Кто изучал полет птиц описал многие растения

Обновлено: 30.06.2024

В 10 классе мы переходим к изучению общих закономерностей живой природы. На уроке подробно остановимся на истории развития биологии. Познакомимся с направлениями современной биологии и методами исследований.

План урока:

Краткая история развития биологии

История биологии начинается с древних времен и в ее развитии можно выделить несколько этапов. Остановимся подробнее на их характеристике.

С того момента как человек начал понимать, что он отличается от других существ, происходит накапливание биологических знаний. Люди пытались избавляться от болезней, залечивать раны и травмы. В основном это происходило с помощью различных обрядов.

Если вспомнить египтян, то они умели бальзамировать тела умерших, превращая их в мумий. Это говорит о том, что народ Египта обладал достаточными знаниями по анатомии. В Кодексе Хаммурапи есть свод правил для врачей.

Бальзамирование в Древнем Египте

Однако, родоначальником в биологии стал древний грек – Гиппократ. Это был философ и врач, причем происходил он из рода целителей. Вклад Гиппократа в развитие биологии значительный. Именно он считается основоположником медицины, так как отделил ее от религии в самостоятельную науку. Он утверждал, что все болезни людей это не наказание богов. Причины кроются в образе жизни человека. Вкладом Гиппократа в биологию является создание учения о темпераменте человека, а также им были разработаны принципы диетологии.

Осведомленность Аристотеля была настолько обширна и разносторонняя, что современники не понимали, какой вклад он внес в развитие биологии.

Вклад Теофраста в развитие биологии был велик – он свел воедино все знания о растениях, которые были накоплены на тот момент.

Более чем через четыре века после Аристотеля зародилась наука анатомия. Первоначальная ее задача была – изучение строение тела человека. Основателем этой области биологии считают врача Клавдия Галена.

Древнеримский медик занимался лечением гладиаторов после боев. Свои анатомические исследования проводил на животных. Вклад Клавдия Галена в биологию состоит еще и в том, что он выявил сходство в строении человека и обезьяны. Несмотря на это, он признавал божественное происхождение человека. Гален был последним знаменитым ученым древности.

Развитие биологии в средние века и эпоху Возрождения

В эпоху Возрождения значительный вклад в развитие биологии внес Леонардо да Винчи.

Он изучал строение тела человека и делал подробные зарисовки. Имеется около 200 анатомических рисунков, принадлежащих перу великого художника.

Анатомические рисунки Леонардо да Винчи

Вклад Леонардо да Винчи в биологию не ограничивается этим. Им были описаны многие растения и явления, происходящие в их жизни. Он подробно изучил полет различных птиц и летучих мышей, делая зарисовки. Можно сказать, что это был самый великий ученый эпохи Средневековья.

Большой вклад в развитие биологии внесла клеточная теория, создателями которой считаются Маттиас Якоб Шлейден и Теодор Шванн. Этих ученых принимают за авторов теории, однако следует выделить роль каждого из них.

Деятельность Шванна и Шлейдена способствовала дальнейшему развитию такой области биологии как цитология.

Следующим этапом в истории биологии было появление микробиологии как отдельной науки. Большую роль в этом сыграли несколько ученых.

Луи Пастер в биологии занимался изучением инфекционных заболеваний, и ему удалось выявить их возбудителей. Для лечения он предложил использовать прививки с ослабленными микроорганизмами. Также вкладом Пастера в развитие биологии является изучение процесса брожения и способа пастеризации [1] .

Значителен вклад Роберта Кохав развитие микробиологии. Он подробно исследовал такие заболевания как сибирская язва и туберкулез. Им был открыт возбудитель туберкулеза, названный впоследствии палочка Коха.

Важное открытие в биологии было сделано русским ученым И.И.Мечниковым. Он стал основателем теории фагоцитоза, выяснил роль клеток-фагоцитов в жизни организма. Вкладом Мечникова в развитие биологии стала также теория происхождения многоклеточных организмов. Помимо этого он занимался проблемой старения людей и является основателем геронтологии [2] .

Одним из основоположников такой области биологии как генетика считается Грегор Мендель. Им было разработано учение о наследственности, изучен гибридологический метод и его роль в передаче наследственных признаков. Данные закономерности наследственности позднее получили распространение в биологии как законы Менделя.

Однако при жизни Менделя вклад его в развитие биологии не был признан. Много позднее его исследования заново открыты другими учеными и только тогда получили признание, но это уже была другая эпоха.

Данный период ознаменовался бурным развитием науки. Появилось много самостоятельных областей на стыке различных наук: биофизика, биохимия, радиобиология и другие. В 20 веке зарождается биотехнология, которая стремительно развивается в 21 веке. Остро стоят в настоящее время проблемы экологии. Более подробно на этом этапе развития науки остановимся в следующем пункте.

