Контрольное задание по «Биологии с основами экологии»

Министерство  образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное  учреждение

высшего профессионального  образования

«Национальный исследовательский

томский политехнический университет»

Юргинский технологический  институт

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Контрольное задание

 

По дисциплине «Биология с основами экологии»

 

Вариант № 42

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Студент № группы З-10401       _____________

 

Руководитель:

Доцент             Д.А. Ефимов

 

 

 

 

Юрга, 2013

 

Содержание

 

1. Мембранные органоиды клетки – виды, строение и функции	3
2. Агроценозы – структура, основные особенности	7
Список использованной литературы	11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Мембранные органоиды клетки – виды, строение и функции

 

Органоиды цитоплазмы являются обязательными структурными элементами эукариотической клетки: при их отсутствии клетка теряет способность к дальнейшему существованию (табл. 1).

Таблица 1

Строение и  функции клеточных органоидов

Клеточные органоиды	Строение	Функции
I. Мембранные органоиды
Эндоплазматическая сеть (ЭПС), или ретикулум.	Сложная система каналов  и полостей различной формы (трубочки, цистерны), пронизывающая всю цитоплазму и контактирующая с наружной клеточной  мембраной, ядерной мембраной и  другими мембранными структурами  клетки. Имеет одномембранное строение.		Соединяет все клеточные  мембранные структуры в единую систему. Является поверхностью, на которой  происходят все внутриклеточные  процессы. Пространственно разделяет  клетку. По системе каналов осуществляется транспорт веществ.
а) Шероховатая или гранулярная  эндоплазматическая сеть.	Мембраны покрыты мелкими  гранулами – рибосомами.		Синтез полипептидов, их частичная модификация и транспорт.
б) Гладкая, или агранулярная, эндоплазматическая сеть.	Мембраны лишены рибосом, но здесь скапливаются ферменты липидного, углеводного обмена.		Синтез липидов, стероидов, углеводов, их транспорт.
Комплекс Гольджи (или пластинчатый комплекс, или аппарат Гольджи). Есть почти во всех клетках (исключение – эритроциты, сперматозоиды). Располагается обычно около ядра; клетка может иметь один или несколько комплексов Гольджи.	Система уложенных в стопку уплощенных мембранных мешочков –  цистерн, трубочек и связанных с  ними пузырьков.		Транспорт веществ, главным  образом белков и липидов, поступающих  из эндоплазматической сети, предварительная  их химическая перестройка, накопление, упаковка в пузырьки, формирование лизосом.
Лизосомы. Встречаются во всех клетках, рассеяны по цитоплазме.	Одномембранные пузырьки разнообразной формы и размеров; содержат различные протеолитические ферменты (около 40).		Участвуют во внутриклеточном  пищеварении, т.е. расщеплении крупных  молекул. Могут разрушать и структуры  самой клетки, вызывая ее гибель – аутолиз.
Митохондрии.Встречаются почти во всех клетках (кроме зрелых эритроцитов млекопитающих). В разных типах клеток может быть от 50 до 500 митохондрий.	Двумембранные органеллы  различной формы (овальные, палочковидные). Наружная мембрана гладкая, внутренняя образует многочисленные складки –  кристы. На кристах находятся ферменты, участвующие в синтезе АТФ.   Внутреннее содержание митохондрий – матрикс – содержит одну кольцевую молекулу ДНК, РНК, рибосомы, белки, фосфолипиды.		Синтез молекул АТФ  – универсального источника энергии  для всех биохимических процессов  клетки. Синтез стероидных гормонов.
Пластиды – органеллы, характерные только для растительных клеток и встречающиеся во всех живых клетках зеленых растений. Все типы пластид образуются из своих предшественников – пропластид.  Отсутствуют только у спермиев некоторых высших растений (например, кукуруза).	Двумембранные органеллы, обычно овальной формы, в которых помимо фотосинтеза протекают многие промежуточные  стадии обмена веществ (синтез пуринов  и пиримидов, большинства аминокислот, всех жирных кислот и т.д.)		Различают три вида пластид (хлоропласты, хромопласты, лейкопласты), для каждого из которых характерна своя функция.
Хлоропласты.	Наружная мембрана – гладкая, внутренняя образует впячивания или  мешочки – тиллакоиды. Тиллакоиды собраны в стопки (напоминают стопки монет) – по 50 штук. Такие стопки называются граны. В мембранах тиллакоидов  находится хлорофилл. Внутреннее содержимое – строма – содержит 1 кольцевую  молекулу ДНК, РНК, белки.		В хлоропластах осуществляется фотосинтез. Кроме того, пигмент  хлорофилл окрашивает листья, молодые  стебли, незрелые плоды в зеленый  цвет.
Хромопласты – нефотосинтезирующие пластиды, встречаются в цитоплазме клеток цветков, стеблей, плодов, листьев, придавая им соответствующую окраску.	Хромопласты имеют более  простое строение (почти отсутствуют  тиллакоиды). Содержат разные пигменты – каротиноиды – красные, желтые, оранжевые, коричневые.		Запас питательных веществ.
Лейкопласты – бесцветные пластиды, располагаются в неокрашенных частях растений (корни, клубни, корневища  и т.д.).	Лейкопласты также более  просто организованы, лишены пигментов, либо пигменты в них находятся  в неактивной форме.		В лейкопластах одних клеток запасаются зерна крахмала – это  аминопласты (клубни картофеля). В лейкопластах других – жиры – липидопласты (орехи, подсолнечник), или белки – протеинопласты (в некоторых семенах).
II. Органоиды, не  имеющие мембранного строения
Рибосомы встречаются во всех типах клеток (включая и прокариотические). Могут свободно лежать в цитоплазме или соединяться с мембранами ЭПС. Есть в митохондриях, пластидах.	Небольшие сферические тельца, образованные двумя неравными субъединицами – большой и малой, которые состоят из 3-4 молекул рибосомальной РНК и более 50 молекул белков. В рибосомах всегда есть и ионы магния, поддерживающие их структуру.		Синтез полипептидных  цепочек (второй этап синтеза белка  – трансляция).
Клеточный центр, или центросома. Встречается почти во всех клетках  животных (кроме некоторых видов  простейших) и некоторых растений. Отсутствует у цветковых и  низших грибов.	Состоит из двух центриолей, расположенных перпендикулярно  друг другу. Центриоль – небольшая цилиндрическая органелла, стенку которой образует 9 групп (триплетов) из трех слившихся микротрубочек.  Содержат моль ДНК, способны к самоудвоению.		Клеточный центр принимает  участие в образовании веретена деления (ахроматинового веретена). Центриоли  образуют базальные тельца ресничек, жгутиков.
Микротрубочки и микрофиламенты.	Сложная система нитей, пронизывающая  всю цитоплазму. Нити формируются  из молекул различных сократительных белков (миозин, тубулин и др.).		Вместе с некоторыми другими  элементами формируют цитоскелет клетки. Обеспечивают внутриклеточное движение органелл, а также движение клеток, сокращение мышечных волокон, формируют  нити митотического веретена.

