Учебник reknow · 5 класс

Биология: теория

10 тем — объяснения простым языком, формулы, рисунки и разобранные примеры. К каждой теме — тренажёр.

Классы:567891011Биология по всем классам →

Оглавление

  1. Биология — наука о живой природе
  2. Увеличительные приборы и микроскоп
  3. Строение и жизнедеятельность клетки
  4. Ткани, органы и царства живой природы
  5. Бактерии
  6. Грибы
  7. Водоросли и мхи
  8. Папоротники, хвощи, плауны и голосеменные
  9. Покрытосеменные (цветковые) растения
  10. Среды обитания и охрана природы

Тема 1 · Биология

Биология — наука о живой природе

Потренироваться: задания по теме →

Простыми словами

Чем кошка отличается от камня? Кошка ест, дышит, растёт, приносит котят и убегает от собаки — камень ничего этого не делает. Биология изучает всё живое: как оно устроено, как живёт и как связано с окружающим миром.

Биология (от греч. «биос» — жизнь, «логос» — учение) — наука о живых организмах и их взаимосвязях с окружающей средой.

Биологические науки

Биология — целая семья наук. Каждая изучает свою группу организмов или свою сторону жизни.

Биология Ботаникарастения Зоологияживотные Микологиягрибы Цитологияклетка Экологиясвязи со средой Анатомиястроение тела Физиологияработа организма Микробиологиямикроорганизмы
Главные разделы биологии
НаукаЧто изучает
Ботаникарастения
Зоологияживотных
Микологиягрибы
Микробиологиямикроорганизмы (бактерии, микроскопические грибы и др.)
Бактериологиябактерии
Цитологияклетку
Анатомиястроение организма
Физиологияпроцессы жизнедеятельности (как работает организм)
Экологиясвязи организмов друг с другом и со средой обитания
Систематикаклассификацию (распределение по группам) организмов
Генетиканаследственность и изменчивость
Палеонтологиявымершие древние организмы
Вирусологиявирусы
Энтомология / орнитологиянасекомые / птицы

Корень подсказывает ответ: микро — маленький, цито — клетка, эко — дом (среда обитания), мико — гриб, зоо — животное, ботаника — от греч. «ботане» — трава, растение.

Методы изучения природы

МетодВ чём сутьПример
Наблюдениеследят за объектом, ничего не меняяза птицами у кормушки
Эксперимент (опыт)условия специально меняют, чтобы проверить предположениеодно растение на свету, другое в темноте
Измерениевеличину определяют приборомлинейка, весы, термометр, мензурка
Описаниезаписывают признаки объектавысота, форма и окраска листьев растения
Сравнениеищут сходства и различиячем лист берёзы отличается от листа клёна
Моделированиесоздают модель объекта, который трудно изучить напрямуюмакет или компьютерная схема строения организма
  1. Есть прибор и число (см, г, °C)? — измерение.
  2. Условия нарочно изменили? — эксперимент.
  3. Только смотрят со стороны? — наблюдение.
  4. Перечисляют признаки по плану? — описание. Ищут «чем похожи / чем отличаются»? — сравнение.
  5. Строят макет, схему, компьютерную модель? — моделирование.

Наблюдение и эксперимент путают чаще всего. Если учёный сам создал разные условия (полил одно растение, а другое нет) — это эксперимент, даже если потом он просто смотрит.

Признаки живого

Живой организм обладает всеми признаками сразу. У тел неживой природы их нет.

ПризнакЧто этоПример
Питаниепоступление нужных веществкорова ест траву
Дыханиепоглощение кислорода, выделение углекислого газарыба дышит жабрами
Выделениеудаление ненужных и вредных веществс потом через кожу уходят вода и соли
Ростувеличение размеров и массысаженец становится деревом
Развитиеизменение строения в течение жизниголовастик → лягушка
Размножениепоявление потомстваиз семени вырастает новое растение
Раздражимостьответ на воздействие средылист поворачивается к свету
Движениеперемещение организма или его частейамёба ползёт с помощью ложноножек

Отдельный признак бывает и у неживого: кристалл соли «растёт», пламя свечи «дышит» кислородом. Но они не питаются, не размножаются и не развиваются. Живое — это весь набор признаков.

Живая и неживая природа

Тела живой природыорганизмы: кузнечик, берёза, гриб, инфузория-туфелька, бактерия. Даже невидимые глазом одноклеточные — живые.
Тела неживой природыкамень, песок, вода, воздух, облако, снежинка, Солнце.

Предметы, сделанные человеком (стул, ручка, автомобиль), — не тела природы, а изделия.

Спросите себя: «Может ли это питаться и оставить потомство?» Да — тело живой природы.

Тема 2 · Биология

Увеличительные приборы и микроскоп

Потренироваться: задания по теме →

Простыми словами

Клетка листа или капля прудовой воды полна жизни, но глаз её не видит: всё слишком мелкое. Увеличительные приборы — лупа и микроскоп — показывают предмет во много раз крупнее, и мелкое становится видимым.

Лупапростейший прибор: увеличительное стекло в оправе. Ручная лупа увеличивает примерно в 2–20 раз; бывает и штативная — на подставке.
Световой микроскопсистема линз; увеличивает в сотни раз и позволяет рассмотреть клетки.

