Тема корень 6 класс биология: Корень — урок. Биология, 6 класс.

Содержание

Корень. Биология. 6 класс – конспект урока – Корпорация Российский учебник (издательство Дрофа – Вентана)

авторы: Шевченко Сергей Александрович, учитель биологии МБОУ Северная СОШ№13 Зимовниковского района Ростовской области

Разработки уроков (конспекты уроков)

Основное общее образование

Линия УМК В. В. Пасечника. Биология (5-9)

Биология

Внимание! Администрация сайта rosuchebnik.ru не несет ответственности за содержание методических разработок, а также за соответствие разработки ФГОС.

Название учебно-методического комплекса: УМК «Биология. Бактерии. Грибы. Растения. 6 класс»: В.В. Пасечник (М.: Дрофа, 2012).

Класс: 6.

Тема: Корень.

Тип урока: изучение нового материала.

Цели:

  • образовательная – раскрыть механизм поглощения корнем из почвы воды с минеральными веществами;
  • развивающая – развивать умения анализировать, работая с биологическими объектами;
  • воспитательная – формировать навыки работы и умения взаимодействия между обучающимися в парах.

Задачи:

  • сформировать знания о видах корней и типах корневых систем, функциях корня;
  • выработать умение распознавать на натуральных объектах типы корневых систем;
  • продолжить формирование умения делать выводы на основании результатов лабораторной работы.

Использованные источники:

  1. Дубинина Н.В., Пасечник В.В. Тематическое и поурочное планирование к учебнику Биология. Бактерии. Грибы. Растения. 6 класс. – М.: Дрофа, 2012.
  2. Ерхова Н.В. На помощь приходит фантазия. //Биология в школе. – М.: Школа-Пресс, 2001, №1. С. 38.
  3. Кузнецова В.И. Уроки биологии, 6-7 класс. Растения. Бактерии. Грибы. Лишайники. /Книга для учителя. Издание второе, переработанное. – М.: Просвещение, 1991.
  4. Пасечник В.В. Биология. Бактерии. Грибы. Растения. 6 класс. /Учеб. для общеобразоват. учебных заведений. – М.: Дрофа, 2012.
  5. Пасечник В.В., Снисаренко Т.А. Биология. Бактерии. Грибы. Растения. Рабочая тетрадь к учебнику В.В. Пасечника «Биология. 6 класс». – М.: Дрофа, 2012.
  6. Сухорукова Л.Н., Кучменко В.С., Колесникова И.Я. Биология. Живой организм. 5-6 классы: учеб. для общеобразоват. учреждений с прил. на электрон. носителе. – М.: Просвещение, 2012.

I. Организационный момент (проверка готовности обучающихся к уроку)

Чтение подготовленным обучающимся стихотворения В. Жака:

Мы в букет собрали маки жаркие,
Много незабудок голубых.
А потом цветов нам стало жалко,
Снова в землю посадили их.

Только ничего не получается:
От любого ветерка качаются!
Почему осыпались и вянут?
Какова же тема нашего урока: ? (Совместное формулирование темы, целей и задач урока обучающимися и учителем).
Почему осыпались и вянут?
Без корней расти и жить не станут!
Как ни тонок, неприметен корешок,
Но не может жить на свете
Без него любой цветок!
Итак, тема урока: Корень.

II. Изучение нового материала

1. Функции корня. (Беседа на основе имеющихся у обучающихся знаний с демонстрацией интерактивной схемы «Функции корня», обсуждение проблемных вопросов:

  1. В каких ещё науках вы встречались с понятием «корень»? (Филологии, математике, обществознании).
  2. Почему корень называют живым якорем? (Корни закрепляют растение в почве и прочно удерживают его в течение всей жизни).
  3. Как вы объясните выражение: «Человек силён своими корнями»? (У каждого человека есть родовое начало, родовое «гнездо», так называемые «корни». Представители каждого рода должны помогать друг другу в трудных жизненных ситуациях).
  4. О чём нам поведал мультфильм «Вершки и корешки»?).

Функции корня: закрепление растения в почве, поглощение воды и минеральных веществ, синтез гормонов и ферментов, выделение продуктов метаболизма, запасание воды и питательных веществ

2. Виды корней: главный, боковые, придаточные. (Фронтальная беседа с демонстрацией таблицы «Строение корня», рисунка «Внешнее строение корня», проростков гороха, фасоли, пшеницы. Чтение и анализ «Сказки о корне»). [Прил. 1]

3. Типы корневых систем. (Объяснение учителя с демонстрацией рисунка «Виды корней», таблицы «Типы корневых систем», гербарных образцов растений с мочковатой и стержневой корневыми системами).