Направления развития современной биологии

Современное развитие биологии осуществляется быстрыми темпами. Все больше появляется смежных наук. Рассмотрим основные направления развития современной биологии:

Классическая биология занимается изучением многообразия органического мира. Представителями являются ученые-натуралисты, которые наблюдают за природой, описывают виды живых организмов и систематизируют их. Можно сказать, что до настоящего времени все важные события в классической биологии уже свершились. Однако, есть много уголков на земном шаре, где еще не ступала нога человека. Даже на сегодняшний день, возможно, найти еще неизученные организмы. Вот, например, гиппокампус – один из видов лучеперых рыб, открыт в 2008 году.

Новые открытия заставляют пересматривать все уже имеющиеся данные. Например, всем нам известны слоновые черепахи, обитающие на Галапагосских островах. В 2015 году проводилось изучение популяции черепах, и по всем полученным данным был выявлен новый вид, обитающий на острове Санта-Крус. Ранее их относили к слоновым черепахам как подвид.

Таким образом, даже классическая биология, которая берет свое начало в античном мире, развивается и в настоящее время.

Еще одним направлением развития современной биологии считается эволюционная биология.В предыдущем пункте мы уже остановились на ученых, внесших вклад в развитие эволюционной биологии. Самая первая в биологии -эволюционная теория, принадлежит Жану Батисту Ламарку.

В данных эволюционных идеях есть неверные положения, однако, значение этой теории в биологии огромное. Ламарк увидел главный принцип эволюционного процесса– развитие организмов от низших к высшим.

Развитие эволюционных идей в биологии продолжил Чарльз Дарвин. Именно он понял, что теория постоянства видов неверна. Изучая организмы, он пришел к выводу, что существуют движущие силы, в результате которых органический мир на Земле многообразен.

Эволюционная биология Дарвина произвела ошеломляющий эффект. Были подорваны религиозные взгляды на происхождение всех живых организмов и человека.

Однако, данная теория не поставила последнюю точку в изучении эволюционной биологии. До сих пор остается много нерешенных вопросов. К примеру, в настоящее время очень много теорий о происхождении жизни на Земле, но они в основном теоретические. Самая известная из них теория Опарина А.И., с которой мы познакомимся в 11 классе.

В современном мире проводятся экспериментальные исследования данного вопроса, возможно, в ближайшем будущем ученые более точно смогут объяснить происхождение жизни на планете.

Дарвин привел достаточно много доказательств происхождения человека. Однако эволюционная биология человека до сих пор полна загадок. К примеру, не до конца понятен переход от животного мира к людям.

Быстро развивается в биологии физико-химическое направление. Название данного направления биологии говорит о том, что для исследований применяются физические и химические методы.На этих методах остановимся подробнее в следующем пункте.

Лаборатория физико-химических исследований

Следует сказать, что физико-химическая биология изучает существа на различных уровнях их организации: от молекулярного до биосферного. Развитие физико-химической биологии начинается с появления микробиологии. Такие ученые как Луи Пастер, Роберт Кох, И.И.Мечников в своих исследованиях применяли физические и химические методы.Появление новой современной техники, а также сети Интернет продвинуло вперед развитие этой области биологии. С каждым днем все больше развивается биотехнология, генная инженерия, микробиология, биоинженерия, биофизика и другие. Данное направление в будущем поможет решить многие проблемы, стоящие перед человечеством и сделать новые открытия.

Методы исследования в биологии

Биология,как и любая наука, для познания окружающего мира использует различные методы исследования.

Задача любой науки – это составление определенной системы знаний, которая основывается на фактах. Для этого в биологии применяются методы, которые получили название научные.

Рассмотрим суть научного метода в биологии.

Все научные методы исследования в биологии можно классифицировать по группам. Познакомимся с ними на схеме.

Познакомимся подробнее с каждым методом исследования в биологии:

Широко применялся описательный метод в древней биологии. Основой данного метода считается наблюдение. Изучая историю биологии, мы отмечали, что до 18 века ученые по большей части только составляли описание живых организмов. Присутствует ли в настоящее время такой метод исследования в биологии как описание? Конечно, да. Мы уже выявили, что открытие новых видов продолжается до сих пор. Этот метод может применяться и при изучении различных клеток с помощью микроскопа. Наблюдая за какими-либо процессами, мы также используем описание как научный метод изучения биологии.

Наблюдение широко используется в медицине при лечении пациентов наряду с другими методами.

Наблюдение в медицине

Использование описательного метода в биологии позволило накопить данные о живых организмах, которые в дальнейшем стали применяться для сравнительного анализа.

Сравнительный метод исследования в биологии способствовал выявлению сходства и различия между организмами. Данный метод был положен в основу систематики органического мира, использовался при разработке клеточной теории. Закон зародышевого сходства Карла Бэра был открыт в биологии также благодаря сравнительному методу.

Исторический метод исследований стал широко применяться в эволюционной биологии. Он предполагает сопоставление каких-либо результатов исследований с ранее полученными фактами. С помощью этого метода была сформулирована теория эволюции, представлены ее основные доказательства. К примеру, Ковалевский В.О. составил филогенетические ряды.

