Страница - 2

§2. Классификация тканей растений и животных

Классифицировать ткани растений и животных

Вспомните, что такое камбий, ксилема, флоэма, луб, древесина, эпидермис, эпиблема. Расскажите все, что вы помните, о фотосинтезирующей ткани. Дай­те определение понятию «ткань».

Ткань - группа клеток, схожих по строению, происхождению и вы­полняемым функциям. Каждый тип ткани сформировался в определен­ный исторический период. До формирования тканей могли существовать только низшие растения (водоросли) и простейшие животные (однокле­точные или колониальные). Организмы высших растений и животных состоят из разных типов тканей (схемы 1, 2). Каждый из типов тканей включает в себя подтипы. У растений выделяют 6 типов тканей: об­разовательную, покровную, основную, проводящую, механическую (опор­ную) и выделительную (рис. 4, 5).

Образовательная ткань возникает первой, из нее состоят клетки за­родыша семени. В дальнейшем она формирует все другие ткани и орга­ны. Ее клетки мелкие, тонкостенные, плотно прижаты друг к другу. Они лишены хлоропластов и содержат много мелких вакуолей.

В организме взрослого растения образовательными тканями представ­лены камбий, зоны деления и роста в корне, конус нарастания в почках (на концах стеблей), основания междоузлий злаковых и др.

Покровная ткань выполняет защитную функцию. Ее клетки могут быть живыми (кожица на молодых стеблях и листьях) или отмершими (пробка многолетних растений). Покровные ткани всегда находятся на поверхности органов и выполняют защитную функцию. Из них состоят кора стеблей, корневой чехлик и др.

Основная ткань состоит из крупных, часто округлых, рыхло располо­женных тонкостенных клеток. В зависимости от выполняемых функций она делится на фотосинтезирующую, запасающую и др. Фотосинтезиру­ющая ткань – это зеленая мякоть листьев, молодых побегов и т. д. Она делится на столбчатую и губчатую.

Запасающая основная ткань подразделяется на водоносную (в стеб­лях кактуса, листьях алоэ и т. д.), воздухоносную (в листьях кувшинок) и запасающую питательные вещества (плоды, корнеплоды, семена).

Проводящая ткань проводит воду (сосуды древесины и трахеиды) и органические вещества (ситовидные трубки луба).

Механическая, или опорная, ткань обеспечивает прочность растения. Ее клетки могут быть живыми (лубяные волокна) или мертвыми (волок­на древесины). Они всегда имеют мощные и твердые клеточные стенки, никогда не содержат хлоропластов.

Выделительная ткань очень разнообразна. Ее клетки всегда живые и тонкостенные. В них образуются различные вещества. Ароматические и сахаристые привлекают насекомых-опылителей, эфирные масла защища­ют растения от поедания и т. д.

У животных выделяют 4 основные группы тканей: эпителиаль­ную, соединительную, мышечную и нервную.

Эпителиальная ткань имеет мало межклеточного вещества, ее клет­ки плотно прижаты друг к другу и способны к быстрому размножению после повреждения (регенерация). По выполняемым функциям эпителий делится на 3 подтипа (рис. 6).

Покровный эпителий – это верхний слой кожи и слизистые оболочки глаз, носа, полости желудка, кишечника и т. д. Он может быть много­слойным (кожа, слизистая рта) или однослойным (почечные канальцы). Его основные функции – защита и всасывание веществ в кишечнике и почках.

Из железистого эпителия состоят все железы (потовые, сальные, слюнные и т. д.). Его функция – биосинтез и выделение каких-либо ве­ществ (слюна, слезы, пот, желчь и т. д.).

Реснитчатый, или мерцательный, эпителий имеет выросты в виде ресничек. Он расположен в воздухоносных путях. Двигаясь, реснички удаляют твердые частицы (пыль) из органов дыхания.

Соединительная ткань - самая разнообразная. Все ее подтипы имеют много межклеточного вещества (рис. 7). В зависимости от его свойств

соединительная ткань бывает жидкой (кровь и лимфа) и твердой – кост­ная. Ее живые клетки называются остеоцитами. Рыхлая соединитель­ная ткань – жировая. Плотная соединительная ткань – это связки, сухожилия, основа кровеносных сосудов и протоков.