Устройство микроскопа

окуляр винт штатив основание тубусобъективпредметныйстоликзеркало
Школьный световой микроскоп. Пунктир — путь света от зеркала к объективу
ЧастьНазначение
Окулярверхняя линза — в неё смотрят глазом
Тубуструбка, соединяющая окуляр и объектив
Объективнижняя линза у объекта, даёт увеличенное изображение
Предметный столикна него кладут микропрепарат (в центре — отверстие для света)
Зеркалонаправляет свет на объект снизу
Винтподнимает и опускает тубус — наводит резкость
Штатив и основаниеудерживают все части и придают микроскопу устойчивость

Окуляр — у ока (глаза, по-старинному «око»); объектив — у объекта.

Увеличение микроскопа

На окуляре и на объективе написано, во сколько раз увеличивает каждая линза (×8, ×10, ×20…). Общее увеличение — их произведение:

показывает, во сколько раз изображение больше объекта

Окуляр ×8, объектив ×20. Во сколько раз увеличивает микроскоп?

  1. Перемножаем: .
  2. Ответ: в 160 раз.

Так же окуляр ×10 и объектив ×60: раз.

Микроскоп увеличивает в 200 раз, окуляр ×10. Каково увеличение объектива?

  1. Делим общее увеличение на известное: .
  2. Ответ: объектив ×20.

Увеличения перемножают, а не складывают: — неверно, верно .

Микропрепарат и правила работы

Микропрепарат — тонкий прозрачный объект на стекле, приготовленный для рассматривания в микроскоп. Свет должен проходить через него насквозь.

  1. Протереть предметное стекло и капнуть на него воду.
  2. Препаровальной иглой положить в каплю тонкий кусочек (например, кожицу чешуи лука).
  3. Накрыть покровным стеклом, чтобы объект не высыхал.
  4. Для заметности окрасить слабым раствором йода — ядро станет хорошо видно.
  5. Поймать свет зеркалом, положить препарат на столик и начинать с малого увеличения, наводя резкость винтом.

Микроскоп переносят двумя руками: одной держат штатив, другой поддерживают основание. Линзы не трогают пальцами.

Из истории

В 1665 году англичанин Роберт Гук рассмотрел в микроскоп срез пробки, увидел ячейки и назвал их клетками. Голландец Антони ван Левенгук первым увидел в свои микроскопы живые микроорганизмы — «маленьких зверьков» в капле воды.

Школьный микроскоп показывает изображение перевёрнутым: если сдвинуть препарат вправо, картинка уйдёт влево.

Тема 3 · Биология

Строение и жизнедеятельность клетки

Потренироваться: задания по теме →

Простыми словами

Клетка — как маленький дом: у неё есть стены (оболочка), внутреннее пространство (цитоплазма), «пульт управления» (ядро), кладовая (вакуоль) и «кухня», где на солнечной энергии готовится пища (хлоропласты). Из клеток состоят все живые организмы.

Клетка — самая маленькая часть организма, которая обладает всеми признаками живого: питается, дышит, растёт и делится.

Строение растительной клетки

оболочка вакуольклеточный сок хлоропласт ядроядрышкоцитоплазма
Растительная клетка под микроскопом (схема)
Часть клеткиЗначение
Оболочкапридаёт клетке форму, защищает содержимое, пропускает вещества внутрь и наружу
Цитоплазмабесцветное полужидкое вещество; в ней расположены все остальные части; постоянно движется
Ядроуправляет жизнью клетки, хранит наследственную информацию; внутри — ядрышки и хромосомы
Вакуольполость с клеточным соком (вода с растворёнными сахарами, солями, пигментами)
Пластидылежат в цитоплазме; зелёные пластиды — хлоропласты

Пластиды

Хлоропластызелёные, содержат пигмент хлорофилл; на свету образуют органические вещества. Больше всего их в клетках листа.
Хромопластыжёлтые, оранжевые, красные: окрашивают плоды (томат, рябина), корнеплод моркови, лепестки, осенние листья.
Лейкопластыбесцветные; в них откладывается запасной крахмал (клубень картофеля).

При созревании томата зелёные хлоропласты превращаются в хромопласты — плод краснеет. Синий и фиолетовый цвет (свёкла, лепестки василька) дают пигменты клеточного сока, а не пластиды.

Хлоропласт — это часть клетки (тельце), а хлорофилл — зелёное вещество внутри него. Не путайте!

Жизнедеятельность клетки

Обмен веществ — поступление веществ в клетку, их превращение и удаление ненужных. Это главный признак живой клетки.

Движение цитоплазмыЦитоплазма медленно течёт и переносит вещества. В клетках листа элодеи в микроскоп видно, как хлоропласты движутся вместе с цитоплазмой. Бывает только в живых клетках.
ДыханиеКлетка поглощает кислород, выделяет углекислый газ и получает энергию.
РостМолодая клетка увеличивается в размерах за счёт поступления воды и питательных веществ (питание — поступление в клетку нужных веществ); мелкие вакуоли сливаются в одну крупную.
одна клеткахромосомы удвоилисьдве одинаковые клетки
Деление клетки: каждая новая клетка получает такой же набор хромосом

При делении из одной клетки образуются две. Сначала делится ядро; перед этим каждая хромосома удваивается, поэтому обе новые клетки получают одинаковую наследственную информацию. Делятся клетки образовательной ткани — на верхушках корней и побегов.