4. Лабораторная работа «Виды корней, стержневые и мочковатые корневые системы». (Работа обучающихся в парах с гербарием по заданиям на с. 90 учебника, заполнение таблицы 1 – задание 63 в рабочей тетради).

Таблица 1. Стержневая и мочковатая корневые системы

Название растения

Тип корневой системы

Особенности строения корневой системы

1. Райграс пастбищный

Мочковатая корневая система

Главный корень недостаточно развит или отсутствует

2. Пастушья сумка

Стержневая корневая система

Главный корень хорошо виден

3.

 

 

4.

 

 

5.

 

 

III. Физкульминутка под музыку

IV. Закрепление знаний

Закрепление знаний о видах корней и типах корневых систем в ходе решения биологических задач, анализа заложенного заранее опыта по проращиванию семян гороха, фасоли, пшеницы.

1. Два фермера занимаются выращиванием картофеля.

Один из них окучил картофель после полива перед цветением, другой нет. У какого фермера урожай картофеля будет больше и почему? (При окучивании образуются придаточные корни от стебля, которые увеличивают поглощение воды и питательных веществ растением. Следовательно, урожай картофеля будет выше).

2. Две приятельницы покупали рассаду помидоров на рынке. Одна решила купить рассаду не пикированную (ни разу не пересаживаемую), другая – пикированную. У кого из них будет 100% приживаемость рассады помидоров и почему? (При пикировке отщипывается главный корень при рассаживании, число боковых корней увеличивается. Растения становятся более крепкими и жизнеустойчивыми).

3. Опыт по проращиванию семян гороха, фасоли, пшеницы. [Прил. 2, табл. 2]

V. Задание на дом

Изучить §19, ответить устно на вопросы 1-4 к §19, выполнить практическое задание №1 на с.91 учебника.

Хотите сохранить материал на будущее? Отправьте себе на почту

в избранное

Только зарегистрированные пользователи могут добавлять в избранное.

Войдите, пожалуйста.

Корень – зоны корневой системы, таблица типов

4.3

Средняя оценка: 4.3

Всего получено оценок: 2455.

4.3

Средняя оценка: 4.3

Всего получено оценок: 2455.

Корень – один из вегетативных органов растения. Его основная функция – поглощение почвенной воды с растворёнными в ней минеральными веществами.

Функции корня

Кроме питательной функции, корень выполняет и другие:

  • закрепление растения в почве;
  • сохранение питательных веществ;
  • вегетативное размножение;
  • синтез некоторых веществ;
  • взаимодействие с другими корнями, бактериями, грибами.

У многих растений видоизменённые корни выполняют дополнительные функции. Например, дыхательные корни болотных растений поднимаются над водой, чтобы проводить воздух в глубоко погружённые части растения.

Зоны корня

Строение корня по всей его длине не одинаково. Корень имеет участки с различным строением и выполняющие разные функции. Эти участки называются зонами:

  • деления;
  • роста;
  • поглощения;
  • проведения.
Рис. 1. Схема зоны корня.

Зона деления сложена мелкими клетками верхушечной меристемы, которые не растут, а только размножаются. Снаружи зона деления прикрыта клетками корневого чехлика.

В зоне роста клетки перестают делиться и сильно вытягиваются. Они также наполняются водой и образуют крупные вакуоли.

Зона поглощения характеризуется наличием большого количества корневых волосков (являются клеточными выростами). Здесь происходит поглощение воды.

Корневые волоски плотно сцепляются с почвой, поэтому клетки зоны поглощения не передвигаются. Но, за счёт непрерывного включения в зону новых клеток со стороны зоны растяжения, вся зона поглощения постоянно перемещается вглубь почвы.

В зоне проведения сосредотачиваются более взрослые клетки, теряющие корневые волоски.

Таблица корней

Зоны

Особенности клеток

Функция

Деления

Мелкие, многогранные, с густой цитоплазмой

Увеличение числа клеток

Растяжения

Вытянутые вдоль оси корня, с крупными вакуолями

Рост корня вглубь почвы

Поглощения

С корневыми волосками

Поглощение воды

Проведения

Формируется плотная покровная ткань

Транспорт воды в надземные органы и обратно

Такое строение свойственно молодым корням.

Типы корней

Существует три типа корней:

  • главный;
  • боковые;
  • придаточные.

Главный корень всегда один, это корень, вырастающий из семенного зародыша. Боковые корни ответвляются от главного. Придаточные обычно образуются на стебле.

