГО СУЩНОСТЬ. ЗНАЧЕНИЕ АТФ В ЭНЕРГЕТИЧЕСКОМ ОБМЕНЕ 296

ПЛАСТИЧЕСКИЙ ОБМЕН 303

ФОТОСИНТЕЗ 303

БИОСИНТЕЗ БЕЛКА 307

ВЗАИМОСВЯЗЬ ПРОЦЕССОВ ПЛАСТИЧЕСКОГО И ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБМЕНА 312

ВИРУСЫ 313

11 РАЗМНОЖЕНИЕ И ИНДИВИДУАЛЬНОЕ РАЗВИТИЕ ОРГАНИЗМОВ 315

ВОСПРОИЗВЕДЕНИЕ КЛЕТОК 315

КЛЕТОЧНЫЙ ЦИКЛ 315

МИТОЗ 316

МЕЙОЗ 318

РАЗМНОЖЕНИЕ И ЕГО ФОРМЫ 320

БЕСПОЛОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ 320

ПОЛОВОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ 321

ОПЛОДОТВОРЕНИЕ У ЖИВОТНЫХ 322

ПРОИСХОЖДЕНИЕ И РАЗВИТИЕ ПОЛОВЫХ КЛЕТОК (ГАМЕТОГЕНЕЗ) 322

ПАРТЕНОГЕНЕЗ 325

ДВОЙНОЕ ОПЛОДОТВОРЕНИЕ У ЦВЕТКОВЫХ РАСТЕНИЙ 325

ИНДИВИДУАЛЬНОЕ РАЗВИТИЕ 326

ЗАРОДЫШЕВОЕ РАЗВИТИЕ (ЭМБРИОГЕНЕЗ) 327

ПОСТЭМБРИОНАЛЬНОЕ РАЗВИТИЕ 331

ВЛИЯНИЕ ФАКТОРОВ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ НА РАЗВИТИЕ ОРГАНИЗМА 333

ПРОИСХОЖДЕНИЕ И РАЗВИТИЕ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ 334

ОСНОВНЫЕ ГИПОТЕЗЫ О ПРОИСХОЖДЕНИИ ЖИЗНИ (ИСТОРИЯ ВОПРОСА) 334

СОВРЕМЕННЫЕ ГИПОТЕЗЫ О ПРОИСХОЖДЕНИИ ЖИЗНИ 334

РАЗВИТИЕ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ 336

ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ГЕОХРОНОЛОГИЧЕСКОЙ ШКАЛЕ 337

ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ 337

12 ОСНОВЫ ГЕНЕТИКИ 340

ПРЕДМЕТ, ЗАДАЧИ, МЕТОДЫ И ОБЪЕКТЫ ГЕНЕТИКИ 340

ФЕНОТИП И ГЕНОТИП 340

ЗАКОНОМЕРНОСТИ НАСЛЕДОВАНИЯ 341

ЗАКОНЫ Г.МЕНДЕЛЯ. МОНОГИБРИДНОЕ СКРЕЩИВАНИЕ 341

ЗАКОН РАСЩЕПЛЕНИЯ В МОНОГИБРИДНОМ СКРЕЩИВАНИИ 342

ДИГИБРИДНОЕ СКРЕЩИВАНИЕ. ЗАКОН НЕЗАВИСИМОГО НАСЛЕДОВАНИЯ ПРИЗНАКОВ 343

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ГЕНОВ 344

УСЛОВИЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАКОНОВ НАСЛЕДОВАНИЯ. СТАТИСТИЧЕСКИЙ ХАРАКТЕР РАСЩЕПЛЕНИЯ 344

ГЕНЕТИКА ПОЛА. ПРИЗНАКИ, СЦЕПЛЕННЫЕ С ПОЛОМ 345

СЦЕПЛЕННОЕ НАСЛЕДОВАНИЕ И КРОССИНГОВЕР 345

ХРОМОСОМНАЯ ТЕОРИЯ НАСЛЕДСТВЕННОСТИ 346

ИЗМЕНЧИВОСТЬ 346

ГЕНЕТИКА ПОПУЛЯЦИЙ 347

ОСНОВЫ СЕЛЕКЦИИ 348

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА 350

ОБРАЗЦЫ БИЛЕТОВ К ЭКЗАМЕНУ ПО БИОЛОГИИ НА БИОЛОГИЧЕСКОМ ФАКУЛЬТЕТЕ МГУ ИМ.М.В.ЛОМОНОСОВА (1999 г.) 351

ОГЛАВЛЕНИЕ 352

ПРЕДИСЛОВИЕ

Знание основных законов Жизни несомненно является важной составной частью общечеловеческой культуры. Знать основы науки о Жизни ╫ биологии ╫ должен любой человек независимо от рода его деятельности.

