0

К сожалению, в Вашей корзине нет ни одного товара.

Купить книгу Биология для поступающих в вузы. - Издание  5-е Билич Г.Л. и читать онлайн
Cкачать книгу издательства Феникс Биология для поступающих в вузы. - Издание  5-е (автор - Билич Г.Л. в PDF

▲ Скачать PDF ▲
для ознакомления

Бесплатно скачать книгу издательства Феникс "Биология для поступающих в вузы. - Издание 5-е Билич Г.Л." для ознакомления. The book can be ready to download as PDF.

Внимание! Если купить книгу (оплатить!) "Биология для поступающих в вузы. -…" сегодня — в четверг (03.12.2020), то она будет отправлена в субботу (05.12.2020)
Сегодня Вы можете купить книгу со скидкой 37 руб. по специальной низкой цене.

Все отзывы (рецензии) на книгу

Оставьте свой отзыв, он будет первым. Спасибо.
> 5000 руб. – cкидка 5%
> 10000 руб. – cкидка 7%
> 20000 руб. – cкидка 10% БЕСПЛАТНАЯ ДОСТАВКА мелкооптовых заказов.
Тел. +7-928-622-87-04

Биология для поступающих в вузы. - Издание 5-е Билич Г.Л.

awaiting...
Название книги Биология для поступающих в вузы. - Издание 5-е
ФИО автора
Год публикации 2021
Издательство Феникс
Раздел каталог Учебники и учебные пособия по гуманитарным, естественно- научным, общественным дисциплинам
Серия книги Государственный экзамен
ISBN 978-5-222-34228-2
Артикул 978-5-222-34228-2
Количество страниц 1087 страниц
Тип переплета цел.
Полиграфический формат издания 60*90/16
Вес книги 878 г
Книг в наличии 2245

Аннотация к книге "Биология для поступающих в вузы. - Издание 5-е" (Авт. Билич Г.Л.)

В справочнике представлены современные данные о строении, функциях и развитии живых организмов, их многообразии, распространении на Земле, взаимоотношениях между собой и с внешней средой. Рассмотрены проблемы общей биологии (строение и функция эукариотических и прокариотических клеток, вирусов, тканей, генетика, эволюция, экология), функциональной анатомии человека, физиологии, морфологии и систематики растений, а также грибов, лишайников и слизевиков, зоологии беспозвоночных и позвоночных животных. Книга предназначена для учащихся школ и абитуриентов, поступающих в вузы по направлениям и специальностям в области медицины, биологии, экологии, ветеринарии, агрономии, зоотехники, педагогики, спорта, а также для школьных учителей. Ее с успехом могут использовать и студенты.

Читать книгу онлайн...

В целях ознакомления представлены отдельные главы и разделы издания, которые Вы можете прочитать онлайн прямо на нашем сайте, а также скачать и распечатать PDF-файл.

Способы доставки
Сроки отправки заказов
Способы оплаты

Другие книги серии "Государственный экзамен"


Другие книги раздела "Учебники и учебные пособия по гуманитарным, естественно- научным, общественным дисциплинам"

Читать онлайн выдержки из книги "Биология для поступающих в вузы. - Издание 5-е" (Авт. Билич Г.Л.)

