Komórkowa budowa organizmów
Teoria komórkowej budowy organizmów zakłada, że zbudowane są one z komórek, a nowe powstają w wyniku podziału już istniejących. Komórki są więc podstawowymi jednostkami budulcowymi i funkcjonalnymi organizmów żywych. Ze względu na budowę komórek organizmy dzielimy na bezjądrowe (bakterie) i jądrowe (pozostałe).
Cechy komórki bakterii
*mają kształt wydłużony, spiralny lub rozgałęziony
*są samożywne lub cudzożywne
*nie maja jądra zamiast tego mają nukleoid
*ściany komórkowe składają się mureny i śluzowej otoczki
*nie maja mają chloroplastów i mitochondriów
*niektóre mogą się poruszają
*są jednokomórkowe
Różnorodność biologiczna jest skutkiem ewolucjonizmu organizmów - podstawy ewolucjonizmu.
Poprzez ewolucję biologiczną z małych kulistych tworów jednokomórkowce, a później wszystkie inne organizmy (komórki - ryby - płazy - gady - ssaki/ptaki).
Ewolucja - to proces powolnych, ukierunkowanych zmian mających na celu przystosowanie się do środowiska.
O ewolucji dowiadujemy się dzięki znalezionym skamieniałościom.
Przyczyny powstawania nowych gatunków:
*zmiany klimatu
*przystosowanie się do środowiska
*walka o przetrwanie (dobór naturalny)
Działanie doboru naturalnego (selekcji) ma na celu wyeliminować osobniki słabe, podatne na ataki drapieżników, choroby lub brak pożywienia.
Klasyfikowanie i rozpoznawanie organizmów - podstawy systematyki.
Systematyka to jeden z działów biologii, który umożliwia klasyfikowanie organizmów. Współczesny system klasyfikacji oparty jest na pochodzeniu i pokrewieństwie. Karol Linneusz wprowadził dwumianowe nazewnictwo gatunków (nazwa rodzajowa i gatunkowa).
Jednostki taksonomiczne (systematyczne): Królestwo, Typ, Gromada/Klasa, Rząd, Rodzina, Rodzaj, Gatunek.
Poznajemy główne grupy organizmów.
W świecie istot żywych wyróżniamy 5 królestw:
*bakterie - najprostsze i najmniejsze organizmy, bez jądra komórkowego, mitochondriów, chloroplastów, większość cudzożywna (samożywne są sinice - przeprowadzają fotosyntezę) np. laseczki, pałeczki, przecinkowce, dwoinki, krętki.
*protisty - jedno lub wielokomórkowe organizmy bez tkankowe. Żyją w wodzie i w glebie. Są samożywne (glony, np. okrzemki, zielenice, brunatnice, krasnorosty) i cudzożywne (pierwotniaki, np. ameby, pantofelki, eugleny)
*grzyby - organizmy jednokomórkowe (drożdże) lub wielokomórkowe (większość, np. pędzlak, pieczarka, muchomor sromotnikowy), są cudzożywne, np. borowik szlachetny, drożdże, gałęziak żółty, miseczniak
*rośliny - organizmy wielokomórkowe, posiadają tkanki, zawierają zielony barwnik - chlorofil, prowadzą fotosyntezę, dlatego są samożywne, np. mszaki, paprotniki, nagozalążkowe, okrytozalążkowe
*zwierzęta - organizmy wielokomórkowe, z tkankami tworzącymi narządy, rozmnażają się płciowo (w większości), są cudzożywne, posiadają możliwość poruszania się
Glony są samożywnymi organizmami bez tkankowymi.
Glony są samożywnymi organizmami o prostej budowie. W komórkach występują różnego rodzaju chloroplasty (struktury odpowiedzialne za przeprowadzenie procesu fotosyntezy 6CO2 + 6H2O --------------- C6H12O6 + 6O2). Posiadają celulozowaną ścianę komórkową. Występują w środowisku wodnym. Glony dzielimy na jednokomórkowe (pierwotek, chlorella), kolonijne (skrętnica, toczek), wielokomórkowe (brunatnica, krasnorosty).
Pierwotek - komórki kuliste, a chloroplasty miseczkowate, spotykany na lądzie
Skrętnica - cylindryczne komórki i taśmowe chloroplasty tworzą nitkowatą kolonie, spotykany w wodach
Toczek - ciało koliste, złożone z warstw komórek ściśle połączonych ścianami komórkowymi
Morszczyn - posiadają budowę wielokomórkową, możemy wyróżnić plechę (łodygę) i liście
W wodzie najpłycej rosną zielenice później brunatnice, a najgłębiej krasnorosty.