Растительная и животная клетка

ЧастьРастительнаяЖивотная
Мембранаестьесть
Плотная клеточная стенкаестьнет
Цитоплазмаестьесть
Ядро с хромосомамиестьесть
Хлоропластыестьнет
Крупная вакуоль с клеточным сокоместьнет

Только у растительной клетки — «СХВ»: Стенка, Хлоропласты, Вакуоль. Ядро и хромосомы есть у обеих клеток (а нет ядра только у бактерий).

Тема 4 · Биология

Ткани, органы и царства живой природы

Потренироваться: задания по теме →

Простыми словами

Как в большой команде: каждый игрок — клетка, группа игроков с одной ролью (защитники, нападающие) — ткань, а несколько групп, выигрывающих матч вместе, — орган. Тело многоклеточного организма собрано по такой лестнице.

Ткань — группа клеток, сходных по строению и выполняющих общую работу (вместе с межклеточным веществом).
Орган — часть организма определённого строения, выполняющая определённую работу; состоит из нескольких тканей.

Клетка → ткань → орган → система органов → организм.

Ткани растений

ТканьРаботаГде встречается
Образовательнаяклетки постоянно делятся — растение растётверхушки корня и побега, камбий
Покровнаязащищает от повреждений и высыханиякожица листа, пробка
Механическаяпрочность и опораволокна стебля, косточка вишни, скорлупа ореха
Проводящаяпереносит воду и растворённые веществасосуды древесины, ситовидные трубки луба
Основнаяобразует и запасает питательные веществамякоть листа, плода, клубня картофеля (запасающая)

Сосуды древесины состоят из мёртвых полых клеток, соединённых в трубки (по ним вода с солями идёт вверх). А ситовидные трубки луба — из живых клеток (по ним органические вещества идут вниз).

Ткани животных

ТканьОсобенность клетокРабота и примеры
Эпителиальнаяклетки плотно прилегают друг к другу, межклеточного вещества почти нетпокрывает тело (кожа), выстилает полости органов
Соединительнаяклеток мало, много межклеточного веществаопора, связь, питание: кровь, кость, хрящ, жир
Мышечнаявытянутые клетки (волокна), способны сокращатьсядвижение: мышцы, стенки желудка
Нервнаяклетки с отросткамивоспринимает раздражения и проводит нервные импульсы

Кровь — жидкая, но это соединительная ткань: её «межклеточное вещество» — плазма.

Царства живой природы

Бактерииодноклеточные, оформленного ядра нет: кишечная палочка, молочнокислые, клубеньковые бактерии.
Грибыпитаются готовыми органическими веществами, неподвижны, размножаются спорами: белый гриб, мухомор, дрожжи, пеницилл.
Растенияна свету образуют органические вещества (есть хлорофилл): берёза, сосна, мох сфагнум, кукушкин лён, ламинария.
Животныепитаются готовой пищей, большинство подвижно: дождевой червь, карась, воробей, медведь.

Грибы — не растения: у них нет хлорофилла. Вирусы не имеют клеточного строения, поэтому их не относят ни к одному из царств.

Систематические группы

Царство Растения Отдел Покрытосеменные Класс Двудольные Порядок Букоцветные Семейство Берёзовые Род Берёза Вид Берёза повислая
Каждая группа вложена в следующую, как матрёшка

Наименьшая группа — вид, наибольшая — царство. Близкие виды объединяют в род, близкие роды — в семейство, семейства — в порядок, порядки — в класс, классы — в отдел.

РастенияЖивотные
вид → род → семейство → порядок → класс → отдел → царствовид → род → семейство → отряд → класс → тип → царство

Двойные названия видов (сначала род, потом вид: «Берёза повислая», «Волк серый») ввёл шведский учёный Карл Линней. Научное название вида состоит из двух слов и даётся на латинском языке, чтобы его понимали учёные всех стран; ромашка аптечная относится к роду Ромашка.

В школьном курсе обычно выделяют четыре царства; у животных — четыре основных типа тканей. Клетки образовательной ткани мелкие, с тонкими оболочками, плотно прилегают друг к другу.

«Выдра Раскрыла Сундук, Открыв Клад, Тайну Царя» — вид, род, семейство, отряд, класс, тип, царство.

Тема 5 · Биология

Бактерии

Потренироваться: задания по теме →

Простыми словами

Бактерии — самые маленькие и самые древние живые существа. Их не видно без микроскопа, но они повсюду: в почве, воде, воздухе, на коже и внутри нас. Одни портят продукты и вызывают болезни, другие делают кефир, удобряют почву и перерабатывают мусор природы.

Бактерии — одноклеточные организмы без оформленного ядра. Их наследственное вещество (кольцевая ДНК) лежит прямо в цитоплазме, поэтому бактерии называют доядерными организмами.

Строение бактериальной клетки

клеточная стенка кольцевая ДНК цитоплазма жгутик
Бактерия-палочка со жгутиком. Ядра нет — ДНК лежит в цитоплазме
Часть клеткиКакую работу выполняет
Клеточная стенка (плотная оболочка)защищает клетку и придаёт ей постоянную форму
Клеточная мембраналежит под стенкой, пропускает вещества в клетку и из неё
Цитоплазмавнутренняя среда; в ней идут все процессы жизнедеятельности
Кольцевая ДНКхранит наследственную информацию
Жгутикслужит для передвижения

У бактерий нет ядра и нет хлоропластов. Если на схеме клетки есть ядро — это уже не бактерия.

