j
Название книги | Биология для поступающих в вузы. - Изд. 5-е |
Автор | Билич |
Год публикации | 2021 |
Издательство | Феникс |
Раздел каталога | Учебники и учебные пособия по гуманитарным, естественно- научным, общественным дисциплинам (ID = 144) |
Серия книги | Государственный экзамен |
ISBN | 978-5-222-34228-2 |
EAN13 | 9785222342282 |
Артикул | 978-5-222-34228-2 |
Количество страниц | 1087 |
Тип переплета | цел. |
Формат | 60*90/16 |
Вес, г | 878 |
Посмотрите, пожалуйста, возможно, уже вышло следующее издание этой книги и оно здесь представлено:
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.
К сожалению, посмотреть онлайн и прочитать отрывки из этого издания на нашем сайте сейчас невозможно, а также недоступно скачивание и распечка PDF-файл.
Серия «Государственный экзамен»Г.Л. Билич, В.А. КрыжановскийДЛЯ ПОСТУПАЮЩИХ В ВУЗЫИздание пятоеРостов-на-Дону «Феникс» 2021УДК 373.167.1:57ББК 28я729КТК 445Б61Ре-цен-зен-ты:академик Международной академии высшей школы и Международной академии наук, доктор медицинских наук, профессор Д.Б. Никитюк;доктор биологических наук Л.Р. СапожниковаАвторы:-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 978-5-222-34228-2УДК 373.167.1:57ББК 28я729ISBN 978-5-222-34228-2© Билич Г. Л., Крыжановский В. А., 2013© ООО «Феникс», 2017ВВЕДЕНИЕБиология — 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. БиличСВОЙСТВА ЖИВОГОБиология (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 метаболизмапроисходят 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 ЖИВОГООсуществление 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.КЛЕТКАОрганизм целостен, но организован, как и многие сложные системы, по иерархическому принципу (табл. 1). Изучение каждого из уровней организации живого требует своих подходовТаблица 1Иерархические уровни строения организмаи методов. Первые уровни организации живого - молекулярный, субклеточный и клеточный - изучает ветвь биологических наук, именуемая цитологией.КЛЕТОЧНАЯ ТЕОРИЯРазвитие 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 использованиеСистема живой природыКнидоспоридиидля 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.ПРОКАРИОТИЧЕСКИЕИ ЭУКАРИОТИЧЕСКИЕ КЛЕТКИВ 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 клетокцинк, 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 химическихОсновная функцияnh2-ch-cooh Ч- Кислотная функцияЧR4- РадикалРис. 1. Общая схема аминокислоты:R - радикал, по которому аминокислоты различаются между собой; в рамке - общая часть для всех аминокислотРис. 2. Фрагмент полипептидареакций 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 которыхО'I О=Р-О-СНI О'Рис. 3. Общая формула триацилглицерина (жира или масла), где R1, R2, R3 - остатки жирных кислотIIС,4 р1с3—с2О=Р-О-СН I О'IIIО'о=р-о-сн2 GРис. 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 - урацилсостоит 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 кислотсахара 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 переносеРис. 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 КЛЕТКИКлетка 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.СОДЕРЖАНИЕПрокариотические и эукариотические клетки 12Биологические мембраны 19Рибосомы30Органеллы31Немембранные органеллы36Ядро37Целостные реакции клетки42Внутриклеточные биохимические реакции44Основные реакции тканевого обмена48Жизненный путь клеток60Строение растительной клетки76Пластиды81Фотосинтез86Фотосинтетические пигменты 86Световая стадия фотосинтеза 92Темновая стадия фотосинтеза97Строение и функционирование прокариотической клетки 100Морфология микроорганизмов 100Физиология микроорганизмов 110Вирусы 131Ткани 139Органы, системы и аппараты органов164Опорно-двигательный аппарат165Пассивная часть опорно-двигательного аппарата 165Скелет и его соединения 168Активная часть опорно-двигательного аппарата 184Работоспособность, работа, утомление и отдых 194Внутренние органы199Пищеварительная система 200Полость живота. Брюшина и брюшиннаяполость241Дыхательная система 243Функция дыхательной системы 249Мочеполовой аппарат255Мочевые органы 255Половая система 263Мужские половые органы 263Женские половые органы 269Молочная железа274Гаметогенез274Особенности развития, роста и строения человека288Сердечно-сосудистая система 300Кровеносная система 300Функции сердца 304Кровоснабжение тела человека307Функция сосудистой системы 310Лимфатическая система 313Органы кроветворения и иммунной системы314Костный мозг319Тимус 320Лимфоидная ткань стенок органов пищеварительной и дыхательной систем .... 