Przystosowanie glonów do środowiska:
*wydłużone ciało
*elastyczne
*pozbawione tkanki
*posiadają różne barwniki ułatwiające przeprowadzenie fotosyntezy
*posiadają łapka umożliwiające przyczepianie się
Rośliny zielone - samożywne organizmy tkankowe.
Tkanka - to zespół komórek o wspólnym pochodzeniu i podobnej budowie, spełniające w organizmie określone funkcje.
Rośliny zielone posiadają budowę tkankową i wykształcone organy. Komórka roślina składa się z:
*ściany komórkowej - pełni funkcję ochronną i nadającą kształt
*błony komórkowej - oddziela wnętrze komórki od środowiska
*cytoplazmy - w niej zachodzą wszystkie procesy życiowe
*jądra komórkowe - przechowuje materiał genetyczny
*mitochondriów - dostarcza komórce energii
*chloroplastów - w nich zachodzi fotosynteza w wyniku, której powstaje pokarm
*wodniczek (wakuoli) - magazynuje wodę i niepotrzebne substancje
Ściana komórkowa zbudowana głównie z celulozy.
Rodzaje tkanek roślinnych:
- twórcze
*stożek wzrostu łodygi
*stożek wzrostu korzenia
*miazga
- stałe
*okrywająca
*skórka
*korek
*miękiszowa
*miękisz asymilacyjny
*miękisz spichrzowy
*miękisz przewietrzający
*przewodząca
*drewno
*łyko
*wzmacniająca
*zwarcica
*twardzica
Miękisz asymilacyjny - posiada chloroplasty, występuje w liściach i łodygach zielonych
Miękisz spichrzowy - występuje w korzeniach, składa się z komórek zasobnych w substancje zapasowe
Miękisz przewietrzający - występuje w liściach, łodygach i korzeniach
Budowa rośliny:
*korzeń
*pęd:
*łodyga główna
*łodygi boczne
*liście
*pąki
*owoce
Łodyga - jest organem unoszącym liście i kwiaty oraz umożliwiają transport wody i substancji pokarmowych (tkanka przewodząca i wzmacniająca)
Liść - jest odpowiedzialny za odżywianie, parowanie wody i wymianę gazową (tkanka przewodząca i miękisz asymilacyjny w nim zachodzi fotosynteza)
Korzeń - podtrzymuje roślinę w podłożu oraz pobiera i przewodzi wodę i sole mineralne (tkanka przewodząca)
Funkcje liścia:
*w liściach zachodzi fotosynteza
*funkcja odżywcza możliwa dzięki dużej powierzchni liścia
*transpiracja i gutacja
*są spichrzowe, czepne, ochronne, obronne, pułapkowe
Tkanki twórcze i okrywające
Tkanka twórcza występuje przede wszystkim w stożkach wzrostu łodygi i korzenia pomiędzy łykiem, a drewnem. W stożkach wzrostu łodygi następuje wzrost rośliny na długość. Dzielące się komórki miazgi odkładają się na zewnątrz (łyko) i wewnątrz (drewno). Dzielące się komórki stożka wzrostu korzenia powodują wzrost w głąb gleby. Paki chronią komórki wzrostu łodygi, a czapeczki komórki wzrostu korzenia.
Tkanka okrywająca zabezpiecza przed nadmiernym wyparowaniem wody, czynnikami chemicznymi i fizycznymi oraz wnikaniem drobnoustrojów. Tkanka okrywająca to skórka liści, łodyg i korzenia. Zdrewniała łodygę i korzeń pokrywa korek. Liść jest pokryty jedna warstwą komórek W dolnej części skórki występują aparaty szparkowe umożliwiające wymianę gazową i parowanie wody. Skórkę młodej łodygi pokrywa jedna warstwa komórek i włoski (lub kolce) służące do ogrzania i ochrony. Skórkę korzenia również pokrywa jedna warstwa komórek i włośniki, które zwiększają powierzchnię wchłaniania wody i soli mineralnych.
Skóra jest pokryta cienka warstwą kutykuli, która nie przepuszcza wody, liście dodatkowo pokrywa wosk. W starszych roślinach funkcje ochronna spełnia korek. Jest to tkanka zbudowana z kilku warstw obumierających komórek. Ściany te lepiej niż skóra chroni przed wysychaniem i urazami mechanicznymi, a charakterystyczne pęknięcia zwane przetchlinkami umożliwiają wymianę gazową i parowanie.