Исторический метод используется в биологии для выдвижения гипотез происхождения жизни на планете. Именно этот метод способствовал изменению сущности биологии. Из описательной науки она превратилась в объясняющую.

Впервые экспериментальные методы исследования в биологии были применены Уильямом Гарвеем.

Классический эксперимент в биологии предполагает проведение опыта для изучения какого-либо явления или процесса.

Широкое распространение этот метод получил в 20 веке, когда шло бурное развитие техники. Появлялись новые приборы, позволявшие ставить сложные эксперименты. К примеру, был сконструирован электронный микроскоп.

Экспериментальный метод в биологии открыл огромные перспективы для исследований и применения биологических знаний в различных отраслях промышленности.

Словарь

1. Пастеризация – процесс уничтожения микроорганизмов в пищевых продуктах путем их нагревания до определенной температуры.

2. Геронтология – наука, изучающая процессы старения организма и способы его омоложения.

Современные птицы представлены более чем 8 тыс. видов, которые объединены в 35–40 отрядов, составляющих по способу передвижения три группы: килегрудые, или летающие; бескилевые, или бегающие; плавающие, или пингвины.

Зоологи предполагают, что первые птицы произошли около 180 млн лет назад в юрском периоде мезозойской эры от мелких, лазавших по деревьям пресмыкающихся.

Возникновение класса сопровождалось следующими ароморфозами: 1) прогрессивным развитием нервной системы (развитие больших полушарий, мозжечка, появление центра терморегуляции); 2) появлением четырёхкамерного сердца и полным разделением артериального и венозного кровотока, что позволяет снабжать чисто артериальной кровью весь организм; 3) формированием губчатых лёгких с очень большой поверхностью газообмена, что повысило интенсивность снабжения тканей и органов кислородом и обусловило таким образом повышение уровня обмена веществ; 4) возникновением теплокровности (гомойотермности) как результата прогрессивных изменений в строении сердечно-сосудистой, дыхательной и нервной систем.

Многие черты организации птиц связаны с их приспособленностью к полёту. Во-первых, преобразование передних конечностей в крылья и перьевой покров. Во-вторых, изменения скелета: сросшийся во всех отделах, кроме шейного, позвоночник, позволяющий в полёте удерживать горизонтальное положение тела; полые, тонкостенные кости; образование выроста грудины – киля, как места для прикрепления мышц, поднимающих и опускающих крылья. В-третьих, развитие грудной – летательной мускулатуры; двойное дыхание, обеспечивающее насыщение крови кислородом и на вдохе и на выдохе. Кроме этого, существенны преобразования, направленные на облегчение тела в полёте (редукция зубов и образование легкого рогового клюва, отсутствие одного из яичников, редукция мочевого пузыря и заднего отдела кишечника).

Внешний вид и строение птиц. Тело птицы состоит из небольшой головы, обычно длинной шеи, туловища и конечностей.

Кожа у птиц тонкая, почти лишённая желёз. Исключение составляет копчиковая железа, особенно хорошо развитая у водоплавающих птиц: секрет её используется для смазывания перьев и предотвращения их намокания.

Верхняя и нижняя челюсти, покрытые роговыми чехлами, образуют клюв. Отсутствие зубов существенно облегчает голову птицы, а разнообразная форма клюва у представителей разных видов позволяет им использовать в пищу семена растений (голуби), насекомых (ласточки), мелких животных (совы) и даже нектар цветковых растений (колибри). У мелких птиц клюв может быть весьма мощным, например дубонос массой всего 50–60 г раскусывает косточки вишен.

Тело птиц покрыто перьями. На концах пальцев задних конечностей имеются когти, а нижняя часть ног – цевка – покрыта роговыми щитками и лишена оперения.

По строению и функциям перья разных участков тела существенно различаются. Основу оперения образуют контурные перья, состоящие из полого стержня и расположенного по его бокам опахала. Опахало представляет собой упругую эластичную пластинку. Различают контурные маховые, рулевые и кроющие перья, кроме этого, имеются пуховые перья и пух. Перья регулярно сменяются в процессе линьки.

Скелет. Тонкие кости с обширными воздушными полостями делают скелет птицы лёгким. Прочность их опорной системы достигается за счёт срастания многих костей ещё на ранних стадиях индивидуального развития, так что у взрослой птицы швы между отдельными костями часто незаметны.

Позвоночник состоит из шейного, грудного, поясничного, крестцового и хвостового отделов. Шейный отдел включает от 9 до 25 позвонков, обладает значительной длиной и большой подвижностью. Как правило, птицы могут поворачивать голову на 180°, а совы – даже на 270°. Грудные позвонки несут рёбра, подвижно сочленённые с грудиной. У большинства современных птиц грудина имеет костный киль, к которому слева и справа прикреплены летательные мышцы. Поясничные позвонки полностью срастаются между собой, с подвздошными костями, а также с крестцовыми и с частью хвостовых позвонков. Крестцовых позвонков у птиц, как и у рептилий, только два. Хвостовой отдел состоит из 6–9 позвонков и заканчивается вертикальной костной пластинкой – копчиковой костью. Копчик – место прикрепления хвостовых перьев.