 

Помимо органелл общего назначения некоторые эукариотические клетки содержат еще специализированные органеллы, характерные только для определенных типов клеток.

К таким органоидам специального назначения относятся реснички и  жгутики, выполняющие функцию движения (например, у простейших – инфузорий, эвглены или у мужских половых клеток), а также микроворсинки, сократительные вакуоли и некоторые другие органоиды.

 

2. Агроценозы – структура, основные особенности

 

Понятие об агроценозах- В природе, помимо естественных биогеценозов (леса, тундры, луга, степи, реки, моря и т. д.), существуют и экосистемы, которые  формируются в результате хозяйственной  деятельности человека. Их называют агроценозами (агробиогеоценозами или агроэкосистемами).

Агроценоз (греч. agros — поле) — это сообщество организмов, обитающих на землях сельскохозяйственного пользования, занятых посевами или посадками культурных растений. Примерами таких экосистем являются поля, огороды, сады, парки, искусственные пастбища, цветники и т. д. Сообщества растений и животных, искусственно создаваемые человеком в морских и пресноводных водоемах, также можно отнести к категории агроценозов.

При создании агроценозов человек  применяет комплекс агротехнических  приемов: различные способы обработки  почвы (вспашка, боронование, дискование и др.), мелиорацию (при избыточном увлажнении почвы), иногда искусственное орошение, посев (посадка) высокоурожайных сортов растений, подкормку, борьбу с сорняками, вредителями и болезнями растений.