Рис. 2. Типы корней.

Корневые системы

Корневой системой называется вся масса корней растения. Она бывает:

  • стержневой;
  • мочковатой.

В стержневой корневой системе главный корень явно выделяется своими размерами.

В мочковатой системе главный корень внешне ничем не отличается от всех остальных.

Суммарная длина корней одного тепличного куста ржи оказалась равной 623 км., а суточный прирост всех корней составлял 5 км.

Постоянные ткани взрослого корня

Со временем, у корня формируются постоянные ткани.

Центр корня называется стелой, и образован камбием (образовательной тканью) и проводящими тканями (ксилемой и флоэмой). Ксилема формирует древесину, а флоэма луб.

Рис. 3. Поперечный срез корня.

Для прочности в стеле образуются тяжи механических тканей.

Вокруг стелы откладывается кора. В ней, кроме покровной ткани, также присутствует всасывающая и паренхима (основная).

Что мы узнали?

Изучая по биологии (6 класс) функции, строение и зоны корней, следует отметить самое важное. Корень впитывает воду и закрепляет в почве растение. В молодых корнях на продольном срезе выделяют 4 зоны. Корни по происхождению бывают трёх типов. Во взрослых корнях присутствуют все основные типы тканей.

Тест по теме

Доска почёта

Чтобы попасть сюда – пройдите тест.

  • Дильмурат Нурмашов

    9/10

  • Артем Зобенко

    10/10

  • Кумар Тилекматов

    10/10

  • Артём Розин

    9/10

  • Кира Мелехина

    10/10

  • Тихон Спиридович

    7/10

Оценка доклада

4. 3

Средняя оценка: 4.3

Всего получено оценок: 2455.


А какая ваша оценка?

Обзор биологии корней, стеблей и листьев

Обзор биологии корней, стеблей и листьев https://schooltutoring.com/help/wp-content/themes/movedo/images/empty/thumbnail.jpg 150 150 Дебора Дебора https://secure.gravatar.com/avatar/63fb4ad5c163b8f83de2f54371b9e040?s=96&d=mm&r=g

Обзор

Семенные растения состоят из трех основных частей, выполняющих специальные функции: корня, стебля и листьев. Корни помогают закрепить растение в земле, а также поглощают воду и питательные вещества из почвы. Стебли поддерживают ту часть растения, которая находится над землей, и переносят воду и питательные вещества ко всем частям растения. Листья осуществляют фотосинтез, который является наиболее важным способом получения растениями энергии для жизни.

Специализированные ткани растений

У растений есть системы тканей, которые специализируются на таких функциях, как рост, регулирование воды и защита от повреждений, транспортировка воды и других питательных веществ ко всем частям растения, а также клетки, формирующие поддерживающую структуру растения. Растения растут из специализированных клеток на концах побегов и корней. Кожная ткань образует внешнее покрытие растения вдоль стеблей, листьев и корней. Тонкое внешнее покрытие помогает уберечь растение от высыхания и защищает внутренние части растения от повреждений. Клетки, которые специализируются на сосудистой ткани, образуют полые трубки по всему растению, чтобы переносить воду и другие питательные вещества по всему растению. Некоторые типы наземных тканей имеют толстые клеточные стенки для формирования структур, поддерживающих растение, а другие типы содержатся в листьях для осуществления фотосинтеза.

Рисунок 1: Схема растения с изображением частей и специализированных тканей.

Корни

Существует два основных типа корней: стержневые и мочковатые. Некоторые стержневые корни, например, деревьев, простираются очень глубоко к воде, в то время как другие хранят сахара и крахмалы. Корнеплоды, такие как морковь, свекла и редис, являются съедобными корнеплодами. Травы и подобные им растения имеют мочковатые корни, которые разветвляются и образуют сети, препятствующие эрозии почвы. Корни поглощают воду и питательные вещества из почвы.

Рисунок 2: Корнеплоды, такие как морковь, имеют съедобные корнеплоды.

Стебли

Стебли производят листья, ветки и цветы. Они держат листья на солнце, чтобы они могли осуществлять фотосинтез. Они переносят воду и питательные вещества от корней к листьям, а также придают растению структуру. Стебли деревьев имеют очень сложные узоры из одревесневших стеблей, которые становятся толще по мере роста деревьев.