Мышечная ткань состоит из вытянутых клеток (волокон) - миоци­тов. Они растут, способны сокращаться, благодаря чему обеспечивается движение.

Выделяют 2 подтипа ткани (рис. 8) – по­перечнополосатую и гладкую. Поперечнопо­лосатые скелетные мышцы прикрепляются к костям и обеспечивают движение тела. Из особой поперечнополосатой мышцы состоит сердечная мышца. Ее клетки в определенных участках как бы переплетаются. Благодаря этой особенности сердечная мышца способна быстро сокращаться.

Гладкая мышечная ткань обеспечивает сокращение полых внутренних органов: же­лудка, кишечника, мочевого пузыря, круп­ных сосудов и т. д. Волокна этой ткани со­кращаются медленно.

Нервная ткань не имеет подтипов. Из нее состоят спинной и головной мозг и все нервы организма. В нервной ткани выделяют 2 вида клеток. Нейроны – основные клетки нервной ткани. Вспомогательные клетки-спутники – нейроглия, или глия. Их намного больше.

Глиальные клетки защищают, поддерживают и питают нейроны.

Каждый нейрон состоит из тела и отростков (рис. 9). Короткие ветвя­щиеся отростки – дендриты – проводят импульс к телу нервной клетки. Один длинный отросток в оболочке – аксон – от тела клетки. Дендриты и тела клеток составляют серое вещество мозга, а аксоны – белое веще­ство. Клетки нервной ткани не делятся, но способны расти и «ветвиться».

Ткани растений: образовательная, покровная, основная, прово­дящая, опорная, выделительная; ткани животных: эпители­альная, соединительная, мышечная, нервная; дендриты, аксон, нейроглия.

Знание и понимание:

1. Дайте определение понятию «ткань».
2. Сколько типов тканей выделяют у растений?
3. Сколько типов тканей выделяют у животных?

Применение:

1. Опишите функции покровной ткани растений.
2. Опишите функции мышечной ткани животных.
3. Опишите функции основной ткани растений.
4. Опишите функции проводящей ткани растений.

Анализ:

1. Сравните функции покровной ткани растений и эпителиальной ткани животных.
2. Сравните функции проводящей и механической тканей растений и со­единительной ткани животных.
3. Составьте схему «Функции тканей». Отразите, какие ткани растений и животных выполняют сходные функции.

Синтез:

1. Порассуждайте, какие ткани никогда не смогли бы сформироваться у растений. Почему?
2. Порассуждайте, какие ткани никогда не смогли бы сформироваться у животных. Почему?
3. Напишите эссе о взаимосвязи формы клеток и функций той ткани, которую они составляют.

Оценка:

1. Роль каждого из типов тканей в жизни растений.
2. Используя дополнительные источники информации и уже имеющиеся знания по биологии, напишите реферат. Отразите в нем эволюционную последовательность формирования различных типов тканей рас­тений относительно появления групп высших растений: мхов, папо­ротниковидных, голосеменных, покрытосеменных.
3. Используя дополнительные источники информации и имеющиеся зна­ния по биологии, напишите реферат. Отразите в нем эволюционную последовательность формирования различных типов тканей живот­ных относительно появления групп многоклеточных: губок, кишечно­полостных, плоских червей.

ЛР №1. Классификация тканей растений. См. с. 240.

ЛР №2. Классификация тканей животных. См. с. 241.

Раздел 2. МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ

§3. Органические вещества клетки: полимеры и мономеры

Описывать различия между мономерами и полимерами на примере биополимеров

На какие две большие группы делятся вещества, составляющие клетки? Какие вещества относятся к неорганическим? Какие вещества являются органиче­скими?

В составе живого больше неорганического вещества, в основном - воды, но именно органические вещества обеспечивают обмен и превра­щение, рост, размножение, наследственность и изменчивость, раздра­жимость, саморегуляцию и т. д. Органические вещества - химическая основа жизни. Из них состоят все живые организмы. Нет ни одной живой клетки, в составе которой не было бы органики. Органическими эти ве­щества названы потому, что в природе они встречаются именно в живых организмах. Если же эти вещества встречаются в составе почвы или в виде угля, нефти, ила болот и озер, то и там они накопились в результате жизнедеятельности живых организмов.

