Рекомендации по использованию наглядных пособий «Общая
реклама
Содержание Уровни организации живого . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Строение и функции липидов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Строение и функции углеводов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Строение и уровни организации белка. . . . . . . . . . . . . . . . . . . Строение и функции белков . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Белки и ферменты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Синтез белка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Строение и функции нуклеиновых кислот . . . . . . . . . . . . . . . Нуклеиновые кислоты. АТФ — аденозинтрифосфорная кислота . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Строение ДНК . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Аденозинтрифосфорная кислота (АТФ) . . . . . . . . . . . . . . . . . Разнообразие эукариотических клеток . . . . . . . . . . . . . . . . . . Строение клетки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Хромосомы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Бактерии . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Генетический код . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Вирусы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Многообразие живых организмов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Метаболизм . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Фотосинтез. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Типы питания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Типы размножения организмов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Митоз . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Деление клетки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Гаметогенез . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Центры происхождения культурных растений (по Н. И. Вавилову) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Жизненные формы животных . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Биосфера . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Круговорот углерода . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Круговорот азота . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 3 Уровни организации живого Дидактическое назначение Познакомить с иерархическим принципом организации жи< вой материи, с различными уровнями организации живого. Вопросы и задания для работы с таблицей 1. Живое организовано в сложную многоуровневую систему. Принцип организации — иерархический. Объясните, в чем он заключается. 2. Является ли иерархический принцип организации свойст< венным только живой материи? Если нет, то приведите при< меры других систем, также имеющих иерархическую орга< низацию. 3. Изучите, какие уровни организации живого представлены на таблице. Сравните их с перечнем уровней организации живого, приведенным в вашем учебнике. Есть ли отличия? Как вы думаете, чем они объясняются? Можно ли сказать, что один из перечней неверный? 4. Попытайтесь восстановить решающий критерий выделения уровней организации живого у автора таблицы; у авторов учебника. 5. Какой уровень организации живого является низшим? При< ведите примеры органических молекул, характерных, спе< цифичных для живых систем. Определите, фрагмент какой молекулы изображен на таблице. 6. Какие процессы происходят на молекулярном уровне орга< низации живого? 7. Как разрешается видимое противоречие между утвержде< ниями, что «все живое состоит из клеток» и «вирусы — не< клеточная форма жизни»? 8. В каких случаях клеточный и организменный уровни орга< низации живого совпадают? 9. На каком уровне организации идут основные эволюционные процессы? 10. Объясните, что представляет собой ценотический уровень организации живого. Приведите примеры ценозов. 5 Строение и функции липидов Дидактическое назначение Дать представление о липидах как органических соединени< ях, являющихся производными глицерина и высокомолеку< лярных жирных кислот; познакомить со строением фосфолипи< дов и триглицеридов; дать понятие об основных функциях, вы< полняемых липидами в организмах. Вопросы и задания для работы с таблицей 1. Какие две группы липидов представлены на таблице? Чем они отличаются между собой по строению? Что их объединя< ет? Дайте определение понятия «липиды». 2. На таблице, кроме структурных химических формул липи< дов, дано схематическое изображение молекул фосфолипи< дов, на котором они выглядят состоящими из «головки» и «хвоста». Объясните, какие части молекул фосфолипидов схематизированы таким образом. Как отличаются свойства «головки» и «хвоста»? Для объяснения какой функции ли< пидов имеет значение эта дифференциация? 3. Расскажите, используя рисунок на таблице, в чем заключа< ется строительная функция липидов. Липиды какой группы участвуют в образовании клеточных мембран? 4. Рассмотрите рисунок, иллюстрирующий теплоизолиру< ющую функцию липидов. Объясните, за счет каких своих свойств липиды ее осуществляют. Назовите животных, для которых характерен толстый слой подкожного жира. В ка< ких условиях они обитают? 5. Охарактеризуйте значение липидов как резервного источни< ка энергии для организмов. 6. В горбах верблюдов запасается большое количество жира. Как они его используют? 7. Какие еще функции, кроме приведенных на таблице, вы< полняют липиды в организмах живых существ? Приведите конкретные примеры. 7 Строение и функции углеводов Дидактическое назначение Дать представление о строении разных групп углеводов: мо< носахаридов, дисахаридов, полисахаридов; познакомить с ос< новными функциями углеводов в живых организмах. Вопросы и задания для работы с таблицей 1. Какие вещества называют углеводами? 2. Рассмотрите на таблице строение разных групп углеводов. Определите, на каком основании углеводы подразделяют на моносахариды, дисахариды, полисахариды. 3. Что имеет общего и чем различается строение разных моно< сахаридов, представленных на таблице? 4. По количеству содержащихся атомов углерода моносахари< ды называют триозами, тетрозами, пентозами, гексозами. К какой из этих групп относится глюкоза; рибоза; фрукто< за? При изучении каких структур или физиологических процессов живых организмов вы уже встречались с упоми< нанием об этих моносахаридах? Назовите их. 5. К какой группе углеводов относится сахароза, употребляе< мая нами в пищу под названием «сахар»? 6. Укажите, в состав каких ди< и полисахаридов входит глю< коза. 7. Рассмотрите примеры полисахаридов. Расскажите, у каких живых организмов и в каких структурах встречаются эти вещества. 8. Чем отличается мономерный состав таких разных по свойст< ву полисахаридов, как крахмал и целлюлоза? 9. Используя таблицу, расскажите о строительной функции углеводов. Укажите, для каких организмов характерен хи< тин, а для каких — целлюлоза. 10. В чем заключается энергетическая функция углеводов? Вспомните, сколько кДж энергии выделяется при расщеп< лении 1 г углеводов. 11. У каких организмов как запасное вещество накапливается крахмал, а у каких — гликоген? Мономерный состав крах< мала и гликогена одинаков — они состоят из α<глюкозы. Чем же отличаются эти углеводы по своему строению? 12. Какие еще функции выполняют углеводы в организмах? 