Структура агроценоза. Агроценозы, как  и любые природные экосистемы, обладают определенным составом организмов (культурные растения, сорняки, насекомые, дождевые черви, мышевидные грызуны  и др.) и определенными взаимоотношениями  между живыми организмами и условиями  среды. Эти взаимоотношения наиболее четко проявляются на уровне трофических  связей между организмами.

В агроценозе (например, ржаного поля) складываются те же пищевые цепи, что  и в природной экосистеме: продуценты (рожь и сорняки), консументы (насекомые, птицы, полевки, лисы) и редуценты (бактерии, грибы). Обязательным звеном этой пищевой  цепи является человек, который своим  трудом создает каждый агроценоз  и обеспечивает его высокую продуктивность, а затем собирает и использует урожай.

 

Отличия агроценозов от естественных биогеоценозов. Между естественными и искусственными биогеоценозами наряду со сходством существуют и большие различия, которые важно учитывать в сельскохозяйственной практике.

Первое отличие состоит в разном направлении отбора. В природных экосистемах существует естественный отбор, отвергающий неконкурентоспособные виды и формы организмов и их сообществ в экосистеме и тем самым обеспечивающий ее основное свойство — устойчивость. В агроценозах действует преимущественно искусственный отбор, направленный человеком прежде всего на максимальное повышение урожайности сельскохозяйственных культур. По этой причине экологическая устойчивость агроценозов невелика. Они не способны к саморегуляции и самовозобновлению, подвержены угрозе гибели при массовом размножении вредителей или возбудителей болезней. Поэтому без участия человека, его неустанного внимания и активного вмешательства в их жизнь агроценозы зерновых и овощных культур существуют не более года, многолетних трав — 3—4 года, плодовых культур — 20—30 лет. Затем они распадаются или отмирают.

Второе отличие — в источнике используемой энергии. Для естественного биогеоценоза единственным источником энергии является Солнце. В то же время агроценозы, помимо солнечной энергии, получают дополнительную энергию, которую затратил человек на производство удобрений, химических средств против сорняков, вредителей и болезней, на орошение или осушение земель и т. д. Без такой дополнительной затраты энергии длительное существование агроценозов практически невозможно.

Третье отличие сводится к тому, что в агроэкосистемах резко снижено видовое разнообразие живых организмов. На полях обычно культивируют один или несколько видов (сортов) растений, что приводит к значительному обеднению видового состава животных, грибов, бактерий. Кроме того, биологическое однообразие сортов культурных растений, занимающих большие площади (иногда десятки тысяч гектаров), часто является основной причиной их массового уничтожения специализированными насекомыми (например, колорадским жуком) или поражения возбудителями болезней (мучнис-торосяными, ржавчинными, головневыми грибами, фитофторой и др.).

Четвертое отличие состоит в разном балансе питательных элементов. В естественном биогеоценозе первичная продукция растений (урожай) потребляется в многочисленных цепях (сетях) питания и вновь возвращается в систему биологического круговорота в виде углекислого газа, воды и элементов минерального питания.

В агроценозе такой круговорот элементов  резко нарушается, поскольку значительную их часть человек изымает с  урожаем. Поэтому для возмещения их потерь и, следовательно, повышения  урожайности культурных растений необходимо постоянно вносить в почву  удобрения.

Таким образом, по сравнению с естественными  биогеоценозами агроценозы имеют ограниченный видовой состав растений и животных, не способны к самообновлению и саморегулированию, подвержены угрозе гибели в результате массового размножения вредителей или возбудителей болезней и требуют  неустанной деятельности человека по их поддержанию.

Агроценозы занимают примерно 10% всей поверхности суши (около 1,2 млрд. га) и дают человечеству около 90% пищевой  энергии. Их неоспоримые преимущества по сравнению с естественными  экосистемами заключается в неограниченных потенциальных возможностях увеличения продуктивности. Однако их реализация возможна только при постоянном, научно обоснованном уходе за почвой, обеспечении растений влагой и элементами минерального питания, охране растений от неблагоприятных абиотических и биотических факторов.

Совокупность всех биогеоценозов (экосистем) нашей планеты создает  гигантскую глобальную экосистему, называемую биосферой.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы

 

1. О.Б. Гигани, О.Н. Сперанская, 2001