Состав и строение животной и растительной клетки

Биосфера состоит из неживых и живых образований, которые неразрывно связаны между собой. неживые составляющие биосферы. В экологии их называют косным веществом в силу пассивности неживого вещества в нормальных условиях. Оно активно потребляется живыми организмами, которые перерабатывают его для своих нужд и выбрасывают отходы обратно в неживое пространство биосферы. Иногда косная среда приходит в необычное движение и тогда живое попадает в зависимость от сил стихии. Все живые организмы состоят из клеток. Лишь вирусы не имеют нормального клеточного строения, в связи с чем не могут быть безусловно включены в перечень живых организмов. Размеры клеток очень малы. Например, в теле человека клетки от нескольких микрометров до 200 микрометров. 1 микрометр (мкм) = 10^-6 метра (м) = 10^-3 миллиметра (мм); 1нанометр (нм) = 10^-9м = 10^-6 мм; 1 ангстрем (Е) = 10^-10 м = 10^-7 мм. Все клетки всех организмов имеют принципиально одинаковое строение. В структуре их присутствуют поверхностный комплекс, цитоплазма и ядро. Клетки являются основной структурной и функциональной единицей живых организмов. В них осуществляется обмен веществ и энергии, следствием чего является рост и развитие организма. Форма клеток разнообразна. В состав клеток входят почти все известные химические элементы. В организме человека обнаружено 86 постоянно присутствующих элемента. Из них 25 необходимы для нормальной жизнедеятельности, 18 из которых необходимы абсолютно, а 7 полезны. Причём 98% массы клетки составляют четыре элемента. Это кислород (65-75 % массы), углерод (15-18 %), водород (8-10 %) азот (1,5–3,0 %). Остальные 2 % заняты преимущественно серой, фосфором, хлором, калием, натрием, магнием, кальцием, железом. Их объединяют под названием макроэлементы. Группа из 16 микроэлементов занимает только 0,1 % массы. Несмотря на малое содержание микроэлементы выполняют важные функции, регулируют обмен веществ. К микроэлементам относятся цинк, медь, йод, фтор, марганец, селен, кобальт, молибден, стронций, никель, хром, ванадий и другие. Химические элементы в клетке находятся в форме химических соединений или веществ. Есть в ней неорганические вещества – преимущественно вода, которая составляет 70-80 % клетки. На долю других неорганических веществ приходится 1,0-1,5 %. В воде растворяются соли, основания, кислоты, белки, углеводы и спирты. Они называются гидрофильными веществами. Гидрофобные вещества, к ним относятся жиры и жироподобные вещества. Не растворяются в воде. Из органических соединений в клетке преобладают белки (10-20 %). Жиры (1-5 %), углеводы (0,2-2,0 %), нуклеиновые кислоты (1-2 %). Нуклеиновые кислоты: рибонуклеиновая кислота (РНК) и дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) несут генетическую информацию. Различаются клетки растительных и животных организмов. Клетки растений содержат хлоропласты и вакуоли. В них особые вещества хлорофиллы, в присутствии которых в клетке растения идёт важнейший для биосферы процесс фотосинтеза. Сущность его в том, что на свету из простых неорганических соединений формируются сложные органические вещества. Реакция эндотермическая, то есть идёт с поглощением теплоты, излучаемой солнцем или другим источником света. Таким образом растения создают органическое вещество для всей биосферы. Потому в экологии растения называют продуцентами. Свои ткани они строят из органических веществ, выработанных самостоятельно. Потому они называются ещё автотрофы, то есть сами питающие себя. Кроме автотрофов существуют организмы гетеротрофы, которые для питания получают готовые органические вещества. Физическим источником жизненной энергии для них является экзотермическая реакция распада при окислении органических веществ, протекающая в организме гетеротрофа.

37. Два надцарства в биологической классификации, время их появления на земле и экологическое значение. На протяжении тысячелетий представлялось, что землю населяют люди, животные и растения. С появлением микроскопа были открыты микроорганизмы, многие из которых имеют признаки и животного и растения одновременно. После создания электронного микроскопа были описаны вирусы, которые не несут на себе обязательных признаков, которые есть у всех растений или всех животных. Это создало большие трудности в классификации живых организмов. Такая классификация необходима для понимания системы биосферы и ее подсистем в экологии. В настоящее время в биологии сохраняется систематика (классификация) созданная в 1770 году Карлом Линнеем. В основу её положен принцип иерархичности. За наименьшую единицу, по численности особей, принят вид. Вид это множество сходных особей живых организмов, которые оставляют потомство. Животные или растения, которые с особями вида не могут дать потомства не принадлежат к виду. Внутри вида выделяются разновидности. Например, всё множество собак объединяется в один вид. Породы собак это разновидности в общих терминах классификации. Виды в классификации объединяются в роды, роды – в семейства, семейства – в отряды, отряды – в классы, классы – в типы, типы – в царства. Над ними существуют ещё надцарства, которые включают организмы принципиально различные на клеточном уровне. Например, вид мышь домовая относится к роду «мышь», семейству мышиных, отряду грызунов, классу млекопитающих, типу хордовых, царству животных, надцарству эукариотов. В царстве животных насчитывается много более 1 миллиона видов, и количество их постоянно увеличивается в связи с обнаружением исследователями новых видов. Надцарство эукариотов включает все развитые современные организмы животных, растений и грибов. Грибы составляют отдельное царство. Другое надцарство прокариотов объединяет примитивные древние формы преимущественно одноклеточных организмов. Прокариоты существуют на земле более 2-х млрд. лет. Многие виды их вымерли. Из ныне живущих к ним относятся некоторые бактерии, в частности цианобактерии, называемые также сине-зелёными водорослями. Размеры клеток прокариотов 1-10 мкм. Размеры клеток эукариотов 10-100 мкм и более. Клетка эукариотов сложнее, совершеннее. У прокариотов ядро чётко не отделено от цитоплазмы. Потому они называются доядерные. Существенно, что прокариоты способны жить в анаэробных условиях, тогда как эукариоты только в аэробных. Среди прокариотов также есть и аэробные организмы. Способность прокариотов жить без кислорода показывает, что они возникли так давно, когда не было кислорода в атмосфере, и он не был растворён в воде гидросферы. Этим примитивным организмам биосфера обязана созданием кислорода для животных, а вместе с ним и запаса органического вещества для растений. Из рассмотрения классификаций организмов можно сделать заключение, что мир живого на земле необыкновенно разнообразен, богат различными форами, приспособленными к разным условиям существования. В то же время он построен закономерно. В нём имеются виды животных и растений способные к воспроизведению потомства и родственные виды, которые объединяются в семейства.