321Лимфатические узлы 321Селезенка 323Неспецифическая сопротивляемость организма 324Эндокринный аппарат325Гипофиз 329Щитовидная железа 329Надпочечник 330Паращитовидные железы 330Шишковидное тело 331Панкреатические островки 331Диффузная нейроэндокринная система (APUD-система) 332Гомеостаз 332Нервная система333Центральная нервная система (ЦНС) 333Спинной мозг 333Головной мозг 335Периферическая нервная система 343Вегетативная (автономная) нервная система (ВНС) 346Органы чувств 351Орган зрения 352Преддверно-улитковый орган (орган слуха и равновесия) 356Орган обоняния 359Орган вкуса 360Кожа 361Функции нервной системы 362Ритмы мозга 370Сон и бодрствование 371Сознание и мышление 373Научение и память 374Мотивации и эмоции 381Интеллект и творчество 383Поведение 385Особенности высшей нервной деятельности человека 386Растения 390Низшие растения 390Водоросли 391Размножение водорослей401Чередование поколений404Экологические формы водорослей 405Значение водорослей405Высшие растения407Ткани растений 410Образовательные ткани (меристемы)410Покровные ткани413Паренхима417Механические ткани 418Выделительные ткани 421Проводящие ткани424Органы растений431Корень432Побег446Стебель449Почка457Лист459Отдел мохообразные472Жизненный цикл мохообразных 473Отдел папоротникообразные478Класс папоротниковидные480Класс плауновидные 486Класс клинолистовидные, или членистые 494Семенные растения 501Отдел голосеменные 503Класс хвойные 506Отдел покрытосеменные, или цветковые 518Цветок 521Околоцветник 522Семя 559Плод 561Вегетативное размножение цветковых 581Классификация покрытосеменных 593Грибы 596Экологические формы грибов 600Низшие грибы 602Высшие грибы 602Лишайники612Компоненты лишайника 612Животные627Подцарство одноклеточные, или простейшие 627Тип саркомастигофоры 631Класс саркодовые 631Класс жгутиконосцы, или жгутиковые634Подкласс растительные жгутиконосцы 637Подкласс животные жгутиконосцы 637Тип споровики 640Класс грегарины 640Класс кокцидиеобразные 641Тип книдоспоридии 648Тип микроспоридии 649Тип инфузории, или ресничные 650Класс ресничные инфузории 650Класс сосущие инфузории 655Подцарство многоклеточные 656Теории происхождения многоклеточных организмов 656Тип кишечнополостные 657Класс гидроидные 659Класс сцифоидные медузы 666Класс коралловые полипы 668Тип плоские черви 670Класс ресничные черви, или турбеллярии 673Класс сосальщики 678Класс ленточные черви 685Тип круглые черви 699Класс собственно круглые черви 700Тип кольчатые черви 713Подтип беспоясковые 716Класс многощетинковые 716Подтип поясковые 722Класс малощетинковые 722Класс пиявки 728Тип членистоногие 731Подтип жабродышащие 735Класс ракообразные 735Подтип трахейные 744Класс насекомые 744Подтип хелицеровые 764Класс паукообразные 764Тип моллюски 773Класс брюхоногие 774Класс пластинчатожаберные,или двустворчатые 783Класс головоногие 789Тип хордовые 798Подтип позвоночные, иличерепные 805Класс хрящевые рыбы 805Класс костные рыбы 822Класс земноводные, илиамфибии 841Класс пресмыкающиеся,илирептилии 863Класс птицы 881Класс млекопитающие 901Генетика924Наследственность929Взаимодействие аллельных генов 929Взаимодействие неаллельных генов936Хромосомная теория наследственности 942Изменчивость 953Ненаследственная (фенотипическая, или модификационная) изменчивость ... 954Наследственная (генотипическая) изменчивость 959Комбинативная изменчивость 959Мутационная изменчивость 960Селекция978Селекция растений 982Селекция животных 984Биотехнология986Эволюция988Микроэволюция 1001Предпосылки (элементарные факторы) эволюции 1002Борьба за существование 1006Естественный отбор 1010Адаптации (приспособления) и адаптациогенез 1017Относительная целесообразность адаптаций 1020Критерии и признаки вида 1021Видообразование 1022Макроэволюция 1024Направления эволюции 1026Биологический прогресс и биологический регресс 1028Основные закономерности эволюции 1029Доказательства эволюции 1031Гипотезы происхождения жизни на Земле 1033Развитие органическогомира 1035Положение человека в природе 1036Экология 1044Абиотические факторы 1045Биотические факторы 1049Развитие экостистем 1054Круговорот веществ с участием живых организмов. Биогенная миграция атомов 1058Биосфера 1062Рекомендации по подготовке к письменному вступительному экзаменупо биологии 1065Перечень примерных вопросов для письменного вступительногоэкзамена по биологии 1068Единый государственный экзамен и рекомендации по подготовке к нему 1074Список литературы, рекомендуемой для самостоятельной подготовкик вступительному экзамену по биологии и ЕГЭ 1083ЕНЕУчебное изданиеБилич-Габриэль-Лазаревич-| Крыжановский Валерий АнатольевичБиологиядля поступающих в вузы