Живое вещество
(Пропускаем)
Все живые организмы планеты делятся на 6 больших групп, в зависимости от той функции, которую они выполняют в биосфере:
1 – бактерии
2 – вирусы
3 – простейшие органические соединения (гумус)
4 – растения
5 – грибы
6 – животные
Первые три царства образуют низший эшелон жизни. Они не имеют оформленного клеточного ядра и потому образуют надцарство, называемое прокариотами . Три последних царства имеют оформленное клеточное ядро и образуют надцарство эукариотов .
Царство бактерий . Их биосферная функция состоит в том, что они вовлекают первозданное неорганическое вещество планеты в биологический процесс. Они живут выше всех и ниже всех, при самых высоких и самых низких температурах. Они грызут каменные и гранитные породы. Первыми заселяют безжизненное вещество планеты. Бактерии – единственные в биосфере, способные поглощать атмосферный азот и вводить его в связанное состояние. Все другие организмы получают доступ к азоту только благодаря бактериям. Именно бактерии синтезируют внутри себя простейшие органические соединения: углеводы, аминокислоты, липиды и нуклеиновые кислоты.
Царство вирусов . Они лишены способности самостоятельно синтезировать простейшие органические соединения, поэтому они не взаимодействуют с первозданным неорганическим веществом. Они внедряются в клетки других организмов, в первую очередь бактерий. Внедрившись, отключают их ДНК и подключают свою. В результате клетка начинает производить вирионы (копии вирусов). После этого она погибает. Вирионы переходят в окружающую среду, где пребывают в инертном состоянии до момента внедрения в новую клетку.
Царство первичных органических соединений – гумус . Царства бактерий и вирусов представляют собой единство противоположности. Бактерии производят первичное живое вещество, вирусы разрушают его и тем самым замыкают биогенный процесс. Результатом деятельности бактерий и вирусов являются первичные органические соединения: углеводы аминокислоты, жирные кислоты. Они образуют биогенный субстрат (почву), на базе которого развиваются три других царства живых организмов.
Царство растений . Их биосферная функция состоит в том, что они производят основную массу органики. Вес растительных организмов составляет более 99% всей биомассы планеты. Но на голых скалах растения не растут, им требуется первичный биогенный субстрат (азотистое соединение), который производят прокариоты.
Царство грибов . Грибы подобны вирусам. Они также составляют противоположность царству растений. Их насчитывается более 100 тыс видов, имеющих в большинстве своем вид слизей, плесени, мучнистых налетов и т.д. Биосферная функция грибов противоположна функциям растений. Они не способны самостоятельно синтезировать органические соединения, поэтому они произрастают только на тканях живых и отмирающих организмов, растений и животных. Грибы разлагают отмирающую органику на первичные органические соединения и тем самым подготавливают их для реутилизации (повторного использования) растительными организмами. Лишайники – это нерасторжимый симбиоз растения и гриба. Микоз – белесый налет на клубнях картофеля – это тоже взаимовыгодный симбиоз растения и гриба. Тех грибов, которые мы собираем, всего около 100 видов. Их плодовое тело представляет собой плотно сомкнутые нити грибниц.
Царство животных . Их масса незначительна, но их насчитывается почти 1,5 млрд. видов. Их биосферная функция состоит в том, что они поддерживают биологический круговорот вещества в состоянии динамического равновесия. Выедая продукцию растений, они стабилизируют ее массу; широко рассеивая продукт пищеварения, они тем самым предотвращают концентрацию вымирающей органики в местах ее произрастания. Транспортируя чужое репродуктивное вещество (пыльцу, семена, споры), животные способствуют распространению различных видов его по всей территории обитания. 80% растений опыляются только с помощью насекомых. Если бы не было животных, то жизнь была бы возможна только в водоемах и вблизи них. Все другие царства биосферы либо создают (бактерии, растения), либо разрушают (вирусы, грибы) живое вещество. Животные же регулируют весь этот процесс.
ВСПОМНИТЕ
Вопрос 1. Какие общие признаки характерны для всех живых организмов?
Общие признаки живых организмов-это раздражимость, обмен веществ, гомеостаз, размножение, питание и дыхание.
