Войти
Закрыть

Життєві цикли та їх різноманіття

9 Клас

Життєвий цикл. Ще раз пригадаймо: онтогенез людини — це весь життєвий шлях організму від зачаття і до смерті, тоді як життєвий цикл тієї ж людини — це відрізок онтогенезу від зиготи й до статевої зрілості, або, як інколи влучно кажуть, це період індивідуального розвитку від «зиготи і до зиготи», тобто від зиготи, з якої утворився організм, і до спроможності цього організму дати початок зиготам наступного покоління. Життєвий цикл, який уміщається в один онтогенез, називають простим. Він притаманний усім прокаріотам і більшості одноклітинних еукаріот, що живуть від «поділу і до поділу», а також усім істотам, що досягай вершини еволюційних сходів: насінним рослинам і більшості тварин. Однак у примітивних організмів: деяких найпростіших, грибів, спорових рослин, кишковопорожнинних й окремих груп плоских червів — все не так просто — їм притаманний складний життєвий цикл. Адже для того, щоб замкнути «коло життя», вони мають утворити два та навіть більше поколінь живих істот, які відрізняються за будовою, ведуть різний спосіб життя і, головне, — по-різному розмножуються. Зазвичай за складного життєвого циклу відбувається чергування генерацій, що відтворюються нестатевим і статевим способами. Тому шлях від зиготи і до зиготи в організмів зі складним життєвим циклом пролягає через декілька поколінь. Слід зазначити, що складні життєві цикли доволі різноманітні і в найпростіших, рослин, тварин та грибів мають свої певні особливості. Життєві цикли в найпростіших. Розглянемо чергування поколінь в одноклітинних еукаріотів. У більшості видів одноклітинних тварин і рослин життєві цикли прості. Вони починаються утворенням нової клітини й закінчуються її поділом. Однак у паразитичних найпростіших і деяких одноклітинних водоростей життєвий цикл відбувається із чергуванням поколінь, що пов'язано з наявністю у них статевого процесу та утворенням зиготи....
0 Переглянути

Розвиток організму після народження

9 Клас

Личинки завжди влаштовані простіше, а зовні часто схожі на своїх далеких предків (згадайте, який вигляд має личинка жаби й кого вона нагадує). З одного боку, у личинок є свої особливі органи, з іншого — у них часто немає деяких органів, притаманних дорослим стадіям, а тому вони зазвичай ведуть спосіб життя зовсім інший, ніж зрілі особини свого виду. У личинок відсутні навіть зародкові статеві органи, за якими можна встановити, в кого вона розвинеться — у самку чи самця. Ріст — важлива складова постнатального розвитку. Одним з головних результатів постембріонального розвитку є збільшення лінійних розмірів і маси організму, яке досягається у процесі росту. У його основі лежать два механізми: збільшення числа клітин, що досягається шляхом клітинних поділів, і ріст самих клітин, що відбувається за рахунок збільшення об'єму цитоплазми. Ріст вищих рослин називають верхівковим, оскільки він здійснюється переважно за рахунок клітинних поділів у верхівковій меристемі. Причому рослини збільшують розмір свого тіла протягом усього життя (іл. 27.3). На відміну від рослин, тварини ростуть усім тілом і зазвичай протягом обмеженого періоду. Це викликано тим, що у тварин ріст здійснюється завдяки клітинним поділам і росту клітин усього тіла, але в різних тканинах і органах цей процес відбувається по-різному. Клітинні поділи в нервовій і м'язовій тканинах у людини відбуваються лише в період зародкового розвитку, а в постембріональний період вони лише збільшуються в розмірах, тоді як клітини сполучної та епітеліальної тканин діляться протягом усього життя людини. Ріст хребетних тварин перебуває під контролем гормонів росту, які синтезуються в гіпофізі. Цікаво, що на ріст людей впливають і статеві гормони....
0 Переглянути