Серия «Государственный экзамен»
Г.Л. Билич, В.А. Крыжановский
ДЛЯ ПОСТУПАЮЩИХ В ВУЗЫ
Издание пятое
Ростов-на-Дону «Феникс» 2021
УДК 373.167.1:57
ББК 28я729
КТК 445
Б61
Ре-цен-зен-ты:
академик Международной академии высшей школы и Международной академии наук, доктор медицинских наук, профессор Д.Б. Никитюк;
доктор биологических наук Л.Р. Сапожникова
Авторы:-
Билич Габриэль Лазаревич—академик РАЕН, вице-президент Национальной академии ювенологии, академик Международной академии наук, доктор медицинских наук, профессор, директор Северо-Западного филиала ВосточноЕвропейского института психоанализа. Автор свыше 330 печатных научных работ, 13 учебников, более 20 учебных пособий, 8 монографий, 3-томного руководства «Биология. Полный курс», двухтомника «Универсальный атлас. Биология», русско-латинско-английского атласа «Анатомия человека» в 3 томах (большой и малоформатный), руководства «Биология для поступающих в вузы. Интенсивный курс».
\Кры.жановский Валерий Анатольевич\ — кандидат биологических наук, преподавал в Московской медицинской академии им.И.М.Сеченова, автор 68 опубликованных научных работ, 3 учебных пособий, руководства «Биология. Полный курс» в 3 томах, двухтомника «Универсальный атлас. Биология», русско-латинско-английского атласа «Анатомия человека» в 3 томах (большой и малоформатный), руководства «Биология для поступающих в вузы. Интенсивный курс» и двух учебных пособий.
Билич-Г.Л.
Б61Биология для поступающих в вузы / Г.Л. Билич,
В.А. Крыжановский. — Изд. 5-е. — Ростов н/ Д : Феникс, 2021. —1088 с. : ил. — (Государственный экзамен).
ISBN 978-5-222-34228-2
УДК 373.167.1:57
ББК 28я729
ISBN 978-5-222-34228-2
© Билич Г. Л., Крыжановский В. А., 2013
© ООО «Феникс», 2017
ВВЕДЕНИЕ
Биология — один из основных общеобразовательных предметов, который абитуриенты России сдают на вступительных экзаменах в вузы медицинского, биологического, сельскохозяйственного, ветеринарного, спортивного, педагогического профилей. Прием в вузы России осуществляется на конкурсной основе по результатам вступительных испытаний. Закон Российской Федерации «Об образовании» гарантирует равные права всех граждан на образование. Для реального осуществления этих прав все абитуриенты должны иметь адекватные учебные пособия. Однако требования к абитуриентам стремительно возрастают, а положение о том, что вступительные испытания при приеме на первый курс проводятся на основе примерных программ, разработанных Минобразования, да и сами эти программы дают возможность очень широкого варьирования требований и вопросов — от самых примитивных до самых сложных, последнее встречается чаще всего. И это хорошо, так как позволяет отобрать наиболее подготовленных абитуриентов. Но именно это предъявляет все более высокие требования к качеству пособий для поступающих: соответствие утвержденным программам на основе обязательного минимума содержания среднего (полного) общего образования; современный подход; использование последних достижений науки, краткость изложения; полный охват материала при минимальном объеме; доступность.
Сегодня положение российских абитуриентов существенно изменилось в связи с введением ЕГЭ. И это повышает требования к пособию для поступающих. Оно должно быть приемлемым для тех, кто сдает ЕГЭ, и для тех, кто сдает вступительные экзамены. Пока такая литература отсутствует. Авторы имеют многолетний успешный опыт подготовки абитуриентов, в связи с этим пытались создать пособие по биологии для всех поступающих в вузы (на основе ЕГЭ и на основе конкурсных вступительных экзаменов), которое было бы востребовано большинством абитуриентов и соответствовало бы самым высоким требованиям, предъявляемым на вступительных экзаменах в ведущие российские и зарубежные вузы. Концепция пособия — комплексное изучение структуры и функции на различных иерархических уровнях живого. Для облегчения усвоения материала приведены 46 информативных таблиц, 400 рисунков и схем.
Во время работы над книгой скоропостижно скончался Валерий Анатольевич Крыжановский. Я всегда буду с любовью и благодарностью вспоминать об этом талантливом, умном, глубоко порядочном человеке.
Г.Л. Билич
СВОЙСТВА ЖИВОГО
Биология (греч. bios - жизнь, logos - наука) - это наука, которая изучает живые организмы на всех иерархических уровнях. Живые организмы характеризуются рядом особенностей, каждая из которых является принципиальной и необходимой для жизни. Основными из них являются следующие.
Обмен веществ (метаболизм) представляет собой совокупность последовательных химических процессов поступления веществ в организм, их превращения, использования, накопления и удаление продуктов распада. Метаболизм включает два непрерывно протекающих процесса: анаболизм и катаболизм.