Вопрос 2. Какие виды организмов вы знаете?
Различают следующие виды организмов – растения, животные, грибы, бактерии и вирусы.
Вопрос 1. Для чего классифицируют организмы?
Для того чтобы было удобно изучать живую природу, организмы распределяют по группам, то есть классифицируют. Классификация позволяет разобраться в огромном многообразии видов, распределить их в строгом порядке.
Вопрос 2. Каковы отличительные признаки царств живой природы? Приведите примеры организмов всех царств.
Царство - очень большая группа организмов, которые обладают сходными признаками строения и процессов жизнедеятельности, отличаются от других групп способом питания и строением клетки. Например, представители царства Растения характеризуются наличием в их клетках зелёного пигмента (хлорофилла) и способностью создавать органические вещества из неорганических. Почти все они ведут неподвижный образ жизни.
Организмы царства Животные отличает огромное многообразие и сложные формы поведения. Животные в отличие от растений питаются готовыми органическими веществами. Они активно отыскивают пищу, убежища от врагов и непогоды, места, благоприятные для размножения.
Царство Бактерии включает мельчайшие одноклеточные организмы, невидимые невооружённым глазом. В клетках бактерий нет ядра.
Грибы долго относили то к растениям, то к животным. Сейчас их выделяют в особое царство живой природы. Грибы - одна из наиболее разнообразных групп живых организмов. Они питаются готовыми органическими веществами.
Вопрос 3. Что такое вид? Приведите примеры видовых названий.
Вид - это группа организмов (особей), сходных между собой и занимающих общую территорию. Названия видов состоят из двух слов, например берёза бородавчатая и берёза пушистая, заяц русак и заяц беляк. Одни виды широко распространены на Земле, их можно встретить повсюду, например подорожник большой, одуванчик лекарственный, заяц русак.
Расспросите родителей или узнайте в Интернете, почему бактерии могут быть «кулинарами», «фармацевтами», «помощниками земле дельца». Подготовьте сообщение.
Технологическое применение биологических агентов, а именно использование бактерий с целью получения конкретных продуктов или проведения контролируемых направленных изменений, является основой биотехнологии.
Тысячи лет назад человек, ничего не зная о биотехнологиях, использовал их в своем хозяйстве – он варил пиво, занимался виноделием, пек хлеб и делал молочнокислые продукты и сыры.
В современном мире практическое значение методов биотехнологии с использованием бактерий трудно переоценить – они применяются в пищевой промышленности и сельском хозяйстве, в медицине и фармакологии, при добыче полезных ископаемых и их переработке, в процессе очистки воды в природе и в септиках, во многих сферах жизни человека.
Пищевая индустрия
Наибольшее распространение в пищевой промышленности получили молочнокислые бактерии и дрожжи.
Механизм воздействия бактерий и дрожжей состоит в переработке молочного сахара в молочную кислоту, в результате чего нейтральный продукт превращается в молочнокислый.
Молочнокислые бактерии и дрожжи используют при сквашивании молочных продуктов и овощей, переработке какао-бобов, изготовлении дрожжевого теста. Способность прокариотов оказывать влияние на продукты определяется их высокой ферментативной активностью и определяется выделяемыми ферментами.
Одна из самых древних биотехнологий, используемых человеком, – производство сыров. Использование пропионовокислых бактерий при изготовлении твердых сычужных сыров позволяет получить продукт высокого качества с заданными свойствами.
Использование в технологической схеме пропионовокислых бактерий придает готовым сырам типичный для них цвет, вкус и аромат, обогащая продукт биологически активными веществами.
Бактерии способны в процессе своей жизни избирательно извлекать вещества из сложных соединений, растворяя их в воде. Этот процесс носит название бактериального выщелачивания и имеет большое практическое значение:
1. позволяет извлекать полезные химические вещества из руд, производственных отходов;
2. удалять ненужные примеси – мышьяк из руд цветных и черных металлов.
В промышленности большое практическое значение имеет бактериальное выщелачивание полезных ископаемых (уран, медь) непосредственно на месторождениях.
