Растительная клетка, ее строение

Хвощи встречаются на всем земном шаре, кроме Австралии и  Новой Зеландии, и насчитывают  около 30 видов. Обитают преимущественно  во влажных местах. Спорофиты имеют  горизонтальные подземные стебли (корневища), от узлов надземных побегов отходят  мутовки мелких заостренных листьев, похожих на чешуйки. Различают побеги двух видов: вегетативные и спороносные, несущие споровые шишки (стробилы). Хвощи в природе встречаются  в виде клонов - групп растений, возникающих  путем вегетативного размножения  от одной особи и занимающих участок  площадью несколько десятков или  сотен квадратных метров.

При прорастании споры  хвоща образуется однослойная пластинка - гаметофит. Гаметофиты могут быть мужские, женские и обоеполые. На них развиваются антеридии и  архегонии. Антеридии имеют вид  полостей, в которых формируются: сперматозоиды, имеющие множество  жгутиков. В архегониях находится  яйцеклетка. Оплодотворение проходит в водной среде, при этом архегонии  выделяют слизь, привлекающую сперматозоидов. При слиянии половых клеток образуется диплоидная зигота, прорастающая в  спорофит.

Плауны 

По приспособленности  к жизни на суше плауны занимают промежуточное положение между  папоротниками и семенными растениями. Для них характерен стелющийся стебель, от стебля отходят короткие прямостоячие ветви. Листья расположены спирально.

Подземные части побега имеют  вид корневищ с придаточными корнями. Рост стебля верхушечный: проводящая система  примитивна. Стебли наряду с листьями несут на себе спорофиллы со спорангиями. Споры прорастают в гаметофит  через 3-8 лет в глубоком слое гумуса. Его рост и развитие возможны при  условии внедрения в него гифов  гриба, обеспечивающих ему гетеротрофное  питание. Гаметофиты обычно однополые  и несут антеридии и архегании. Сперматозоиды простые и очень мелкие с двумя жгутиками: зигота сразу прорастает в зародыш - спорофит, который в начале развития питается гетеротрофно.

В каменноугольный период пагюротники, хвощи и плауны принимали участие в образовании каменного угля. Некоторые из них в наше время используются в медицине.

Семенные растения .обладают тремя очень важными преимуществами: разноспоровостью, способностью к образованию семян, способностью продуцировать неподвижные мужские гаметы, вегетативное тело семенных растений образует споры двух типов: микроспоры (мужские) и мегаспора (женские). Первые дают начала мужскому гаметофиту, а вторые - женскому. Женские мегаспоры формируются в мегаспорангии. Из мегаспор вырастают женские гаметофиты - архегонии, продуцирующие яйцеклетки. Этот процесс проходит внутри семязачатка, так же как оплодотворение и развитие зародыша с образованием семени. Преимущества семенного размножения:

• женский гаметофит защищен семязачатком и менее чувствителен к обезвоживанию, чем свободно живущий гаметофит;
• семя содержит запас питательных веществ, используемый следующим спорофитным поколением после прорастания семени;
• семена способны противостоять неблагоприятным условиям и могут оставаться в состоянии покоя и прорастать в благоприятных условиях;
• у семян развиваются различные приспособления для распространения.

Голосеменные — процветающая группа растений, распространенная по всему земному шару. Жизненные формы представлены деревьями и кустарниками, как правило, вечнозелеными.с иголками вместо листьев. Голосеменные включают в себя 5 классов:

1. саговниковые,
2. гинкговые,
3. хвойные,
4. беннеттитовые,
5. гнетовые и семенные папоротники вымерли.

Листья — иголки у хвойных покрыты толстой кутикулой, а устьица глубоко погружены в ткань листй. Эти приспособления сберегают воду внутри растения во время голодных сезонов.