Формы бактерий

Коккишаровидные Бациллыпалочковидные Спириллыспирально извитые Вибрионыкак запятая
Четыре формы бактериальных клеток
НазваниеФорма клеткиПример
Коккишаровидныестрептококки, стафилококки (возбудители ангины, нагноений)
Бациллыпалочковидныесенная палочка, туберкулёзная палочка
Спириллыспирально извитыеспириллы в стоячей воде
Вибрионыизогнутые, в виде запятойхолерный вибрион

Кокк — «зёрнышко» (шарик), бацилла — «палочка», спирилла — «спираль», вибрион — «запятая». Холера вызывается именно вибрионом.

Жизнедеятельность

ПитаниеБольшинство бактерий питается готовыми органическими веществами: сапротрофы — остатками мёртвых организмов, паразиты — веществами живых. Немногие (например, цианобактерии) сами создают органические вещества.
РазмножениеДелением клетки надвое. В тепле, влаге и при достатке пищи деление идёт примерно каждые 20 минут.
СпораПри холоде, засухе, нехватке пищи бактерия образует спору — покоящуюся клетку с плотной оболочкой. Спора годами переносит жару, мороз и сушь, а в хороших условиях прорастает.

При каждом делении число бактерий удваивается. Если делений было , из одной клетки получится

— число бактерий, — число делений

Сколько бактерий получится из одной за 1 час, если деление происходит каждые 20 минут?

  1. Число делений: .
  2. бактерий.

Спора бактерий — не способ размножения (из одной клетки получается одна спора), а способ пережить плохие условия. У грибов и растений споры служат для размножения.

Роль бактерий

ПолезныеМолочнокислые — кефир, простокваша, сыр, квашеная капуста: создают кислую среду, в которой не размножаются гнилостные бактерии.
Клубеньковые — живут на корнях бобовых и обогащают почву азотом.
Бактерии гниения и почвенные — разлагают остатки организмов до перегноя и минеральных веществ («санитары планеты»).
Кишечные — живут в кишечнике человека без вреда и помогают пищеварению.
ВредныеБолезнетворные — вызывают туберкулёз, холеру, ангину, столбняк.
Гнилостные — портят продукты.

Бактериям для жизни нужны тепло, влага и пища. Лишаем их этих условий: кипячение и консервирование (убивают), замораживание (холод), сушка (нет воды), засолка и засахаривание (бактерии теряют воду).

Вопрос «могут ли бактерии жить в человеке без вреда?» — ответ да: кишечные бактерии нам даже помогают.

Ещё о бактериях

  • Первым бактерии увидел в микроскоп Антони ван Левенгук. Размеры большинства бактерий — тысячные доли миллиметра. Снаружи клетку защищает плотная оболочка, у многих — ещё и слизистая капсула.
  • Питательные вещества бактерии всасывают всей поверхностью клетки. Одна клетка образует одну спору — чтобы пережить неблагоприятные условия; в хороших условиях спора прорастает, и бактерия снова делится.
  • Бактерии кишечника участвуют в переваривании пищи и образуют некоторые витамины. Уксуснокислые бактерии превращают вино в уксус.
  • Пастеризация — нагревание молока до 60–70 °C (названа в честь Луи Пастера). В крепком растворе соли или сахара бактерии не размножаются. Консервы со вздутой крышкой есть нельзя — в них размножились бактерии, выделяющие газы и опасные яды.
  • Болезни, вызванные бактериями, лечат антибиотиками. Защита: чистота, мытьё рук и продуктов, прививки. Дезинфекция — уничтожение болезнетворных микроорганизмов. Дизентерию называют «болезнью грязных рук».

Тема 6 · Биология

Грибы

Потренироваться: задания по теме →

Простыми словами

Подберёзовик, который мы срываем в лесу, — лишь малая часть гриба, его «плод». Сам гриб — это сеть тончайших нитей в почве, она может тянуться на метры. Грибы не умеют, как растения, делать пищу на свету: они «всасывают» готовые органические вещества из почвы, остатков или живых организмов.

Грибы — отдельное царство. Как животные, они питаются готовыми органическими веществами и имеют в клеточной стенке хитин. Как растения, они неподвижны, растут всю жизнь и всасывают пищу всей поверхностью. Хлорофилла у грибов нет. Размножаются грибы спорами и кусочками грибницы.

Строение шляпочного гриба

шляпка трубочки/пластинки ножка грибница(мицелий) плодовоетело
Над землёй — плодовое тело, в почве — грибница из нитей-гиф
ЧастьКакую работу выполняет
Грибница (мицелий) — сеть нитей-гифвсасывает из почвы воду и растворённые вещества; это и есть тело гриба
Ножкаподнимает шляпку над землёй
Шляпкана её нижней стороне (в трубочках или на пластинках) созревают споры
Плодовое тело (шляпка + ножка)служит для образования и рассеивания спор
Трубчатыениз шляпки — губка из трубочек: белый гриб, подберёзовик, подосиновик, маслёнок.
Пластинчатыениз шляпки — пластинки: сыроежка, груздь, рыжик, шампиньон, лисичка, а также ядовитые бледная поганка и мухомор.

Грибница многих шляпочных грибов срастается с корнями деревьев — это микориза (грибокорень). Гриб даёт дереву воду с минеральными солями, дерево грибу — органические вещества (сахара). Поэтому подберёзовик растёт под берёзой, а подосиновик — под осиной.

