Биология. 11 класс (базовый уровень)
Покупка
ФПУ
Тематика:
Биология. Ботаника. Зоология. Анатомия
Издательство:
Просвещение
Год издания: 2022
Кол-во страниц: 257
Дополнительно
Вид издания:
Учебник
Уровень образования:
Среднее общее образование
ISBN: 978-5-09-101677-2
Артикул: 815982.01.99
Представленный курс биологии 11 класса является логическим продолжением курса 10 класса, посвящённого общебиологическим вопросам. Свойства живой материи рассматриваются па разных уровнях её организации: оргаиизмениом, клеточном и молекулярном. Учебный материал разделён на два образовательных компонента: обязательный и дополнительный. Учебник соответствует Федеральному государственному образовательному стандарту среднего общего образования.
Тематика:
ББК:
УДК:
ГРНТИ:
Скопировать запись
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов.
Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в
ридер.
З © АО «Издательство «Просвещение» для коллекции ООО «ЗНАНИУМ » .
ISBN 978-5-09-101677-2 (электр. изд.) ISBN 978-5-09-088228-6 (печ. изд.) УДК 373.167.1:57 ББК 28.0я72 П41 © Пономарёва И. Н. и др., 2007 © Пономарёва И. Н., Корнилова О. А., Лощилина Т. Е., 2020, с изменениями © АО «Издательство «Просвещение», 2021 Условные обозначения § Материал для обязательного изучения Важные положения и выводы Материал, который можно использовать как дополнительный ? Вопросы по материалу параграфа Пономарёва, Ирина Николаевна. Биология : 11 класс : учебник : базовый уровень : издание в pdf- формате/ И. Н. По но ма рёва, О. А. Корнилова, Т. Е. Лощилина и др. ; под ред. И. Н. По номарёвой. — 10-е изд., стер. — Москва : Просвещение, 2022. — 256 с. : ил. ISBN 978-5-09-101677-2 (электр. изд.). — Текст : электронный. ISBN 978-5-09-088228-6 (печ. изд.). Представленный курс биологии 11 класса являет ся логическим продолжением курса 10 класса, посвящённого об ще био логическим вопросам. Свойства живой материи рассматриваются на разных уровнях её организации: организменном, клеточном и молекулярном. Учебный материал разделён на два образовательных компонента: обязательный и дополнительный. Учебник соответствует Федеральному государственному образовательному стандарту среднего общего образования. УДК 373.167.1:57 ББК 28.0я72 Светлым курсивом выделены тезисы, термины и понятия, на которые следует обратить внимание. Познавательный материал (необязательный для изучения) выделен шрифтом, отличающимся от основного. П41 Издание выходит в pdf-формате. З © АО «Издательство «Просвещение» для коллекции ООО «ЗНАНИУМ » .
Предисловие В 10 классе, изучая материал первой части курса общей биологии, вы рассмотрели свойства живой материи на примерах биосистем трёх уровней организации живого: биосферного, биогеоценотического и популяционно- видового. Попытайтесь ответить на несколько вопросов. • Почему рассмотрение свойств биосистем мы начали с наивысшего, биосферного, уровня и далее двигались к основам, фундаменту жизни? • Биосистемы какого уровня были изучены учёными- биологами рань- ше, какого позже и почему? • Когда наука биология смогла представить общее «устройство» жи- вой природы, единое для всех жизни? А теперь, после обсуждения этих вопросов, продолжим наше движе- ние по «лестнице» жизни, последовательно знакомясь с особенностями жизнедеятельности биосистем организменного, клеточного и молекулярного уровней существования жизни. Напомним, что в учебнике содержание курса структурировано по двум образовательным компонентам: красным цветом выделены параграфы, предназначенные для обязательного изучения, а голубым — материал, дополняющий базовые знания. Познавательный материал (необязательный для изучения) выделен в тексте шрифтом, отлича ющимся от основного. В конце учебника помещён словарь основных понятий. В приложениях к учебнику приведены лабораторные работы и задачи по курсу биологии 11 класса. З © АО «Издательство «Просвещение» для коллекции ООО «ЗНАНИУМ » .