Азы биологии начинают изучать еще в начальных классах в курсе естествознания, а заканчивают в выпускном классе средней школы. Казалось бы, за 7╫8 лет учебы можно овладеть любой наукой. Однако многие школы, гимназии, лицеи, колледжи не придерживаются программ преподавания биологии, принятых Министерством образования Российской Федерации. В "гуманитарных" и "технических" классах преподавание биологии и количественно, и качественно сведено к минимуму или даже вообще отсутствует в 10╫ 11-х классах. Напротив, в "химико-биологических", "биомедицинских" и других классах учащимся преподают отдельные разделы биологии на уровне специальных лекционных курсов высших учебных заведений, хотя общебиологические знания у этих школьников могут быть на весьма посредственном уровне. Конечно, можно назвать целый ряд школ как в Москве, так и в других регионах страны, где биологию продуманно преподают на очень высоком уровне, и выпускников таких школ можно в прямом смысле опознать по их блестящим ответам на вступительных экзаменах в высшие учебные заведения. Однако таких средних учебных заведений очень немного, а число высших учебных заведений, для поступления в которые необходимо сдавать экзамен по биологии, постоянно возрастает.

Увеличивается число университетов, включающих медицинские и психологические факультеты. Заметно возросло число вузов, в которых обучают биотехнологическим специальностям. Таким образом, с каждым годом все большее число абитуриентов сдает вступительные экзамены по биологии и затем изучает эту науку в процессе обучения в институте.

Данное пособие написано преподавателями и научными сотрудниками различных кафедр биологического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова, имеющими многолетний опыт преподавания биологических дисциплин и приема экзаменов различного уровня. Пособие написано в соответствии с программой по биологии, рекомендованной Министерством образования РФ, которая является обязательной основой вступительных экзаменов в МГУ и большинство других вузов биологического, медицинского, ветеринарного и сельскохозяйственного профиля. Каждый раздел написан специалистами соответствующей кафедры: разделы о животных написаны зоологами, разделы о растениях ╫ ботаниками и т.д.

В большинстве разделов материал изложен с некоторым "запасом ", т. е. его более чем достаточно для того, чтобы успешно сдать выпускной школьный или вступительный вузовский экзамен по биологии. Вместе с тем, форма изложения вполне доступна для школьника и абитуриента. Особое внимание обращено на освещение тех разделов школьного курса биологии, которые обычно вызывают у школьников и абитуриентов наибольшие затруднения.

Декан биологического

факультета МГУ профессор М.В.Гусев

РАСТЕНИЯ

БОТАНИКА - НАУКА О РАСТЕНИЯХ

Растительную форму жизни на всех уровнях ее организации изучает ботаника. Само слово "ботаника" происходит от греческого "ботанэ", что означает "трава", "растение". Ботаника ╫ широкий комплекс биологических дисциплин. Отдельные разделы ботаники изучают различные стороны структуры и функции растений: их внутреннее и внешнее строение, рост и развитие, размножение и расселение, биологические и экологические свойства и т.д.

Все растения нашей планеты образуют сложное природное тело ╫ растительный покров, состоящий из многочисленных популяций видов и разнообразных растительных сообществ, или фитоценозов.

Роль растений в жизни биосферы Земли и человека уникальна. Это единственная группа организмов, способная в процессе фотосинтеза поглощать лучистую энергию Солнца и преобразовывать ее в энергию химических связей. Только растения могут, используя эту энергию, а также воду с растворенными в ней неорганическими веществами и углекислый, газ воздуха, осуществлять первичный синтез органических веществ, выделяя при этом свободный кислород, необходимый для дыхания живым организмам.

Глобальная роль растений состоит в том, что они накапливают в процессе своей жизнедеятельности запасы вещества и энергии, обеспечивающие существование других живых существ. За один год растительный покров Земли производит 4-10^11 т органического вещества. Растительные сообщества, составляющие обычно существенную в энергетическом и материальном отношении часть экосистем, являются для остальных живых организмов также и средой обитания.

Невозможно переоценить роль растений в жизни человечества. С первых этапов становления человека как биологического вида дикорастущие растения служили ему основной пищей, топливом, материалом для изготовления одежды, жилищ и орудий. В процессе как неосознанной, так и направленной селекционной работы человек создал огромный мир культурных растений, занимающих сейчас значительные площади обрабатываемых земель. Это зерновые, овощные и плодово-ягодные культуры, а также технические, лекарственные, масличные, прядильные, красильные и другие полезные растения. Леса ╫ источник древесины, необходимой для строительства, производства мебели, бумаги, лесохимического производства и т.д. Травяные сообщества (луга, степи, высокогорья) служат пастбищами для сельскохозяйственных животных и сенокосными угодьями.

Ботанические знания, дающие основу для понимания закономерностей жизни растительного покрова, особенно актуальны в настоящее время в связи с постоянно усиливающимся воздействием человека на природные экосистемы. Только глубокое изучение растений поможет человеку решить основные проблемы своего существования ╫ проблему рационального, неистощимого использования растительных ресурсов планеты и проблему сохранения биологического разнообразия Земли в полном объеме для будущих поколений.