Листья

Листья осуществляют фотосинтез, при котором двуокись углерода и вода используются для производства сахаров и кислорода. Они могут быть одиночными или иметь множество отдельных листочков, соединенных одним стеблем. Они имеют форму, позволяющую собирать максимальное количество света, и содержат хлорофилл. Некоторые клетки позволяют растению поглощать свет для осуществления фотосинтеза, в то время как другие клетки в структуре листа регулируют количество воды, которая может проникать в него и испаряться из него.

Рисунок 4: Схема листа, показывающая его роль в фотосинтезе.

Заинтересованы в репетиторстве по биологии? Узнайте больше о том, как мы помогаем тысячам студентов каждый учебный год.

SchoolTutoring Academy — это ведущая компания, предоставляющая образовательные услуги для учащихся K-12 и колледжей. Мы предлагаем программы репетиторства для учащихся K-12, классов AP и колледжей. Чтобы узнать больше о том, как мы помогаем родителям и учащимся в Шарлоттауне, Пенсильвания, Канада, посетите: Tutoring in Charlottetown, PE, Canada

1.

1 Темы и концепции биологии – Concepts of Biology – 1st Canadian Edition

Перейти к содержанию

Глава 1: Введение в биологию

К концу этого раздела вы сможете:

  • Определять и описывать свойства жизни
  • Опишите уровни организации живых существ
  • Перечислите примеры различных разделов биологии

Посмотрите видео об эволюции путем естественного отбора.

Биология – это наука, изучающая жизнь. Что такое жизнь? Это может показаться глупым вопросом с очевидным ответом, но дать определение жизни непросто. Например, раздел биологии, называемый вирусологией, изучает вирусы, которые обладают некоторыми характеристиками живых существ, но лишены других. Оказывается, хотя вирусы могут атаковать живые организмы, вызывать болезни и даже размножаться, они не соответствуют критериям, которые биологи используют для определения жизни.

С самого начала своего существования биология боролась с четырьмя вопросами: какие общие свойства делают что-то «живым»? Как функционируют эти разнообразные живые существа? Столкнувшись с удивительным разнообразием жизни, как мы организуем различные виды организмов, чтобы лучше понять их? И, наконец, — что в конечном счете стремятся понять биологи — как возникло это разнообразие и как оно сохраняется? Поскольку каждый день открываются новые организмы, биологи продолжают искать ответы на эти и другие вопросы.

Все группы живых организмов имеют несколько общих ключевых характеристик или функций: порядок, чувствительность или реакция на раздражители, размножение, адаптация, рост и развитие, регуляция, гомеостаз и переработка энергии. Если рассматривать эти восемь характеристик вместе, они определяют жизнь.

Заказ

Организмы — это высокоорганизованные структуры, состоящие из одной или нескольких клеток. Даже очень простые одноклеточные организмы удивительно сложны. Внутри каждой клетки атомы составляют молекулы. Они, в свою очередь, составляют клеточные компоненты или органеллы. Многоклеточные организмы, которые могут состоять из миллионов отдельных клеток, имеют преимущество перед одноклеточными организмами в том, что их клетки могут быть специализированы для выполнения определенных функций и даже приноситься в определенных ситуациях в жертву на благо организма в целом. Как эти специализированные клетки собираются вместе, чтобы сформировать такие органы, как сердце, легкие или кожа, у таких организмов, как жаба, показанная на рис. 1.2, мы обсудим позже.

Рис. 1.2 Жаба представляет собой высокоорганизованную структуру, состоящую из клеток, тканей, органов и систем органов.

Чувствительность или реакция на раздражители

Организмы реагируют на разнообразные раздражители. Например, растения могут наклоняться к источнику света или реагировать на прикосновение. Даже крошечные бактерии могут двигаться к химическим веществам или от них (процесс, называемый хемотаксис) или свету (фототаксис). Движение к раздражителю считается положительной реакцией, а движение в сторону от раздражителя считается отрицательной реакцией.

Рисунок 1.3. Листья этого чувствительного растения (Mimosa pudica) мгновенно свисают и складываются при прикосновении. Через несколько минут растение возвращается в нормальное состояние.

Концепция в действии


Посмотрите это видео, чтобы увидеть, как чувствительное растение реагирует на прикосновение.

Репродукция

Одноклеточные организмы размножаются, сначала дублируя свою ДНК, которая является генетическим материалом, а затем делят ее поровну, поскольку клетка готовится к делению, чтобы сформировать две новые клетки. Многие многоклеточные организмы (состоящие из более чем одной клетки) производят специализированные репродуктивные клетки, из которых формируются новые особи. Когда происходит размножение, ДНК, содержащая гены, передается потомству организма. Эти гены являются причиной того, что потомство будет принадлежать к тому же виду и будет иметь характеристики, сходные с родителем, такие как цвет меха и группа крови.