Індивідуальний розвиток, або онтогенез. Ембріональний розвиток тварин і рослин

9 Клас

Індивідуальний розвиток, або онтогенез. Після запліднення й утворення зиготи в більшості багатоклітинних істот одразу ж починається індивідуальний розвиток, що супроводжується глибинними перетвореннями спочатку зародка, а потім уже організму, здатного до самостійного життя. Цей життєвий шлях від утворення зиготи й до смерті організму називають індивідуальним розвитком, або онтогенезом (від грец. онто — наявний і генезис — походження). Під час онтогенезу організм зазвичай не лише росте, збільшуючись у розмірах, а й проходить ряд різних життєвих фаз, на кожній з яких він має особливу будову, а в деяких випадках кардинально відрізняється за способом життя. Галузь біології, що вивчає онтогенез, називають біологією розвитку. Програма онтогенезу. Онтогенез має чітку програму — реалізацію спадкової інформації, що записана в генах. Саме тому особливості індивідуального розвитку окремих особин, різниця в розмірах або формі тіла визначаються індивідуальними комбінаціями генів, що були отримані від батьків, а на рівні видів, родів і навіть рядів і класів — особливими генами, властивими кожній систематичній групі організмів. Механізм реалізації спадкової інформації полягає в диференціальній активності генів. Це означає, що в різні періоди розвитку і в різних клітинах організму відбувається синтез тих чи інших іРНК. У результаті в клітині синтезується цілком визначений набір білків і ферментів, що врешті й визначає особливості метаболізму клітини та функцію, яку вона виконує, швидкість її росту й настання поділу. Етапи онтогенезу. У багатоклітинних тварин і насінних рослин онтогенез поділяють на два періоди....
0 Переглянути

Розмноження. Статевий процес і запліднення

9 Клас

Розмноження та його мета. Самовідтворення є однією з ключових ознак живої матерії й властиве всім живим істотам без винятку. Це здатність організмів до утворення собі подібних. Адже навіть найдосконаліший організм не може жити вічно, а тому безперервність і наступність життя забезпечується винятково розмноженням — відтворенням живих організмів. Розмноження відбувається обов’язково зі збільшенням числа особин. У цьому закладений особливий сенс. Смерть від хвороб і з випадкових причин, низька життєздатність або фізична нездатність окремих особин дати потомство автоматично обумовлюють необхідність того, щоб потомства завжди було більше, ніж батьків. Якщо ж до цього додати, що тварини живуть лише за рахунок того, що живляться іншими істотами та самі слугують їжею для інших, то необхідно, щоб потомство перевищувало число батьківських особин, інакше можлива ситуація, коли до статевозрілого стану з потомства ніхто просто не доживе. Для популяції людини підраховано: щоб народонаселення залишалося стабільним, на кожну жінку дітородного віку має припадати від 2,1 до 2,3 дитини. Якщо немовлят буде менше, то чисельність населення почне зменшуватися, якщо більше — зростати. Нестатеве розмноження. Незважаючи на величезне різноманіття живого на Землі, існує лише два способи розмноження: нестатеве й статеве (іл. 25.1)....
0 Переглянути

Статеві клітини та їх утворення

9 Клас

Статеві клітини. У кожної багатоклітинної істоти обов’язково утворюються статеві клітини, або гамети (від грец. гамете — жінка, гаметес — чоловік). їх єдине призначення — це участь у процесі статевого розмноження, а головна особливість будови — гаплоїдний набір хромосом. Гамети поділяють на дві групи: жіночі та чоловічі. У примітивних багатоклітинних істот (деякі водорості й гриби) жіночі та чоловічі статеві клітини зовні не розрізняються, тоді як в еволюційно просунутих істот (тварини й вищі рослини) гамети мають зовсім різну будову та розміри (іл. 24.1). Особливості будови жіночих гамет. Жіночі гамети — це яйцеклітини, або науковою мовою — ооцити (від грец. оон — яйце і кітос — клітина). Вони зазвичай мають майже ідеальну форму кулі та властиві тваринам і вищим рослинам. Яйцеклітини нерухомі. Особливістю їхньої клітинної організації є значна кількість запасної речовини — жовтка, що міститься в цитоплазмі (іл. 24.2). Слід зазначити, що в яйцеклітинах різних тварин уміст жовтка неоднаковий. Більше його в яйцях плазунів, птахів, риб та членистоногих, найменше жовтка в молюсків. А в деяких видів наїзників, личинки яких живуть і розвиваються в тілі інших комах, жовтка немає зовсім. Яйцеклітини — найбільші за розмірами клітини тварин. Це обумовлено тим, що в їхній цитоплазмі міститься дуже багато резервних речовин. Саме тому серед них трапляються і клітини-велетні. Діаметр яйцеклітини оселедцевої акули — близько 22 см (іл. 24.3). Однак власником найбільшої яйцеклітини й водночас клітини взагалі серед організмів, що зараз живуть на Землі, є африканський страус, маса яйця якого становить близько 1,6 кг (іл. 24.4). Діаметр яйцеклітини людини становить усього 0,2 мм....
0 Переглянути