ОБЩИЙ ПЛАН СТРОЕНИЯ ВЫСШИХ РАСТЕНИЙ

Целостный организм высших растений состоит из совокупности тесно интегрированных между собой органов. Подцарство высшие растения объединяет отделы, представители которых характеризуются дифференциацией тела на отдельные органы, наличием многоклеточных специализированных органов полового (гаметангии) и бесполого (спорангии) размножения, закономерным чередованием в жизненном цикле полового и бесполого поколений и сменой ядерных фаз. Сюда входят отделы споровых растений ╫ моховидных, плауновидных, хвощевидных, папоротниковидных, а также отделы голосеменных и покрытосеменных растений. Растения, тело которых не подразделяется на органы, условно принято называть "низшими". Орган ╫ это часть растения, имеющая определенную внешнюю (морфологическую) и внутреннюю (анатомическую) структуру в соответствии с выполняемой ею функцией. Различают вегетативные и репродуктивные (или генеративные) органы растения. Основными вегетативными органами высших растений являются корень и побег (стебель с листьями). Они обеспечивают процессы питания, фотосинтеза, дыхания, проведения воды и растворенных в ней веществ, а также обеспечивают вегетативное размножение. Репродуктивные органы (спороносные колоски, стробилы или шишки, цветки, плоды, семена) выполняют функции, связанные с половым и бесполым размножением растений, и обеспечивают существование вида в целом, его воспроизводство и расселение. Характеристика этих органов будет дана при знакомстве с отделами высших растений.

Расчленение тела растений на органы, усложнение их строения происходили постепенно, в процессе развития растительного мира. Тело первых наземных растений ╫ риниофитов, или псилофитов, ╫ не было расчленено на корень, стебель и листья, а было представлено системой ветвящихся осевых органов ╫ теломов. По мере выхода растений на сушу и приспособления их к жизни в воздушной и почвенной средах происходило изменение теломов, что привело к формированию органов. (У водорослей, как правило, тело не дифференцировано на органы, а представлено талломом, или слоевищем, весьма разнообразного облика ).

В связи с приспособлением к определенным условиям среды меняются функции основных органов, что приводит к их видоизменениям, или метаморфозам (клубни, луковицы, колючки, почки, цветки и др.). В морфологии растений различают гомологичные и аналогичные органы. Гомологичные органы имеют одинаковое происхождение, но могут различаться по форме и выполняемым функциям. Аналогичные органы выполняют одинаковые функции и имеют одинаковый внешний вид, но различны по происхождению.

Органам высших растений свойствен ориентированный рост (движение), который является реакцией на одностороннее действие внешних факторов (света, силы тяжести, влажности). Рост осевых органов к свету определяется как положительный (побеги) и отрицательный (главный корень) фототропизм. Ориентированный рост осевых органов растения, вызванный односторонним действием силы земного притяжения, определяется как геотропизм. Положительный геотропизм корня вызывает его направленный рост к центру земли, отрицательный геотропизм стебля ╫ рост от центра.

У семенных растений побег и корень имеются в зачаточном виде уже у зародыша, находящегося в зрелом семени. Зародышевый побег состоит из оси, зародышевого стебелька и семядольных листьев, или семядолей. Число семядолей у зародыша семенных растений колеблется от 1 до 10╫12. На конце оси зародыша находится тонка роста побега. Она образована меристемой и нередко имеет выпуклую поверхность. Это конус нарастания, или апекс. На верхушке побега (апексе) закладываются зачатки листьев в виде бугорков или валиков, следующих за семядолями. Обычно зачатки листьев растут быстрее, чем стебель, при этом молодые листочки прикрывают друг друга и точку роста, образуя почечку зародыша. Часть оси, где находятся основания семядолей, называют семядольным узлом; остальной участок зародышевой оси, ниже семядолей, называют гипокотилем, или подсемядольным коленом. Его нижний участок переходит в зародышевый корешок, представленный пока только конусом нарастания.

При прорастании семени постепенно начинают разрастаться все органы зародыша. Из семени первым выходит зародышевый корешок. Он укрепляет молодое растение в почве и начинает поглощать воду и растворенные в ней минеральные вещества, давая начало главному корню. Участок на границе между главным корнем и стеблем называется корневой шейкой. У большинства растений главный корень начинает ветвиться; при этом появляются боковые корни второго, третьего и более высоких порядков, что приводит к формированию корневой системы. На гипокотиле, на старых участках корня, на стебле, а иногда и на листьях довольно рано могут образовываться придаточные корни. Почти одновременно из зародышевой почечки (апекса) развивается побег первого порядка, или главный побег, который также ветвится, образуя новые побеги второго, третьего и более высоких порядков, что приводит к формированию системы главного побега.

У высших споровых растений (плаунов, хвощей, папоротников) тело {спорофит) развивается из зиготы. Начальные этапы жизни спорофита проходят в тканях заростков (гаметофитов). Из зиготы развивается зародыш, состоящий из зачаточного побега и корневого полюса.

Итак, тело любого высшего растения состоит из побеговой и (кроме моховидных) корневой систем, построенных из повторяющихся элементов структуры ╫ побегов и корней.

Во всех органах высшего растения три системы тканей ╫ покровная, проводящая и основная ╫ непрерывно продолжаются от органа к органу, отражая целостность растительного организма. Первая система образует наружный защитный покров растений; вторая, включающая флоэму и ксилему, погружена в систему основных тканей. Принципиальные различия строения корня, стебля и листа определяются различным распределением этих систем тканей.