Адаптация

Все живые организмы демонстрируют «приспособленность» к окружающей среде. Биологи называют это соответствие адаптацией, и оно является следствием эволюции путем естественного отбора, который действует в каждой линии воспроизводящихся организмов. Примеры приспособлений разнообразны и уникальны: от термостойких архей, обитающих в кипящих горячих источниках, до длины языка мотылька, питающегося нектаром, который соответствует размеру цветка, которым он питается. Все приспособления повышают репродуктивный потенциал особи, проявляющей их, включая их способность выживать и размножаться. Адаптации не постоянны. По мере изменения окружающей среды естественный отбор заставляет характеристики особей в популяции отслеживать эти изменения.

Рост и развитие

Организмы растут и развиваются в соответствии со специфическими инструкциями, закодированными их генами. Эти гены предоставляют инструкции, которые будут направлять клеточный рост и развитие, гарантируя, что детеныши вида вырастут и проявят многие из тех же характеристик, что и их родители.

Рис. 1.4 Хотя нет двух одинаковых котят, эти котята унаследовали гены от обоих родителей и имеют много общих характеристик.

Постановление

Даже самые маленькие организмы сложны и требуют множественных регуляторных механизмов для координации внутренних функций, таких как транспорт питательных веществ, реакция на раздражители и преодоление стрессов окружающей среды. Например, системы органов, такие как пищеварительная или кровеносная системы, выполняют определенные функции, такие как перенос кислорода по всему телу, удаление отходов, доставка питательных веществ к каждой клетке и охлаждение тела.

Гомеостаз

Для правильного функционирования клеткам требуются соответствующие условия, такие как правильная температура, pH и концентрации различных химических веществ. Однако эти условия могут меняться от одного момента к другому. Организмы способны почти постоянно поддерживать внутренние условия в узком диапазоне, несмотря на изменения окружающей среды, благодаря процессу, называемому гомеостазом или «устойчивым состоянием» — способностью организма поддерживать постоянные внутренние условия. Например, многие организмы регулируют температуру своего тела в процессе, известном как терморегуляция. Организмы, живущие в холодном климате, такие как белый медведь, имеют структуру тела, которая помогает им выдерживать низкие температуры и сохранять тепло тела. В жарком климате у организмов есть методы (например, потоотделение у людей или тяжелое дыхание у собак), которые помогают им сбрасывать избыточное тепло тела.

Рис. 1.5 Белые медведи и другие млекопитающие, живущие в покрытых льдом регионах, поддерживают температуру своего тела за счет выделения тепла и сокращения потерь тепла через густую шерсть и плотный слой жира под кожей.

Обработка энергии

Все организмы (например, калифорнийский кондор, показанный на рис. 1.6) используют источник энергии для своей метаболической деятельности. Некоторые организмы улавливают энергию солнца и превращают ее в химическую энергию в пище; другие используют химическую энергию от молекул, которые они поглощают.

Рис. 1.6 Калифорнийскому кондору требуется много энергии для полета. Химическая энергия, получаемая из пищи, используется для обеспечения полета. Калифорнийские кондоры находятся под угрозой исчезновения; ученые стремились разместить бирку на каждой птице, чтобы помочь им идентифицировать и определить местонахождение каждой отдельной птицы.

Живые существа высокоорганизованы и структурированы, следуя иерархии в масштабе от малого до большого. Атом — самая маленькая и самая фундаментальная единица материи. Он состоит из ядра, окруженного электронами. Атомы образуют молекулы. А 9Молекула 0110 представляет собой химическую структуру, состоящую как минимум из двух атомов, соединенных вместе химической связью. Многие биологически важные молекулы представляют собой макромолекулы , большие молекулы, которые обычно образуются путем объединения более мелких единиц, называемых мономерами. Примером макромолекулы является дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК), которая содержит инструкции для функционирования содержащего ее организма.

Рис. 1.7 Молекула, как и эта большая молекула ДНК, состоит из атомов.

Концепция в действии


Чтобы увидеть анимацию этой молекулы ДНК, нажмите здесь.