Мужские шишки, или микростробилы, одиночные, состоят из многочисленных микроспорофиллов, расположенных спирально на общем стержне На каждом микроспорофилле развиваются два микроспорангия. вмещающих пыльцу. Пыльцевые зерна снабжены воздушными мешкам», служащими для распространения по воздуху. Женские шишки - мегастробцаы, сот стоят из центральной оси, на которой спирально расположены кроющие чешуи, а в их пазухах лежат семенные чешуи. У оснований семенных чешуи сидят парные семяпочки. Жизненный цикл проходит с преобладанием спорофита - диплоидной стадии. Созревание семян происходит на второй год после опыления. Следующей зимой шишки раскрываются, и семена разносятся ветром на большие расстояния.

Отличительной особенностью этого отдела является наличие плода, развивающегося из завязи цветка. Покрытосеменные представлены: деревьями, травами и промежуточными формами - кустарниками и кустарничками.

Выделяют два класса цветковых  растений: однодольные и двудольные.

Широкое распространение  и разнообразие строения цветковых  растений обусловлено приобретением  ими в процессе эволюции ряда прогрессивных  черт: наличие цветка - органа, совмещающего функции полового и бесполого  размножения; образование в составе  цветка завязи, заключающей в себе семязачатки и предохраняющей их от действия неблагоприятных условий  среды; двойное оплодотворение, в  результате которого Образуется триплоидный (а не гаплоидные, как у голосеменных) эндосперм; редукция гаметофита: мужской гаметофит - пыльцевое зерно состоит из двух клеток: вегетативной и генеративной (генеративная яелится, образуя два спермия). Женский гаметофит состоит из 8 клеток зародышевого мешка.

Признаки двудольных растений:

1. Зародыш имеет 2 семядоли, прорастающие надземно, с 3 проводящими пучками.
2. Лист на черешке с сетчатым или ветвящимся жилкованием.
3. Проводящая система состоит из одного кольца проводящих лучков, с камбием; во флоэме присутствует паренхима; кора и сердцевина дифференцированы.
4. Корневая система стержневая, зародышевый корешок развивается в славный корень.
5. Жизненные формы древесные и травянистые.
6. Цветок имеет число элементов, кратное 5 или 4.

Признака однодольных  растений:

1. Зародыш с одной семядолей, прорастающей подземно, имеет два главных проводящих лучка.
2. Лист без черешка, с параллельным или дуговым жилкованием, с влагалищным основанием.
3. Проводящая система состоит из многих отдельных пучков; камбий отсутствует; паренхима во флоэме отсутствует; кора и. сердцевина не имеют четкой дифференциации.
4. Корневая система мочковатая, зародышевый корешок рано отмирает, заменяясь системой придаточных корней.
5. Жизненные формы травянистые, некоторые древесные формы вторичны.
6. Цветки имеют число элементов, кратное 3, реже 4, но никогда 5.

Более 2 млн видов животных, обитающих повсеместно, отличаются от растений гетеротрофностью питания, подвижностью, развитой опорно-двигательной системой, сложностью поведенческих реакций. Согласно принятой точке зрения, ближе всего к общему предку животных и растений находятся жгутиковые одноклеточные - эвглены, которые могут питаться как автотрофно, так и гетеротрофно, и активно передвигаться, отвечая на раздражения.

В систематику животных включены следующие таксоны: царство, тип, подтип, класс, отряд, семейство, род, вид.

Одноклеточные животные (Простейшие)

Тип Простейшие - процветающая и разнообразная группа организмов. Известно около 50 000 видов простейших, которых в природе можно обнаружить повсюду, где есть вода. Каждое простейшее представляет собой самостоятельный  организм, способный выполнять все  необходимые для жизни функции.

Подавляющее большинство  простейших обладает аэробным типом  обмена. Для дыхания они используют кислород, растворенный в воде. Окисление  происходит в митохондриях. Виды, паразитирующие в кишечнике своих животных-хозяев — амебы, жгутиконосцы - анаэробны, поэтому утратили свои митохондрии.