Анаболизм (греч. anabole - подьем) - это комплекс биохимических процессов поступления веществ в клетку и их усвоения. При этом из поступивших веществ создаются необходимые клетке соединения, которые специфичны и для данного вида, и для конкретной особи (белки, полисахариды, жиры, нуклеиновые кислоты). С анаболизмом связана ассимиляция (лат. assimilatio - уподобление, отождествление), включающая внеклеточные процессы отложения запасных веществ. Все это осуществляется в результате питания, которое может быть автотрофным или гетеротрофным. При автотрофном питании организм синтезирует органические вещества из неорганических, при этом энергия запасается в виде химических связей. Известны два типа автотрофного питания: фотосинтез и хемосинтез. При фотосинтезе органические соединения образуются за счет энергии света, при хемосинтезе - за счет энергии химических реакций неорганических веществ. Наиболее широко распространен фотосинтез - к нему способны все растения и некоторые прокариоты. При гетеротрофном питании организм получает уже готовые органические соединения. Однако в первоначальном виде они обычно не используются, а расщепляются до мономеров, из которых затем синтезируются специфические для организма вещества.
Катаболизм (греч. catabole - сбрасывание вниз, разрушение) - это биохимические процессы, которые осуществляют распад энергонасыщенных соединений, полученных ранее путем питания. В результате катаболизма выделяется энергия, которая запасается в молекулах АТР и затем используется для жизнедеятельности клетки.
Катаболизм охватывает энергетические процессы, связанные с расщеплением ранее накопленных веществ и происходящие на уровне отдельной клетки. Совокупность процессов распада, проходящих на уровне всего организма, называется диссимиляцией.
Не следует путать метаболизм, происходящий в живых системах, с обменом в неживой природе. В ходе органического метаболизма
происходят глубокие химические преобразования вовлекаемых соединений. Например, сложные органические вещества, поступившие в клетку, расщепляются до углекислого газа и воды. В неживой природе обычно такого не происходит. Например, кристаллы, вырастающие в насыщенном растворе соли, образуются путем ассоциации ранее диссоциированных ионов; вода, которая испаряется с поверхности озера или моря, затем конденсируется в пар и выпадает дождем в другом месте, имеет неизмененное химическое строение.
Выделение, или экскреция, представляет собой удаление из организма продуктов обмена веществ. Отходы (шлаки) образуются в результате расщепления любого пищевого субстрата. Для организма они оказываются ненужными или даже вредными, поэтому подлежат удалению. Иногда удаление вредных веществ затруднено. Например, растения не всегда могут удалять вещества, поэтому они откладываются внутри организма, но в безопасной форме (различного рода вместилища).
Подвижность является неотъемлемым свойством живого. Подвижность животных хорошо заметна, у других организмов движение выражено в меньшей степени, но имеется всегда. Растения постоянно растут, изменяется положение листьев в зависимости от освещения, по той же причине меняется изгиб побега. Внутри клетки постоянно происходит движение цитоплазмы и веществ в ней. Молекулы, входящие в состав клеточных мембран, обладают высокой подвижностью.
Раздражимость - это свойство живых организмов или отдельных клеток реагировать на изменение среды (внешней и внутренней). Это свойство позволяет организму оптимально перестраивать свою жизнедеятельность в соответствии с возникшими условиями. Клетка способна воспринимать различные физические и химические сигналы, переводя их в электрический импульс. Интенсивность действия воспринимаемого клеткой сигнала называется порогом.
Размножение - это воспроизведение себе подобных организмов, что обеспечивает непрерывность и преемственность жизни в ее видовой специфичности. Известны два основных типа размножения: половое и бесполое. В половом размножении участвуют два партнера разного пола, при этом происходит слияние двух половых клеток (гамет) с гаплоидным набором хромосом - оплодотворение, с образованием диплоидной зиготы. Бесполое размножение происходит с участием одного родительского организма.
Рост - это увеличение массы и объема организма за счет веществ, поступивших в процессе питания. Рост организмов отличается от роста кристаллов или иных неорганических объектов тем, что у них процессы идут внутри организма посредством построения новых клеточных и внеклеточных структур.
Развитие представляет собой направленный необратимый процесс качественных изменений организма. При этом может происходить как его усложнение, так и упрощение. Например, у родившегося детеныша млекопитающего по мере развития происходит усложнение большинства систем организма. Но после определенного периода начинается обратный процесс, например, постепенно уменьшается количество лимфоидной ткани иммунной системы, ослабляется половая функция и др. Известны случаи неотении - размножения личиночных форм (например, у личинки амбистомы - аксолотля).
УРОВНИ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИВОГО
Осуществление биологических функций возможно на разных иерархических уровнях. Рассмотрим их по мере увеличения сложности организации.