Некоторые клетки содержат агрегаты макромолекул, окруженные мембранами; они называются органеллами. Органеллы — это небольшие структуры, которые существуют внутри клеток и выполняют специализированные функции. Все живые существа состоят из клеток; сама клетка является наименьшей фундаментальной структурной и функциональной единицей живых организмов. (Вот почему вирусы не считаются живыми: они не состоят из клеток. Чтобы создать новые вирусы, они должны вторгнуться и захватить живую клетку; только тогда они могут получить материалы, необходимые им для размножения. ) Некоторые организмы состоят из одноклеточные, а другие многоклеточные. Клетки классифицируются как прокариотические или эукариотические. Прокариоты — одноклеточные организмы, у которых отсутствуют органеллы, окруженные мембраной, и ядра, окруженные ядерными мембранами; напротив, клетки эукариот имеют связанные с мембраной органеллы и ядра.

В большинстве многоклеточных организмов клетки объединяются в ткани, которые представляют собой группы подобных клеток, выполняющих одну и ту же функцию. Органы представляют собой совокупность тканей, сгруппированных вместе на основе общей функции. Органы есть не только у животных, но и у растений. Система органов – это более высокий уровень организации, состоящий из функционально связанных органов. Например, позвоночные животные имеют много систем органов, таких как система кровообращения, которая переносит кровь по всему телу, а также в легкие и обратно; он включает такие органы, как сердце и кровеносные сосуды. Организмы – это индивидуальные живые существа. Например, каждое дерево в лесу — это организм. Одноклеточные прокариоты и одноклеточные эукариоты также считаются организмами и обычно называются микроорганизмами.

Рис. 1.8. От атома до всей Земли биология исследует все аспекты жизни.

Какое из следующих утверждений неверно?

  1. Ткани существуют внутри органов, которые существуют внутри систем органов.
  2. Сообщества существуют внутри популяций, существующих внутри экосистем.
  3. Органеллы существуют внутри клеток, которые существуют в тканях.
  4. Сообщества существуют в экосистемах, существующих в биосфере.

Все особи вида, обитающие в определенной области, вместе называются популяцией. Например, в лесу может быть много белых сосен. Все эти сосны представляют собой популяцию белых сосен в этом лесу. На одной и той же конкретной территории могут проживать разные популяции. Например, лес с соснами включает в себя популяции цветковых растений, а также популяции насекомых и микробов. Сообщество – это совокупность популяций, населяющих определенную территорию. Например, все деревья, цветы, насекомые и другие популяции в лесу образуют лесное сообщество. Лес сам по себе является экосистемой. Экосистема состоит из всех живых существ в определенной области вместе с абиотическими или неживыми частями этой среды, такими как азот в почве или дождевая вода. На высшем уровне организации биосфера представляет собой совокупность всех экосистем и представляет собой зоны жизни на Земле. Он включает землю, воду и части атмосферы.

Биологическая наука очень широка по своему охвату, потому что на Земле существует огромное разнообразие жизни. Источником этого разнообразия является эволюция, процесс постепенных изменений, в ходе которого из старых видов возникают новые. Биологи-эволюционисты изучают эволюцию живых существ во всем, от микроскопического мира до экосистем.

В 18 веке ученый по имени Карл Линней впервые предложил организовать известные виды организмов в иерархическую таксономию. В этой системе виды, наиболее похожие друг на друга, объединяются в группу, известную как род. Более того, сходные роды (множественное число от рода) объединяются в семейство. Эта группировка продолжается до тех пор, пока все организмы не будут собраны вместе в группы на самом высоком уровне. Текущая таксономическая система теперь имеет восемь уровней в своей иерархии, от низшего к высшему, а именно: вид, род, семейство, порядок, класс, тип, царство и область. Таким образом, виды группируются внутри родов, роды группируются в семействах, семейства группируются в отрядах и т. д.

Рис. 1.9 На этой диаграмме показаны уровни таксономической иерархии собак, от самой широкой категории — домена — до самого конкретного — вида.

Верхний уровень, домен, является относительно новым дополнением к системе с 1990-х годов. В настоящее время ученые выделяют три домена жизни: эукариоты, археи и бактерии. Домен Eukarya содержит организмы, имеющие клетки с ядрами. В него входят царства грибов, растений, животных и несколько царств простейших. Археи представляют собой одноклеточные организмы без ядра и включают в себя множество экстремофилов, которые живут в суровых условиях, например, в горячих источниках. Бактерии — еще одна совершенно другая группа одноклеточных организмов без ядра. И археи, и бактерии — прокариоты, неофициальное название клеток без ядра. Признание в 19В 90-е годы тот факт, что некоторые «бактерии», ныне известные как археи, генетически и биохимически так же отличаются от других бактериальных клеток, как и от эукариот, мотивировал рекомендацию разделить жизнь на три домена. Это резкое изменение в наших знаниях о древе жизни демонстрирует, что классификации не являются постоянными и будут меняться по мере поступления новой информации.