Изучив материал главы, вы сумеете охарактеризовать: • организм как биосистему и как структурный уровень организации живой материи; • свойства организмов; • особенности наследственности и изменчивости; • основные факторы, формирующие здоровье человека. Вы сможете: • объяснять законы наследования признаков; • сравнивать генотип и фенотип; • различать признаки наследственности и изменчивости; • называть причины наследственных болезней человека. § 1 Организменный уровень организации жизни и его роль в природе Особенности организменного уровня организации жизни. Организм, по выражению В.И. Вернадского, — это «биохимическая отдельность как составляющее живого вещества биосферы». Вместе с тем организм является конкретным представителем популяции и вида, их частью и, следовательно, выступает как структурный компонент популяционно- видового уровня организации жизни. В то же время сам организм как целостность представляет собой биосистему открытого типа качественно иного уровня, отличающегося от других структурных уровней организации жизни. С появлением организмов как качественно новых биосистем на Земле установился особый характер взаимосвязей и взаимодействий, обусловленный наполнением неживой природы живыми существами. С появлением организмов возникла биосфера. Организму присущи такие процессы жизнедеятельности, как обмен веществ, питание, дыхание, выделение, раздражимость, размножение, поведение, определённый образ жизни, приспособленность к среде обитания. Все вместе эти процессы в их взаимосвязи и взаимодействии характеризуют организм как целостную саморегулирующуюся биосистему особого структурного уровня организации жизни — организменного. З © АО «Издательство «Просвещение» для коллекции ООО «ЗНАНИУМ » .
Организменный уровень организации живой материи на Земле представлен мно гочисленным разнообразием организмов. Среди них — бак терии, гри бы, простейшие, разнообразные водоросли, высшие растения, многокле точные животные, человек. Как любой структурный уровень организации жиз ни, организменный уровень характеризуется особыми свойст вами. Отметим основные свойства биосистем организменного уровня, кото- рые обычно рассматривают на уровне структуры, процессов, организации и роли в природе. Структурными элементами организменного уровня жизни служат клет- ки. Из них образованы ткани, органы и системы органов с их уникальными жизненно важными функциями. Взаимодействие клеток в их совокупности обеспечивает структурную и функциональную целостность биосистемы данного уровня жизни. Основными процессами организменного уровня выступают обмен ве- ществ и энергии, характеризующийся согласованной деятельностью различных систем органов организма; поддержание постоянства внутренней среды (гомеостаз); реализация наследственной информации, оплодотворение и воспроизводство потомства, а также проверка жизнеспособности каждого генотипа в условиях внешней среды. Организация организменного уровня обусловлена регулированием ра- боты систем органов и тканей, образующих организм, наличием системы управления (гуморальная, нервная и генетическая регуляция), обеспечива ющей согласованную работу всех компонентов организма на разных стадиях его индивидуального развития, наследственностью и изменчивостью, определя ющими соответствие организмов условиям их существования и способству ющими их выживанию в сложных и изменяющихся условиях окружающей среды. Значение в природе. Значение организменного уровня в природе вы- ражается прежде всего в том, что на этом уровне возникла основная дискретная живая единица — организм, характеризующаяся самоподдержанием своей структуры, самовозобновлением, активно реагирующая на внешнее воздействие и способная взаимодействовать с другими организмами. Именно на организменном уровне впервые в живой материи появи- лись процессы, выражающие сущность жизни: газообмен как процесс дыхания; управление физиологическими процессами с помощью гуморальной и нервной систем; общение между особями своего вида и других видов, поиск укрытий и способы добычи пищи. На организменном уровне впервые появляется процесс оплодотворе- ния и индивидуального развития особи как процесс реализации наслед- З © АО «Издательство «Просвещение» для коллекции ООО «ЗНАНИУМ » .
ственной информации, заключённой в хромосомах и генах, а также оценка естественным отбором приспособленности этой особи. Организмы являются носителями наследственных свойств популяций и видов. Именно организмы определяют успех или неудачу популяции в борьбе за ресурсы внешней среды и в борьбе за существование. Поэтому во всех микропопуляционных процессах исторического значения организмы являются непосредственными участниками. В особях вида и популяций накапливаются генетические изменения. На организмах проявляет своё действие отбор, оставляя более приспособленных и выбраковывая других. На организменном уровне проявляется двунаправленность жизни каж- дого организма. С одной стороны, это возможность организма (особи), ориентированная на выживание и размножение. С другой стороны, это обеспечение как можно более длительного существования его популяции и вида, иногда в ущерб жизни самого организма. В этом проявляется важное, эволюционное значение организменного уровня в природе. Нельзя забывать, что благодаря постоянству состава своей внутрен- ней среды организм создал в биосфере особую среду жизни — биотическую, в ко торой он проявляется в качестве хозяина для проживания многих других организмов. В нём и на нём поселяются и находят средства к жизни (пищу и укрытие) множество различных паразитов, комменсалов и симбионтов ( бактерии, грибы, вирусы, животные, растения). Необходимо отметить также, что организмы, участвуя в цепях пита- ния для поддержания своих процессов жизнедеятельности (в целях выживания), активно включаются как основные переносчики веществ и энергии в биологический круговорот и трансформацию энергии в биогеоценозах. В этом выражается глобальная роль организмов (автотрофов и гетеротрофов) и в целом организменного уровня жизни в структуре и устойчивости биосферы. 1. Укажите отличия организменного уровня жизни от популяционно- видового. 2. На примере любого млекопитающего назовите основные структурные элементы биосистемы «организм». 3. Поясните, какие признаки позволяют отнести к организмам ту бер- кулёзную бациллу в организме больного человека, окуня в реке и сосну в лесу. ? З © АО «Издательство «Просвещение» для коллекции ООО «ЗНАНИУМ » .