9 Строение и уровни организации белка Дидактическое назначение Познакомить со строением белковых молекул; дать пред< ставление о первичной, вторичной, третичной и четвертичной структурах молекул белка; о том, как они образуются и удер< живаются; поставить вопрос о биологическом смысле наличия разных уровней организации у белковых молекул. Вопросы и задания для работы с таблицей 1. Что является единицей строения макромолекул белка? Из скольких видов аминокислот составлено все огромное разно< образие белков в живой природе? 2. Рассмотрите изображенную на таблице обобщенную схему первичной структуры белковой молекулы. Покажите отдель< ные аминокислоты и пептидные связи, объединяющие их. 3. Обратите внимание на то, что аминокислоты имеют одина< ковую, повторяющуюся у всех часть. Укажите ее. Ответьте, чем отличаются виды аминокислот друг от друга. Как на< зывают эти фрагменты молекул и как они обозначены на схеме? Сколько радикалов различных видов встречается в молекулах белков? 4. Дайте определение понятия «первичная структура белка». Какими химическими связями она удерживается? 5. За счет чего происходит спирализация полипептидной це< пи — приобретение белком вторичной структуры? Найдите на таблице изображенные пунктиром водородные связи. Между какими частями белковой молекулы они образуются? 6. На таблице вторичная структура белка представлена в виде спирали. Какой еще вид могут иметь молекулы белков вто< ричной структуры? 7. Что представляет собой третичная структура белка? За счет каких взаимодействий, между какими компонентами поли< пептидной цепи третичная структура образуется и сохраня< ется? 8. Какова роль кофермента, присоединяющегося к белковой молекуле? 9. Объясните, как организована четвертичная структура бел< ка. Приведите примеры белков, имеющих такую структуру. 10. Находясь в какой из возможных структур (на каком из воз< можных уровней) своей организации, большинство белков способны осуществлять свойственные им функции? 11. Что называют денатурацией белка? 12. В чем биологический смысл наличия разных уровней орга< низации у белковых молекул? 11 Строение и функции белков Дидактическое назначение Познакомить со строением белковой молекулы, уровнями ее организации; раскрыть строительную, каталитическую, защит< ную, транспортную, двигательную и энергетическую функции белков в живых организмах. Вопросы и задания для работы с таблицей 1. Рассмотрите часть таблицы, посвященную строению белков. Какие уровни организации белковой молекулы изображены на ней? 2. Что называют первичной структурой белка? Вспомните, ка< кими связями она удерживается. 3. За счет чего полипептидная цепь образует спиральную структуру? 4. Какую форму имеет белок третичной структуры? Какими взаимодействиями частей белковой молекулы она сохраня< ется? 5. Какой уровень организации необходим большинству белков для выполнения их функций? 6. Исчерпываются ли тремя структурными уровнями, пред< ставленными на таблице, варианты организации белковых молекул в природе? Если нет, сделайте необходимые до< бавления и приведите конкретный пример белка, имеющего описанную вами структуру. 7. Объясните, в чем заключается каталитическая функция. Используя схему, изображенную на таблице, раскройте ме< ханизм осуществления белками<ферментами каталитиче< ской функции. 8. Что такое антитела? От чего они защищают организм и ка< ким образом? 9. При расщеплении каких еще органических веществ выде< ляется такое же количество энергии, как при расщеплении белка? Какие органические соединения используются орга< низмом для получения энергии в первую очередь? 10. Расскажите о переносе белками веществ: а) по организму в целом; б) через цитоплазматическую мембрану. 11. Охарактеризуйте значимость строительной функции белков в живых организмах. Раскройте роль белков в обеспечении двигательной функции животных. Поясните роль белков актина и миозина в осуществлении движений с помощью мышц. 12. Какие еще функции белков, кроме приведенных в таблице, вы могли бы назвать? 13 Белки и ферменты Дидактическое назначение Охарактеризовать основные особенности строения белков; проиллюстрировать строение сложных ферментов, состоящих из белковой части (апофермента) и небелкового компонента (ко< фермента), и принцип их деятельности; сформировать понятия: «фермент», «апофермент», «кофермент», «субстрат<фермент< ный комплекс». Вопросы и задания для работы с таблицей 1. Дайте краткую характеристику белков: 1) органическими или неорганическими веществами явля< ются белки; 2) какую структуру — моно< или полимерную — имеют мо< лекулы белков; 3) что выступает мономером в молекуле белка; 4) сколько известно видов аминокислот, входящих в состав белковых молекул; 5) каким образом достигается огромное многообразие белков при ограниченности двадцатью аминокислотами их элемен< тарных составляющих; 6) какие функции в организме выполняют белки; 7) в чем заключается ферментативная функция белков. 2. Используя таблицу, расскажите об уровнях организации белковой молекулы. В чем биологический смысл многоуров< невости организации белков? 3. Какую структуру в большинстве случаев должен иметь бе< лок (в том числе и белок<фермент), чтобы выполнять свою функцию? 4. Что представляют собой апофермент и кофермент? Каково назначение каждого из них в осуществлении функции фер< мента? 5. Известно, что определенные витамины имеют прямое отно< шение к работе некоторых белков<ферментов. Поясните, какую роль они выполняют. 6. Рассмотрите схему, иллюстрирующую принцип деятельнос< ти фермента. Выберите стадию цикла, которую вы будете считать начальной. Отметьте, какие особенности изображе< ния являются символическими; расшифруйте их смысл. 7. Расскажите о работе фермента по схеме. 8. Вспомните, что такое катализатор. Сравните понятия «фер< мент» и «катализатор». Что их объединяет? Назовите основ< ные отличия в их строении и функционировании. 15 Синтез белка Дидактическое назначение Познакомить с процессом синтеза белка в клетках организ< мов; сформировать представление о транскрипции и трансля< ции, понятиях «кодон», «антикодон», «старт<кодон», «стоп< кодон». Вопросы и задания для работы с таблицей 1. Вспомните, чем представлен белоксинтезирующий аппарат клетки. 2. На какие два этапа подразделяют процесс синтеза белка? Объясните, на каком основании выделены эти два этапа. 3. Дайте определение понятия «транскрипция». Укажите, где в клетке локализовано осуществление этого процесса. 4. Какая мРНК образуется при транскрипции участка ДНК —Г—Ц—Г—Г—А—Т—Ц—? В какую часть клетки пе< ремещается синтезированная мРНК? 5. Дайте определение понятия «трансляция». Укажите, где в клетке и при участии каких органоидов происходит этот процесс. 6. Какие вещества необходимы для осуществления трансля< ции? Какие вещества образуются в результате трансляции? 7. Что называют кодоном и антикодоном? Как связаны эти по< нятия? 8. Используя таблицу, опишите, как происходит перевод ин< формации, заключенной в мРНК, в последовательность ами< нокислот молекулы белка. Какой кодон инициирует начало процесса? Какова роль тРНК в трансляции? Что определяет порядок присоединения тРНК с аминокислотами к рибосо< ме? Где и при каких условиях образуется пептидная связь между аминокислотами, постепенно составляющими синте< зируемый в процессе трансляции белок? Что служит сигна< лом для окончания синтеза и отделения полипептидной це< пи от рибосомы? 