Молекулярный (молекулярно-генетический) уровень является начальным. Его изучает молекулярная биология. Существуют четыре класса соединений, которые выполняют основные биологические функции, поэтому их называют биологическими молекулами. Это белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды и липиды. Они обязательно присутствуют в любой клетке. Исключением являются неклеточные организмы - вирусы, которые состоят лишь из белков и нуклеиновой кислоты. Каждый из этих классов веществ выполняет специфические функции и не может быть заменен другим соединением. Например, нуклеиновые кислоты осуществляют хранение и реализацию наследственной информации. Белки управляют всеми биохимическими реакциями в клетке. Липиды формируют основу биологических мембран и т. д. Несмотря на разнообразие организмов, общий план строения главных биомолекул у них удивительно близок. Все белки образованы из 20 различных аминокислот, нуклеиновые кислоты состоят из нуклеотидов, одинаковых для всех организмов.
Более низкий уровень организации живого невозможен, поскольку рассматриваемые структуры будут одинаковыми как в живой материи, так и в неживой. Неорганические вещества, химические элементы и образующие их элементарные частицы, которые входят в состав организмов, ничем не отличаются от таковых в неживой природе. Например, электроны, протоны не имеют никаких особенностей. Вода в организмах химически идентична воде Мирового океана или водяного пара атмосферы.
Субклеточный уровень более высокий. Он охватывает процессы, происходящие в живой клетке. Биомолекулы могут самостоятельно выполнять свои функции (например, белки-ферменты) или ассоциироваться в субклеточные структуры - органеллы (мембранные и немембранные) и участвовать в их деятельности.
Клеточный уровень представляет собой самостоятельную живую систему - клетку. Каждой клетке присущи все свойства живого (обмен веществ, раздражимость, выделение и др.). Для одноклеточных форм жизни клеточный уровень организации тождествен организменному. У многоклеточных организмов тело состоит из множества клеток, поэтому у них между клеточным и организменным уровнями имеется несколько промежуточных уровней.
Тканевый уровень рассматривает клеточные ансамбли - ткани, которые имеются у большинства многоклеточных организмов. Колониальные одноклеточные и нитчатые организмы не могут считаться истинно многоклеточными, поскольку состоят из одинаковых клеток. Настоящие ткани имеются у организмов, чье тело образовано несколькими слоями клеток, ориентированных трехмерно. В этих случаях клетки специализируются для выполнения определенных функций, достигая при этом гораздо более высокой эффективности по сравнению с одноклеточными формами. Однако при этом клетки становятся зависимыми от деятельности других клеток. В частности, мышечные клетки способны эффективно сокращаться, но питательные вещества им должны доставлять другие ткани, например, кровь.
Органный уровень охватывает различные органы, которые образуются из тканей. Несмотря на то что каждый орган состоит из нескольких тканей, обычно только одна из них является рабочей, тогда как остальные выполняют вспомогательную функцию. Например, в сердце рабочей тканью является мышечная, соединительная ткань образует строму, а кровь снабжает кардиомиоциты необходимыми веществами и удаляет продукты жизнедеятельности, эпителиальная ткань (эндотелий) выстилает изнутри камеры сердца, нервная - передает органу импульсы от нервных центров.
Системный уровень рассматривает системы органов, которые образуют органы, выполняющие сообща какую-то большую функцию. При этом происхождение, строение и частные функции органов системы могут быть различными. Например, зубы, язык, желудок и печень входят в состав пищеварительной системы, но строение и функции этих органов разные. Однако все они, а также другие органы пищеварительной системы обеспечивают поступление в организм нужных веществ и удаление из него шлаков.
Совокупность систем образует многоклеточный организм.
Популяционный уровень, так же как и все последующие, является надорганизменным, поскольку охватывает не одну особь, а группу. Только популяция способна обеспечить размножение особей и преемственность видовых особенностей.
Видовой уровень охватывает все популяции того или иного вида, которые заселяют всю территорию ареала.
Биоценотический уровень рассматривает взаимоотношения между организмами, которые обитают на одной территории.
Биосферный уровень является самым крупным. Он включает в себя совокупность отношений между всеми организмами, обитающими на Земле. Биоценозы отличаются друг от друга, например, сообщество пустыни не похоже на лесной биоценоз. Однако любой биоценоз постепенно переходит в другой, поэтому сообщества неминуемо подвергаются взаимному воздействию.
КЛЕТКА
Организм целостен, но организован, как и многие сложные системы, по иерархическому принципу (табл. 1). Изучение каждого из уровней организации живого требует своих подходов
Таблица 1
Иерархические уровни строения организма
и методов. Первые уровни организации живого - молекулярный, субклеточный и клеточный - изучает ветвь биологических наук, именуемая цитологией.