Плесневые грибы и дрожжи

мукор дрожжи: почкование
Мукор — нити с чёрными головками спор; дрожжи — одиночные клетки с «почками»
ГрибОсобенности
Мукор (белая плесень)растёт на хлебе, овощах; питается готовыми органическими веществами продукта. Грибница — одна большая клетка с многими ядрами; споры созревают в чёрных головках
Пеницилл (зелёная плесень)на концах нитей — «кисточки» со спорами; из него получили первый антибиотик пенициллин
Дрожжиодноклеточные грибы, без грибницы; размножаются почкованием. Сбраживают сахар — выделяется углекислый газ (он поднимает тесто) и спирт

Срезать плесень и съесть остальное нельзя: нити грибницы проросли глубже, чем видно, а многие плесени выделяют ядовитые вещества.

Лишайники

Лишайник — организм из гриба и водоросли (или цианобактерии), живущих вместе. Нити гриба добывают воду и минеральные вещества, водоросль на свету образует органические вещества для обоих.

Накипныекорочки на камнях и коре
Листоватыепластинки, похожие на листья (ксантория)
Кустистыекустики (ягель — корм северных оленей, бородач)

Лишайники первыми поселяются на голых скалах и начинают образование почвы. Они очень чувствительны к загрязнению воздуха, поэтому в городах их почти нет — по ним судят о чистоте воздуха.

Грибы-паразиты и правила сбора

ПаразитКого поражает
Трутовикдеревья: споры попадают в древесину через раны и трещины в коре, грибница разрушает древесину
Фитофторакартофель и томаты: бурые пятна на листьях и клубнях, гниль
Головняколосья злаков: вместо зёрен — чёрная масса спор
Спорыньярожь: ядовитые чёрные «рожки» в колосьях

Собирать только знакомые грибы. Самый ядовитый гриб — бледная поганка, ядовиты также мухоморы и ложные опята. Не брать грибы у дорог и заводов (они накапливают вредные вещества), старые и червивые. Плодовое тело срезают ножом или выкручивают, не разрушая грибницу.

«Под шляпкой губка — трубчатый, под шляпкой гармошка — пластинчатый».

Ещё о грибах

  • Известно около 100 тысяч видов грибов. Грибы, питающиеся мёртвыми остатками, — сапротрофы; вступающие во взаимовыгодную связь с растениями (микориза) — симбионты.
  • Брожение — дрожжи разлагают сахар с выделением углекислого газа и спирта; дрожжи используют в хлебопечении и при изготовлении кваса. Плесень появляется на влажных продуктах и в сырых помещениях: в тепле и сырости её споры быстро прорастают.
  • Мучнистая роса — гриб-паразит, белый налёт на листьях. Рожки спорыньи ядовиты: мука с ними вызывает отравление. Незнакомые грибы не собирают — среди них могут быть ядовитые; при подозрении на отравление срочно обращаются к врачу.

Тема 7 · Биология

Водоросли и мхи

Потренироваться: задания по теме →

Простыми словами

Зелёная плёнка на камнях в пруду, «морская капуста» в магазине, мягкий зелёный ковёр на лесной кочке — это водоросли и мхи, самые простые растения. Водоросли так и не «вышли» из воды, а мхи выбрались на сушу, но держатся сырых мест.

Водорослитело — слоевище (таллом): нет ни корней, ни стебля, ни листьев.
Мхиесть стебель и листья, но нет корней — вместо них ризоиды.

Строение водорослей

Водоросли — растения, тело которых не разделено на органы и ткани. К грунту многоклеточные водоросли прикрепляются ризоидами — выростами, похожими на корешки. Органические вещества на свету образуются в хроматофоре (аналог хлоропласта). Бывают одноклеточные (хламидомонада, хлорелла) и многоклеточные (улотрикс, спирогира, ламинария).

жгутики глазок ядро хроматофор хламидомонада коробочканожкалистьястебельризоиды кукушкин лён
Слева — одноклеточная водоросль, справа — мох (в коробочке созревают споры)

Одноклеточная зелёная водоросль из луж. Передвигается при помощи двух жгутиков; красный глазок чувствует свет, и клетка плывёт к нему; в чашевидном хроматофоре на свету образуются органические вещества.

Размножение водорослей: делением клетки и спорами (бесполое), а также половым путём — слиянием половых клеток.

Разнообразие и значение водорослей

ГруппаГде живутПримеры
Зелёныепресные водоёмы, мелководье морейхламидомонада, хлорелла, улотрикс, спирогира
Бурыеморя, на средних глубинах; крупныеламинария (морская капуста), фукус
Красные (багрянки)моря, глубже всехпорфира, филлофора
В природевыделяют в воду кислород, служат пищей водным животным и начинают цепи питания.
Для человекапища (морская капуста), корм скоту, удобрение; из красных водорослей получают агар-агар (для мармелада, пастилы, питательных сред).

«Цветение» воды в пруду летом — массовое размножение одноклеточных водорослей.

Мхи

Мхи — высшие споровые растения: есть стебель и листья, но нет корней, цветков и семян. Размножаются спорами, которые созревают в коробочке. Для оплодотворения нужна вода — поэтому мхи растут в сырых местах.

Кукушкин лёнзелёный мох: прямой стебель с жёсткими листьями, внизу — ризоиды; на верхушке — коробочка со спорами на длинной ножке.
Сфагнумбелый (торфяной) мох: ризоидов нет; в листьях много крупных мёртвых клеток, которые впитывают воду, как губка. Верхушка растёт, а нижняя часть постепенно отмирает.