9. Может ли полипептид, отделившись от рибосомы, сразу на< чать выполнять функции, свойственные белку данного со< става? Почему? Какие еще преобразования должны с ним произойти? 10. Возможно ли, зная последовательность аминокислот в поли< пептидной цепи, однозначно назвать последовательность нуклеотидов в цепи мРНК, с которой осуществлялась транс< ляция? Ответ поясните (с каким свойством генетического кода это связано?). 17 Строение и функции нуклеиновых кислот Дидактическое назначение Дать представление о строении нуклеиновых кислот; позна< комить с видами нуклеиновых кислот (ДНК, РНК); сравнить строение молекул ДНК и РНК; сформировать представление о значении принципа комплементарности для копирования на< следственной информации; показать роль нуклеиновых кислот в живых организмах. Вопросы и задания для работы с таблицей 1. Какие два вида нуклеиновых кислот встречаются в приро< де? Дайте их полные (а не сокращенные, как на таблице) на< звания. 2. Охарактеризуйте строение нуклеиновых кислот как по< лимеров. Что собой представляют мономеры нуклеиновых кислот — нуклеотиды? Сколько видов нуклеотидов сущест< вует? Чем они отличаются друг от друга? 3. Какие нуклеотиды входят в состав ДНК, какие — в состав РНК? Чем еще отличаются молекулы ДНК и РНК в своем строении? 4. Дайте определение принципа комплементарности. Объясни< те, как связана с ним способность нуклеиновых кислот к ко< пированию информации, содержащейся в них. 5. Используя таблицу, расскажите о функциях ДНК в живых организмах. Укажите, как называется процесс, обеспечи< вающий копирование наследственной информации для сле< дующего поколения. Каким термином обозначается переда< ча наследственной информации с ДНК на РНК? 6. Покажите на таблице три вида РНК. Назовите их. 7. Охарактеризуйте особенности строения и функцию тРНК. 8. Где в клетке находится рРНК? 9. Объясните с точки зрения выполняемых функций, почему информационную РНК называют также матричной. 10. Вспомните, какие структуры клеток прокариот и эукариот содержат нуклеиновые кислоты: ДНК, РНК. 11. Встречаются ли клеточные организмы, не содержащие ДНК, РНК? Изменится ли ваш ответ на этот вопрос, если из него убрать слово «клеточный»? Ответ обоснуйте, приведите примеры. 19 Нуклеиновые кислоты. АТФ — аденозинтрифосфорная кислота Дидактическое назначение Дать представление о строении ДНК и РНК как полинукле< отидов; охарактеризовать состав нуклеотидов, их разнообразие; показать особенности организации молекул ДНК и РНК; ука< зать функции ДНК; познакомить с разными типами РНК и их ролью; представить строение и функции АТФ. Вопросы и задания для работы с таблицей 1. Какие два вида нуклеиновых кислот встречаются в приро< де? Укажите их полные названия. 2. Нуклеиновые кислоты являются полинуклеотидами. Объ< ясните, что это значит. 3. Используя таблицу, расскажите, как устроен нуклеотид ДНК. Сколько видов нуклеотидов встречается в составе мо< лекулы ДНК? Чем они отличаются между собой? Покажите на таблице: азотистые основания, пятиуглеродный сахар и остаток ортофосфорной кислоты. 4. По таблице расскажите, из каких частей состоит нуклеотид РНК. Сколько видов нуклеотидов встречается в молекулах РНК? Чем они отличаются друг от друга? 5. Укажите разницу в строении мономеров, составляющих по< лимерные молекулы ДНК и РНК. 6. Из скольких цепей состоит молекула ДНК; молекула РНК? 7. Перечислите функции, выполняемые ДНК в организме. 8. Назовите типы РНК и осуществляемые ими функции. 9. Вспомните, в каких процессах ДНК и РНК участвуют вмес< те. Назовите их. 10. Как устроена АТФ? Сравните ее строение со строением ДНК и РНК. 11. Какова функция АТФ? Где в молекуле АТФ сохраняется та энергия, которая при необходимости может расходоваться на различные энергозатратные процессы в организме? Пока< жите на рисунке эти макроэргические связи. 21 Строение ДНК Дидактическое назначение Показать строение дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) — макромолекулы, сохраняющей и предающей наслед< ственную информацию в живых системах, познакомив с мо< делью ее организации, созданной в 1953 г. Дж. Уотсоном и Ф. Криком; раскрыть строение четырех видов нуклеотидов, яв< ляющихся мономерами ДНК; познакомить с их свойством по< парно образовывать водородные связи между собой (компле< ментарность). Вопросы и задания для работы с таблицей 1. Расшифруйте аббревиатуру ДНК. К какому классу органи< ческих соединений относится это вещество? 2. Расскажите, какую роль играет ДНК в жизнедеятельности клеток, организмов. 3. Вспомните, как давно была установлена структура ДНК. Ка< ким ученым принадлежит это открытие? 4. Используя таблицу, объясните, как устроена макромолеку< ла ДНК. (Двунитевая спираль, удерживаемая водородными связями; каждая цепь — полимер, мономерами которого являются нуклеотиды.) 5. Опишите строение нуклеотида — мономера ДНК. Из каких трех компонентов он состоит? 6. Сколько видов нуклеотидов встречается в природе? Чем они отличаются друг от друга? 7. Что называют комплементарностью? Как принцип компле< ментарности реализуется в организации молекулы ДНК и при ее редупликации? 8. Сколько водородных связей образуется между аденином и тимином; гуанином и цитозином? 9. Известно, что последовательность нуклеотидов в одной из цепей фрагмента ДНК —А—Г—А—Ц—Ц—Т—. Определите последовательность нуклеотидов во второй цепи этого же фрагмента. 10. Может ли последовательность нуклеотидов в молекуле ДНК быть следующей: А—А—Ц—Г—Т—У—Т—Т—А—Ц—А—А? Если нет, то укажите ошибки и объясните, какие факты и закономерности не были учтены при написании. 23 Аденозинтрифосфорная кислота (АТФ) Дидактическое назначение Дать представление о строении АТФ, ее функции и превра< щениях в организме; познакомить с этапами энергетического обмена. Вопросы и задания для работы с таблицей 1. Используя центральную часть таблицы, расскажите о стро< ении АТФ. Покажите макроэргические связи. Сколько их в одной молекуле АТФ? Какое количество энергии запасается в одной такой связи? 2. Чем АДФ отличается от АТФ? В результате какой химиче< ской реакции АТФ превращается в АДФ? Каков энергетиче< ский эффект этой реакции? 3. Найдите на таблице рисунки, иллюстрирующие процессы в живых организмах, при которых расходуется энергия АТФ. Дайте необходимые пояснения. 4. При каких условиях возможен обратный процесс — образо< вание АТФ из АДФ? 5. Откуда организм берет энергию для заключения ее в макро< эргические связи при образовании АТФ из АДФ? 6. Объясните, что происходит с питательными веществами в так называемый подготовительный этап энергетического обмена. 7. Какие преобразования вещества и энергии осуществляются в процессе гликолиза? До какого состояния расщепляется при гликолизе молекула глюкозы и сколько молекул АТФ образуется при этом? Где в клетке происходит гликолиз? 8. Для каких организмов характерен следующий этап энергети< ческого обмена (внутриклеточное дыхание), показанный на схеме далее, а для каких — синтез АТФ заканчивается гли< колизом? Приведите примеры тех и других живых существ. 9. Расскажите о внутриклеточном дыхании. Какие структуры клетки его осуществляют? До какого состояния происходит расщепление в этом процессе питательных веществ и сколь< ко молекул АТФ образуется при вступлении в реакцию про< дуктов расщепления (после гликолиза) одной молекулы глюкозы? 