КЛЕТОЧНАЯ ТЕОРИЯ
Развитие цитологии связано с созданием и усовершенствованием оптических устройств, позволяющих рассмотреть и изучить клетки. В 1609 - 1610 гг. Галилео Галилей сконструировал первый микроскоп, однако лишь в 1624 г. он его усовершенствовал так, что им можно было пользоваться. Этот микроскоп увеличивал в 35 - 40 раз. Через год И. Фабер дал прибору название «микроскоп». В 1665 г. Роберт Гук впервые увидел в пробке ячейки, которым дал название «cell» - «клетка». Благодаря усовершенствованию микроскопа Антоном ван Левенгуком появилась возможность изучать клетки и детальное строение органов и тканей. В 1696 г. была опубликована его книга «Тайны природы, открытые с помощью совершеннейших микроскопов». Левенгук впервые рассмотрел и описал эритроциты, сперматозоиды, открыл дотоле неведомый и таинственный мир микроорганизмов, которые он назвал инфузориями. Левенгук по праву считается основоположником научной микроскопии. Ян Пуркинье впервые употребил термин «протоплазма». Р. Браун описал ядро как постоянную структуру и предложил термин «nucleus» - «ядро». В 1838 г. М. Шлейден создал теорию цитогенеза (клеткообразования). Его основная заслуга - постановка вопроса о возникновении клеток в организме. Основываясь на работах Шлейдена, Теодор Шванн создал клеточную теорию. В 1839 г. была опубликована его бессмертная книга «Микроскопические исследования о соответствии в структуре и росте животных и растений».
Основными исходными положениями клеточной теории были следующие: 1) все ткани состоят из клеток; 2) клетки растений и животных имеют общие принципы строения, так как возникают одинаковыми путями; 3) каждая отдельная клетка самостоятельна, а деятельность организма представляет собой сумму жизнедеятельности отдельных клеток.
Большое влияние на дальнейшее развитие клеточной теории оказал Рудольф Вирхов. Он не только свел воедино все многочисленные разрозненные факты, но и убедительно показал, что клетка является постоянной структурой и возникает только путем размножения себе подобных - «каждая клетка из клетки» («omnia cellula e cellulae»).
Клетка является элементарной единицей всего живого, потому что ей присущи все свойства живых организмов: высокоупорядоченное строение, получение энергии извне и ее использование
Система живой природы
Книдоспоридии
для выполнения работы и поддержания упорядоченности (преодоление энтропии), обмен веществ, активная реакция на раздражения, рост, развитие, размножение, удвоение и передача биологической информации потомкам, регенерация, адаптация к окружающей среде.
Клеточная теория в современной интерпретации включает следующие главные положения: 1) клетка является универсальной элементарной единицей живого; 2) клетки всех организмов принципиально сходны по своему строению, функции и химическому составу; 3) клетки размножаются только путем деления исходной клетки; 4) клетки хранят, перерабатывают и реализуют генетическую информацию; 5) многоклеточным организмы являются сложными клеточными ансамблями, образующими целостным системы^ 6) именно благодаря деятельности клеток в сложныьх организмах осуществляются рост, развитие, обмен веществ и энергии.
Современная систематика живых организмов представлена в табл. 2.
ПРОКАРИОТИЧЕСКИЕ
И ЭУКАРИОТИЧЕСКИЕ КЛЕТКИ
В настоящее время различают прокариотические и эукариотические организмы. К первым принадлежат сине-зеленые водоросли, актиномицеты, бактерии, спирохеты, микоплазмы, риккетсии и хламидии, ко вторым - большинство водорослей, грибы и лишайники, растения и животные. В отличие от прокариотической, эукариотическая клетка имеет ядро, ограниченное оболочкой из двух мембран, и большое количество мембранных органелл (табл. 3).
Химическая организация клетки. Из всех элементов периодической системы Д.И. Менделеева в организме человека обнаружено 86 постоянно присутствующих, из них 25 необходимы для нормальной жизнедеятельности, 18 из которых абсолютно, а 7 полезны. Профессор В.Р. Вильямс назвал их элементами жизни.
В состав веществ, участвующих в реакциях, связанных с жизнедеятельностью клетки, входят почти все известные химические элементы, причем на долю четырех из них приходится около 98% массы клетки. Это кислород (65 - 75%), углерод (15 - 18%), водород (8 - 10%) и азот (1,5 - 3,0%). Остальные элементы подразделяются на две группы: макроэлементы (около 1,9%) и микроэлементы (около 0,1%). К макроэлементам относятся сера, фосфор, хлор, калий, натрий, магний, кальций и железо, к микроэлементам -
Характерные признаки прокариотических и эукариотических клеток
цинк, медь, иод, фтор, марганец, селен, кобальт, молибден, стронции, никель, хром, ванадии и др. Несмотря на очень малое содержание, микроэлементы играют важную роль. Они влияют на обмен веществ. Без них невозможна нормальная жизнедеятельность каждой клетки в отдельности и организма как целого.