Мейоз, або редукційний поділ клітин. Рекомбінація

9 Клас

Мейоз, або редукційний поділ клітин. Як вам відомо, клітини тіла багатоклітинного організму за деякими винятками складаються з диплоїдних клітин, що мають подвійне число хромосом, тоді як статеві клітини є гаплоїдними і мають лише один хромосомний набір. Цей перехід від диплоїдного стану клітин до гаплоїдного в межах одного організму здійснюється завдяки процесам мейозу (від грец. мейозис — зменшення), або редукційного поділу, — особливим клітинним поділам, що приводять до зменшення числа хромосом у дочірніх клітинах чітко удвічі. Необхідність мейозу викликана тим, що в життєвому циклі всіх багатоклітинних організмів і деяких одноклітинних еукаріотів обов'язковим є запліднення — статевий процес, що передбачає злиття двох статевих клітин — гамет з утворенням спільного диплоїдного ядра та особливої клітини — зиготи (іл. 23.1). Якби утворення статевих клітин відбувалося за тією ж схемою, що й за мітозу, і вони були б диплоїдними, то в кожному поколінні після запліднення кількість хромосом збільшувалася б удвічі. Наприклад, диплоїдний набір людини складається із 46 хромосом. Отже, після злиття двох диплоїдних клітин у потомків першого ж покоління в ядрах буде 92 хромосоми, другого — 184, а десятого — 47 104, що є просто неможливим. Саме тому в природі виник особливий спосіб поділу клітин, у результаті якого утворюються клітини, що мають удвічі менше хромосом, ніж ті, з яких побудоване тіло будь-якого організму. Це зменшення числа хромосом відбувається регулярно і забезпечує стабільність диплоїдного стану організму від покоління до покоління. Фази мейозу. Мейоз — процес, складніший, ніж мітоз, адже під час мейозу, крім збільшення кількості клітин, відбувається зменшення числа хромосом удвічі, а тому утворення гаплоїдних клітин пов'язане з двома непрямими клітинними поділами, кожен з яких здійснюється, як і мітоз, у чотири етапи (іл. 23.2)....
0 Переглянути

Клітинний цикл: інтерфаза і мітоз

9 Клас

Клітинний цикл. Кожна клітина є результатом поділу материнської клітини. Далі вона росте, проходячи у своєму розвитку визначені стадії та досягає розмірів зрілої клітини. Надалі клітина залишається в такому стані й згодом гине або ділиться, даючи нові клітини. Життя клітини від моменту її виникнення до власного поділу або її природної смерті називають клітинним циклом (іл. 21.1), який складається з двох стадій: фази росту — інтерфази (від лат. інтер — між і фаза) і фази розмноження, або поділу, — мітозу (від грец. мітос — нитка). Інтерфаза. Період між поділами клітини, коли вона росте, збільшуючись у розмірах, називають інтерфазою. У цей період у клітині відбуваються інтенсивні процеси пластичного обміну, здійснюється синтез ДНК, РНК і більшості білків, формується мембранна система та цитоскелет. Унаслідок цього об’єм клітини збільшується майже вдвічі, у ній накопичується запасний «будівельний матеріал» для майбутнього клітинного поділу. На інтерфазу припадає близько 90 % часу клітинного циклу (іл. 22.1). В інтерфазі розрізняють три періоди. Одразу ж після поділу клітини настає фаза постмітотичної паузи. Її в жодному разі не слід вважати часом «відпочинку» клітини. Саме тоді розпочинається синтез іРНК і білків. Ці процеси підготовлюють майбутній синтез ДНК. Далі настає ключова стадія інтерфази — синтетична фаза. Цей період у житті клітини найтриваліший....
0 Переглянути

Матричний синтез: реплікація, транскрипція, трансляція

9 Клас

Матричний синтез. Важливою особливістю хімічних процесів, що відбуваються в живих системах, є реакції матричного синтезу. Що це за реакції? У техніці й поліграфії термін матриця (від лат. матрікс — початок, джерело) означає зразок, модель, штамп, шаблон, форму, інструмент, що використовують для серійного виробництва однакових предметів, наприклад монет. Так само внаслідок реакцій матричного синтезу з одних біологічних молекул, які слугують матрицею, «відливається» безліч однакових молекул-копій. Слід зазначити, що реакції синтезу в неживій природі — взагалі щось рідкісне й надзвичайне, а такий складний процес, як матричний синтез, що обов'язково повинен каталізуватись спеціальними ферментами, за межами клітини просто неможливий. Саме тому чимало вчених вважає, що важлива відмінність живого від неживого — це не просто наявність обміну речовин, а саме реакції матричного синтезу. Завдяки реакціям матричного синтезу в клітині відбувається синтез усіх біополімерів, за винятком полісахаридів, ланцюги яких, як ви, напевно, пам'ятаєте, на відміну від інших, утворюються з однакових мономерів. Синтез ДНК. Процес синтезу ДНК розпочинається перед поділом клітини й зумовлений необхідністю утворення нового полінуклеотидного ланцюга, який синтезується в повній відповідності до «матриці» старого ланцюга, тобто за принципом комплементарності: навпроти нуклеотиду А старого ланцюга розміщується нуклеотид Т нового (або навпаки), а навпроти Ц — відповідно Г (або також навпаки). Саме тому синтез ДНК називають реплікацією (від. лат. реплікаціо — відбиття (іл. 21.1)....
0 Переглянути