10. Сравните эффективность образования АТФ без участия кис< лорода (при гликолизе) и с участием кислорода (в процессе клеточного дыхания). 11. Откуда берут энергию организмы, так называемые автотро< фы, не поглощающие из окружающей среды готовые пита< тельные органические вещества (глюкозу и др.)? Приведите примеры таких организмов. 25 Разнообразие эукариотических клеток Дидактическое назначение Познакомить с морфологическим разнообразием клеток в разных группах эукариотических организмов; закрепить пред< ставление о едином плане строения клеток эукариот; о связи степени дифференциации, специализации клеток в многокле< точном организме и разнообразии их морфологии. Вопросы и задания для работы с таблицей 1. Какие клетки называют эукариотическими? Какой еще тип клеток встречается в природе? 2. Проанализируйте центральную часть таблицы. Перечисли< те структуры, свойственные клеткам всех эукариот без иск< лючения. 3. Укажите компоненты, характерные для клеток животных; растений; грибов; протистов. 4. Рассмотрите примеры различных клеток у животных орга< низмов. Назовите функцию, которую выполняет в организ< ме каждая из представленных на таблице клеток. 5. Рассмотрите примеры различных клеток у растительных организмов. Расскажите, у каких растений встречаются и где располагаются изображенные клетки. Как выполняемая ими функция отражается в особенностях их строения? 6. Исчерпывается ли морфологическое разнообразие клеток у растений и животных примерами, представленными на таб< лице? Приведите свои примеры клеток, имеющих специфи< ческие черты строения в животных организмах; в расти< тельных организмах. 7. Как вы объясните такую сильную дифференциацию клеток у растений и животных? О чем говорит меньшее разнообра< зие форм клеток у грибов? 8. Представленные на таблице клетки протистов имеют разные органоиды движения. Назовите их. Что влияет на форму клеток одноклеточных организмов? 9. Какие еще формы тела, кроме представленных на таблице, встречаются у одноклеточных организмов? Приведите конк< ретные примеры. 10. Наблюдается ли такое большое морфологическое разнообра< зие у клеток прокариот? Объясните почему. 27 Строение клетки Дидактическое назначение Дать представление о строении эукариотической (на приме< ре животной) и прокариотической (на примере бактериальной) клеток; сформировать понятие об общих принципах устройства и функционирования клеток, а также о специфике строения и физиологии клеток прокариот и эукариот. Вопросы и задания для работы с таблицей 1. Кто такие прокариоты и эукариоты, схематические изобра< жения клеток которых представлены на таблице? Каково происхождение терминов «прокариоты» и «эукариоты»? 2. Используя таблицу, назовите структуры, составляющие эукариотическую клетку; прокариотическую клетку. Какая из клеток устроена проще? Какой тип клеток является эво< люционно более древним? 3. Сравнив строение изображенных на таблице клеток, укажи< те обязательные компоненты в структуре любой клетки. 4. Охарактеризуйте роль плазматической мембраны клетки. 5. Расскажите, где у прокариотической и эукариотической клетки находится ДНК. Какую функцию выполняют эти мо< лекулы? 6. Чем представлен белоксинтезирующий аппарат в эукари< отической клетке; в прокариотической клетке? 7. Какой органоид эукариотической клетки отвечает за выра< ботку энергии (синтез АТФ)? Найдите его на таблице, крат< ко охарактеризуйте особенности его строения. Ответьте, ка< кие структуры прокариотической клетки выполняют анало< гичные функции. Или, может быть, их нет вообще? 8. Найдите на таблице гладкий и шероховатый эндоплазмати< ческий ретикулум. Сравните их по строению и функции. 9. Расскажите о том, какие функции осуществляет аппарат Гольджи. Покажите его на таблице. 10. Что представляют собой лизосомы? Какова их роль в клет< ке? Какая связь существует между лизосомами и комплек< сом Гольджи? 11. Объясните, какую роль играют микротрубочки в цитоплаз< ме эукариотической клетки. 12. В чем состоит функция клеточной стенки? У каких эукари< отических организмов клетки имеют клеточную стенку? 13. Расскажите, что представляют собой клеточные включения. 29 Хромосомы Дидактическое назначение Познакомить со строением хромосом; рассмотреть варианты их классификации по внешнему виду; дать понятия: «нуклео< сома», «хроматиновое волокно», «хроматин», «сестринские хроматиды», «кариотип», «гомологичные хромосомы», «него< мологичные хромосомы», «аутосомы», «половые хромосомы». Вопросы и задания для работы с таблицей 1. Какую функцию выполняют в живых системах хромосомы? Где они локализованы в клетках грибов, растений, живот< ных? 2. Используя таблицу, назовите органические вещества, из ко< торых состоят хромосомы. Укажите, какие из них являются носителями функции хромосом. Какова роль других? 3. Расскажите, как устроена хромосома. Что называют нуклео< сомой; хроматиновым волокном; хроматином? 4. Что такое редупликация? Как организована хромосома пос< ле редупликации, перед началом деления клетки? Что собой представляют сестринские хроматиды? 5. Отличается ли состав и пространственная структура хромо< сом в активно функционирующей и делящейся клетке? Дайте развернутый ответ. 6. В чем общность и разница понятий «хроматин» и «хромосо< ма»? 7. Какие выделяют типы хромосом по тому, насколько равные они имеют «плечи»? Покажите их на таблице. 8. Проанализируйте часть таблицы, посвященной кариотипу человека. Ответьте, понятие «кариотип» относится к особи или к виду в целом. Бывают ли случаи, когда кариотип от< дельного человека отличается от кариотипа вида? Если да, то приведите конкретные примеры таких явлений и опи< шите их последствия. 9. Сформулируйте определение кариотипа. Сравните понятия «кариотип» и «геном»; «кариотип» и «генотип». 10. Какие хромосомы называют гомологичными, а какие — не< гомологичными? Являются ли гомологичные хромосомы идентичными по наследственной информации? Ответ пояс< ните. 11. Что такое аутосомы? Какое понятие является противопо< ложным понятию «аутосомы»? 12. Чем отличаются кариотипы мужчины и женщины? Есть ли половые отличия в кариотипах других видов живых су< ществ? Приведите примеры. 31 Бактерии Дидактическое назначение Познакомить со строением бактериальной клетки; формами клеток бактерий; дать представление о размножении бактерий; показать этапы образования споры у бактерий; указать роль бактерий в природе. Вопросы и задания для работы с таблицей 1. К какому типу клеток (эукариотическому или прокариоти< ческому) относят клетку бактерии? Объясните почему. 2. Укажите свойства, общие для клеток прокариот и эукариот. 3. Используя таблицу, расскажите о строении бактериальной клетки, характеризуя роль каждой клеточной структуры, показанной на рисунке. 4. Назовите специфические черты строения клетки бактерий. 5. Рассмотрите формы бактериальной клетки, представленные на таблице. Приведите пример бактерий, имеющих шарооб< разную форму; форму палочек; спирилл; вибрионов и т. д. 6. По изображенной на таблице схеме расскажите о размноже< нии бактерий. 7. Что представляет собой спора бактерий? Каково ее значение в жизни бактерий? Опишите процесс спорообразования. 8. Дайте общий обзор роли бактерий в природе и жизни чело< века. Каково значение в природе бактерий, осуществляю< щих фотосинтез и хемосинтез? Приведите примеры фото< синтезирующих бактерий; хемосинтезирующих бактерий. 