Реферат
На тему
Общая характеристика низших растений
Все низшие растения принадлежат к двум надцарствам: прокариотам и эукариотам.
Прокариоты - древнейшие организмы, не обладающие четко оформленным ядром с оболочкой и типичным хромосомным аппаратом. Наследственная информация реализуется через ДНК. Размножаются делением без ярко выраженного полового процесса.
Трудно найти место на Земле, где не было бы бактерий. Они встречаются в самых разнообразных местах: в атмосфере и на дне океанов, в быстротекущих реках и в вечной мерзлоте, в парном молоке и в ядерных реакторах; однако особенно много их в почве. В верхнем слое почвы содержатся миллионы бактерий на 1 г, то есть примерно 2 тонны на гектар. Среди бактерий много форм, которые паразитируют на человеке, растениях и животных.
Бактерии – мельчайшие из организмов, обладающих клеточным строением; их размеры составляют от 0,1 до 10 мкм. На обычной типографской точке можно разместить сотни тысяч бактерий среднего размера. Бактерии можно увидеть только в микроскоп, поэтому их называют микроорганизмами или микробами; микроорганизмы изучаются микробиологией. Часть микробиологии, изучающая бактерии, называется бактериологией.
Бактерии – древнейшие из известных организмов. Следы жизнедеятельности бактерий и сине-зелёных водорослей (строматолиты) относятся к архею и датируются возрастом 3,5 млрд. лет.
Из-за возможности обмена генами между представителями различных видов и даже родов систематизировать прокариот довольно сложно. Удовлетворительная систематика прокариот не построена до сих пор; все существующие системы являются искусственными и классифицируют бактерии по какой-либо группе признаков, не учитывая их филогенетического родства. В настоящее время бактерии выделены в отдельное надцарство прокариот.
В конце XX века учёные обнаружили, что клетки сравнительно малоизученной группы бактерий – архебактерий. Строение генетического аппарата архебактерий сближает их с эукариотами; с другой стороны, архебактерии имеют и типичные признаки прокариот (отсутствие ядра в клетке, наличие жгутиков, плазмид и газовых вакуолей, размер р-РНК, азотфиксация). Наконец, архебактерии отличаются от всех остальных организмов строением клеточной стенки, типом фотосинтеза и некоторыми другими признаками. Архебактерии способны существовать в экстремальных условиях (например, в горячих источниках при температуре свыше 100 °С, в океанских глубинах при давлении 260 атм, в насыщенных солевых растворах (30 % NaCl)). Некоторые архебактерии выделяют метан, другие используют для получения энергии соединения серы.
По-видимому, архебактерии являются очень древней группой организмов; «экстремальные» возможности свидетельствуют об условиях, характерных для поверхности Земли. Считается, что архебактерии наиболее близки к гипотетическим «проклеткам», породившим впоследствии всё многообразие жизни на Земле.
В последнее время стало ясно, что существуют три основных типа, представленные, соответственно, первая – в клетках эукариот, вторая – в клетках настоящих бактерий, эукариот, третья – у архебактерий. Исследования молекулярной генетики заставили по-новому взглянуть на теорию происхождения эукариот. В настоящее время считается, что на древней Земле одновременно эволюционировали три различные ветви прокариот – архебактерии, эубактерии и уркариоты, характеризовавшиеся разным строением и различными способами получения энергии. Уркариоты, являвшиеся, по сути, ядерно-цитоплазматическим компонентом эукариот, которые превратились в митохондрии и хлоропласты будущих клеток эукариот.
Таким образом, ранг класса, выделявшийся ранее для архебактерий, явно недостаточен. В настоящее время многие исследователи склонны разделять прокариот на два царства: архебактерии и настоящие бактерии (эубактерии) или даже вовсе выделять архебактерии в отдельное надцарство Archaea.
Классификация бактерий по Бергу
Название
Форма клетки
Клеточная стенка
Способ питания
Типичные представители
Спирохеты
Тонкие спиралевидные одноклеточные формы
Оболочка тонкая и эластичная, грамотрицательны
Хемоорганогетеротрофы. Встречаются свободноживущие формы, комменсалисты и паразиты
Возбудители сифилиса и тифа
Аэробные, подвижные спиралевидные или изогнутые грамотрицательные бактерии
Спиралевидные или изогнутые клетки со жгутиками
Жёсткая клеточная стенка
Хемоорганогетеротрофы. Свободноживущие формы и паразиты
Bdellovibrio, паразитирующие в других бактериях
Неподвижные грамотрицательные изогнутые бактерии
Клетки изогнутые, от прямых палочек до колец
Spiromonaceae
Грамотрицательные аэробные палочки и кокки
Одиночные прямые или изогнутые подвижные палочки со жгутиками
Хемоорганогетеротрофы. Некоторые – симбионты
Клубеньковые бактерии
Факультативно анаэробные грамотрицательные палочки
Подвижные и неподвижные палочки
Хемоорганогетеротрофы. Много сапрофитов и паразитов
Кишечная палочка, возбудитель брюшного тифа
Анаэробные грамотрицательные прямые, изогнутые или спиралевидные палочки
Неподвижные или подвижные палочки
Хемоорганогетеротрофы. Встречаются паразиты
Бактерии, характеризующиеся диссимиляционным восстановлением серы или сульфата
Грамотрицательны
Хемосинтетики
Анаэробные грамотрицательные кокки
Кокки, соединённые попарно или в цепочки
Хемоорганогетеротрофы. Паразиты теплокровных животных
Риккетсии и хламидии
Обычно неподвижные формы
Муреиновая клеточная стенка. Обычно грамотрицательны
Хемогетеротрофы. Как правило, паразиты
Возбудители заболеваний дыхательных путей
Микоплазмы
Клетки разнообразной формы. Самые маленькие из бактерий (диаметр 0,15–0,2 мкм)
Клеточная стенка отсутствует
Хемогетеротрофы, хемоавтотрофы. Встречаются паразиты, симбионты, комменсалисты
Возбудители ОРЗ и пневмонии
Эндосимбионты
Хемоорганогетеротрофы. Паразиты и комменсалисты
Грамположительные кокки
Кокки, образующие скопления
Хемоорганогетеротрофы. В основном, сапрофиты
Бактерии, вызывающие молочнокислое брожение
Грамположительные палочки и кокки, образующие эндоспоры
Подвижные палочки
Окрашиваются по Граму различным образом
Хемотрофы. Встречаются сапрофиты, паразиты
Возбудители столбняка, газовой гангрены
Грамположительные, не образующие спор палочки правильной формы
Хемоорганогетеротрофы
Вызывают молочнокислое брожение
Грамположительные, не образующие спор палочки неправильной формы
Неподвижные палочки. Некоторые ветвятся
Хемоорганогетеротрофы. Свободноживущие виды, сапрофиты и паразиты
Возбудители дифтерии
Микобактерии
Неподвижные палочки, прямые или неправильных очертаний с последующим образованием ветвящихся форм
Грамположительные
Сапрофиты и паразиты
Возбудители туберкулеза, проказы
Нокардиоформы
Грамположительны
Фототрофные бактерии, осуществляющие бескислородный фотосинтез
Фотоавтотрофы
Фототрофные бактерии, осуществляющие кислородный фотосинтез
Фотоавтотрофы
Аэробные хемолитотрофные бактерии и близкие к ним организмы
Хемоавтотрофы
Бактерии, накапливающие окислы железа и марганца
Почкующиеся и стебельковые бактерии
Клетки, образующие стебельковые отростки и нитевидные выросты, палочки
Хемоорганогетеротрофы
Бактерии, образующие слизистую оболочку
Свободноплавающие или прикреплённые нитевидные бактерии
Хемоорганогетеротрофы
Нефотосинтезирующие скользящие бактерии, не образующие плодовых тел
Подвижные и неподвижные палочки и нити
Грамотрицательны
Скользящие бактерии, образующие плодовые тела: миксобактерии
Палочки, окружённые слизью
Грамотрицательные бактерии, имеющие тонкие эластичные клеточные стенки
Хемоорганогетеротрофы
Архебактерии
По-разному окрашиваются по Граму
Автотрофы и гетеротрофы
Нокардиоподобные актиномицеты
Актиномицеты с многоклеточными спорангиями
Нитевидный мицелий
Хемоорганогетеротрофы
Актинопланеты
Подвижные формы + мицелий
Хемоорганогетеротрофы. Сапрофиты или паразиты
Стрептомицеты
Мицелий
Хемоорганогетеротрофы
Мадуромицеты
Мицелий
Термомоноспоры
Мицелий
Термоактиномицеты
Мицелий
Хемоорганогетеротрофы
Другие формы актиномицетов
| Классификация бактерий |
Эукариоты - надцарство организмов, четко оформленное ядро которых обладает оболочкой (кариомембраной), оделяющее его от цитоплазмы. Эукариоты включают три царства: грибы, растения и животные.
Эукариоты - ядерные организмы, имеющие ядро, окруженное ядерной мембраной.
Генетический материал сосредоточен преимущественно в хромосомах, имеющих сложное строение и состоящих из нитей ДНК и белковых молекул.
Деление клеток митотические.
Из органелл у них имеются:
центриоли;
митохондрии;
пластиды.
Эукариоты бывают:
одноклеточные;
многоклеточные организмы.
Кроме того, эукариот принято делить на два царства, которые отличаются по ряду признаков, например, по типу питаня:
царство растений. У большинства растений тип питания автотрофный;
царство животных, для которых характерен гетеротрофный тип питания.
Однако провести четкую грань между всеми растениями и всеми животными не удается.
В настоящее время все больше биологов приходят к выводу о необходимости разделения эукариот на три царства - животных, грибов и растений. Эти новые предоставления не являются общепринятыми, но не лишены оснований:
животные:
являются первично гетеротрофными организмами;
клетки лишены плотной наружной оболочки;
обычно это подвижные организмы, но могут быть и прикрепленными;
запасные углеводы откладываются в виде гликогена;
грибы:
являются первично гетеротрофными организмами;
клетки имеют хорошо выраженную оболочку, состоящую их хитина, реже из целлюлозы;
обычно являются прикрепленными организмами;
запасные углеводы откладываются в виде гликогена;
растения:
автотрофные организмы, иногда вторичные гетеротрофы;
клетки обладают плотной стенкой, состоящей обычно из целлюлозы, реже - из хитина;
запасные вещества откладываются в виде крахмала.
Существование биосферы, круговорот веществ в природе связаны с существованием примитивных одноклеточных эукариот. Но в процессе эволюции развились многоклеточные растения, грибы и животные.
Среди автотрофных организмов эволюция наивысшей степени достигла в типе покрытосеменных растений. Вершину эволюции гетеротрофных организмов составляет тип хордовых.
Эукариоты включают в себя две группы организмов:
1. Автотрофы (гр. аутос - сам + гр. трофо -пища, питание) - организмы, синтезирующие из неорганических соединений органическое вещество с использованием энергии Солнца или энергии, освобождающейся при химических реакциях.
Автотрофы (от греческих слов autos — сам и trophe — пища) — живые организмы, синтезирующие органические соединения из неорганических. Автотрофы составляют первый ярус в пищевой пирамиде (первые звенья пищевых цепей). Именно они являются первичными продуцентами органического вещества в биосфере, обеспечивая пищей гетеротрофов. Следует отметить, что иногда резкой границы между автотрофами и гетеротрофами провести не удается. Например, одноклеточная эвглена на свету является автотрофом, а в темноте — гетеротрофом. Автотрофы делятся на фототрофов и хемотрофов.
Фототрофы
Организмы, для которых источником энергии служит солнечный свет, называются фототрофами. Такой тип питания носит название фотосинтеза.
Хемотрофы
Остальные организмы в качестве внешнего источника энергии используют энергию химических связей пищи или восстановленных неорганических соединений — таких, как сероводород, метан, сера, двухвалентное железо и др. Такие организмы называются хемотрофы. Все фототрофы-эукариоты одновременно являются автотрофами, а все хемотрофы-эукариоты — гетеротрофами. Среди прокариот встречаются и другие комбинации. Так, существуют хемоавтотрофные бактерии, а некоторые фототрофные бактерии являются гетеротрофами.
2. Гетеротрофы (гр. гетерос - другой + гр. трофо - пища, питание) - организмы, использующие для питания только или преимущественно органические вещества, произведенные другими видами. Это животные, паразитарные растения и большинство микроорганизмов. Гетеротрофы — организмы, которые не способны синтезировать органические вещества из неорганических. Для синтеза необходимых для своей жизнедеятельности органических веществ им требуются органические вещества, произведённые другими организмами. В процессе пищеварения пищеварительные ферменты расщепляют полимеры органических веществ на мономеры. В сообществах гетеротрофы — это консументы различных порядков и редуценты.
Консументы питаются продуцентами и другими консументами. К консументам относятся звери, птицы, рыбы, насекомые и т.д. Консументы первого порядка – типичные травоядные животные: насекомые, рептилии, птицы и млекопитающие (грызуны, копытные). В воде – моллюски и мелкие ракообразные, личинки. К консументам первого порядка относятся некоторые растения, животные–паразиты растений. Консументы второго порядка питаются травоядными; консументы третьего порядка – консументами второго порядка и травоядными. Они могут быть хищниками и охотиться – схватывать и убивать свою жертву, могут питаться падалью или быть паразитами. консумо - потребляю (лат.) Консументы (от лат, копзито — потребляю) — организмы, не способные строить свои организмы из неорганических веществ и нуждающиеся в готовой органической пище. Это органическое вещество создается автотрофами. Пища используется консументами и как источник энергии, и как материал для построения их тела. К консументам относятся все животные от мельчайших примитивных до самых совершенных, включая человека. Есть консументы и среди растений: это паразитирующие на других растениях. Существуют также растения со смешанным типом питания, например, росянки.
Среди консументов-животных выделяют растительноядных животных (консументы первого порядка), мелких и крупных хищников (консументов второго, третьего порядка и др.). Роль консументов-животных в сообществах определяется с их подвижностью и относительно быстрой адаптацией, что способствует распространению жизни на планете. Кроме того, животные активно регулируют биомассу и рост растений. Консументы также подразделяют на сапрофагов (питающихся мертвыми растительными остатками), фитофагов (потребителей живых растений), зоофагов (нуждающихся в живой пище) и некрофагов (трупоядных животных). Кроме того, организмы, питающиеся мертвыми остатками растений и животных — детритом, дополнительно выделяют в группу детритофагов. Гетеротрофы делятся на две категории - консументы и редуценты . Первые потребляют готовые органические вещества, синтезируемые автотрофами-продуцентами, но не доводят разложение органических соединений до минеральных составляющих. К консументам относятся по преимуществу животные, включая, естественно, и человека. Редуценты - заключительное звено в пищевой цепи и экологической пирамиде. В ходе своей жизнедеятельности они превращают органические соединения (часто это органические остатки) в неорганические вещества.
Литература
1. Биологический энциклопедический словарь / под редакцией М.С. Гилярова. — М., 1989.
2. Мирабдуллаев И.М. Проблема происхождения прокариот // Успехи совр. биол. 1989а. Т. 107. С. 341—356.
3. Марков А.В. Проблема происхождения эукариот // Палеонтологический журнал 2 (2005): 3—12.
4. Подборка статей по проблеме происхождения эукариот
5. Вся Биология — Эукариоты
6. Б.М. Медников. Биология: формы и уровни жизни. — Просвещение, 1995.
7. Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут. Биология (в трёх томах)