Клетка состоит из неорганических и органических веществ. Среди неорганических преобладает вода, ее относительное количество составляет от 70 до 80%. Вода - универсальный растворитель, в ней происходят все биохимические реакции в клетке, при участии воды осуществляется ее теплорегуляция. Вещества, растворяющиеся в воде (соли, основания, кислоты, белки, углеводы, спирты и др.), называются гидрофильными. Гидрофобные вещества (жиры и жироподобные) не растворяются в воде. Есть органические вещества с вытянутыми молекулами, у которых один конец гидрофилен, а другой гидрофобен; их называют амфипатическими. Примером амфипатических веществ могут служить фосфолипиды, участвующие в образовании биологических мембран.
Неорганические вещества (соли, кислоты, основания, положительные и отрицательные ионы) составляют от 1,0 до 1,5% массы клетки. Среди органических веществ преобладают белки (10 - 20%), жиры, или липиды (1 - 5%), углеводы (0,2 - 2,0%), нуклеиновые кислоты (1 - 2%). Содержание низкомолекулярных веществ в клетке не превышает 0,5%.
Молекула белка является полимером, который состоит из большого количества повторяющихся единиц (мономеров). Мономеры белка - аминокислоты (их 20) одновременно обладают двумя активными атомными группами: аминогруппой (она сообщает молекуле аминокислоты свойства основания) и карбоксильной группой (она сообщает молекуле свойства кислоты) (рис. 1). Аминокислоты соединены между собой пептидными связями, образуя полипептидную цепь (первичную структуру белка) (рис. 2). Она закручивается в спираль, представляющую, в свою очередь, вторичную структуру белка. Благодаря определенной пространственной ориентации полипептидной цепи возникает третичная структура белка, которая определяет специфичность и биологическую активность молекулы белка. Несколько третичных структур, объединяясь между собой, образуют четвертичную структуру.
Белки выполняют важнейшие функции. Ферменты - биологические катализаторы, увеличивающие скорость химических
Основная функция
nh2-ch-cooh Ч- Кислотная функция
Ч
R4- Радикал
Рис. 1. Общая схема аминокислоты:
R - радикал, по которому аминокислоты различаются между собой; в рамке - общая часть для всех аминокислот
Рис. 2. Фрагмент полипептида
реакций в клетке в сотни тысяч - миллионы раз, являются белками. Белки, входя в состав всех клеточных структур, выполняют пластическую (строительную) функцию. Они образуют клеточный скелет. Движения клеток также осуществляют специальные белки (актин, миозин, динеин). Белки обеспечивают транспорт веществ в клетку, из клетки и внутри клетки. Антитела, которые наряду с регуляторными выполняют и защитные функции, также являются белками. И наконец, белки являются одним из источников энергии.
Углеводы подразделяются на моносахариды и полисахариды. Полисахариды, подобно белкам, построены из мономеров - моносахаридов. Среди моносахаридов в клетке наиболее важны глюкоза (содержит шесть атомов углерода) и пентоза (пять атомов углерода). Пентозы входят в состав нуклеиновых кислот. Моносахариды хорошо растворяются в воде, полисахариды - плохо. В животных клетках полисахариды представлены гликогеном, в растительных - в основном растворимым крахмалом и нерастворимыми целлюлозой, гемицеллюлозой, пектином и др. Углеводы являются источником энергии. Сложные углеводы, соединенные с белками (гликопротеины) и (или) жирами (гликолипиды), участвуют в образовании клеточных поверхностей и взаимодействиях клеток.
К липидам относятся жиры и жироподобные вещества. Молекулы жиров построены из глицерина и жирных кислот (рис. 3). К жироподобным веществам относятся холестерин, некоторые гормоны, лецитин. Липиды, являющиеся основным компонентом клеточных мембран, выполняют тем самым строительную функцию. Они являются важнейшим источником энергии. Так, если при полном окислении 1 г белка или углеводов освобождается 17,6 кДж энергии, то при полном окислении 1 г жира - 38,9 кДж.
Нуклеиновые кислоты являются полимерными молекулами, образованными мономерами - нуклеотидами, каждый из которых
О'
I О=Р-О-СН
I О'
Рис. 3. Общая формула триацилглицерина (жира или масла), где R1, R2, R3 - остатки жирных кислот
II
С,4 р1
с3—с2
О=Р-О-СН I О'
III
О'
о=р-о-сн2 G
Рис. 4. Строение молекул нуклеиновых кислот:
I - РНК; II - нумерация атомов углерода в цикле пентозы; III - ДНК. Звездочкой (*) отмечены различия в строении ДНК и РНК. Валентные связи показаны упрощенно: А - аденин; Т - тимин; С - цитозин;
G - гуанин; U - урацил
состоит из пуринового или пиримидинового основания, сахара пентозы и остатка фосфорной кислоты. Во всех клетках существует два типа нуклеиновых кислот: дезоксирибонуклеиновая (ДНК) и рибонуклеиновая (РНК), которые отличаются по составу оснований и сахаров (рис. 4, табл. 4).
Молекула РНК образована одной полинуклеотидной цепью (рис. 5).
Молекула ДНК состоит из двух разнонаправленных полинукле- отидных цепей, закрученных одна вокруг другой в виде двойной спирали. Каждый нуклеотид состоит из азотистого основания,
Состав нуклеиновых кислот