Пояс передних конечностей образован тремя парными костями: вороньими, лопатками и ключицами. Скелет передней конечности, преобразовавшейся в крыло, значительно видоизменён и состоит из одной плечевой кости, двух костей предплечья (локтевой и лучевой), нескольких костей кисти (большая часть их слилась) и трёх недоразвитых пальцев.

Внешний вид и строение скелета птицы

При передвижении по суше вся тяжесть тела переносится на тазовый пояс и задние конечности. Пояс задних конечностей – таз – сформирован из трёх пар сросшихся костей. По средней линии тела на брюшной стороне тазовые кости не связаны (открытый таз), что даёт птицам возможность откладывать крупные яйца. Скелет задней конечности образован длинными и крепкими трубчатыми костями. Он состоит из одной бедренной кости, сросшихся костей голени, костей стопы, образующих цевку и четыре пальца.

Мускулатура птиц более дифференцирована, чем у рыб, амфибий и рептилий, что обусловлено значительно более сложными движениями в полёте, при хождении, лазании и добывании пищи. Масса грудных мышц, прикрепляющихся к килю грудины, достигает 20 % от общей массы птицы; они опускают крылья. Лежащие под ними подключичные мышцы, поднимающие крыло, имеют несколько меньшие размеры. Сложной (до 35 мышц) мускулатурой снабжены задние конечности.

Нервная система птиц сложнее, чем у рептилий. У последних масса головного мозга примерно равна массе спинного мозга, а у птиц он всегда больше (у куриных – около 150 %, у голубей – 250 %). Укрупнение головного мозга обусловлено в первую очередь развитием полушарий переднего мозга и связано с расширением двигательной активности и усложнением поведения. Мозжечок очень большой: это объясняется сложными движениями птиц, требующими координации во время полёта.

Органы чувств. Орган слуха, как и у рептилий, состоит из внутреннего и среднего уха. Зрение у птиц развито очень хорошо.

В отличие от амфибий, рептилий и млекопитающих, обитающих в условиях малой освещённости (например, в пещерах), среди птиц нет видов с недоразвитыми глазами. Глазные яблоки крупные, особенно у птиц, активных в сумерки и ночью (совы, филины), а также у высматривающих добычу издалека (ястребы, коршуны, орлы).

Кровеносная система. Основная особенность кровообращения птиц – полное разделение большого и малого кругов кровообращения, благодаря чему артериальная и венозная кровь не смешиваются. Сердце у них четырёхкамерное, велико по объёму, состоит из двух предсердий и двух желудочков. Артериальная кровь, идущая от лёгких по лёгочной вене, изливается в левое предсердие, а оттуда в левый желудочек, из которого попадает в аорту, имеющую только правую дугу. Венозная кровь поступает в правое предсердие, затем в правый желудочек, а из него по лёгочным артериям направляется к лёгким.

► БИОЛОГИЯ - совокупность наук о живой природе.

Термин "биология" был предложен в 1797 году немецким профессором Теодором Рузе. Сама наука древняя, уходящая далеко в древность при странах Средиземноморья.

Аристотель - делил мир на 4 царства:

○ неодушевленный мир земли,
○ воды и воздуха
○ мир растений, животных
○ мир человека

Он считается основоположником зоологии.

♦ Теофраст - изучал растения, описал более 500 видов, основоположник ботаники.
◇ Плиний Старший - естественная история в 37 томах.
♦ Леонардо да ВИНЧИК - изучал полет птиц, описал растения, изучал человека.
◇ Карл Линней - бинарная номенклатура, предложил систему классификации животных и растений.
♦ Жан Батист Ламарк - излагает первую теорию об эволюции.
◇ Теодор Шванн и Маттиас Якоб Шлейден - зоолог и ботаник, авторы клеточной теории.

• Клеточную теорию дополняли:

Вальтер Флемминг
Эдуард Страсбургер
Оскар Гертвиг
Рудольф Вирхов
Илья Мечников

♦ Чарльз Дарвин - еще одна теория эволюции на основе клеточной теории.
_____

Крик и Уотсон - увидели 2-ую спираль ДНК

Грегор Мендель - ввел генетику

► ЦИТОЛОГИЯ - наука о клетке. Изучает механизмы, процессы, происходящих в клетках.

Цитологические исследования очень важны, т. к. все живое состоит из клеток. Болезни возникают из-за нарушения их работы, можно разводить новые породы и виды, получать нужные вещества.

Все живое, за исключением вирусов, состоит из клеток.

• Обязательными компонентами живой клетки являются плазмические мембраны, цитоплазма, генетический аппарат.