9. Какие бактерии участвуют в разложении растительных ос< татков? 10. Расскажите, что вы знаете о бактериях, осуществляющих связывание атмосферного азота. Объясните, какое значение в природе имеет этот процесс. 11. Каким образом бактерии участвуют в процессах образова< ния руд? 12. Назовите заболевания, вызываемые бактериями у человека; у животных; у растений. В чем состоит положительная роль в природе болезнетворных бактерий? 33 Генетический код Дидактическое назначение Дать понятие о генетическом коде и его свойствах; предста< вить информацию о соответствии триплетных комбинаций нук< леотидов в цепи мРНК (кодонов) определенным аминокисло< там, а также о стоп<кодонах и старт<кодоне; научить использо< вать таблицу генетического кода для решения конкретных задач. Вопросы и задания для работы с таблицей 1. Дайте определение понятия «генетический код». 2. Объясните, каким образом последовательность аминокис< лот в белке кодируется (определяется) последовательностью нуклеотидов в нуклеиновой кислоте. 1) Сколько аминокислот составляют все многообразие бел< ков в организмах? 2) Сколько разных нуклеотидов содержит нуклеиновая кис< лота? 3) Сколько нуклеотидов кодируют одну аминокислоту? 4) Как называется комбинация нуклеотидов, соответствую< щая одной аминокислоте? 3. Вспомните свойства генетического кода. Объясните, в чем состоит универсальность генетического кода. Что означает такое свойство генетического кода, как специфичность? На таблице видно, что большинство аминокислот закодировано несколькими триплетами. Как называют это свойство гене< тического кода? В чем его биологический смысл? 4. Найдите на таблице три триплета, которые не кодируют ни одной аминокислоты. Объясните, в чем заключается их роль. 5. Какой триплет называют старт<кодоном? Какова его функ< ция? 6. В какой нуклеиновой кислоте — ДНК, мРНК, тРНК — на< ходятся триплеты, указанные в графах таблицы «Генетиче< ский код»? 7. Как выглядят фрагменты мРНК и ДНК, которым соответст< вует фрагмент полипептидной цепи следующего состава: —лей—про—сер—арг—ала—? 8. Что называют антикодоном и где он располагается? 9. Какому кодону мРНК соответствует антикодон АУА тРНК? 10. Составьте 2—3 задания, выполнение которых будет связано с использованием материала таблицы. 35 Вирусы Дидактическое назначение Дать понятие о вирусах — неклеточной форме жизни; по< знакомить с их строением и классификацией; сформировать представление о цикле развития на примере бактериофага; про< иллюстрировать варианты внешнего вида вирусных частиц; дать примеры заболеваний, вызываемых вирусами. Вопросы и задания для работы с таблицей 1. Кто такие вирусы? Почему ученые ставят их особняком от других обитателей биосферы, чем они от них принципиаль< но отличаются? Не противоречит ли существование вирусов утверждению, что все живое состоит из клеток? 2. Рассмотрите текстовую таблицу «Вирусы». На какие две большие группы подразделяют все известные вирусы и на каком основании? 3. Какие особенности строения вирусов учитываются при клас< сификации РНК<содержащих вирусов; ДНК<содержащих вирусов? 4. Найдите на таблицах вирус табачной мозаики. Дайте его ха< рактеристику. 5. Каковы особенности строения ретровирусов? Возбудители каких заболеваний человека относятся к этой группе? Какой из ретровирусов изображен на рисованной таблице «Виру< сы»? Какое заболевание он вызывает, в чем оно проявляется? 6. Сравните строение вирусов, вызывающих ветряную оспу и натуральную оспу. 7. Из чего состоит капсид вирусов? Каково происхождение до< полнительной оболочки, имеющейся у некоторых вирусов? 8. Можно ли считать вирусы облигатными внутриклеточными паразитами? Клетки каких групп живых организмов спо< собны поражать вирусы? 9. Какие вирусы называют бактериофагами? Как соотносятся размеры вирусов и бактериальных клеток? 10. Используя обе таблицы, расскажите о строении бактериофага. 11. Внимательно рассмотрите цикл развития бактериофага, изображенный на рисованной таблице «Вирусы». Попадает ли вирус в клетку бактерии целиком? Какая часть вируса проникает в цитоплазму бактериальной клетки? Откуда бе< рется информация, энергия и вещества для репликации ДНК фага и синтеза белков капсида фаговых частиц? Како< ва судьба бактериальной клетки, зараженной бактериофа< гом и продуцирующей новые фаговые частицы? 12. Вспомните, как давно были открыты вирусы русским уче< ным Д. И. Ивановским. Какой вирус был описан первым? 37 Многообразие живых организмов Дидактическое назначение Дать представление о многообразии живых существ; их классификации и ее принципах; показать пример организации определенной информации в табличной форме. Вопросы и задания для работы с таблицей 1. Как называют науку, предметом исследования которой яв< ляется изучение многообразия живых организмов: описа< ние вновь открываемых видов, классификация уже извест< ных, с учетом их морфологического сходства и родства? 2. Рассмотрите таблицу. Все многообразие живых организмов разделено на ней, с одной стороны, на одноклеточных и мно< гоклеточных и, с другой, — на прокариот и эукариот. Назо< вите критерии, по которым осуществлены эти деления. 3. Какие группы живых организмов относят к эукариотам; к прокариотам? 4. Назовите группу организмов, которая представлена только одноклеточными формами. 5. Среди каких групп организмов имеются как одноклеточ< ные, так и многоклеточные представители? Приведите кон< кретные примеры одноклеточных и многоклеточных орга< низмов в каждой из этих групп. 6. Назовите наиболее древние группы среди бактерий; грибов; растений; животных. Какие особенности их объединяют? 7. Проанализируйте порядок расположения групп организмов в горизонтальных графах таблицы. Какие закономерности вы можете отметить? 8. Отметьте среди животных (грибов, растений) группу орга< низмов, для которой известно наибольшее количество ви< дов. О чем говорит многообразие форм той или иной группы организмов? 9. Как, по вашему мнению, можно объяснить тот факт, что для бактерий указано относительно небольшое количество ви< дов? 10. Перечислите причины, по которым цифры, представленные на таблице, могут отличаться от приведенных в вашем учеб< нике или специальной литературе. 11. Назовите организмы, выбранные для иллюстрации каждой группы на таблице. Приведите свои примеры представите< лей этих групп живых существ. 39 Метаболизм Дидактическое назначение Дать представление об основных принципах обмена ве< ществ; обобщить знания о терминах, используемых для обозна< чения процессов синтеза и распада, в совокупности представ< ляющих метаболизм организма. Вопросы и задания для работы с таблицей 1. Дайте определение понятия «метаболизм». 2. Изучите схему метаболизма, представленную на таблице. Какие основные принципы метаболизма визуализирует дан< ная схема? Назовите их. 3. Что называют пластическим обменом? Какие термины упот< ребляются как синонимы для обозначения этого понятия? 4. Что называют энергетическим обменом? Какие термины употребляются как синонимы для обозначения этого поня< тия? 5. Что такое ассимиляция; диссимиляция? Есть ли место этим понятиям на данной таблице? Если да, то укажите его. 6. Среди перечисленных процессов выберите относящиеся к пластическому обмену; к энергетическому обмену: глико< лиз, фотосинтез, брожение, трансляция, клеточное дыха< ние. 7. Покажите, где на таблице дано схематическое изображение процесса фосфорилирования. Назовите вещества, вступаю< щие в реакцию и получающиеся в результате. Вспомните, сколько энергии запасается в одной макроэргической связи аденозинтрифосфата; сколько таких связей в его молекуле. 