У мхов уже есть стебель и листья (это высшие растения), а у водорослей — нет. Ризоиды есть и у тех, и у других, но это не корни: они только прикрепляют растение.

Торф и значение мхов

В болоте мало кислорода, вода кислая, а сфагнум выделяет вещества, подавляющие бактерии. Поэтому отмершие части мха не перегнивают, а накапливаются и превращаются в торф.

ЗначениеПример
Удобрение, торфяные горшочкив них выращивают рассаду и высаживают вместе с горшочком
Топливоторф сжигают в котельных
Перевязочный материал (раньше)сфагнум впитывает влагу и подавляет бактерии
Заболачиваниеразрастаясь, мхи задерживают воду — земля заболачивается

По моховому болоту опасно ходить: под слоем мха может оказаться вода и топкий торф.

Ещё подробности

  • Большинство водорослей живёт в воде, но их можно встретить на коре деревьев, влажной почве и камнях. На большой глубине они не растут — туда не проникает свет; глубже всех — красные (до 100 м и более). Дышат, поглощая растворённый кислород всей поверхностью. Хроматофор хламидомонады — в виде чаши, спирогиры — спирально закрученной ленты. Подвижные споры со жгутиками — зооспоры. Слоевище ламинарии достигает нескольких метров.
  • Мхи растут во влажных затенённых местах. Из споры мха вырастает зелёная ветвящаяся нить — предросток. У кукушкина льна стебель прямой, неветвящийся, густо покрыт узкими листьями; коробочка развивается на женских растениях и прикрыта волосистым колпачком; созревшие споры высыпаются и разносятся ветром. Стебель сфагнума ветвистый, с пучками боковых веточек.
  • Мхи с лишайниками первыми поселяются на камнях и бедных почвах; моховой покров удерживает воду и почву от размыва. Слой торфа нарастает около 1 мм в год; торф горит, потому что состоит из органических остатков, и не даёт развиваться бактериям гниения — в болотах хорошо сохраняются древние предметы. На сфагновых болотах растут клюква, морошка, насекомоядная росянка. Из болот берут начало многие реки; осушение опасно: мелеют реки, растёт угроза торфяных пожаров.

Тема 8 · Биология

Папоротники, хвощи, плауны и голосеменные

Потренироваться: задания по теме →

Простыми словами

Сотни миллионов лет назад на Земле стояли леса из гигантских папоротников, хвощей и плаунов. Из их остатков образовался каменный уголь. Сегодня их потомки небольшие и любят тень и сырость: им для размножения нужна вода. А хвойные деревья «изобрели» семя — и смогли расти даже на сухом песке.

Высшие споровыепапоротники, хвощи, плауны (и мхи). Есть стебель и листья, размножаются спорами.
Голосеменныесосна, ель, лиственница, можжевельник. Размножаются семенами, но цветков и плодов нет.

Папоротники

У папоротника есть подземный стебель — корневище с придаточными корнями и крупные перистые листья — вайи. На нижней стороне листьев — бурые бугорки, в них спорангии со спорами. Цветков, плодов и семян нет, поэтому папоротники никогда не цветут. Примеры: щитовник мужской, орляк, кочедыжник.

Папоротниккорневище, вайи Спорангиипод листом Спораодна клетка Заростокмаленькая пластинка Оплодотворениенужна вода цикл развития
Из споры вырастает не папоротник, а заросток; на нём в капле воды идёт оплодотворение

Из споры вырастает маленький зелёный заросток. На нём образуются половые клетки; сперматозоиды плывут к яйцеклетке в воде (роса, дождь). Из оплодотворённой яйцеклетки вырастает новый папоротник.

Хвощи и плауны

Хвощ полевойСтебель членистый, с мутовками зелёных веточек. Листья — мелкие чешуйки, сросшиеся трубочкой вокруг стебля. В клетках — кремнезём, стебель жёсткий. Ранней весной вырастают бурые побеги со спороносными колосками. Много хвоща на поле — почва кислая.
Плаун булавовидныйДлинный стелющийся по земле побег, густо покрытый мелкими листьями; вверх поднимаются веточки со спороносными колосками. Растёт очень медленно — нуждается в охране.

Хвощ — «ёлочка из трубочек» (членистый стебель, мутовки веточек); плаун — «зелёный шнур» на земле.

Голосеменные растения

У голосеменных семена лежат открыто на чешуях шишек — плода нет, отсюда название. Пыльца переносится ветром, поэтому вода для оплодотворения не нужна. Листья большинства — хвоинки с восковым налётом: испаряют мало воды.

РастениеОсобенность
Сосна обыкновеннаядлинные хвоинки по две в пучке; светолюбива; растёт и на бедном песке
Елькороткие четырёхгранные хвоинки поодиночке; теневынослива
Лиственницамягкая хвоя, на зиму её сбрасывает
Можжевельниккустарник; шишки сочные — «шишкоягоды»

Сосна и ель вечнозелёные: хвоинка живёт несколько лет, и хвоя опадает постепенно, а не вся сразу. Повреждения коры заливает смола — она не пускает внутрь вредителей и споры грибов. У сосны есть мужские шишки (дают пыльцу) и женские (на их чешуях семязачатки); семена созревают только на второй год.