Современная медицина успешно использует препараты, для производства которых применяются бактерии:
1. инсулин и интерферон получают с использованием генно-инженерных технологий на основе кишечной палочки;
2. ферменты сенной палочки разрушают продукты гнилостного разложения.
Применение человеком методов биотехнологии в сельском хозяйстве успешно решает целый ряд вопросов:
1. создание болезнестойких и высокоурожайных сортов растений;
2. производство удобрений на основе бактерий (нитрагин, агрофил, азотобактерин и др.), в том числе компосты и сброженные (метановое брожение) отходы животноводства;
3. разработка безотходных технологий для сельского хозяйства.
Растениям в природе необходим азот, но усваивать азот из воздуха они не способны, а вот некоторые бактерии, клубеньковые и цианобактерии, в природе производят около 90% от общего числа связанного азота, обогащая им почву.
В сельском хозяйстве используют растения, содержащие на свои корнях клубеньковые бактерии: люцерна, люпин, горох, бобовые культуры.
Эти культуры используют в севообороте для обогащения почвы азотом.
В сельском хозяйстве силосование является одним из основных методов консервации растительной массы и осуществляется путем регулируемого сбраживания под воздействием молочнокислых, кокковидных и палочковидных форм бактерий.
Бактерии разлагают навоз животных, в результате получая метан – углеводородное соединение, которое используется в органическом синтезе.
ПОДУМАЙТЕ!
Почему живые организмы составляют единое целое с неживой природой?
Живая и неживая природа не может существовать по отдельности. Неживая природа является средой обитания для живых организмов.
Природа нашей планеты богата и разнообразна. Чтобы систематизировать её, все живые организмы условно распределили на царства. В данной статье вы узнаете, сколько царств живой природы существует на Земле, познакомитесь с отличительными признаками всего живого.
Изначально все живые организмы делятся на две империи: клеточные (состоят из клеток) и внеклеточные (вирусы).
Вирусы не могут самостоятельно синтезировать белок. Вырабатывается он при инфицировании клеток.
Рис. 1. Вирусы.
Организмы, состоящие из клеток, подразделяются на четыре царства:
- Бактерии (простейшие) - устроены достаточно просто, у них отсутствуют органоиды, нет ядерной оболочки, молекулы ДНК располагаются в цитоплазме. Питание таких организмов может происходить через клеточную поверхность или самостоятельно вырабатывать питательные вещества (сине-зелёные водоросли). Бактерии могут приносить как пользу, так и вред. Их используют для квашения овощей, приготовления кисломолочных продуктов. Но есть и болезнетворные бактерии, которые опасны для жизни и здоровья человека.
- Растения - отличительным признаком растительной клетки являются пластиды, одни из которых – хлоропласты. В них происходит фотосинтез - процесс образования из неорганических веществ (вода, углекислый газ) под действием солнечной энергии органических питательных веществ.
Все растения сами «готовят себе еду» (автотрофы). Главные ингредиенты - это вода, воздух и солнце.
Строение растительной клетки сложнее, чем у бактерий. Здесь имеется плотная оболочка, в состав которой входит целлюлоза. Внутри цитоплазмы содержатся органеллы, каждая из которых выполняет определённые функции (синтез белка, накапливание питательных веществ и т.д.).
Ещё одной отличительной чертой растительной клетки является наличие вакуоли - ёмкость, где сохраняются питательные вещества, либо ненужные продукты обмена веществ.
ТОП-4 статьи которые читают вместе с этой
- Грибы - царство живой природы, которое объединяет признаки растений и животных. Сходство с растительным организмом - наличие плотной клеточной стенки, которая формируется из хитина. У грибов нет пластид, поэтому сами «приготовить себе еду» они не могут. Так же, как и животные, они гетеротрофы. Питаются грибы готовыми питательными веществами путём всасывания из окружающей среды. Особенное строение у грибной клетки - гифа, которая образует целые сплетения нитей, называемые мицелием.
- Животные - являются гетеротрофами. Животная клетка не имеет плотной оболочки, поэтому некоторые из них могут сокращаться, образуя мышечные ткани. Такая особенность даёт возможность активно двигаться, появляется опорно-двигательный аппарат. Клетки животных имеют центриоли, расположенные возле ядра, играющие важную роль во время процесса деления.