8. На каких этапах метаболических процессов происходит син< тез АТФ, в каких клеточных структурах? 9. Когда в ходе обмена веществ АТФ расщепляется и организм использует энергию его макроэргических связей? 10. Определите, схема метаболизма аэробного или анаэробного организма изображена на таблице. Ответ обоснуйте. 11. Можно ли утверждать, что на данной таблице представлена схема обмена веществ гетеротрофного организма; хемогете< ротрофного организма? Почему? 41 Фотосинтез Дидактическое назначение Познакомить с ходом процесса фотосинтеза; реакциями све< товой и темновой фазы; актуализировать знания о значении фо< тосинтеза в природе; об организмах, способных к осуществле< нию этого процесса. Вопросы и задания для работы с таблицей 1. Дайте определение понятия «фотосинтез». 2. Назовите группы организмов среди прокариот и эукариот, способных осуществлять фотосинтез. Какие особые клеточ< ные структуры и специальные вещества имеют фотосинте< зирующие организмы? 3. Подумайте, можно ли осуществить процесс фотосинтеза в пробирке, если поместить в нее необходимые для реакции вещества и обеспечить хорошее освещение. Ответ обоснуйте. 4. Процесс фотосинтеза состоит из двух фаз. Назовите их. Ука< жите, для протекания какой из них необходимы мембраны тилакоидов; может ли темновая фаза проходить на свету, световая — в темноте. 5. Какую роль играет хлорофилл в процессе фотосинтеза? По< чему его нет среди веществ, вступающих в реакцию (см. сум< марное уравнение этого процесса, помещенное на таблице)? 6. Охарактеризуйте световую фазу фотосинтеза. Расскажите о фотолизе воды, указав необходимые условия для его иници< ации, ход процесса и его результаты. Объясните, каким об< разом синтезируется АТФ, откуда берется энергия для мак< роэргических связей этого соединения, используемая затем в реакциях темновой фазы. Какие продукты реакций свето< вой фазы являются необходимыми для процессов темновой фазы, а какие — далее не используются? 7. Опишите, что происходит в темновую фазу фотосинтеза и ее результаты. 8. Покажите на таблице суммарное уравнение фотосинтеза. Обратите внимание на то, что химические элементы, состав< ляющие соединения, даны разным цветом. Объясните, ка< кую смысловую нагрузку это несет, какая информация по< дана таким образом. 9. Проследите, как энергия солнечного света преобразуется в энергию химических связей органических соединений, за< пасаясь таким образом в телах фотосинтезирующих орга< низмов. Каковы дальнейшие пути этой усвоенной при фото< синтезе солнечной энергии? 10. Вспомните, когда в истории Земли возник фотосинтез и к каким изменениям в биосфере это привело. 43 Типы питания Дидактическое назначение Познакомить с различными способами получения организ< мами из окружающей среды веществ и энергии для своей жиз< недеятельности; дать представление о наиболее общей класси< фикации организмов по типу питания. Вопросы и задания для работы с таблицей 1. Какие варианты получения организмами из окружающей среды энергии и элементов для создания органических ве< ществ существуют в природе? 2. На какие две группы делят организмы по способу получения энергии? 3. Что используют как источник энергии фототрофы? Приве< дите примеры таких организмов. 4. Как получают энергию хемотрофные организмы? Приведи< те примеры таких организмов. 5. На какие две группы делят организмы по тому, какие веще< ства они используют в питании в качестве источника углеро< да для создания своих органических веществ? 6. Что служит источником углерода для автотрофов? Приведи< те примеры таких организмов. 7. Откуда получают углерод гетеротрофы? Приведите примеры таких организмов. 8. Используя таблицу, назовите возможные сочетания получе< ния организмами энергии и углерода из окружающей среды. 9. На основании знаний о питании растений докажите, что они являются фотоавтотрофами. 10. К какому типу питания относят организмы, использующие свет как источник энергии и нуждающиеся в готовых орга< нических соединениях? Назовите организмы, имеющие та< кой тип питания. 11. Какой тип питания представлен в природе наиболее широко (свойствен наибольшему числу видов живых существ)? 12. В результате каких химических реакций получают энергию нитрифицирующие бактерии; серные бактерии? Что общего в их способе питания с растениями? 13. Среди какой группы организмов (растения, животные, гри< бы, бактерии) встречаются представители всех указанных на таблице типов питания? Предположите почему. 14. Какие типы питания встречаются только у бактерий? 15. Чем объясняется многообразие типов питания у живых орга< низмов? Оцените значение наличия разных способов получе< ния питательных веществ и энергии у живых организмов. 45 Типы размножения организмов Дидактическое назначение Познакомить с типами размножения организмов; сформи< ровать представление о принципиальных различиях и общих чертах полового и бесполого размножения, о их биологическом смысле, назначении каждого из них; показать примеры вариан< тов полового и бесполого размножения у разных групп организ< мов — от одноклеточных протистов до высших растений, жи< вотных и человека. Вопросы и задания для работы с таблицей 1. В чем принципиальная разница между половым и бесполым размножением? Каков биологический смысл каждого из них? О чем говорит тот факт, что оба типа размножения име< ют место как у одноклеточных, так и у многоклеточных ор< ганизмов разного уровня организации? 2. По таблице расскажите о половом процессе у инфузории ту< фельки. Что называют конъюгацией? Чем отличаются ин< фузории после конъюгации от тех же инфузорий до конъ< югации? Можно ли их считать теми же инфузориями? 3. Опишите, как происходит бесполое размножение путем де< ления клетки. Чем отличаются дочерние особи от материн< ской и в чем они ее полное продолжение? 4. Объясните, каким образом происходит обновление наследст< венной информации при половом размножении у грибов. 5. Как образуются бесполые споры у грибов? Приведите при< меры грибов, размножающихся таким образом. 6. Что представляет собой такой способ бесполого размноже< ния, как почкование? Сравните почкование у одноклеточных грибов — дрожжей и многоклеточных животных — гидр. 7. Что такое оплодотворение? Почему у цветковых растений оплодотворение называется двойным? Есть ли оплодотворе< ние у нецветковых растений? Если да, то какое? 8. Дайте определение понятия «вегетативное размножение». 9. Расскажите о половом размножении многоклеточных жи< вотных на примере пресноводной гидры. Объясните, в чем состоят специфические особенности таких клеток, как спер< матозоид, яйцеклетка, зигота. 10. У значительного ряда организмов встречается и половое, и бесполое размножение в их жизненном цикле. Приведите примеры таких организмов среди протистов; растений; жи< вотных. От чего зависит «выбор» способа размножения в та< ких случаях? 11. Есть ли корреляция между уровнем организации организ< мов и долей полового или бесполого размножения в их жиз< ни? Какая прослеживается закономерность? 