Амеба — представитель  класса Саркодовые. Обитает в небольших мелких прудах или проточных канавах с илистым дном. Тело амебы достигает 0,1 мм и ограничено тончайшей плазмолемой (плазматической мембраной). Протоплазма подразделяется на экто- и эндоплазму. Ядро в клетке регулирует процессы метаболизма и деления клеток, не занимает определенного положения. Цитоплазма содержит пищеварительные вакуоли, формирующиеся в разных участках клетки вокруг пищевых комочков, путем выделения пищеварительного сока из цитоплазмы. Пищей для нее служат одноклеточные водоросли, жгутиковые, инфузории. Сократительная вакуоль, периодически сокращаясь, выделяет наружу избыток воды с растворенными ненужными веществами в любой точке тела амебы. Кислород поступает через всю поверхность тела амебы. Форма тела амебы постоянно меняется из-за образующихся цитоплазматических выростов - псевдоподий (ложноножек), служащих для захвата пищи (фагоцитоза) и передвижения.

Класс Инфузории насчитывает  более 10 000 видов. Тело инфузорий имеет  постоянную форму, вся его поверхность  несет многочисленные реснички, которые; по строению являются укороченными жгутиками. Ядерный аппарат инфузорий устроен  более сложно, чем у других классов  простейших. У инфузорий два ядра: большое бобовидное ядро - макронуклеус — контролирует процессы метаболизма  и дифференцировки клетки; мелкое — микронуклеус - регулирует размножение.

Инфузория-туфелька обитает  в стоячих водоемах с большим  количеством разлагающейся органики. На ее вентральной поверхности находится  постоянное углубление - околоротовая воронка. Сужаясь, она переходит  в глотку, которая заканчивается  клеточным ртом или цитостомом. Реснички околоротовой воронки загоняют бактерии и частички пищи в глотку. На конце глотки формируются пищеварительные вакуоли, которые движутся в цитоплазме по постоянной траектории. Непереваренные частицы выводятся через порошицу наружу. Две сократительные вакуоли занимают постоянное место. Вокруг каждой из них находятся радиальные каналы, в которые поступает вода из цитоплазмы.

Для инфузорий характерно в основном бесполое размножение  путем поперечного деления тела надвое. При недостатке пищи они  переходят к половому процессу путем  конъюгации, который возможен только между совместимыми особями одного вида. Этот процесс обеспечиваетобмен генетической информацией при участий микронуклбусов.

Жгутиконосцы - самая многочисленная группа простейших, в состав которых  входят автотрофные и гетеротрофные  организмы. Характерной их особенностью является наличие жгутиков, количество которых варьирует. Жгутиконосцы обладают постоянной формой тела и размножаются преимущественно делением. Поддерживание  постоянной формы тела у жгутиковых и инфузорий возможно за счет того, что самый поверхностный слой их клеточного тела сильно уплотняется  и становится упругим. Кроме того, здесь концентрируются многочисленные нитевидные белковые структуры, образующие цитоскелет. Автотрофные жгутиковые обладают хроматофорами, содержащими хлорофилл, благодаря чему они способны к фотосинтезу. Гетеротрофное питание у жгутиконосцев осуществляется через клеточный рот или поверхность тела пиноцитозом. Среди Жгутиконосцев и Инфузорий широко распространена колональность.

В отличие от клеток Простейших, способных самостоятельно выполнять  все жизненно важные функции, клетки многоклеточных организмов выполняют  одну определенную функцию. При этом структура их значительно упрощается, но специфическая функция выполняется  клеткой гораздо эффективней.

Многоклеточных животных разделяют на две группы: беспозвоночных и позвоночных. Отличают их по наличию  внутреннего осевого скелета - хорды  или позвоночника.

Тип Кишечнополостные

Этот тип относится  к числу самых древних и  примитивных многоклеточных животных. Насчитывается ок. 9 000 видов кишечнополостных. Тип делится на три класса:

• класс Гидроидные, у которых доминирует полип (пресноводная гидра, актинии и колониальные полипы);
• класс Сцифоидные, у которых доминирует стадия медузы (медуза-корнерот и др.);
• класс Коралловые полипы, ведущие колониальный образ жизни (нет стадии медузы).