Рис. 2. Царства живой природы.
Отличительные признаки живой природы
К отличительным признакам царств живой природы относят:
- наличие в клетках органических веществ (белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты);
- структурной и функциональной единицей является клетка;
- обмен веществ, т.е. совокупность превращений, химических реакций внутри организма во время дыхания и питания;
- реагирование на воздействия из окружающей среды или раздражимость;
- размножение - воспроизведение себе подобных особей;
- умение приспосабливаться к условиям окружающей среды;
- способность эволюционировать, что даёт такое разнообразие всего живого;
- рост и развитие организма.
Рис. 3. Признаки живой природы.
Что мы узнали?
Живая природа разделяется на четыре царства: бактерии, растения, грибы и животные. Отдельным царством считаются вирусы, так как они не имеют клеточного строения. Всё живое на планете имеет свои отличительные признаки. К ним относятся дыхание, размножение, питание, рост и развитие, без них невозможно нормальное функционирование организма. С помощью этого материала можно быстро и легко восстановить знания за 5 класс биологии, подготовиться к любой проверочной работе по теме.
Тест по теме
Оценка доклада
Средняя оценка: 4.3 . Всего получено оценок: 547.
Подразделяли на два царства – царство животных и царство растений. Основное различие между животными и растениями сводили к способу питания. Животными считали тех, кто использовал в качестве пищи готовый органический материал (гетеротрофный способ питания ), растениями – организмы, сами синтезирующие необходимый органический материал из неорганических соединений (автотрофный способ питания ). Если точнее, то гетеротрофные организмы – это те, которые должны получать в виде его органических соединений, а автотрофные организмы способны использовать углерод в неорганической форме, а именно в виде диоксида углерода (СО 2 , углекислый газ). обычно приходится разыскивать пищу и поэтому они должны быть способны к локомоции. А это предполагает наличие нервной системы, обеспечивающей координацию движений у более высокоорганизованных животных. же ведут неподвижный образ жизни, они неспособны передвигаться и, следовательно, нервная система им не нужна.
Однако в этой классификации упускается из виду тот очевидный факт, что все клеточные организмы распадаются на две естественные группы, называемые теперь прокариотами и эукариотами.
Между двумя этими группами существует фундаментальное различие. Термины «прокариоты» и «эукариоты» отражают различие в локализации (генетического материала) в клетке. У прокариот ДНК не окружена ядерной мембраной и свободно плавает в цитоплазме. Иными словами, у этих клеток нет истинного (оформленного) ядра (pro – перед; karyon – ядро). В клетках же эукариот имеется настоящее ядро (eu – полностью, хорошо). Эукариоты эволюционировали от прокариот.
Рис. 2.4. А. Классификация по Маргелису и Шварцу: все организмы разделяются на пять царств. Вирусы не соответствуют ни одной из групп в данной классификации живых организмов, поскольку они устроены слишком просто, не имеют клеточного строения и не способны существовать независимо от других организмов. Б. Эволюционные взаимоотношения между пятью царствами. Как видно из схемы, начиная с протоктистов, эволюция происходила в направлении многоклеточности.
Деление всех организмов на животных и растения сталкивается с определенными трудностями. Например, грибы – гетеротрофы, но при этом они не способны передвигаться. Так куда же их отнести? Чтобы выйти из этого положения, было решено, что должно существовать более двух царств. В 1982 г. Маргелис и Шварц (Margulis, Schwartz) предложили систему, предусматривающую наличие пяти царств – царство прокариот и четыре царства эукариот (рис. 2.4). Система Маргелиса и Шварца получила широкое признание и именно ее теперь рекомендуют использовать. Считают, что эукариоты образуют надцарство Eukaryotae. Самая противоречивая группа – это протоктисты, возможно потому, что это не естественная группа. Подробно этот вопрос рассматривается в разд. 2.6.