• Безъядерные организмы называют прокариотами, а с ядрами эукариотами,

По способу получения необходимых веществ клетки делятся на:

Автотрофов - сами синтезируют все необходимое (фотосинтез)
Гетеротрофов - получают извне.

Важнейший процесс в клетках - синтез белка.

Химический состав клетки - кислород (72% ), углерод (15%), водород (8%) , на 2% приходится (см фото, рис 4.)

табл 1 - в-ва
табл 2 - элементы

Элементы клетки образуют различные соединения — неорганические и органические. К неорганическим веществам клетки относятся вода, минеральные соли, кислоты и др., а к органическим — белки, нуклеиновые кислоты, углеводы, липиды, АТФ, витамины и др..

Мономе́р (с греч. mono "один" и meros "часть") — это небольшая молекула, в хим связи с мономерами создается полимер.

► РОЛЬ НЕОРГАНИЧЕСКИХ И ОРГАНИЧЕСКИХ В-В В КЛЕТКЕ

ВОДА - 1 место по массе (неограническое в-во в клетке).

- сохраняет объем и упругость клетки
- большая часть хим. реакций протекает в водных растворах.
- растворимость различных веществ.
- обладает теплоемкостью (поглощает теплоту при минимальном изменении собственной), предохраняет клетку от колебаний температуры.
- и теплопроводностью (равномерное распределение теплоты)

Клетки делятся на 2 группы:
- гидрофильные (любят воду)
- гидрофобные (боятся воды)

- Гидрофильные в большинстве хорошо растворимы в воде (соли, сахар, аминокислоты)
- Гидрофобные наоборот (растительные масла, животные жиры)

Основная функция - энергетическая (они расщепляются и окисляются, т о образуя энергию для обеспечения жизнедеятельности организма)

- еще важной является структурная и строительная функция.

Самый распространенный углевод - глюкоза(растворима), она является моносахаридом, если объединяются несколько моносахаридов, то выходят олигосахариды, а если сотни, то полисахариды, а полисахариды - это сложные углеводы.

Есть много разнообразных полисахаридов. Крахмал (растения) гликоген (животные)

Ещё важна структурная функция. В растениях помимо крахмала образуется целлюлоза, она нерастворима. Ее используют для изготовления тканей, хлопок - почки чистая целлюлоза.

СОЛИ - (неорганическое вво)

Это ионные и анионные соединения.

Ряд важных функций в живых организмах выполняют неорганические кислоты и соли.

(От греч. - жир) - это жиры и жироподные в-ва, которые содержатся во всех живых клетках.
Практически нерастворимы в воде, но растворимы в бензине, эфире и пр. (потому что молекулы липидов неполярны)

Одна из функций - энергетическая.
Они дают в 2 раза больше энергии, чем углеводы.
Кроме того, они выполняют функцию защиты и термолегуляции.

Двойной слой липидов (а точнее, фосфолипидов) входит в состав клеточных мембран.

★ БЕЛКИ - биополимеры, мономерами которых являются аминокислоты.

В их состав входит 20 аминокислот (18 аминокислот и 2 амида на самом деле. 8 из них незаменимы, т. к. организм не может сам синтезировать эти аминокислоты.

Уровни организации белковой молекулы -

1) Первичная структура (прямой телефонный шнур)
2) Вторичная (свернутый в спираль)
3) Третичная (скомканный шнур)
4) Четвертичная (несколько скомканных шнуров, соед. в единое целое)

P. S. 4-ая не у всех белков в наличии.

• Строительная (структурная) - одна из самых важных, поскольку белки фактически - основной строительный материал для организма.

• Ферментативная (католитическая) - не менее важна, т к обеспечивает большинство хим реакций в клетке. Работать может только при оптимальной температуре.

• Транспортная - переносит различные в-ва. Транспорт у одних белков может идти по целому организму, а другие поставляют в-ва в и из клетки.

• Сократительная (двигательная) - не путать с транспортной, тут идет речь и движении организма и отдельных его частей. Сокращение мышц, например.

• Защитная - антитела защищают от болезнетворных организмов - антигенов(чужеродный белок), антитела взаимодействуют только со "своими" антигенами. Интерфероны обеспечивают противовирусную защиту

• Регуляторная (гормональная) - это гормоны, они запасают инсулин и тем самым регулирует содержание глюкозы в крови. Еще один белковый гормон - гормон роста.

Большинство белков неустойчивы, легко разрушается структура.

☽ Денатурация - это нарушение структуры белка, вначале разрушается 4-ая и 3-ая структуры, потом 2ая и даже 1ая (конец существования молекулы белка)
☽ Ренатурация - т е восстановление, возможно только при сохранении 1ой.

-самые крупные молекулы
- есть два типа нуклеиновых к-т. ДНК и РНК, они яв биополимерами, состоящих из мономеров - нуклеотидов.

ДНК - Дезоксирибонуклеиновая к-та (огромная роль - всегда 1 вида)
РНК - Рибонуклеиновая к-та (3-ех видов)

Информативная РНК (или матричная) - переносит информацию о 1-ой структуре белка от ДНК к рибосомам.
Транспортная РНК - доставляет аминокислоты к рибосомам.
Рибособная РНК - входит в состав рибосом, т. е. также участвует в синтезе белка.