Funkcje tkanki okrywającej:
*stanowi ochronę rośliny
*zabezpiecza przed nadmiernym wyparowaniem wody (warstwa kutykuli i wosk)
*ułatwia wymianę gazową (aparaty szparkowe)
*włoski parzące stanowią barierę ochronną
*ułatwia transpirację i utrzymuje odpowiednią temperaturę ciała
*chroni przed niska temperaturą i uszkodzeniami mechanicznymi (kora)
*pobiera wodę z gleby (włośniki)
Tkanki przewodzące i gospodarka wodna
Tkanki przewodzące transportują wodę z korzenia do łodyg i liści, a z liści produkty fotosyntezy do korzenia i owoców. System przewodzący tworzą drewno (przewodzi wodę i sole mineralne) oraz łyko (przewodzi substancje organiczne). Przebieg tkanki przewodzącej na liściu widoczny jest jako nerwacja liścia. Drewno znajduje się po wewnętrznej stronie, a łyko po zewnętrznej. W przypadku wysokich drzew transport wody jest możliwy, ponieważ naczynia są przystosowane do szybkiego transportu wody. Naczynia składają się z ułożonych jedna pod drugim członów naczyń. Drewno pełni również funkcję wzmacniającą, szczególnie ważne jest to dla roślin zdrewniałych.
Dzięki podstawowemu elementowi łyka - rurce sitowej (żywa, wydłużona komórka, pozbawiona jądra komórkowego) możliwy jest transport produktów fotosyntezy rozpuszczonych w cytoplazmie w dół do korzenia lub do owoców. Jest to znacznie wolniejsze od transportu wody. Obok rurek sitowych są komórki przyrurkowe regulujące metabolizm rurek.
Osmoza - to proces przenikania wody z roztworu hipotonicznego (małe stężenie) z gleby do roztworu hipertonicznego (duże stężenie) w komórce włośnikowej.
Osmoza polega na przenikaniu cząsteczek wody przez błonę półprzepuszczalną z roztworu o mniejszym stężeniu do roztworu o większym stężeniu. W wyniku czego powstaje wyrównanie stężeń. Osmoza nie wymaga nakładania energii.
Transpiracja jest to parowanie wody z rośliny. Parujące cząsteczki wody dzięki siłom spójności pociągają za sobą następne, w ten sposób powstaje tzw. Siła ssąca umożliwiająca przemieszczanie się wody z korzenia do liści.
Transport wody w roślinie:
*wyższe stężenie soli mineralnych w korzeniu powoduje wytworzenie układu osmotycznego, czyli
wnikanie wody z gleby do korzenia
*silne uwodnienie komórki korzenia wtłacza wodę do naczynia
*utrata wody w naczyniach liścia „podciąga” słup wody w naczyniach łodygi ku górze
*wyparowanie wody przez otwarte aparaty szparkowe i skórkę zwiększa stężenie soku komórkowego w
liściu, woda przenika z naczyń do innych komórek liścia
Przemieszczając się do innych komórek woda obniża temperaturę organizmu rośliny.
Mechanizm pobierania wody przez roślinę:
*osmoza w komórkach włośnikowych
*parcie korzeniowe
*siła ssąca liści
*transpiracja
*naczynia kapitalne
Tkanki wzmacniające tworzą rusztowanie podtrzymujące ciało rośliny.
Elementy systemu wzmacniającego są wytrzymałe i elastyczne.
System wzmacniający składa się z zwartych komórek o silnie zgrubiałych ścianach. U małych roślin tkanką wzmacniającą jest zwarcica, a u starszych twardzica.
Zwarcica składa się z żywych i wydłużonych komórek, ściany w katach i na bokach są silnie zgrubiałe, dzięki czemu są wytrzymalsze na zginanie i rozciąganie.
Twardzica składa się z martwych i silnie zdrewniałych komórek. Ostro zakończone włókna zazębiają się, dzięki czemu roślina jest odporniejsza na złamania i rozciągania.
W liściach tkanka przewodząca jest w elementach przewodzących (w nerwacji liścia), a w łodygach często tworzy lity pierścień.
Tkanka wzmacniająca pełni funkcję podobną do szkieletu zwierząt (nie ma stawów, ale jest elastyczna).
Modyfikacje organów roślinnych.
W środowiskach suchych rośliny ograniczają powierzchnie parowania wody oraz rozwijają możliwość gromadzenia jej.