Древесину хвойных используют в строительстве, для получения бумаги; из смолы получают канифоль и скипидар.

Споровые и семенные растения

ПризнакСпоровыеСеменные
Чем размножаютсяспорамисеменами
Из чего состоитспора — одна клетка, почти без запаса питаниясемя — многоклеточное: зародыш, запас питательных веществ, кожура
Вода для оплодотворениянужнане нужна (пыльца переносится ветром или насекомыми)
Примерымхи, папоротники, хвощи, плауныголосеменные, покрытосеменные

Голосеменные — уже семенные растения, хотя цветков и плодов у них нет. А «цветок папоротника» — только легенда.

Независимость от воды при размножении позволила семенным растениям расселиться по всей суше.

Ещё подробности

  • Бурые бугорки из спорангиев на листе папоротника — сорусы. Молодой лист весной свёрнут улиткой. Папоротники растут во влажных затенённых местах; на воде плавает папоротник сальвиния. Древовидные папоротники, хвощи и плауны (деревья высотой в десятки метров) были распространены в каменноугольном периоде.
  • Обилие хвоща полевого говорит о повышенной кислотности почвы; жёсткими стеблями хвоща раньше чистили посуду; споры плауна использовали как детскую присыпку и в металлургии.
  • Спора — одна клетка; споровые образуют огромное число спор, потому что большинство погибает в неподходящих условиях.
  • Шишка — видоизменённый побег со спорангиями. Семена сосны созревают около полутора лет и разносятся ветром благодаря плёнчатому крылышку. В сосновом бору воздух целебный: хвойные выделяют летучие вещества, убивающие микробов. Ель часто выворачивает ветром — у неё поверхностная корневая система. Сосна сибирская (сибирский кедр) — хвоя по пять в пучке, съедобные семена-«орешки». Самое высокое дерево — секвойя; «живое ископаемое» — гинкго.

Тема 9 · Биология

Покрытосеменные (цветковые) растения

Потренироваться: задания по теме →

Простыми словами

Яблоня, ромашка, пшеница, картофель — всё это цветковые растения, самая большая и распространённая группа. Их главное «изобретение» — цветок и плод: семена спрятаны внутри плода, как в контейнере. Отсюда второе название — покрытосеменные.

У цветковых есть корень, стебель, листья, цветки и плоды с семенами. Семена развиваются внутри завязи и защищены стенками плода.

Органы цветкового растения

цветоклистстебелькорень плод побегкорень
Над землёй — побег (стебель, листья, цветки, плоды), в почве — корень
ОрганГруппаРабота
Кореньвегетативные (рост, питание)укрепляет растение в почве, всасывает воду с минеральными веществами
Стебельпроводит вещества, выносит листья к свету
Листобразует органические вещества на свету, испаряет воду, обеспечивает газообмен
Цветокгенеративные (размножение)орган семенного размножения
Плодвнутри — семена; защищает их и помогает распространяться
Семяиз него развивается новое растение

Строение цветка

лепестоктычинказавязьчашелистик рыльцестолбикцветоложецветоножка
Рыльце + столбик + завязь = пестик; пыльник + нить = тычинка
ЧастьИз чего состоит / роль
Цветоножка, цветоложестебелёк цветка и его расширенная верхушка, к которой крепятся все части
Чашелистики → чашечказелёные, защищают бутон
Лепестки → венчикяркие, привлекают насекомых-опылителей
Тычинкатычиночная нить + пыльник, в нём созревает пыльца
Пестикрыльце (ловит пыльцу) + столбик + завязь (в ней семязачатки)

Чашечка и венчик вместе — околоцветник. Тычинки и пестик — главные части цветка: без них не будет семян. Перенос пыльцы на рыльце — опыление. После оплодотворения из завязи развивается плод, из семязачатка — семя.

Снаружи внутрь: чашелистики → лепестки → тычинки → пестик. Пестик похож на кувшинчик с длинным горлышком: завязь — «донышко», столбик — «горлышко», рыльце — «носик».

Плоды

ГруппаПлодПримеры
Сочныеягода (много семян в сочной мякоти)томат, смородина, виноград
костянка (одна твёрдая косточка)вишня, слива, персик, абрикос
яблокояблоня, груша, рябина
Сухиезерновкапшеница, рожь, кукуруза
семянкаподсолнечник, одуванчик
бобгорох, фасоль
стручоккапуста, редис
коробочкамак
орехлещина

Ботаническая «ягода» не совпадает с бытовой: томат — ягода, а вишня — костянка. Определяйте по семенам: много мелких семян в мякоти — ягода, одна косточка — костянка.

Ветромодуванчик (хохолок-«парашютик»), клён (крылатки)
Животнымисочные плоды рябины едят птицы; плоды лопуха и череды цепляются к шерсти
Водойкокосовый орех, плоды ольхи

Семена и корневые системы

Семя покрыто кожурой, внутри — зародыш (корешок, стебелёк, почечка, семядоли) и запас питательных веществ. Для прорастания семени нужны вода, воздух и тепло.

ПризнакДвудольныеОднодольные
Семядолей в зародышедвеодна
Корневая системастержневая (главный корень хорошо заметен)мочковатая (пучок одинаковых корней)
Жилкование листасетчатоепараллельное или дуговое
Примерыфасоль, горох, яблоня, подсолнечникпшеница, кукуруза, лук, тюльпан

У растения листья с сетчатыми жилками. Какая корневая система? — Сетчатое жилкование → двудольное → корневая система стержневая.