Каждый нуклеотид содержит 3 компонента:

Азотистое основание - моносахарид/углерод/сахар - остаток фосфорной к-ты

А - Т (2 водородные связи . ) и Г - Ц (3). Эти пары называют комплементарными основаниями (дополняют друг друга).

У РНК вместо Тимина Урацил.

А и Т имеют одинаковое кол-во нуклеотидов, у Г-Ц такая же фигня.

Кроме того, возращаясб к началу о нук. к-тах из нуклеотидом состоит АТФ - хранитель и переносчик энергии в клетке. (аденозинтрифосфорная к-та)

(пиши после всего или до нук к-т)

Организмы делим на прокариоты (бактерии, вирусы) и эукариоты (животные, растения, грибы)

Основными структурными компонентами клеток являются плазматическая мембрана, цитоплазма и наследственный аппарат.

В зависимости от особенностей организации различают два основных типа клеток: прокариотические и эукариотические. 9это можно пихнуть в начало, надо поискать где это было)

В их состав входят липиды, белки и углеводы.

Липиды представлены в основном фосфолипидами и холестерином.

Углеводы же связаны с белками и липидами. Толщина мембран составляет 7–10 нм.

Транспорт через плазматическую мембрану:

Пассивный транспорт - без затрат энергии (т е без затрат АТФ).

Активный - с затратой энергии. (затрата АТФ)

(точка) Транспорт с помощью клеточных насосов - Он осуществляется с помощью специальных белков-насосов, они переносят одни ионы и выкачивают другие. Например, выкачивается NA, закачивается К

Фагоцитоз - поглощение клеткой твердых частиц. Мембрана клетки образует выпячивания, которые постепенно смыкаются и частичка попадает в цитоплазму.

Пиноциноз - поглощение клеткой капелек жидкостей. происходит аналогично фагоцитозу.

► ЦИТОПЛАЗМА - представляет собой содержимое клетки, заполняющее пространство между плазматической мембраной и структурой, содержащей генетическую информацию.

- большинство физ и хим процессов происходит именно в цитоплазме.

прокариот генетический аппарат находится непосредственно в цитоплазме и не отделен от нее мембранными структурами,
тогда как у эукариот бульшая часть ДНК сосредоточена в ядре, окруженном двойной мембраной.

мембранные ОРГАНОИДЫ клетки — это постоянные компоненты клетки, выполняющие определенные функции.

мембранные - одномембранным (эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи и лизосомы) или двумембранным (митохондрии, пластиды и ядро).

Немембранные - рибосомы, микротрубочки, микрофиламенты и клеточный центр. Прокариотам присущи только рибосомы.

ЛИЗОСОМЫ - мелкие мембранные пузырьки диаметром 0,5 - 1мкм. В них содержатся ферменты, способные расщеплять белки, углеводы, жиры, нук к-ты. при голодании переваривает вакуоли, что дает на время необходимый минимум питательных в-в.
формируются они в комплексе Гольджи.

к Гольджи - система цистерн, в которых накапливаются необходимые в-ва, синтезированные клеткой. Образует лизосомы, там происходят биохим превращения, кот. упаковываются и переносятся в необходимые места с помощью мембранных пузырьков. Еще важная функция - сборка мембран клетки.

ЭПС - система каналов, пронизывающая цитоплазму. Различают гладкую и гранулярную(шероховатую) ЭПС. Шероховатая ЭПС несет рибосомы, она участвует в синтезе белков. Гладкая ЭПС лишена рибосом. Ее функция — синтез липидов и углеводов, а также транспорт, запасание и нейтрализации ядов.
ЭПС имеется во всех клетках, исключая бактериальные клетки и эритроциты; она составляет от 30 до 50 % объема клетки.

Митохондрии - есть во всех эукариотических клетках. участвует в энергетических процессах клетки, они же запасают энергию в виде АТФ. 2 мембраны. содержат собственное днк, поэтому самостоятельно размножаются. их кол-во зависит от возраста.

Пластиды - только у растений. 2 мембраны. содержат собственное днк. Различают типы пластид: хлоропласты, - зеленые пластиды, содержат флорофилл.

хромопласты (это желтые, оранжевые и красные пластиды),

лейкопласты - белые или бесцветные В них откладываются в запас питательного вещества: крахмала (в картофеле их много)

осенью хлоро превращаются в хромо.
на свету лейкопласты превращаются в хлоро (клубни картофель)

Известные события и факты из палеонтологической истории птиц, часть 2

Орнитолог, кандидат биологических наук Сергей Николаевич Баккал

К концу второго столетия проблема происхождения птиц и их полета для палеонтологов все еще является предметом горячих споров. Существует, по крайней мере, два традиционных сценария, пытающиеся объяснить, как птицы научились летать.