Тело кишечнополостных построено  из двух слоев клеток: наружного - эктодермы  и внутреннего - энтодермы. Для большинства  видов характерна радиальная симметрия.

Питаются кишечнополостные мелкими водными животными. Пищеварительная система имеет одно отверстие - ротовое, через которое пища попадает в кишечник и выбрасываются наружу непереваренные остатки пищи. Кровеносная, дыхательная и выделительные системы отсутствуют. Дыхание и выделение осуществляются через всю поверхность тела. Большинство кишечнополостных обитает в морях и океанах. К ним относятся полипы и медузы. Некоторые животные рода Гидра обитают в пресных водоемах.

Наружный слой тела гидры (эктодерма) образован клетками нескольких типов. Самые многочисленные - это  эпителиально-мускульные (кожно-мускульные) клетки, состоящие из тела и мускулистого отростка. Стрекательные клетки способны реагировать на раздражения из внешней  среды, они имеют специальный  чувствительный волосок и стрекательную  капсулу, внутри которой находится  ввернутая длинная стрекательная  нить.

Стрекательные клетки постоянно  пополняются за счет промежуточных  клеток, дающих начало новым клеткам. Из эктодермы образуются нервные  клетки (нейроны) с длинными отростками, которыми они соединяются друг с  другом, образуя нервную систему  диффузного (сетчатого) типа.

Под слоем клеток эктодермы  располагаются базальные пластинки  из межклеточного вещества (мезоглея). Под ним расположен второй слой клеток -энтодерма, выстилающая кишечную полость полипа. Основная масса внутреннего слоя - это эпителиально-мускульные клетки, отростки которых расположены а поперечном направлении. Работа мускульных отростков эктодермальных и эн-тодермальных клеток согласуется нервной системой, и вместе они могут вытягивать иди сокращать тело полипа, наклонять его в разные стороны. Эпителиально-мускульные клетки энтодермы несут несколько длинных жгутиков и способны образовывать псевдоподии для захвата пищевых частиц. Между этими клетками разбросаны железистые клетки, способные вырабатывать пищеварительные секреты.

Пищеварение идет в два  этапа. Полостное пищеварение протекает  на кишечной полости. Под действием  пищеварительных секретов железистых клеток образуются мелкие пищевые частицы. Внутриклеточное пищеварение проходит внутри эпителиально-мускульных клеток. Не переваренная пища выбрасывается  через рот.

Размножаются кишечнополостные бесполым путем - почкованием и половым, с формированием половых клеток. Так, в изгибах нижних веточек колоний полипов находятся бластостилии, от которых отпочковываются небольшие подвижные медузы - свободноживущее плавающее поколение. Медузы обеспечивают расселение животных и способны размножаться половым путем. Таким образом, у разных видов кишечнополостных происходит чередование поколений: полипы - бесполое поколение, размножающееся вегетативно, медузы - половое поколение, вырабатывающее половые клетки. Оплодотворение перекрестное. Из оплодотворенных яйцеклеток развиваются маленькие личинки с ресничками, которые оседают на дно и превращаются в полипов.

Для животных типа Хордовые характерны следующие признаки:

• у всех в эмбриональном периоде закладывается внутренний соединительнотканный осевой скелет - хорда;
• нервная система имеет форму трубки и расположена над хордой, у низших (ланцетник) она сохраняется, у высших кордовыхзаменяется, позвоночником;
• под хордой расположена дифферент цированная кишка, начинающаяся ртом и заканчивающаяся анальным отверстием; передний глоточный отдел, пищеварительной системы имеет филогеническую связь с дыхательной системой.

Наименее организованный представитель хордовых - ланцетник, относится к очень древней  группе бесчерепные. Он имеет признаки, сходные с беспозвоночными и позвоночными, ведет пассивный водный образ жизни.