Спадкова інформація, гени та геном

9 Клас

Універсальність та індивідуальність живих об’єктів. Усім живим об’єктам притаманні дві, на перший погляд, протилежні властивості: універсальність та індивідуальність (іл. 20.1). Це означає, що всі особини одного виду мають спільні властивості, завдяки яким вони здатні, усупереч відмінностям у будові, формі, розмірам, легко упізнавати один одного. Водночас кожен організм має свої особливі властивості. Щоб переконатися в цьому, варто провести експеримент: пересадити шматочок шкіри від однієї жаби до іншої. Спочатку шматочок шкіри приживеться, але за 2-3 тижні відбудеться його відторгнення, оскільки лейкоцити розпізнають «чужинця», тобто чужорідне тіло. Це означає, що особини одного виду, незважаючи на значну подібність між собою, у деталях відрізняються одні від одних. Ця особливість організмів мати універсальні властивості, будучи при цьому унікальними, обумовлена спадковою, або генетичною, інформацією, яка передається від батьків до потомства та яка записана у вигляді послідовностей нуклеотидів у молекулі ДНК (іл. 20.2). Принципи спадкової інформації. Що таке механізми передавання загальних ознак та неповторних особливостей від батьків до нащадків? Адже щось змушує особини одного виду протягом тисяч і мільйонів поколінь розвиватися за загальним планом, хоча й з певними індивідуальними особливостями. Відповіді на ці запитання були отримані в середині минулого століття. Вони є одними з фундаментальних положень сучасної біології та мають назву принципи спадкової інформації. Саме тоді було встановлено, що спадкову інформацію записано в молекулі ДНК; вона містить відомості про набір білків, сотні й навіть тисячі видів яких синтезуються в клітинах того самого організму....
0 Переглянути

Особливості метаболізму прокаріотних організмів: бродіння і хемосинтез

9 Клас

Особливості метаболізму прокаріотних організмів. Бактерії, незважаючи на дуже примітивну будову клітин, за різноманітністю способів живлення не мають собі подібних серед інших груп організмів. Серед них трапляються як гетеротрофні, так і автотрофні істоти; ті, що живуть лише за наявності вільного Оксигену, або навпаки, — у середовищі, повністю позбавленому кисню. Цілком очевидно, що залежно від способу життя бактерії мають певні особливості обміну речовин, хоча при цьому й зберігають принципові властивості, притаманні усім живим істотам. Це, зокрема, стосується певного балансу в їхніх клітинах реакцій протилежної спрямованості — адже метаболізм бактерій також є сукупністю двох взаємозв’язаних протилежних процесів: катаболізму й анаболізму (іл. 15.3). Реакції розпаду супроводжуються виділенням енергії, яка накопичується у вигляді АТФ чи інших енергоємних речовин, а під час реакцій синтезу, навпаки, енергія витрачається. Усі реакції обов’язково каталізуються ферментами. Особливості метаболізму гетеротрофних бактерій. Завдяки величезному різноманіттю ферментів, які синтезують бактерії, поживою для них можуть бути практично всі органічні та навіть деякі неорганічні речовини, що трапляються у природі. Вони можуть використовувати як їжу не лише традиційно поживні продукти (вуглеводи, білки, амінокислоти й жири), а й такі неїстівні, як нафта або навіть отруйні: сечовину чи антибіотики. Причому отруйні для одних видів бактерій речовини є поживою для інших. Ця дивна особливість бактерій — живитися непоживними речовинами, яку зараз широко використовують для очищення води від промислових та каналізаційних відходів, зумовлена наявністю в їхньому організмі особливих ферментів, яких немає у клітинах еукаріотів. Деякі види бактерій здатні жити лише за умови наявності вільного Оксигену, інші — лише в безкисневому середовищі, а є й такі, що розвиваються однаково добре як за наявності, так і за відсутності Оксигену. Бактерії, що живуть у кисневому середовищі, є аеробами (від грец. аер — повітря і біос — життя). Вони дихають і добувають енергію завдяки біологічному окисненню. У них у такій же спосіб, що і в еукаріотів, відбувається окисне фосфорилювання, однак цей процес перебігає не в мітохондріях (їх у прокаріотів немає), а на внутрішній поверхні клітинної мембрани....
0 Переглянути
Вперед
1 ... 214 215 216 217 218 219 220 221 222 ... 343
Назад

Навігація