§ 2 Организм как биосистема Понятие об организме. Организм (лат. organizo — «устраиваю», «при даю стройный вид») — это реальный носитель жизни, индивид (особь) и целостная живая система (биосистема). Организм, или отдельная особь, входит в состав популяции как её часть, как особый структурно- функ цио наль ный компонент, выполняющий соответствующую роль в попу ляцион но- ви довых процессах. В то же время организм — это определённый, дискретный представитель живой природы, живое существо со своими индивидуальными процессами жизнедеятельности, которое выступает как самостоятельная открытая биологическая система, находящаяся в тесных взаимосвязях с внешними условиями и с биосистемами иных уровней жизни. Любое живое существо, возникшее от одного зачатка (зиготы, семени, споры, яйца, укоренённого черенка), является организмом — реальным носителем жизни со всеми свойствами организменного уровня жизни: обменом веществ и энергии; ростом; индивидуальным развитием; размножением с передачей наследственных свойств от родителей и вида; раздражимостью; реакциями в ответ на воздействия внутренней и внешней среды и др. Организмы бывают одноклеточные и многоклеточные. В том и дру- гом случае жизнедеятельность организма обеспечивается взаимодействием его функциональных частей — органоидов или органов, состоящих из клеток и тканей. Орган (греч. organon — «орудие», «инструмент») — это часть многокле- точного организма, выполняющая конкретную функцию (или тесно взаимосвязанную группу функций), имеющая определённое строение и состоящая из закономерно сложенного комплекса тканей. Орган может выполнять свои функции самостоятельно или в составе системы органов (например, дыхательной системы, пищеварительной, выделительной или нервной). У одноклеточных организмов функциональными частями особей явля- ются органоиды (греч. organon — «орудие», «инструмент»; eidos — «вид»), т. е. части клетки, подобные органам. Свойства организма. Живые организмы различаются по полу (муж- ской и женский), по способам питания (автотрофы (фототрофы, хемотро- фы) и гетеротрофы (растительноядные, хищники, паразиты, сапротрофы и др.)), по типу обмена веществ (с участием кислорода и без него), по способам размножения (половое и бесполое), особенностям строения, по продол жительности жизни, по поведению, образу жизни и пр. При этом, с одной стороны, каждый организм является представителем популяции и вида З © АО «Издательство «Просвещение» для коллекции ООО «ЗНАНИУМ » .
и выражает их основные свойства и признаки. С другой стороны, каждый организм является уникальным представителем популяции и вида. Он индивидуально подвержен воздействиям экологических факторов среды, факторов эволюции и индивидуально реагирует на эти факторы. Каждый организм обладает определённым индивидуальным запасом наследственной информации, которая досталась ему от родителей и избавляет его от необходимости заново согласовывать действия своих органов и тканей, заново вырабатывать целесообразные ответные реакции на воздействия среды, в условиях которой он сформировался. В то же время этот запас генетической информации служит основой для совершенствования, дальнейшей гармонизации внутренней среды организма, а также для поддержания равновесия в его взаимодействии с факторами постоянно изменяющейся внешней среды. На организмы действуют самые разнообразные факторы среды. Они вы- зывают ответные реакции организма, обеспечивающие его сохранность, целостность. Распознавая различные, в том числе незначительные по силе и длительности, химические, световые и звуковые сигналы, прикосновения и т. д., организм способен или «уклониться» от разрушительного воздействия, или, наоборот, «использовать» полезные воздействия для получения из среды необходимых веществ и энергии. Речь идёт прежде всего о сигналах, распознавание которых запрограммировано наследственностью. Распознавание же незнакомых сигналов, как и выработка адекватных реакций на них, является продуктом «опыта» данного организма (особи) и возможным результатом для многих грядущих поколений в будущем в случае, если этот «опыт» будет поддержан естественным отбором в микроэволюционных процессах его популяции и вида. Изменение условий окружающей среды, её усложнение, как и измене- ние внутренней среды, улавливаются организмом в виде потока информации, которая обогащает прошлый «опыт» организма, делает его более совершенным с точки зрения внутренней структуры, а следовательно, и более удачным для организма в отношениях с внешними условиями. Организм как биосистема является особой структурной единицей жизни, которой присущи свойства живой системы. Как писал И.П. Павлов, «организм — это в высочайшей степени саморегулирующаяся, сама себя поддерживающая, восстанавливающая, поправляющая и совершенствующая сис тема». Любая сложная система нормально функционирует, если жизнедея- тельные процессы в ней протекают в режиме саморегуляции. В условиях непрерывных изменений внешней и внутренней среды для поддержания их подвижного равновесия необходима определённая организация работы, З © АО «Издательство «Просвещение» для коллекции ООО «ЗНАНИУМ » .