Другую группу «организмов», не укладывающихся ни в одну из систем классификации, образуют вирусы. Вирусы – это чрезвычайно мелкие частицы, состоящие только из генетического материала (ДНК или РНК), окруженного защитной белковой оболочкой. В отличие от всех других организмов вирусы не имеют клеточного строения и способны размножаться, лишь проникнув в живую клетку. Природа вирусов обсуждается в разд. 2.4, а на рис. 2.4, А они выделены в дополнительную группу.
Все мельчайшие организмы, хотя они и не образуют естественной таксономической единицы, часто объединяют в одну группу под общим названием микроорганизмы или микробы . Эта группа включает в себя (прокариоты), вирусы, грибы и протоктисты. Такое объединение удобно в практических целях, поскольку методы, используемые для изучения этих организмов, как правило, схожи. Так, в частности, для их визуального наблюдения нужен , а их культивирование следует проводить в асептических условиях. Наука, изучающая микроорганизмы, образует одну из ветвей биологии, называемую . Микроорганизмы приобретают все большее значение в таких областях науки, как биохимия, генетика, агробиология и медицина; кроме того, они составляют основу важного направления в промышленности, называемого биотехнологией. Этот вопрос более подробно рассматривается в гл. 12. Некоторые микроорганизмы, такие как бактерии и грибы, играют еще и важную экологическую роль в качестве редуцентов (разд. 10.3.2.).
Вспомните
Какие живые организмы вы знаете?
Ответ. Живые организмы – это вирусы, бактерии, грибы, растения ти животные.
На какие группы можно разделить известные вам живые организмы?
Вопросы после §8
1. Что означает слово «классификация»? Для чего нужна классификация?
Ответ. Классификация – упорядочение, распределение организмов по группам, на основе сходства внешнего и внутреннего строения, а также родственных отношений живых существ.
2. Объясните, по каким признакам ученые относят организмы к одному виду?
Ответ. Основная и наименьшая единица классификации – вид. Признаки, позволяющие объединить организмы в один вид – сходства строения и особенностей жизнедеятельности, способные скрещиваться между собой и давать жизнеспособное потомство, похожее на родителей.
3. Рассмотрите рисунок 28. Какие из указанных царств живой природы вам уже знакомы? Приведите примеры представителей этих царств.
Ответ. Живая природа делится на 5 царств:
Вирусы (представители – вирусы гриппа, оспы, кори);
Бактерии (представители – молочнокислые, туберкулезная палочка, холерный вибрион);
Грибы (представители – дрожжи, плесень, опенок);
Растения (представители – сосна, папоротник, береза);
Животные (представители – дождевой червь, бабочка, лягушка).
4. Какие организмы самые мелкие на Земле? Как ученым удалось их обнаружить и изучить?
Ответ. Самые мелкие на Земле живые организмы – вирусы. Они имеют неклеточное строение. Первым вирусы обнаружил в 1892 году Русский ученый Д.И. Ивановский. Ивановский решил узнать, не вызывает ли табачную мозаику какая-либо бактерия. Он просмотрел под оптическим микроскопом (электронных тогда еще не было) множество больных листьев, но тщетно - никаких признаков бактерий обнаружить не удалось. "А может быть, они такие маленькие, что их нельзя увидеть?" - подумал ученый. Если это так, то они должны пройти через фильтры, которые задерживают на своей поверхности обычные бактерии. Подобные фильтры в то время уже имелись. Мелко растертый лист больного табака Ивановский помещал в жидкость, которую затем фильтровал. Бактерии при этом задерживались фильтром, а прошедшая фильтрацию жидкость должна была быть стерильной и не способной заразить здоровое растение при попадании на него. Но она заражала! В этом суть открытия Ивановского. Здесь сказывается различие в размерах. Вирусы мельче бактерий приблизительно в 100 раз, поэтому они свободно проходили сквозь все фильтры и заражали здоровые растения, попадая на них вместе с отфильтрованной жидкостью. Бактерии к тому же отличаются способностью размножаться в искусственно созданных питательных средах, а открытые Ивановским вирусы этого не делали. Термин вирус (от латинского virus - яд) появился позже. Вот таким образом Ивановский открыл вирусы - новую форму существования жизни.