Она предполагает целый ряд стадий, через которые должны были пройти предшественники птиц в ходе эволюционного процесса, превративших их в конечном итоге в летающих животных. Согласно этой гипотезе, когда-то одна из мелких групп рептилий, именуемых протоптицами, перешла к древесному образу жизни. Возможно, рептилии забрались на деревья потому, что там было или безопаснее, или проще добывать пищу, или удобнее прятаться, отдыхать, устраивать гнезда.

По мнению авторов этой гипотезы, настоящий полет мог сформироваться лишь благодаря броскам за жертвой с приподнятых над землей засад – деревьев, камней или обнаженных скал. В дальнейшем, переход от парашютной стадии к планированию должен был стать вполне закономерным эволюционным шагом, после чего настала очередь последней, полетной стадии, которой пытался достичь археоптерикс и наверняка достигли энанциорнисы.

Согласно одному из предположений в процессе эволюции предки птиц прошли четырехкрылую стадию, когда планирующие поверхности из перьев были развиты также и на задних конечностях. В 2001-2002 гг. китайские палеонтологи описали новое оперенное существо из нижнемеловых отложений северо-востока КНР. Это создание, длиной около 80 см, имело маховые (летательные) перья не только на крыльях, но и на задних лапах. Получается, что у него были передние и задние крылья!

Реконструкция планирующего микрораптора

На конце длинного хвоста (из 26 позвонков) была перьевая лопасть. Имелось и мелкое покровное оперение. Довольно большая и плоская грудина представляла собой единое пластинчатое образование без киля. Сегменты передней и задней конечности были удлиненные, а пальцы лап короткие.

Вскоре, там же в Китае были найдены несколько других похожих на четырехкрылого микроратора существ. По мнению авторов находок, благодаря длинным маховым перьям на передних конечностях, эти дромеозавры могли неплохо летать. Длинные асимметричные перья на ногах также могли иметь отношение к полету. Предполагают, что в воздухе микрораптор расставлял оперенные ноги в стороны, увеличивая несущую поверхность тела, и этим повышал свои планирующие возможности. Длинный хвост с лопастью из перьев также мог служить неплохим рулем.

При этом приводили подтверждающие примеры того, что в эволюции большинства известных планирующих животных (ящерицы, белки, шерстокрылы) ни одно из них не перешло к настоящему машущему полету. Таких же примеров нет и среди древесных обитателей-планеров, обладавших перьевым покровом. Начиная с 1996 г. в Китае в нижнемеловых отложениях было найдено около десятка видов различных тероподных динозавров с оперением или пуховидным покровом. Таким образом, микрораптор – не первый оперенный динозавр, но, вероятно, первый небольшой дромеозавр, способный передвигаться в воздухе не только планирующим способом, но и активным (машущим) полетом. Только у микрораптора перья напоминали летательное оперение настоящих птиц – с заостренными вершинами и асимметричными опахалами.

Сравнительно недавно (около 35 лет назад) наибольшим признанием пользовалась именно древесная гипотеза происхождения полета птиц от мелких лазающих текодонтов. Однако в последнее время большую популярность получила наземная гипотеза: мелкие бегающие хищные динозавры смогли полететь благодаря ускоряющемуся бегу и, таким образом, стали настоящими птицами. Все эти оперенные тероподы, кроме микрораптора, были относительно тяжелыми наземными бегающими животными и, вероятнее всего, не были способны к полету.

Тем не менее, именно их упоминают сторонники гипотезы происхождения птиц от тероподных динозавров, доказывая их связь в качестве предков с веерохвостыми птицами. И в результате получается, что они оказываются еще более птичьими существами, чем, например, археоптерикс. Существо, о котором палеонтологи узнали еще в 20-е годы прошлого века, во многом опровергло уже сложившееся мнение о динозаврах.

Овираптор Oviraptor philoceratops (мел)

Этот мелкий тероподный ящер (рост около 2 м, вес – до 40 кг), возможно, был покрыт перьями, имел беззубый клюв, а на его голове возвышался причудливый гребень, напоминающий подобное образование у современного казуара. (Черно белые рисунки, отражающие гипотетический облик оперенных рептилий, выполнены М.Кулешовым).

Но самой характерной его чертой было то, что он насиживал яйца, т.е. проявлялась родительская забота, вполне возможно, даже дифференцированная. Он был похож на птицу, передвигался быстро на длинных тонких задних ногах, но передние лапы с тремя когтистыми пальцами на каждой кисти использовал для захватывания различных предметов. Трехпалая ступня также была снабжена острыми когтями. Как уже было сказано, во рту зубов не было, но вместо этого торчали два острых выроста для прокусывания твердых оболочек или скорлупы. Вероятно, идеальной пищей ему служили яйца, плоды, орехи, моллюски. Еще одной характерной чертой овираптора был костный воротник у основания шеи, формой напоминающий вилочковую кость птиц.