Wiele roślin wytworzone substancje odżywcze magazynuje w przekształconych korzeniach, łodygach, liściach. Dzięki tym zapasom mogą wiosną rozpocząć wzrost. W środowiskach, w których brakuje azotu rośliny uzupełniają go polując na owady.
Korzenie po licznych modyfikacjach mogą być czepne (bluszcz), ssawki (jemioła).
Byliny (wieloletnie rośliny) funkcjonują dzięki: kłączom, bulwom, cebulom, rozłogom.
Ciernie są to przekształcone łodygi chroniące przed zjedzeniem przez zwierzęta.
Modyfikacje |
||
korzenia |
łodygi |
liści |
Pneumatofory |
Kalarepa |
Pułapki (rosiczka) |
Podporowe |
Bulwa |
Włoski czepne |
Spichrzowe |
Dzbanecznik |
Miękisz |
|
Miękisz |
(aloes) |
|
|
|
|
|
|
Grzyby nie są ani roślinami ani zwierzętami - budowa i czynności życiowe grzybów.
W komórkach grzybów występują: ściana komórkowa (przesycona chityną), błona komórkowa, cytoplazma, jądro komórkowe, mitochondriom.
Materiał zapasowy dla grzybów stanowi glikogen oraz tłuszcze. Grzyby nie mają chloroplastów, czyli są cudzożywne. Większość grzybów należy do roztoczy, czyli żywią się szczątkami innych istot, pozostałe są pasożytami - żywią się kosztem innych.
Grzyby najlepiej rozwijają się w środowisku ciemnym i wilgotnym.
Drożdże rozmnażają się bezpłciowo przez pączkowanie.
Pleśniak biały jest jedną komórką o wielu jądrach, czyli jest komórczakiem.
Ciało większości grzybów zbudowane jest z grzybni (złożona z wielu wydłużonych komórek - strzępek). Najwyżej uorganizowane strzępki przybrały formę owocnika (tzn. kapelusza i trzonu). Grzybnia może być nitkowata lub w formie owocnika.
Grzyby nie tworzą tkanek, dlatego zaliczamy je do organizmów plechowatych.
Wiele grzybów zbiera się dla celów spożywczych, ale nie wszystkie grzyby są jadalne.
Grzyby rozkładają martwą materię organiczną, dzięki czemu dostarczają podłożu sole mineralne niezbędne dla rozwoju roślin.
Z niektórych grzybów wytwarza się antybiotyki, np. penicyliną, a inne posiadające zdolność przeprowadzania fermentacji wykorzystuje się do wypieku ciast, produkcji sera i alkoholu.
Cechy charakterystyczne grzybów:
*beztkankowe królestwo organizmów żywych
*komórki nie posiadają chloroplastów
*ściany komórkowe przesycone chityną
*jedno lub wielokomórkowe organizmy
*z niektórych grzybów wytwarza się antybiotyki
*są kruche i delikatne
*nie wszystkie są przeznaczone do spożycia
*są przyczyna psucia się żywności
*oddychają w sposób beztlenowy
*są przyczyna niektórych chorób
*rozkładają szczątki martwych organizmów
Pierwotniaki to jednokomórkowe protisty.
Pierwotniaki są jednokomórkowymi protistami, związanymi ze środowiskiem wodnym. Jądrowe komórki posiadają możliwość poruszania się za pomocą wyspecjalizowanych organelli. Większość z nich jest cudzożywna. Pierwotniaki mogą wchłaniać i trawić pokarmy w specjalnie wykształconych wodniczkach trawiennych.
Pierwotniaki poruszają się dzięki nibynóżkom, wiciom lub rzęskom.
Za pomocą nibynóżek - cienkich wypustek, do których przelewa się cytoplazma poruszają się ameby. Ameba odżywia się bakteriami, jednokomórkowymi glonami oraz innymi pierwotniakami.
Wiciowce poruszają się podobnie jak plemniki większości zwierząt. Euglena zielona jest wiciowcem i w zależności od środowiska może pobierać i trawić pokarmy lub fotosyntezować.
Najbardziej skomplikowana budowę aparatu ruchu mają orzęski. Ich ciało pokryte jest całkowicie lub częściowo licznymi cieniutkimi rzęskami.
Wodniczki tętnicze wydalają z ciała pierwotniaków substancje zbędne i nadmiar wody.
Opadające na dno mórz wapiennych pancerzyki otwornic utworzyły pokłady skał osadowych.
Pierwotniaki stanowią również pokarm dla drobnych zwierząt.