47 Митоз Дидактическое назначение Сформировать понятие «митоз»; проиллюстрировать про< цессы, происходящие при подготовке к митозу и в ходе митоза; познакомить с биологическим смыслом митоза, со значением митоза в жизнедеятельности организмов. Вопросы и задания для работы с таблицей 1. Что такое митоз? Какие еще способы деления клетки есть в природе? В чем специфика митоза по сравнению с ними? 2. В чем состоит подготовка клетки к митотическому делению? Какой процесс называют редупликацией? Расскажите, как он происходит. 3. Назовите последовательные фазы митоза. Перечислите со< бытия каждой из них. 4. Какое участие в митозе принимают центриоли? 5. Из чего состоят нити веретена деления? 6. Предположите, на примере какой клетки (растительной или животной) составлена схема митоза, представленная на таб< лице. Объясните, почему вы так решили. 7. При образовании многоядерных клеток грибов один из про< цессов заключительной фазы митоза не происходит. Какой? 8. Используя нижнюю часть таблицы, раскройте значение ми< тоза. Поясните, за счет чего митоз обеспечивает генетиче< скую стабильность организмов. Какой процесс называют ре< генерацией? Почему именно митоз, а не другой способ деле< ния клеток используется при регенерации? 9. Выберите из перечисленных явления, происходящие с по< мощью митоза: образование сперматозоидов и яйцеклеток; деление зиготы; размножение инфузорий в благоприятных условиях; отрастание хвоста, «отброшенного» при опаснос< ти, у ящерицы; деление клеток в раковой опухоли. 10. Самостоятельно предложите конкретные примеры процес< сов, основой которых выступает митоз. 49 Деление клетки Дидактическое назначение Дать представление о процессах деления клетки — митозе и мейозе; раскрыть их биологический смысл; проиллюстрировать этапы митоза и мейоза; сравнить между собой эти типы деления клетки. Вопросы и задания для работы с таблицей 1. На таблице изображены схемы процессов деления клетки. Рассмотрите таблицу, поясните условные обозначения, ис< пользованные на ней. 1) Сколько пар гомологичных хромосом дано на каждой схе< ме для иллюстрации процесса? Как отличаются гомологич< ные хромосомы из разных пар? 2) Почему в паре гомологичные хромосомы даны разным цветом? 3) Почему одни хроматиды обозначены сплошной линией, а другие — прерывистой? 4) Что обозначают стрелки, содержащие в себе пунктирные линии? 2. Дайте определение митоза, раскрывающее биологический смысл этого процесса. 3. Как называют стадию подготовки клетки к новому деле< нию? В чем заключается эта подготовка? 4. Используя таблицу, расскажите о процессах, последова< тельно происходящих в профазу, метафазу, анафазу и тело< фазу митотического деления. 5. Дайте определение мейоза, раскрывающее биологический смысл этого процесса. 6. Из скольких делений состоит процесс мейоза? Почему пер< вое деление мейоза называют редукционным, второе — ми< тотическим? 7. Что такое конъюгация хромосом? Когда в ходе мейоза про< исходит этот процесс? 8. Укажите на таблице изображение итога кроссинговера. В чем биологический смысл кроссинговера? 9. Чем отличаются метафаза и анафаза митоза и мейоза? 10. Кратко опишите процессы, не изображенные на схеме мейо< за, но обозначенные на ней стрелками с пунктиром. 11. Сравните результаты митоза и мейоза. 12. На таблице показаны митоз и мейоз диплоидной клетки (2n). Может ли подвергаться гаплоидная клетка (1n) мито< зу; мейозу? 51 Гаметогенез Дидактическое назначение Дать понятие о гаметогенезе; познакомить с процессами сперматогенеза и овогенеза; сравнить ход этих процессов и их результаты; сформировать представление о биологическом смысле образования гамет. Вопросы и задания для работы с таблицей 1. Что такое гаметогенез? Дайте определение понятия. 2. Чем гаметы отличаются от других клеток тела диплоидного организма? В чем состоит биологический смысл образова< ния гамет? 3. Какие гаметы образуются при сперматогенезе; при овогене< зе? 4. Какой (какие) тип (типы) деления клеток задействован(ы) в ходе сперматогенеза и овогенеза? 5. Сравните фазы, выделяемые в процессах сперматогенеза и овогенеза. 6. По схеме, приведенной на таблице, расскажите о ходе спер< матогенеза. После какой фазы сперматогенеза клетки при< обретают свойственный гамете набор хромосом? Что проис< ходит в фазу формирования сперматозоидов? 7. Сколько сперматозоидов образуется из одной клетки, всту< пившей в сперматогенез? 8. Расскажите по таблице о ходе овогенеза. 9. Сколько яйцеклеток образуется из одной клетки, вступив< шей в овогенез? Что происходит с направительными тельца< ми по окончании овогенеза? Объясните, в чем смысл их об< разования. 10. Чем в результате похожи и чем отличаются гаметы<сперма< тозоиды от гамет<яйцеклеток? 11. Вспомните специфику распределения этапов образования половых клеток в мужском и женском организмах во время их онтогенеза. Расскажите о ней. 53 Центры происхождения культурных растений (по Н. И. Вавилову) Дидактическое назначение Познакомить с тем, какие центры происхождения культур< ных растений выделил Н. И. Вавилов; показать на карте мира их месторасположение; привести примеры культурных рас< тений, возникших в этих областях. Вопросы и задания для работы с таблицей 1. Что собой представляют центры происхождения культур< ных растений? Каким образом ученые определяют, что дан< ное культурное растение происходит именно из этих мест? 2. Работа Н. И. Вавилова, посвященная обсуждаемому вопро< су, называется «Учение о происхождении культурных рас< тений после Дарвина». На какие идеи Дарвина опирался Вавилов? (Вавилов основывался на идеях Дарвина о су ществовании географических центров происхождения био логических видов («Происхождение видов», гл. 12, 1859 г.)). 3. В какой стране и в какое время работал Н. И. Вавилов? 4. Какую практическую цель преследовал Вавилов, собирая образцы растений в многочисленных экспедициях, органи< зованных им в различные районы мира? 5. Сколько центров происхождения культурных растений вы< делил Н. И. Вавилов? Назовите их и покажите на карте, приведенной на таблице. 6. Выберите один из центров происхождения культурных рас< тений, охарактеризуйте его местонахождение, назовите культурные растения, возникшие в этой области. 7. Найдите на таблице и назовите центр происхождения для таких растений, как рис; картофель; слива; табак; арбуз; ка< пуста; редька; виноград; ананас и т. д. 8. Из исследований, проведенных Н. И. Вавиловым, его сорат< никами и последователями, следует, что очагами происхож< дения многих культурных растений были не равнинные, а горные районы. Как вы можете объяснить этот факт? 9. Удивительно ли, что центры происхождения культурных растений в общем совпадают с древнейшими областями зем< леделия? Ответ обоснуйте. 10. Как изменилось представление о центрах происхождения культурных растений со времен Вавилова? 55 Жизненные формы животных Дидактическое назначение Познакомить с понятием «жизненная форма»; привести при< мер простейшей экологической классификации животных; про< иллюстрировать сходство внешнего облика у эволюционно дале< ких видов животных, обитающих в похожих условиях среды. Вопросы и задания для работы с таблицей 1. Что называют жизненной формой вида? 2. От чего зависит жизненная форма организма? Какую инфор< мацию она несет? Приведите конкретный пример. 3. Сравните жизненную форму жука и ящерицы; кузнечика и лягушки; медведки и крота; стрекозы и летучей мыши. На< зовите общие черты внешнего строения в данных парах жи< вотных. Объясните, по какой причине возникло это сходст< во у таких филогенетически далеких организмов. 