В дополнение к иерархической таксономической системе Линней был первым, кто дал названия организмам, используя два уникальных имени, теперь называемых биномиальной системой именования. До Линнея использование общих названий для обозначения организмов вызывало путаницу, поскольку в этих общих названиях существовали региональные различия. Биномиальные имена состоят из названия рода (с большой буквы) и названия вида (все строчные). Оба имени выделяются курсивом при печати. Каждому виду дается уникальный бином, признанный во всем мире, так что ученый в любом месте может знать, о каком организме идет речь. Например, североамериканская голубая сойка известна как 9.0147 Цианоцита кристата . Наш вид — Homo sapiens .

Рис. 1.10. Эти изображения представляют разные домены. Сканирующая электронная микрофотография показывает, что (а) бактериальные клетки принадлежат к домену Bacteria, а (b) экстремофилы, которые все вместе видны как цветные маты в этом горячем источнике, принадлежат к домену Archaea. И подсолнух (c), и лев (d) являются частью домена Eukarya.

Эволюция в действии

Карл Вёзе и филогенетическое дерево

Эволюционные взаимоотношения различных форм жизни на Земле можно обобщить в виде филогенетического древа. Филогенетическое древо — это диаграмма, показывающая эволюционные отношения между биологическими видами, основанные на сходствах и различиях в генетических или физических признаках или в том и другом. Филогенетическое дерево состоит из точек ветвления или узлов и ветвей. Внутренние узлы представляют предков и являются точками эволюции, когда, основываясь на научных данных, считается, что предок разошелся, образовав два новых вида. Длину каждой ветви можно рассматривать как оценку относительного времени.

В прошлом биологи делили живые организмы на пять царств: животные, растения, грибы, простейшие и бактерии. Однако новаторская работа американского микробиолога Карла Вёзе в начале 1970-х годов показала, что жизнь на Земле развивалась по трем линиям, которые теперь называются доменами — бактерии, археи и эукариоты. Везе предложил этот домен как новый таксономический уровень, а Archaea как новый домен, чтобы отразить новое филогенетическое дерево. Многие организмы, принадлежащие к домену Archaea, живут в экстремальных условиях и называются экстремофилами. Чтобы построить свое дерево, Везе использовал генетические отношения, а не сходство, основанное на морфологии (форме). В филогенетических исследованиях использовались различные гены. Дерево Вёза было построено на основе сравнительного секвенирования генов, которые широко распространены, обнаруживаются в слегка измененной форме в каждом организме, законсервированы (это означает, что эти гены лишь слегка изменились на протяжении эволюции) и имеют соответствующую длину.

Рисунок 1.11 Это филогенетическое дерево было построено микробиологом Карлом Вёзе с использованием генетических отношений. Дерево показывает разделение живых организмов на три домена: бактерии, археи и эукариоты. Бактерии и археи представляют собой организмы без ядра или других органелл, окруженных мембраной, и, следовательно, являются прокариотами.

Посмотреть видео о науке и медицине

Сфера применения биологии широка и поэтому содержит множество разделов и поддисциплин. Биологи могут заниматься одной из этих поддисциплин и работать в более узкой области. Например, молекулярная биология изучает биологические процессы на молекулярном уровне, включая взаимодействия между молекулами, такими как ДНК, РНК и белки, а также то, как они регулируются. Микробиология изучает строение и функции микроорганизмов. Это довольно широкая отрасль, и, в зависимости от предмета изучения, среди прочих есть микробные физиологи, экологи и генетики.

Другая область биологических исследований, нейробиология, изучает биологию нервной системы, и, хотя она считается отраслью биологии, она также признана междисциплинарной областью исследований, известной как неврология. Из-за своего междисциплинарного характера эта субдисциплина изучает различные функции нервной системы с использованием молекулярных, клеточных, эволюционных, медицинских и вычислительных подходов.

Рисунок 1.12. Исследователи работают над раскопками окаменелостей динозавров на участке в Кастельоне, Испания.

Палеонтология, еще одна отрасль биологии, использует окаменелости для изучения истории жизни. Зоология и ботаника изучают животных и растения соответственно. Биологи также могут специализироваться в качестве биотехнологов, экологов или физиологов, и это лишь некоторые из областей. Биотехнологи применяют знания биологии для создания полезных продуктов. Экологи изучают взаимодействие организмов в окружающей их среде. Физиологи изучают работу клеток, тканей и органов. Это всего лишь небольшая выборка из многих областей, которыми могут заниматься биологи. От наших собственных тел до мира, в котором мы живем, открытия в биологии могут влиять на нас самым непосредственным и важным образом. Мы зависим от этих открытий для нашего здоровья, наших источников пищи и преимуществ, предоставляемых нашей экосистемой. Из-за этого знание биологии может помочь нам в принятии решений в нашей повседневной жизни.