Тело ланцетника вытянутое, уплощенное с боков. На переднем конце  расположен рот, окруженный щупальцами. Задний конец тела имеет окаймляющую  кожную складку - хвостовой плавник. Тело покрыто однослойным эпителием, мышцы слабо дифференцированы, представлены миомерами - сегментами, отделенными друг от друга тонкими прослойками соединительной ткани. Осевой скелет - хорда -заходит в головной конец. Полость тела -вторичная, выстлана целомическим эпителием.

Пищеварительная система  ланцетника устроена просто. Ротовое  отверстие ведет в объемную глотку, которая занимает примерно 1/3 длины  животного. Боковые стенки глотки пронизаны  щелями, соединяющимися с обширной жаберной полостью, образованной двумя  сросшимися под брюшной поверхностью складками кожи. Кишечник имеет вид  простой трубки, от нее отходит  слепой вырост - печень. Анальное отверстие  расположено у основания хвостового плавника.

Кровеносная система замкнутая  и напоминает таковую кольчатых  червей. Сердце отсутствует, движение крови обеспечивает сокращение стенок брюшной аорты и жаберных сосудов. Ланцетники раздельнополы. Половые  железы многочисленны и расположены  в полости вдоль глотки. Половые  клетки через вторичную полость  попадают в жаберную полость, а затем  наружу. Оплодотворение наружное. Из яйца выходят маленькие личинки, плавающие  в толще воды. По мере развития они  переходят к донному образу жизни.

Большинство рептилий - наземные животные, но некоторые виды обитают  в воде (морские черепахи, змеи). Тело животных, как правило, разделено  на голову, туловище и хвост и  покрыто роговыми чешуйкам или щитками, защищающими их от механического  воздействия и высыхания. Такой  покров мешает росту тела. Поэтому  некоторые пресмыкающиеся периодически линяют. Кожа рептилий не имеет желез  и абсолютно сухая, она не участвует  в дыхании. На голове расположены  глаза с двумя веками и мигательной  перепонкой (третье веко). У змей веки срослись и стали прозрачными. Позади глаз находятся органы слуха, состоящие  из внутреннего и среднего уха.

Скелет имеет те же отделы, что и у земноводных. Позвоночник  включает развитый шейный, грудной, поясничный, крестцовый и хвостовой отделы. Грудной  отдел позвоночника образован позвонками с развитыми ребрами и грудиной. Грудная клетка защищает внутренние органы от повреждения. У змей, в  связи с их способом перемещения, нет грудной клетки и конечностей. У черепах ребра срастаются с  панцирем. В плечевом поясе пресмыкающихся сохраняется воронья кость. Плечевые и бедренные кости располагаются  параллельно поверхности земли, поэтому тело прогибается и волочится  по земле (кроме черепах и змей).

Пищеварительная и выделительная  системы сходны с таковыми у земноводных. Во рту у пресмыкающихся есть язык (орган осязания и вкуса) и слюнные  железы. Интенсивность обменных процессов  рептилий зависит от температуры  окружающей среды. Легкие пресмыкающихся хорошо развиты, они имеют ячеистое строение, увеличивающее площадь  газообмена. Дыхание происходит благодаря  изменению объема грудной клетки, в результате сокращения дыхательных  мышц. Воздух попадает через ноздри в ротовую полость и оттуда в трахею и бронхи, а затем в  легкие. Воздухоносные пути (бронхи и трахея) появляются в связи с  удлинением шеи.

Оплодотворение у рептилий внутреннее. В организме самки  развиваются яйца, которые откладываются  на суше. Зародыш развивается за счет питательных веществ яйца и  выходит наружу приспособленным  к самостоятельному существованию.

Класс Пресмыкающиеся включает три основных отряда:

• Чешуйчатые (ящерицы, змеи, гекконы, вараны, агамы),
• Черепахи,
• Крокодилы.