Typ |
Orzęski |
Wiciowce |
Korzenionóżki |
Przedstawiciele |
Pantofelek, wirczyk |
Euglena zielona |
Pełzak ameba |
Organellom ruchu |
Rzęski |
Wić |
Nibynóżki |
Środowisko życia |
Wodne |
Wodne |
Wodne |
Odżywianie |
Pierwotniaki |
Fotosynteza |
Bakterie |
Rozmnażanie |
Podział |
Podział |
Podział |
Rodzaje pierwotniaków: otwornice, orzęski, wiciowce, korzenionóżki.
Owady jedne z najwyżej uorganizowanych bezkręgowców.
Stawonogi |
||
Skorupiaki |
Owady |
Pajączki |
rak |
mucha |
krzyżak |
rozwielitka |
osa |
kleszcz |
krab |
motyl |
skorpion |
Stawonogi mają większą możliwość przystosowawczą (adaptacyjną).
U owadów ciało składa się z głowy, tułowia, odwłoku. Na tułowiu znajdują się trzy pary odnóży krocznych oraz skrzydła. Na głowie znajdują się narządy zmysłów (Para czułków, na których są złożone oczy umożliwiają owadom odbiór bodźców świetlnych. (Narządy zmysłów: wzrok - oczy złożone zbudowane z wielu oczek prostych; węch - czułki)) i aparat gębowy (ssący, kłujący, gryzący, liżący). Wszystkie części ciała są chronione sztywnym nieprzepuszczalnym do wody chitynowym oskórkiem. Oddychają za pomocą tchawek.
(Układ pokarmowy - aparat gębowy; układ oddechowy - tchawki; układ nerwowy - mózg, łańcuszek nerwowy, nerwy; układ krwionośny - serce; układ wydalniczy - wypustki jelita; układ rozrodczy - rozdzielnopłciowe)
Obrączka około przełykowa łączy mózg z łańcuszkiem nerwowym. Mózg scala wycinkowe obrazy oczek prostych (amatidiów) dają obraz mozaikowy.
Owady maja wiele instynktownych (tańce godowe, strategie polowania) te zachowania są charakterystyczne dla gatunków społecznych. Owady wykazują pewna plastyczność zachowań - uczą się, dzięki czemu potrafią zmieniać zachowania wrodzone.
Owady opanowały środowiska lądowe i niektóre wodne. Owady zapylają większość kwiatów, wytwarzają cenne produkty (miód, jedwab), ale i szkodzą (stonka, korniki, pchły).
Cechy owadów:
*posiadają głowę, tułów, odwłok
*mają trzy pary segmentowanych odnóży, wyrastających z piersi tułowia
*są uskrzydlone lub bez skrzydeł
*oddychają za pomocą tchawek
*aparaty glebowe są przystosowane do rodzaju pobieranego pokarmu
*typ odnóży ułatwia określony tryb życia
*rozmnażanie owadów
*jajo - postać młodociana (rozwój prosty)
*jajo - larwa - imago (przeobrażenie niezupełne; rozwój złożony)
*jajo - larwa - poczwarka - imago (przeobrażenie zupełne; rozwój złożony)
Ssaki to najwyżej uorganizowane kręgowce.
Cechy ssaków:
*ciało ssaka tworzy głowa, tułów, ogon, kończyny wolne, szyja
*skóra pokryta włosami (sierść)
*posiadają małżowinę uszną, która skupia i wzmacnia fale dźwiękową
*osłonięte powiekami oczy umożliwiają tworzenie wysokiej jakości obrazów
*nozdrza służą do wstępnego ogrzania i oczyszczenia powietrza
*wąsy czuciowe są elementami zmysłu dotyku
*podciągnięte pod tułów kończyny umożliwiają sprawne poruszanie się
*są stałocieplne
Dzięki doskonałym narządom zmysłu oraz złożonej organizacji mózgu ssaki osiągnęły zdolność uczenia się poprzez przywykanie lub metodą prób i błędów. Uczenie się pozwala zginać zachowanie instynktowne. Półkule mózgowe są najlepiej rozwiniętą częścią mózgowia, rdzeń kręgowy oraz nerwy układu obwodowego umożliwiają szybki i precyzyjny przekaz informacji. W korze mózgowej położone są obszary czuciowe, kojarzenia oraz ruchowe.
Ssaki dostarczają nam wiele substancji: mięso i mleko zawierają dużo białka, a skóry wykorzystywane są w wielu dziedzinach życia.
Ssaki owadożerne ograniczają liczebność owadów - szkodników.