Развитие технологий в двадцатом веке, которое продолжается и сегодня, особенно технологии описания генетического материала, ДНК, и манипулирования им, изменило биологию. Эта трансформация позволит биологам продолжать более подробно понимать историю жизни, то, как работает человеческое тело, наше человеческое происхождение и то, как люди могут выживать как вид на этой планете, несмотря на стрессы, вызванные нашим растущим числом. Биологи продолжают разгадывать огромные тайны жизни, предполагая, что мы только начали понимать жизнь на планете, ее историю и наше отношение к ней. По этой и другим причинам знания по биологии, полученные с помощью этого учебника и других печатных и электронных средств, должны быть преимуществом в любой области, в которой вы работаете.

Судмедэксперт

Судебная экспертиза — это применение науки для ответа на вопросы, связанные с законом. Биологи, а также химики и биохимики могут быть судебными экспертами. Судебно-медицинские эксперты предоставляют научные доказательства для использования в судах, и их работа включает в себя изучение следов, связанных с преступлениями. За последние несколько лет интерес к криминалистике возрос, возможно, из-за популярных телевизионных шоу, в которых участвуют судебно-медицинские эксперты. Кроме того, развитие молекулярных методов и создание баз данных ДНК обновили виды работы, которую могут выполнять судебно-медицинские эксперты. Их служебная деятельность в основном связана с преступлениями против людей, такими как убийства, изнасилования и нападения. Их работа включает в себя анализ образцов, таких как волосы, кровь и другие биологические жидкости, а также обработку ДНК, обнаруженной во многих различных средах и материалах. Судмедэксперты также анализируют другие биологические доказательства, оставленные на месте преступления, такие как части насекомых или пыльцевые зерна. Студенты, которые хотят продолжить карьеру в области криминалистики, скорее всего, должны будут пройти курсы химии и биологии, а также некоторые интенсивные курсы математики.

Рис. 1.13. Судебно-медицинский эксперт работает в комнате для выделения ДНК в Лаборатории уголовных расследований армии США.

Биология – это наука о жизни. Все живые организмы имеют несколько общих ключевых свойств, таких как порядок, чувствительность или реакция на раздражители, размножение, адаптация, рост и развитие, регуляция, гомеостаз и переработка энергии. Живые существа высоко организованы в соответствии с иерархией, которая включает атомы, молекулы, органеллы, клетки, ткани, органы и системы органов. Организмы, в свою очередь, группируются как популяции, сообщества, экосистемы и биосфера. Эволюция является источником огромного биологического разнообразия на Земле сегодня. Диаграмма, называемая филогенетическим деревом, может использоваться для отображения эволюционных отношений между организмами. Биология очень широка и включает в себя множество разделов и поддисциплин. Примеры включают, среди прочего, молекулярную биологию, микробиологию, нейробиологию, зоологию и ботанику.

атом: основная единица материи, которая не может быть расщеплена обычными химическими реакциями

биология: изучение живых организмов и их взаимодействия друг с другом и окружающей их средой

биосфера: совокупность всех экосистем на Земле

клетка: наименьшая фундаментальная единица строения и функции живых существ

сообщество: совокупность популяций, населяющих определенную территорию

экосистема: все живые существа в определенной области вместе с абиотическими, неживыми частями этой среды

эукариот: организм с клетками, имеющими ядра и мембраносвязанные органеллы постепенное изменение популяции, которое также может привести к возникновению новых видов из более старых видов

гомеостаз: способность организма поддерживать постоянные внутренние условия

макромолекула: большая молекула, обычно образованная путем соединения более мелких молекул вместе для выполнения общей функции

система органов: высший уровень организации, состоящий из функционально связанных органов

органелла: мембраносвязанный компартмент или мешок внутри клетки

организм: отдельное живое существо

филогенетическое дерево: диаграмма, показывающая эволюционные отношения между биологическими видами, основанные на сходствах и различиях в генетических или физических признаках или и в том, и в другом в определенной области

прокариот: одноклеточный организм, у которого отсутствует ядро ​​или любая другая мембраносвязанная органелла

ткань: группа подобных клеток, выполняющих одну и ту же функцию

Атрибуция СМИ