сахара и остатка фосфорной кислоты. При этом основания расположены внутри двойной спирали, а сахаро-фосфатный скелет - снаружи. Азотистые основания обеих цепей соединены между собой комплементарно водородными связями, при этом аденин соединяется только с тимином, а цитозин с гуанином. В зависимости от номера атома по отношению к связи с основанием концы цепи обозначают как 5' и 3' (см. рис. 4 и 5).
Все биохимические реакции в клетке строго структурированы и осуществляются при участии высокоспецифических биокатализаторов - ферментов, или энзимов (грек. en - в, zyme - брожение, закваска), - белков, которые, соединяясь с биологическими молекулами - субстратами, снижают энергию активации, необходимую для осуществления той или иной реакции (энергия активации - это минимальное количество энергии, необходимое молекуле для вступления в химическую реакцию). Ферменты ускоряют реакцию на 10 порядков (в 1010 раз).
Названия всех ферментов складываются из двух частей. Первая содержит указание либо на субстрат, либо на действие, либо на то и другое. Вторая часть - окончание, оно всегда представлено буквами «аза». Так, название фермента «сукцинатдегидрогеназа» означает, что он воздействует на соединения янтарной кислоты («сукцинат-»), отнимая от них водород («-дегидроген-»).
По общему типу воздействия ферменты подразделяются на щесть классов. Оксиредуктазы катализируют окислительно-восстановительные реакции, трансферазыь участвуют в переносе
Рис. 5.
3'
Пространственная структура нуклеиновых кислот:
I - РНК; II - ДНК; ленты - сахарофосфатные остовы; A, C, G, T, U - азотистые основания, решетки между ними - водородные связи (по Албертсу и соавт., с изменениями)
функциональных групп, гидролазы обеспечивают реакции гидролиза, лиазы - присоединение групп по двойным связям, изомеразы осуществляют перевод соединений в другую изомерную форму, а лигазы (не путать с лиазами!) связывают молекулярные группировки в цепи.
Основа любого фермента - белок. Вместе с тем есть ферменты, которые не обладают каталитической активностью, пока к белковой основе (апоферменту) не присоединится более простая по строению небелковая группировка - кофермент. Иногда коферменты имеют собственные названия, иногда их обозначают буквами. Нередко в состав коферментов входят вещества, называемые витаминами. Многие витамины не синтезируются в организме и должны поэтому поступать с пищей. При их недостатке возникают заболевания (авитаминозы), симптомы которых, по сути дела, это проявления недостаточной активности соответствующих ферментов.
Некоторые коферменты играют ключевую роль во многих важнейших биохимических реакциях. В качестве примера можно привести кофермент А (КоА), который обеспечивает перенос группировок уксусной кислоты. Кофермент никотинамидаденинди- нуклеотид (сокращенно - NAD) обеспечивает перенос ионов водорода в окислительно-восстановительных реакциях; таковы же и никотинамидадениндинуклеотидфосфат (NADP), флавинаденин- динуклеотид (FAD) и ряд других. Кстати, никотинамид - один из витаминов.
СТРОЕНИЕ ЖИВОТНОЙ КЛЕТКИ
Клетка является основной структурной и функциональной единицей живых организмов, осуществляющей рост, развитие, обмен веществ и энергии, хранящей, перерабатывающей и реализующей генетическую информацию. Клетка представляет собой сложную систему биополимеров, отделенную от внешней среды плазматической мембраной (цитолеммой) и состоящую из ядра и цитоплазмы, в которой располагаются органеллы и включения.
Размеры клеток человека варьируют от нескольких микрометров (например, малые лимфоциты - около 7) до 200 мкм (яйцеклетка). Напомним, что один микрометр (мкм) = 10-6 м; 1 нанометр (нм) = 10-9 м; 1 ангстрем (A) = 10-10 м. Форма клеток разнообразна. Они могут быть шаровидными, овоидными, веретенообразными, плоскими, кубическими, призматическими, полигональными, пирамидальными, звездчатыми, чешуйчатыми, отростчатыми, амебовидными и др.
Основными функциональными структурами клетки являются ее поверхностный комплекс, цитоплазма и ядро.
СОДЕРЖАНИЕ
Прокариотические и эукариотические клетки 12
Биологические мембраны 19
Рибосомы30
Органеллы31
Немембранные органеллы36
Ядро37
Целостные реакции клетки42
Внутриклеточные биохимические реакции44
Основные реакции тканевого обмена48
Жизненный путь клеток60
Строение растительной клетки76
Пластиды81
Фотосинтез86
Фотосинтетические пигменты 86
Световая стадия фотосинтеза 92
Темновая стадия фотосинтеза97
Строение и функционирование прокариотической клетки 100
Морфология микроорганизмов 100
Физиология микроорганизмов 110
Вирусы 131
Ткани 139
Органы, системы и аппараты органов164
Опорно-двигательный аппарат165
Пассивная часть опорно-двигательного аппарата 165
Скелет и его соединения 168
Активная часть опорно-двигательного аппарата 184
Работоспособность, работа, утомление и отдых 194
Внутренние органы199
Пищеварительная система 200
Полость живота. Брюшина и брюшиннаяполость241
Дыхательная система 243
Функция дыхательной системы 249
Мочеполовой аппарат255
Мочевые органы 255
Половая система 263
Мужские половые органы 263
Женские половые органы 269
Молочная железа274
Гаметогенез274
Особенности развития, роста и строения человека288
Сердечно-сосудистая система 300
Кровеносная система 300
Функции сердца 304