Мононикус Mononykus (поздний мел)

Он имел очень короткие передние конечности, на каждой кисти которых был только один гипертрофированный первый палец с огромной когтевой фалангой. Такой лапой он не мог дотянуться до своей головы, но мог использовать ее, например, для вскрытия термитников.

Этого бипедального теропода, похожего на индейку, некоторые посчитали ранней птицей, поскольку для него были характерны такие важные признаки птиц, как оперение и теплокровность. Но впоследствии оказалось, что у мононикуса столько же птичьих черт, сколько и рептильных. Его череп больше похож на птичий, а ноги и хвост – как у динозавров. Он очень походил на динозавра, но с очень легким телосложением, длинными и тонкими ногами и длинным хвостом. Известно, что одной из характерных черт птиц является особый сустав между голенью и цевкой, который формируется из особых костей.

Именно такой сустав был у мононикуса, только образован он был из других костей (не тех, что у птиц), что опять же подтверждает его принадлежность к рептилиям. Он все-таки остался динозавром. В 1980-х гг. были найдены новые экземпляры, подтвердившие, что мононикус принадлежит к группе тероподных динозавров, обитавших на огромной территории от Южной Америки до Центральной Азии. Вероятно, в этом случае мы сталкиваемся с так называемым параллелизмом развития, когда чисто внешняя похожесть возникла в результате бипедального типа передвижения.

Каудиптерикс Caudipteryx (ранний мел)

Другая дискуссионная компания возникла в связи с обнаружением динозавра каудиптерикса, своим существованием подлившего масла в огонь споров о том, как происходило развитие птиц. Это была одна из самых сенсационных находок последних лет.

В провинции Ляонин, на северо-востоке Китая, в 1998 году были найдены останки странного животного, похожего на страуса (около 1 м, вес около 7 кг). По мнению большинства исследователей, он относился к хищным динозаврам. Но от всех известных хищников он отличался частичным перьевым покровом.

Опять подтверждается основная идея – птицы и динозавры непосредственно связаны, и каудиптерикс – часть этой эволюционной цепочки. Но при анализе третьего из найденных скелетов установили, что животному были присущи некоторые признаки, которые есть только у птиц и отсутствуют у динозавров. Например, к ним относится подобие большого пальца, с помощью которого можно удобно сидеть на ветвях. Возможно, он забирался на деревья, а оттуда планировал на свою добычу сверху вниз.

Но и с динозаврами его сближает достаточно много признаков: строение тазовых костей, пропорции костей ступни и многое другое. Палеоорнитологи до сих пор спорят о том, как протекало преобразование динозавров в птиц – постепенно или скачкообразно. Многие считают, что переход должен быть плавным, но все еще находятся противники этой теории. С одной стороны, перьевой покров каудиптерикса менее развит, чем, например, у археоптерикса, а должно быть наоборот, так как эта находка на 25 млн. лет моложе и должна быть куда более совершенной. С другой стороны, птичьи особенности каудиптерикса – это еще одно возможное доказательство параллельной эволюции динозавров и птиц.

Плотоядный оперенный динозавр-бамбираптор Bambiraptor feinbergi (средний - поздний мел)

Авимимус Avimimus portentosus (средний – поздний мел)

Постановка его задних конечностей в статичном положении была аналогична птичьей: при этом центр тяжести был смещен назад. Таким образом, имелся значительный набор птичьих признаков, большинство из которых совершенно не характерны для теропод, и выражают морфологическую общность с птицами.

Тем не менее, при отсутствии оснований считаться предком птиц, авимимус прекрасно иллюстрирует один из путей эволюции рептилий в птичьем направлении.

По мнению некоторых палеонтологов, он был тесно связан с архозаврами. Вероятно, он был или небольшим хищником, или падальщиком (от 1 до 3 м и около 10 кг).

Эораптор Eoraptor lunensis (средний триас)

Его двуногая позиция и мало специализированные передние конечности (вдвое короче задних) говорят о том, что он довольно быстро перемещался вертикально на задних лапах. Наиболее важно то, что он обладал полыми костями и прочным относительно легким черепом. Хотя он и был одним из самых примитивных, но стал предком многих доминирующих впоследствии видов.

Некоторые ученые до сих пор считают, что от таких оперенных динозавров напрямую произошли птицы. Действительно, для них были характерны разные формы оперенности. Одни были покрыты волосовидными образованиями, другие – мелкими пучковидными метелками перьев или мелкими перьями со сплошными опахалами. Возможно, оперенность у тероподных динозавров существовала уже в ранней юре.

У каудиптерикса и микрораптора на хвосте и конечностях развивались перья разной длины с симметричными или асимметричными опахалами. Но, более вероятно, что в этой эволюционной линии возникли только археоптериксы и энанциорнисы. А настоящие веерохвостые птицы, по всей видимости, произошли от неизвестных пока текодонтных предков на много миллионов лет раньше, до появления овираптора, мононикуса, каудиптерикса, бамбираптора, авимимуса, протоависа и археоптериксов.

Читайте также: