BIOLOGIA
advertisement
BIOLOGIA Spis treści 1 organizm 2 zwierzęta 4 rozmieszczenie i zróżnicowanie organizmów żywych na ziemi 7 genetyka 8 podstawy ekologii 9 pojęcia biologiczne w pigułce ORGANIZM Organizm to istota żywa, czyli taka, u której stwierdzamy przejawy (cechy) życia. Należą do nich: odżywianie, oddychanie, wydalanie, rozmnażanie, reagowanie na bodźce, zdolność do ruchu, wzrost. Cechą organizmów jest także to, że są zbudowane z komórek. Niektóre są zbudowane z jednej komórki (organizmy jednokomórkowe – bakterie i pierwotniaki), inne z wielu komórek (organizmy wielokomórkowe – grzyby, rośliny, zwierzęta). Komórka Komórka jest podstawową „cegiełką” budowy wszystkich organizmów. Niektóre z nich, np. bakterie i pierwotniaki, są jednokomórkowe, tzn. jedna komórka stanowi cały organizm. Pozostałe organizmy, czyli grzyby, rośliny i zwierzęta (w tym człowiek) są wielokomórkowe, tzn. zbudowane są z większej liczby komórek. Liczby te mogą nawet przekraczać miliardy, np. ciało człowieka składa się z ok.100 000 miliardów komórek. Rozmiary komórek bywają bardzo różne – najczęściej jednak są tak małe, że widać je dopiero pod mikroskopem. Najmniejszymi komórkami są bakterie. O ich wielkości niech świadczy fakt, że szerokość kropki na końcu tego zdania równa jest średnicy około 100 bakterii! Jednak wśród komórek można spotkać olbrzymy. Bez wątpienia należy do nich komórka jajowa strusia (nie całe jajo, ale tylko ta część, którą potocznie nazywamy żółtkiem). Jej rozmiary wahają się od 15 do 20 cm. Rekordzistkami długości są prawdopodobnie komórki nerwowe, które mogą osiągać długość nawet 1 m. Plan budowy komórek u poznanych dotąd organizmów jest podobny. Wszystkie są otoczone błoną komórkową, wypełnione cytoplazmą i zawierają materiał genetyczny. Błona komórkowa pełni wiele ważnych funkcji, m.in. odbiera sygnały dochodzące z zewnątrz oraz „decyduje”, które substancje mogą wejść, a które wyjść z komórki. W komórkach roślin, grzybów, niektórych pierwotniaków i bakterii, na zewnątrz błony komórkowej znajduje się ściana komórkowa. Zapewnia ona ochronę komórce, a także stanowi jej rusztowanie zewnętrzne. Dzięki obecności ściany komórkowej rośliny i grzyby zachowują swój kształt. VADEMECUM GIMNAZJALISTY | BIOLOGIA strona z 11 Ze względu na sposób „zapakowania” materiału genetycznego w cytoplazmę, komórki dzielimy na dwie grupy: komórki jądrowe, tzn. takie, które mają materiał genetyczny upakowany w „prawdziwym” jądrze komórkowym, i bezjądrowe – takie, które nie mają jądra komórkowego, a ich materiał genetyczny leży luźno w cytoplazmie. Do komórek jądrowych zaliczamy komórki zwierząt, roślin, grzybów i pierwotniaków natomiast, do komórek bezjądrowych należą komórki bakterii. Materiał genetyczny, niezależnie od tego, czy jest zamknięty w jądrze komórkowym, czy nie, jest centrum kontrolującym wszystkie procesy zachodzące we wnętrzu komórki. W cytoplazmie komórek jądrowych, poza jądrem komórkowym, występują również mitochondria, chloroplasty, wodniczki. Mitochondria to małe siłownie komórek, w których podczas oddychania komórkowego uwalniana jest energia. Chloroplasty to drobne struktury obecne w komórkach roślin oraz niektórych pierwotniaków. Zawierają zielony barwnik – chlorofil, pochłaniający światło słoneczne konieczne do fotosyntezy. Strukturami komórki są wodniczki, zwane również wakuolami. Są to pęcherzyki otoczone błoną komórkową i wypełnione sokiem komórkowym – wodnym roztworem zawierającym różne substancje odżywcze, barwniki, sole mineralne, a także produkty odpadowe. Podstawową funkcją wodniczek u roślin jest utrzymanie jędrności i sztywności komórek. Dlatego w czasie suszy, kiedy wodniczki – a więc i komórki – tracą wodę, rośliny więdną. Wodniczki występują we wszystkich komórkach jądrowych, ale największe rozmiary osiągają u roślin i grzybów. Komórki budujące organizmy wielokomórkowe różnią się między sobą, nie tylko budową, ale i funkcją. Jedne np. odbierają bodźce ze środowiska zewnętrznego, inne przekazują sygnały i informacje do wnętrza ciała, inne wreszcie transportują tlen. Jednak, w przeciwieństwie do komórek pierwotniaków, żadna z nich nie potrafi żyć samodzielnie i tylko wszystkie razem, tworząc zespoły o podobnej budowie i funkcji – tkanki, umożliwiają życie organizmu wielokomórkowego. W tabeli przedstawiono najważniejsze cechy organizmów należących do wszystkich królestw. Osobno klasyfikowane są wirusy – nie mają budowy komórkowej i nie są zdolne do samodzielnego życia poza organizmem. Bakterie Pierwotniaki Grzyby Rośliny Zwierzęta Jądro komórkowe - + + + + Ściana komórkowa + +/- + + - Chlorofil +/- +/- - - - Chloroplasty - +/- - + - Mitochondria - + + + + Jednokomórkowce + + - - - Wielokomórkowce - - + + + Tkankowce - - - + + Obecność cechy zaznaczono symbolem +, jej brak -. Symbol +/- oznacza, że cecha to występuje u części przedstawicieli królestwa. ZWIERZĘTA Zwierzęta są najliczniejszym królestwem (królestwo – najwyższa jednostka w systematyce organizmów; rozróżnia się 5 królestw: zwierząt, roślin, grzybów, Monera, Protista). Liczba ich gatunków wielokrotnie przewyższa liczebność pozostałych czterech. Należące do królestwa zwierząt organizmy są wielokomórkowcami, tzn. składają się z więcej niż jednej komórki. Liczba komórek w ich ciele może przekraczać nawet wiele milionów. Komórki zwierząt, w przeciwieństwie do komórek grzybów i roślin, nie mają ściany komórkowej. Grupują się one w zespoły i tworzą tkanki, co odróżnia zwierzęta od innych organizmów wielokomórkowych – grzybów, które nie mają budowy tkankowej. Przedstawiciele innego królestwa – rośliny – są wprawdzie wielokomórkowe i mają budowę tkankową, ale w przeciwieństwie do zwierząt ich komórki zawierają chlorofil i są samożywne. Wszystkie zwierzęta – w odróżnieniu od roślin, a także wielu bakterii i pierwotniaków – są cudzożywne, a zatem zależne od organizmów samożywnych: albo je zjadają, albo odżywiają się zwierzętami roślinożernymi (lub innymi zwierzętami mięsożernymi). Ten sposób zdobywania pokarmu sprawia, że zwierzęta są zwykle aktywne i ruchliwe, podczas gdy inne organizmy wielokomórkowe (rośliny i grzyby), są osiadłe. Wprawdzie wśród zwierząt również spotyka się organizmy osiadłe, jak np. gąbki czy korale, ale ich larwy są ruchliwe i aktywnie pokonują, często nawet bardzo długie, dystanse. Aktywny ruch pociągnął za sobą wykształcenie innych cech, których nie mają rośliny i grzyby. Konieczne było wy- VADEMECUM GIMNAZJALISTY | BIOLOGIA strona z 11 tworzenie systemu kontroli nerwowej umożliwiającej koordynację wszelkiego ruchu. Zwierzęta poruszają się nie tylko w skoordynowany sposób, ale także w określonym kierunku, a do tego potrzebne są narządy zmysłów. Dlatego u zwierząt wykształciła się ogromna rozmaitość narządów wzroku, słuchu, węchu i smaku, która umożliwia odbieranie różnych bodźców ze środowiska. Tradycyjnie zwierzęta dzielimy na dwie grupy: kręgowce i bezkręgowce. Kręgowce to zwierzęta, które mają chrzęstny albo kostny kręgosłup. Do kręgowców zalicza się: ryby, płazy, gady, ptaki i ssaki. Bezkręgowce nie mają kręgosłupa i należą do nich m.in. gąbki, parzydełkowce, płazińce, nicienie, pierścienice, skorupiaki, owady i mięczaki. Należy jednak pamiętać, że bezkręgowce nie są jednostką systematyczną, ale tworzą sztuczną grupę organizmów o różnej budowie i pochodzeniu. Do bezkręgowców należy ok. 90% wszystkich gatunków zwierząt, które zdumiewają rozmaitością kształtów, rozmiarów i form. Rozmiary zwierząt mieszczą się w bardzo szerokich granicach, najmniejsze mają zaledwie 300 um, czyli tyle ile mierzy pierwotniak – pantofelek. Współczesnym rekordzistą długości jest wieloryb – płetwal błękitny, osiągający długość ok. 30 m. W przeszłości największymi zwierzętami lądowymi były dinozaury: wysokość niektórych przekraczała nawet 20 m. Rekordzistką wśród zwierząt jest żyrafa, która osiąga wzrost ok. 5,5 m. Najszybszym zwierzęciem lądowym jest gepard, biegający z prędkością ok. 100 km/godz. Zwierzęta zamieszkują wszystkie wody i kontynenty. Można je spotkać na lądzie i w wodzie, gdzie przystosowały się do najbardziej nieprzyjaznych środowisk (suche pustynie, gorące źródła, czy zimne lodowce). Biorąc pod uwagę występowanie i rozmieszczenie różnych gatunków zwierząt, zoolodzy podzielili kulę ziemską na liczne krainy zoogeograficzne, z których każda charakteryzuje się konkretną fauną. Najbardziej odmienna fauna, niespotykana na innych kontynentach, występuje w Australii i Ameryce Południowej, które najwcześniej oddzieliły się od pozostałych lądów. Świat zwierząt Zwierzęta tworzą królestwo liczące ponad milion gatunków. W skład królestwa wchodzi ok. 35 typów, choć wśród zoologów istnieją na ten temat różnice zdań. W piętnastu z nich są organizmy, które każdy mógł spotkać. Bezkręgowce Gąbki Parzydełkowce Płazińce Nicienie Pierścienice Mięczaki Nie mają tkanek. Organizmy wodne. Maja parzydełka. Należą do nich m. in. meduzy, korale i ukwiały. Organizmy wodne. Mają spłaszczone ciało. Należą do nich drapieżne wirki żyjące w wodzie i pasożyty: tasiemce i przywry. Mają wydłużone, cylindryczne ciało. Żyją w wodzie i glebie. Niektóre z nich, np. glista ludzka i owsik, są pasożytami. Mają ciało zbudowane z pierścieni. Należą do nich dżdżownice i pijawki. Żyją w glebie i w wodzie. Mają miękkie ciało. Żyją na lądzie (niektóre ślimaki), w wodzie (ślimaki, małże i głowonogi). Ślimaki i małże wytwarzają muszle. Stawonogi Skorupiaki Owady Pajęczaki Wije Mają twardy pancerz i członowate odnóża. Należą do nich m.in. raki, kraby i homary. Żyją głównie w wodzie. Mają trzy pary odnóży i skrzydła. Należą do nich m.in. pszczoły, muchy, chrząszcze i motyle. Żyją głównie na lądzie. Mają twardy pancerz i członowate odnóża Należą do nich m.in.: raki, kraby i homary. Żyją głównie w wodzie. Mają cztery pary odnóży. Należą do nich pająki, skorpiony i kleszcze. Żyją głównie na lądzie. Kręgowce Ryby Płazy Gady Ptaki Ssaki Mają łuski, płetwy i skrzela. Żyją w wodzie. Mają wilgotną skórę. Kijanki oddychają skrzelami, a dorosłe płazy płucami. Mają suchą skórę pokrytą rogowymi łuskami. Oddychają płucami. Żyją głównie na lądzie. Mają ciało pokryte piórami oraz skrzydła. Oddychają płucami. Żyją głównie na lądzie. Mają ciało pokryte włosami. Młode odżywiają się mlekiem matki. Oddychają płucami. Żyją głównie na lądzie. VADEMECUM GIMNAZJALISTY | BIOLOGIA strona z 11 Człowiek Na Ziemi żyje ok. 6 miliardów ludzi. Chociaż jest nas tak dużo, każdy jest niepowtarzalny. Różnimy się od innych ludzi wzrostem, kształtem ciała i kolorem skóry. Między nami występują także różnice w kolorze włosów i oczu. O naszym wyglądzie decydują głównie cechy odziedziczone po rodzicach, ale duży wpływ ma również płeć, wiek, a nawet sposób odżywiania. Mimo tych różnic, wszyscy ludzie są tak samo zbudowani pod względem anatomicznym (pomijając oczywiście różnice związane z płcią). Ciało każdego z nas zawsze składa się z komórek, mamy taki sam zestaw kości, układ mięśni, a także identyczną budowę i rozmieszczenie różnych narządów oraz układów. Można powiedzieć, że pod tym względem człowiek jest zwyczajnym zwierzęciem. Nie jesteśmy też ani najwięksi (zwykły koń, bije nas nie tylko o głowę), ani najszybsi (wśród zwierząt rekordzistą jest gepard), ani nawet najsilniejsi (nawet mrówka jest od nas lepsza). Pod względem długości życia dorównują nam słonie i wieloryby, a jedynie niektóre żółwie mogą żyć dłużej, osiągając wiek 150 lat. Również historia naszego istnienia na Ziemi jest o wiele krótsza niż np. dinozaurów, które panowały na lądzie przez ok. 140 milionów lat. Dlaczego zatem właśnie człowiek, jako jedyny gatunek zwierzęcia, opanował całą Ziemię i sięga w Kosmos? Prawdopodobnie kluczem do zrozumienia sukcesu człowieka jest jego mózg. Osiągnięcie określonego poziomu rozwoju tego niezwykłego narządu, umożliwiło wykształcenie wielu umiejętności których nie mają inne zwierzęta. Najważniejsze z nich to mowa oraz abstrakcyjne myślenie. Umiejętności te, począwszy od wyrabiania narzędzi, posługiwania się ogniem, a skończywszy na konstruowaniu pojazdów kosmicznych, umożliwiły opanowanie Ziemi i spowodowały, że człowiek stał się jej dominującym gatunkiem. ROZMIESZCZENIE I ZRÓŻNICOWANIE ORGANIZMÓW ŻYWYCH NA ZIEMI Klimat odgrywa znaczącą rolę w rozmieszczeniu i zróżnicowaniu organizmów żywych na ziemi. Główne czynniki mające wpływ na roślinność i zwierzęta to: Warunki klimatyczne • temperatura • nasłonecznienie • opady • wilgotność • rodzaj gleb • rzeźba terenu • stosunki wodne Występowanie roślinności i obecność zwierząt na danym terenie są kształtowane przez klimat. W rozmieszczeniu tym można dostrzec pewien porządek; od bieguna ku równikowi rozciągają się kolejne strefy, pasma biomów uzależnione od coraz wyższej temperatury i nasłonecznienia. Oprócz temperatury ważnymi czynnikami warunkującymi rozmieszczenie biomów jest ilość dostępnej wody. Biom jest największą lodową jednostką biocenotyczną, w obrębie której przeważa jednolita forma życiowa roślinności, będąca w stanie względnej równowagi (klimaksu) i uwarunkowana klimatem, np. w biomie obszarów stepowych klimaksową roślinnością są trawy. Tolerancja ekologiczna jest to zdolność organizmu do przystosowania się do zmian danego czynnika. Występowanie różnych organizmów w danym środowisku zależy zarówno od ich wymagań życiowych w stosunku do środowiska, jak i panujących w tym środowisku warunków. Zakres temperatur wynosi od 0O do 45O. Temp. 0O jest dolną granicą tolerancji czynnika, jest to minimum życiowe, poniżej 0O występują temperatury letalne. Temp. 45O jest górną granicą tolerancji czynnika, jest to maksima życiowe, poniżej 45O – temp letalne. eurybionty – gatunki o szerokim zakresie tolerancji stenobionty – gatunki o wąskim zakresie tolerancji GŁÓWNE STREFY BIOGEOGRAFICZNE NA ZIEMI Formacje roślinne to zbiorowiska roślin o podobnym wyglądzie, określonym składzie gatunkowym i określonych wymaganiach życiowych. Podstawowymi formacjami roślinnymi są: formacje drzewiaste (lasy), formacje krzewiaste, formacje trawiaste, formacje pustynne. VADEMECUM GIMNAZJALISTY | BIOLOGIA strona z 11 Formacje drzewiaste Las równikowy wiecznie zielony (hylea, selva, dżungla): • formacja roślinna strefy klimatycznej równikowej – klimatu równikowego wybitnie wilgotnego, gdzie suma rocznych opadów waha się od 2000 do 6000 mm; • najbardziej rozwinięta i zróżnicowana formacja roślinna kuli ziemskiej. Charakteryzuje się ogromną liczbą