Ещё подробности

  • Части листа: широкая плоская листовая пластинка и черешок, которым лист прикрепляется к стеблю. Группа близко расположенных цветков — соцветие. Цветок только с пестиками — пестичный (женский), только с тычинками — тычиночный (мужской).
  • Плод дуба — жёлудь. Распространение плодов и семян нужно, чтобы потомство расселилось и не мешало друг другу.
  • На семени фасоли — рубчик, след прикрепления к стенке плода. В сухом месте семена не прорастают: без воды запасные вещества не переходят в растворимую форму.

Тема 10 · Биология

Среды обитания и охрана природы

Потренироваться: задания по теме →

Простыми словами

Крот живёт под землёй, щука — в воде, орёл — в воздухе, а аскарида — внутри другого животного. Каждое место со своими условиями — это среда обитания, и тело каждого организма «подогнано» именно под свою среду.

Среда обитания — всё, что окружает организм и влияет на него. Основных сред четыре: водная, наземно-воздушная, почвенная и организменная.

Четыре среды обитания

наземно-воздушнаямного света и кислорода,перепады температуры организменная внутри хозяина почвеннаятемно, плотно, мало кислорода воднаяплотная, мало O₂
Червь в кружке — паразит внутри организма-хозяина; червь в почве — дождевой червь
СредаУсловияПриспособленияОбитатели
Воднаяплотная, мало кислорода, температура меняется слабообтекаемое тело, плавники, жабрыкарась, щука, дельфин, ламинария
Наземно-воздушнаямного кислорода и света, резкие перепады температуры, воздух не держит телокрылья, лёгкие, шерсть или перья, прочный скелетберёза, орёл, медведь, кузнечик
Почвеннаятемно, плотно, мало кислорода, достаточно влагикопательные конечности, слабое зрение, тело-«цилиндр»крот, дождевой червь, медведка
Организменнаяпостоянная температура, много пищи, нет света, защита хозяинаприсоски, крючья, плотные покровы, множество яицаскарида, бычий цепень, вошь

Водная среда — первая, в которой появилась жизнь. Многие животные живут сразу в двух средах: лягушка — в водной и наземно-воздушной.

Экологические факторы

Абиотические(неживая природа): свет, температура, влажность, ветер, состав почвы, течение воды.
Биотические(живые организмы): пчёлы опыляют цветки, волк охотится на зайца, паразит поселяется в теле животного, деревья затеняют траву.
Антропогенные(деятельность человека): вырубка леса, загрязнение реки, распашка степи, создание заповедника.
  1. Действует человек? — антропогенный.
  2. Действует другое живое существо (растение, животное, гриб, бактерия)? — биотический.
  3. Действует неживое (свет, мороз, засуха)? — абиотический.

«Био» — жизнь; «а-» — «не»: абиотический = «неживой». «Антропос» — человек.

Природные зоны

Зоны сменяют друг друга от полюса к экватору — их определяет количество тепла и влаги.

ЗонаУсловияРастенияЖивотные
Арктические пустынилёд, долгая полярная ночьмхи, лишайникибелый медведь, морж, тюлень
Тундравечная мерзлота, короткое холодное летомхи, лишайники (ягель), карликовая берёзасеверный олень, песец
Тайгахолодная зима, тёплое летоель, сосна, лиственница, пихтабурый медведь, рысь, соболь
Широколиственные лесамягкая зима, тёплое влажное летодуб, клён, липакабан, лисица
Степьжаркое сухое лето, деревьев нет, плодородная почваковыль, типчаксуслик, сурок
Пустыняочень жарко и суховерблюжья колючка, саксаулверблюд, тушканчик

Цепи питания

злакипроизводитель полёвкапотребитель I совапотребитель II разрушителибактерии, грибы
Стрелка показывает, кто кого ест (куда переходит пища). Остатки всех звеньев перерабатывают разрушители
Производителирастения: сами создают органические вещества на свету. С них всегда начинается цепь.
Потребителиживотные: питаются готовыми органическими веществами (растительноядные, затем хищники).
Разрушителибактерии и грибы: разрушают остатки отмерших организмов и возвращают вещества в почву.

Цепь начинается не с самого маленького и не с животного, а с растения: в цепи «злаки → полёвка → сова» первое звено — злаки.

Охрана природы

Форма охраныЧто это
Красная книгакнига, в которую заносят редкие и исчезающие виды
Заповедникхозяйственная деятельность полностью запрещена, природа живёт сама по себе
Заказникохраняют отдельные виды; часть деятельности разрешена
Национальный паркприроду охраняют и одновременно допускают организованный отдых людей
Ботанический садколлекции растений для изучения и сохранения

Заповедник — «заповедано» (запрещено) всё; национальный парк — охрана + туристы.

Цепи питания: как отвечать

Первое звено цепи — всегда растение-производитель, последнее — хищник, который её замыкает.

ЦепьНачинаетЗамыкает
осина → заяц → волкосинаволк
клевер → мышь → лисаклеверлиса
капуста → слизень → жабакапустажаба
водоросли → рачки → мелкая рыба → щукаводорослищука
листья дуба → гусеница → синица → ястреблистья дубаястреб

Охрана леса: редкие растения не рвут и не вытаптывают; костёр под деревьями не разжигают — может начаться лесной пожар.