Кровоснабжение тела человека307
Функция сосудистой системы 310
Лимфатическая система 313
Органы кроветворения и иммунной системы314
Костный мозг319
Тимус 320
Лимфоидная ткань стенок органов пищеварительной и дыхательной систем .... 321
Лимфатические узлы 321
Селезенка 323
Неспецифическая сопротивляемость организма 324
Эндокринный аппарат325
Гипофиз 329
Щитовидная железа 329
Надпочечник 330
Паращитовидные железы 330
Шишковидное тело 331
Панкреатические островки 331
Диффузная нейроэндокринная система (APUD-система) 332
Гомеостаз 332
Нервная система333
Центральная нервная система (ЦНС) 333
Спинной мозг 333
Головной мозг 335
Периферическая нервная система 343
Вегетативная (автономная) нервная система (ВНС) 346
Органы чувств 351
Орган зрения 352
Преддверно-улитковый орган (орган слуха и равновесия) 356
Орган обоняния 359
Орган вкуса 360
Кожа 361
Функции нервной системы 362
Ритмы мозга 370
Сон и бодрствование 371
Сознание и мышление 373
Научение и память 374
Мотивации и эмоции 381
Интеллект и творчество 383
Поведение 385
Особенности высшей нервной деятельности человека 386
Растения 390
Низшие растения 390
Водоросли 391
Размножение водорослей401
Чередование поколений404
Экологические формы водорослей 405
Значение водорослей405
Высшие растения407
Ткани растений 410
Образовательные ткани (меристемы)410
Покровные ткани413
Паренхима417
Механические ткани 418
Выделительные ткани 421
Проводящие ткани424
Органы растений431
Корень432
Побег446
Стебель449
Почка457
Лист459
Отдел мохообразные472
Жизненный цикл мохообразных 473
Отдел папоротникообразные478
Класс папоротниковидные480
Класс плауновидные 486
Класс клинолистовидные, или членистые 494
Семенные растения 501
Отдел голосеменные 503
Класс хвойные 506
Отдел покрытосеменные, или цветковые 518
Цветок 521
Околоцветник 522
Семя 559
Плод 561
Вегетативное размножение цветковых 581
Классификация покрытосеменных 593
Грибы 596
Экологические формы грибов 600
Низшие грибы 602
Высшие грибы 602
Лишайники612
Компоненты лишайника 612
Животные627
Подцарство одноклеточные, или простейшие 627
Тип саркомастигофоры 631
Класс саркодовые 631
Класс жгутиконосцы, или жгутиковые634
Подкласс растительные жгутиконосцы 637
Подкласс животные жгутиконосцы 637
Тип споровики 640
Класс грегарины 640
Класс кокцидиеобразные 641
Тип книдоспоридии 648
Тип микроспоридии 649
Тип инфузории, или ресничные 650
Класс ресничные инфузории 650
Класс сосущие инфузории 655
Подцарство многоклеточные 656
Теории происхождения многоклеточных организмов 656
Тип кишечнополостные 657
Класс гидроидные 659
Класс сцифоидные медузы 666
Класс коралловые полипы 668
Тип плоские черви 670
Класс ресничные черви, или турбеллярии 673
Класс сосальщики 678
Класс ленточные черви 685
Тип круглые черви 699
Класс собственно круглые черви 700
Тип кольчатые черви 713
Подтип беспоясковые 716
Класс многощетинковые 716
Подтип поясковые 722
Класс малощетинковые 722
Класс пиявки 728
Тип членистоногие 731
Подтип жабродышащие 735
Класс ракообразные 735
Подтип трахейные 744
Класс насекомые 744
Подтип хелицеровые 764
Класс паукообразные 764
Тип моллюски 773
Класс брюхоногие 774
Класс пластинчатожаберные,или двустворчатые 783
Класс головоногие 789
Тип хордовые 798
Подтип позвоночные, иличерепные 805
Класс хрящевые рыбы 805
Класс костные рыбы 822
Класс земноводные, илиамфибии 841
Класс пресмыкающиеся,илирептилии 863
Класс птицы 881
Класс млекопитающие 901
Генетика924
Наследственность929
Взаимодействие аллельных генов 929
Взаимодействие неаллельных генов936
Хромосомная теория наследственности 942
Изменчивость 953
Ненаследственная (фенотипическая, или модификационная) изменчивость ... 954
Наследственная (генотипическая) изменчивость 959
Комбинативная изменчивость 959
Мутационная изменчивость 960
Селекция978
Селекция растений 982
Селекция животных 984
Биотехнология986
Эволюция988
Микроэволюция 1001
Предпосылки (элементарные факторы) эволюции 1002
Борьба за существование 1006
Естественный отбор 1010
Адаптации (приспособления) и адаптациогенез 1017
Относительная целесообразность адаптаций 1020
Критерии и признаки вида 1021
Видообразование 1022
Макроэволюция 1024
Направления эволюции 1026
Биологический прогресс и биологический регресс 1028
Основные закономерности эволюции 1029
Доказательства эволюции 1031
Гипотезы происхождения жизни на Земле 1033
Развитие органическогомира 1035
Положение человека в природе 1036
Экология 1044
Абиотические факторы 1045
Биотические факторы 1049
Развитие экостистем 1054
Круговорот веществ с участием живых организмов. Биогенная миграция атомов 1058
Биосфера 1062
Рекомендации по подготовке к письменному вступительному экзамену
по биологии 1065
Перечень примерных вопросов для письменного вступительного
экзамена по биологии 1068
Единый государственный экзамен и рекомендации по подготовке к нему 1074
Список литературы, рекомендуемой для самостоятельной подготовки
к вступительному экзамену по биологии и ЕГЭ 1083
ЕНЕ
Учебное издание
Билич-Габриэль-Лазаревич-
| Крыжановский Валерий Анатольевич
Биология
для поступающих в вузы