Напоминаем, что основными органическими веществами являются углеводы, белки, жиры и нуклеиновые кислоты. Также к органическим относятся витамины, гормоны и некоторые другие вещества, но они не являются строительными веществами клеток.

Полимеры и мономеры. Органические вещества всегда химически сложные, т. е. состоят из нескольких элементов. В состав всех органиче­ских веществ входят углерод, водород и кислород. В белках обязательно встречается азот, а в нуклеиновых кислотах – еще и фосфор.

В зависимости от строения органические вещества могут подразде­ляться на более простые и более сложные. Если они представлены одной молекулой, то называются простыми. Но чаще органические вещества со­стоят из большого числа простых молекул, соединенных в цепочку хими­ческой связью, т. е. полимеров. Полимеры (от греч. поли – много и мерос – часть) – это длинные цепи молекул, состоящие из звеньев мономеров (от греч. монос – один и мерос).

Наглядной моделью полимера могут быть бусы или цепочки (рис. 10). В этом случае мономер – это одна бусинка или одно звено цепи. Но толь­ко в настоящих бусах или цепочках мономеры соединены механически – нанизаны на общую нитку или спаяны между собой. А вот мономеры в составе полимеров всегда соединены какой-то определенной химической связью.

Свойства полимеров. Одним из важнейших свойств полимеров является способность распадаться на мономеры и снова собираться из них. Так, в пищеварительной системе человека и животных под воздействием пищеварительных ферментов полимеры расщепляются до мономеров. Затем в кишечнике мономеры всасываются в кровь и разносятся по всем клеткам организма. В каждой клетке из поступивших мономеров могут вновь синтезироваться полимеры, необходимые именно этому организму.

Регулярные и нерегулярные полимеры. Если в полимерах все мономеры одинаковы или их последовательность строго повторяется, то их называ­ют регулярными полимерами. Они похожи на бусы, состоящие из бусинок одинаковых цветов, либо на бусы, цвета бусинок в которых постоянно повторяются. Например, красный, желтый, зеленый и опять красный, желтый, зеленый. И так вся нитка. Примером регулярных полимеров могут служить такие нерастворимые углеводы, как крахмал и целлюлоза. Нерегулярными полимерами являются те, у которых и последователь­ность мономеров, и их количество могут быть любыми. Их моделью яв­ляются бусы, собранные из бусинок абсолютно разных цветов, в любой последовательности. Примерами важнейших нерегулярных полимеров в клетках являются белки и нуклеиновые кислоты.

Полимеры, мономеры, органические вещества, углеводы, белки, жиры, нуклеиновые кислоты.

Знание и понимание:

1. Перечислите органические вещества.
2. Что такое полимеры?
3. Какие органические вещества являются полимерами, а какие – нет?

Применение:

1. Опишите строение полимеров.
2. Определите связь между понятиями полимер и мономер.
3. Сравните регулярные и нерегулярные полимеры, приведите примеры.

Анализ:

1. Выскажите ваше мнение о причинах формирования в природе поли­меров.
2. Рассмотрите рисунок и объясните, где символы полимерных, где – не­полимерных веществ. Какие полимеры регулярные?

3. Докажите, что полимеры должны обладать большей молекулярной массой, чем неполимерные вещества.

Синтез:

1. Изобразите в виде схемы регулярные и нерегулярные полимеры, ис­пользовав для регулярных полимеров 5 типов мономеров, а для нере­гулярных полимеров – всего три. При условии, что длина всех ваших полимерных цепей включает в себя ровно 10 мономеров.
2. Опишите роль органических веществ в природе.

Оценка:

1. Порассуждайте, при каком из двух условий удастся построить боль­шее число различных полимеров:
2. Существует всего 3 типа мономеров, а полимерные цепи включают в себя ровно 5 мономеров;
3. Существует всего 5 типов мономеров, а полимерные цепи включают в себя ровно 3 мономера.
4. Обсудите и выскажите различные аргументы: какие из перечисленных функций наиболее характерны для полимерных веществ, а какие – для неполимерных: основной источник энергии, запасной источник энергии, управление биохимическими процессами, хранение наслед­ственной информации, придание твердости, токсичность, распозна­вание и разрушение чужеродных веществ.