т. е. управление системой. Процесс управления — это не что иное, как упорядочение работы элементов биосистемы, сохранение её качественных особенностей посредством перевода её из одного состояния в другое в соответствии с новыми условиями среды. У многоклеточных животных организмов в процессе эволюции в пер- вую очередь сформировалось гуморальное управление (регуляция) процессами жизнедеятельности. Гуморальная регуляция (лат. humor — «жидкость») осуществляется через жидкие среды организма (кровь, лимфу, тканевую жидкость, цитоплазму) с помощью биологически активных веществ, выделяемых клетками, тканями и органами при их функционировании. При этом у многоклеточных животных организмов важную роль выполняют гормоны, которые вырабатываются в специальных железах внутренней секреции (например, эпифизе, гипофизе, щитовидной железе, надпочечниках и др.) и поступают непосредственно в кровь. Полагают, что гуморальная регуляция процессов жизнедеятельности возникла на ранних этапах эволюции как механизм, осуществляющий взаимосвязь между отдельными клетками и органами. У одноклеточных организмов (простейших, водорослей, грибов) управ- ление многими процессами жизнедеятельности (движение, пищеварение, подготовка к размножению) регулируется гуморально-химическим путём посредством взаимодействия внешней и внутренней среды. При этом значительную роль в регуляции процессов жизнедеятельности играют ионы кальция в цитоплазме клетки. У высокоразвитых животных и человека образовались особые органы — железы внутренней секреции, продуцирующие специфические вещества — гормоны, регулирующие работу отдельных органов и физиологических систем в организме. У растений процессами роста и морфофизиологического разви- тия (прорастание семян, созревание плодов, ветвление побегов и др.) организмов также управляют биологически активные химические соединения — фитогормоны (ауксины, гиббереллины, цитокинины и др.), вырабатываемые в основном специализированной тканью (меристемой). Нервная регуляция — исторически более молодой тип регуляции процессов жизнедеятельности животного организма — характеризуется как более эффективная по быстроте управления процессами в организме. Она основана на рефлекторных связях и адресована строго определённому органу или группе клеток. По мере развития и совершенствования нервного ап парата гуморальная система всё больше подчиняется нервной. У позво- З © АО «Издательство «Просвещение» для коллекции ООО «ЗНАНИУМ » .
ночных животных и человека таким аппаратом управления является центральная нервная система, и прежде всего головной мозг, кора его больших полушарий. Нервная система осуществляет регуляцию процессов жизнедеятельно- сти организма, т. е. поддерживает и сохраняет постоянство его существенных, необходимых для жизни характеристик, корректирует различные жизненные процессы и направляет их на оптимизацию жизнедеятельности и достижение организмом динамического равновесия с окружающей средой. Нервная система имеет ведущее значение в обеспечении целостности организма и является одним из основных механизмов поддержания его гомеостаза. Гомеостаз (греч. homoios — «одинаковый»; stasis — «стояние», «неподвижность») — это способность организма противостоять изменениям и сохранять динамически относительное постоянство внутреннего состава и своих свойств. Нарушения гомеостаза во многих случаях приводят особь к болезни и даже к гибели. У позвоночных животных и человека импульсы, посылаемые нервной системой, и выделяемые гормоны взаимно дополняют друг друга в регуляции процессов жизнедеятельности организма. Гуморальная регуляция взаимосвязана с нервной регуляцией, и вместе они составляют единую нервно- гу мо ральную регуляцию, обеспечивающую нормальное функционирование организма в изменяющихся условиях среды. Система управления в биосистеме «организм» определяется наследст- венной информацией, специфической у каждого организма. Именно она обеспечивает структуру и функции систем управления организма в постоянно изменяющейся окружающей среде. Обобщая сказанное, отметим ещё раз, что организм, как любая биоло- гическая система, характеризуется: определённым составом компонентов; упорядоченным их взаимодействием, обеспечивающим единство, целостность и устойчивость системы в условиях изменений внешней среды; открытостью и дискретностью; наличием специфических процессов и функцией в природе. Жизнь на организменном уровне представлена многоклеточными и од ноклеточными формами. Биосистема «организм» является основой и выразителем свойств организменного структурного уровня жизни как особого природного явления в биосфере. 1. Какую роль в существовании биосистемы «организм» играют механизмы управления? 2. Поясните, почему любое живое существо (например, тигр, карась, яблоня, человек) является биосистемой. 3. По каким общим свойствам можно сравнивать между собой различные структурные уровни организации жизни? ? З © АО «Издательство «Просвещение» для коллекции ООО «ЗНАНИУМ » .