4. Вспомните, как называют явление возникновения в ходе эволюции сходного облика у представителей неродственных групп организмов. Приведите несколько примеров конвер< гентного сходства у животных, представленных на таблице. 5. Встречается ли в природе явление, когда близкородствен< ные организмы имеют разные жизненные формы? Каким термином оно обозначается? Свой ответ подтвердите приме< рами. Объясните причину названного явления. 6. Известно, что головоногий моллюск — кальмар, хрящевая рыба — акула и представитель млекопитающих — морж обитают в водной среде, активно в ней перемещаются. Каки< ми общими чертами обладают формы их тела в связи с ука< занным образом жизни? 7. Каковы особенности жизненной формы водных животных, парящих в толще воды? Подтвердите примерами. 8. Какие варианты жизненных форм характерны для обитате< лей почвы? О приспособлении к каким условиям почвы как среды обитания говорят особенности каждого из названного вами варианта внешнего облика почвенных жителей? Рас< сказ постройте на конкретных примерах. 9. Закончите формулировку задания, перечислив соответст< вующие виды животных. Задание. При изучении животного мира некоего биоценоза были отмечены следующие животные: … . Предположите, ка< кой биоценоз они населяют. Почему вы сделали такой вывод? 10. На таблице представлены жизненные формы животных. Как вы думаете, возможна ли классификация по жизнен< ным формам растений? Ответ обоснуйте. Предложите один из возможных вариантов такой классификации растений. 57 Биосфера Дидактическое назначение Сформировать представление о биосфере; проиллюстриро< вать такое определение биосферы, как «пленка жизни»; пока< зать ее верхние и нижние границы, распределение плотности жизни в ее пределах; познакомить с основными биогенными процессами. Вопросы и задания для работы с таблицей 1. Дайте определение понятия «биосфера». Какой русский уче< ный заложил основы современного учения о биосфере? 2. Покажите на таблице верхнюю границу распространения жизни. Объясните, как она связана с озоновым экраном. Вспомните, какова история его формирования в атмосфере планеты. Где располагалась верхняя граница биосферы до появления озонового экрана? Ответ обоснуйте. 3. Назовите нижние границы биосферы на суше; в океане. 4. Рассмотрите на таблице, как меняется плотность жизни в биосфере. Где наблюдается наибольшая концентрация жи< вых организмов и соответственно интенсивность биологиче< ских процессов? 5. Какие процессы в биосфере называют биогенными? Пере< числите важнейшие из них. 6. По В. И. Вернадскому, биосфера включает в себя «живое ве< щество», «биогенное вещество», «биокосное вещество» и «косное вещество». Дайте определение каждого из этих по< нятий. Покажите на таблице соответствующие примеры «вещества» биосферы. 7. Можно ли считать, что процесс формирования биосферы за< вершен? Ответ обоснуйте. Кто из живых существ в настоя< щее время оказывает наиболее мощное влияние на биосфе< ру? 8. Какая деятельность человека имеет негативное влияние на состояние биосферы? По каким признакам можно квалифи< цировать то или иное воздействие на биосферу как негатив< ное; позитивное? 9. Какие еще сферы (оболочки) Земли (кроме биосферы) вы знаете? (Атмосфера, литосфера, гидросфера.) Кто и когда впервые ввел эти понятия (в том числе и термин «биосфе< ра»)? (Австрийский ученый Эдуард Зюсс в 1875 г.) 10. Что называют ноосферой? В каком отношении к биосфере она находится? 59 Круговорот углерода Дидактическое назначение Дать представление о круговороте элементов в биосфере, о роли живых существ в этом процессе; познакомить с этапами круговорота углерода в биосфере; охарактеризовать степень участия человека в круговороте углерода. Вопросы и задания для работы с таблицей 1. Как бы вы могли доказать, что круговорот вещества в био< сфере существует? 2. Охарактеризуйте значение углерода в биосфере. Можно ли найти на Земле организмы, в которых нет такого элемента, как углерод? Почему вы так считаете? 3. Углерод в биосфере переходит из живого вещества в неорга< нические соединения, а из неорганических соединений — в живое вещество. Покажите места этих переходов на табли< це. Таким образом, углерод является так называемым био< генным элементом. Какие еще элементы вы можете назвать биогенными? Есть ли на Земле не биогенные элементы? 4. В центральной части таблицы изображен малый цикл угле< рода, основой которого служат два противоположно направ< ленных биологических процесса. Назовите их. Расскажите, как осуществляется переход углерода из углекислого газа в органические соединения живых организмов и обратно. От чего зависит то, как долго углерод находится в составе живого вещества? 5. Ученые рассчитали, что цикл оборота углерода в результате процессов фотосинтеза и дыхания составляет три<четыре столетия. Объясните, что это означает для конкретного ато< ма углерода. 6. Рассмотренный малый цикл углерода не является замкну< тым. Покажите на таблице процессы выноса углерода из этого цикла. В каком виде хранится углерод, извлеченный из интенсивного биологического круговорота? Назовите из< вестные вам места залежей захороненного углерода. 7. В результате каких процессов в атмосферу возвращается углерод (в виде CO2) из известняков; торфа; угля; нефти? 8. На какие из показанных на таблице этапов круговорота углерода оказывает влияние деятельность человека? Пояс< ните, как она сказывается на том или ином этапе и на круго< вороте углерода в целом. 9. Укажите, с какого времени своей истории человечество ак< тивно вмешалось в естественный цикл углерода. С чем это было связано? 61 Круговорот азота Дидактическое назначение Познакомить с этапами круговорота азота в биосфере — азотфиксацией, аммонификацией, нитрификацией, денитри< фикацией; дать представление о роли живых существ в этих процессах. Вопросы и задания для работы с таблицей 1. Где сосредоточены основные запасы азота на Земле? В какой форме находится азот в атмосфере? 2. Для синтеза каких соединений необходим азот живым орга< низмам? Есть ли на планете существа, которые могут обхо< диться без азота? Ответ обоснуйте. 3. Какие из живых существ способны усваивать азот атмосфе< ры, а какие — нет? 4. Объясните, что происходит с азотом при азотфиксации. На< зовите организмы, осуществляющие этот процесс, и их мес< та обитания. В какие соединения они переводят свободный азот воздуха? 5. Некоторые бактерии и микроскопические грибы, обитаю< щие в почве, осуществляют процесс аммонификации. В чем он заключается? В каком виде азот вступает в него и какие преобразования с ним происходят? 6. Назовите соединения, в которые переходит азот в процессах нитрификации. Где осуществляются эти процессы? 7. Укажите, в каком состоянии должен находиться азот, чтобы его смогли ассимилировать растения. 8. Охарактеризуйте изменения, которым подвергается азот в ходе азотфиксации аммонификации нитрифика< ции, с точки зрения процессов окисления<восстановления. 9. В чем суть денитрификации, замыкающей биохимический цикл азота? Участвуют ли в этом процессе живые организ< мы? Если да, то какие? 10. Расскажите, в каком химическом состоянии находится азот в азотных удобрениях. Приведите конкретные примеры азотных удобрений. 11. Как влияет деятельность человека на круговорот азота в природе? 63