gatunków drzew, krzewów i runa (kauczukowce, palmy, kakaowce, wanilia, bambus, grzyby) i różnorodnością form życiowych, np. pasożytnicze epifity (storczykowate, ananasowate, kaktusowate i niektóre figowce) oraz różnorodnością form morfologicznych; • przeważającymi postaciami roślin są wysokie drzewa o wysmukłych pniach (50 – 60 m. wysokości) oraz charakterystyczne liany (pnącza) oplatające pnie i konary drzew; • obszar występowania: dorzecze Amazonki oraz Kotlina Konga, Archipelag Malajski. Świat zwierząt: małpy (kapucynki, makaki, gibbony, orangutany, szympansy i goryle), leniwce, hipopotamy, okapi, bawoły afrykańskie, tapiry, pekari, mrówkojady, jaguary; bogaty świat płazów, gadów (węże boa, anakonda, pyton) oraz ptaków (papugi, tukany, rajskie ptaki) oraz mrówki i termity. Lasy podzwrotnikowe Lasy galeriowe i zalewowe: • formacja roślinna strefy równikowej klimatu równikowego wybitnie wilgotnego; • niskie drzewa rozciągające się wzdłuż rzek (w strefie zalewanej), wysokie w strefie niezalewanej, liczne krzewy, rzadziej liany i epifity; • obszar występowania: głównie doliny rzek m. in. Amazonki, Konga i Orinoko. Lasy monsunowe • formacja roślinna strefy klimatycznej zwrotnikowej monsunowej i podzwrotnikowej monsunowej z charakterystycznymi gorącymi latami i dużymi opadami oraz suchymi i ciepłymi zimami; • roślinność rozrasta się bujnie, a drzewa mają liście jedynie w porze deszczowej; • głównymi roślinami są: bambusy (do 60 m wys.) oraz drzewa tekowe, dobrze rozwinięte jest piętro krzewów i runa; • obszar występowania: Azja (Indie i Indochiny), Kuba, Madagaskar. Świat zwierząt lasów podzwrotnikowych: pancerniki, jaguary, pumy i grzechotniki, na terenach lasów monsunowych żyją słonie indyjskie, małpy i tygrysy, bogaty jest również świat gadów, ptaków i owadów. Lasy liściaste i mieszane • formacja roślinna strefy klimatów umiarkowanych ciepłych morskich, przejściowych i monsunowych; • przeważają następujące gatunki roślin: wśród drzew liściastych dominują – dąb, buk, grab, wiąz, jesion, klon, brzoza, lipa, olcha, wśród iglastych – sosny, jodły, modrzewie i świerki; • obszar występowania: Europa Zachodnia, Środkowa , wschodnia część USA, dorzecze Amuru, Japonia, południowe Chile i Nowa Zelandia. Świat zwierząt: sarny, niedźwiedzie, wilki, rysie, lisy, jelenie, zające, dziki, łosie, łasice, borsuki, wiewiórki oraz liczne ptaki (głuszce, cietrzewie, sójki, dzięcioły); wśród bezkręgowców bardzo dużo owadów. Lasy iglaste (tajga) Najbardziej na północ wysunięte lasy porastają olbrzymie przestrzenie półkuli północnej. Z północnej strony stykają się z tundrą, wnikając w nią w dolinach. Ten szeroki pas lasów rozciąga się od Kanady przez północne rejony Europy – Norwegię, Szwecję, Finlandię, Łotwę, Estonię i część Rosji leżącą na północ na 61 stopnia równoleżnika aż do pół- VADEMECUM GIMNAZJALISTY | BIOLOGIA strona z 11 nocnej Azji. • formacja roślinna strefy klimatów umiarkowanych chłodnych; • charakteryzuje się przewagą drzew iglastych (świerki, jodły, sosny, modrzewie), mniejsze znaczenie mają drzewa liściaste (brzozy, olszyny, wierzby i topole) oraz krzewinki z rodziny wrzosowatych i borówki oraz mchy i porosty; • drzewa mają wysmukłe i giętkie pnie oraz płytkie systemy korzeniowe, ze względu na wieczną zmarzlinę; • charakterystycznym i częstym elementem są torfowiska i bagna; • obszar występowania: Syberia, Półwysep Skandynawski, Kanada, wschodnia Europa i Alaska. Świat zwierząt: Oprócz owadów niewielu gatunków; najliczniej reprezentowane są tu gryzonie i dzięki nim takie drapieżniki jak orzeł przedni, gronostaj, żbik, ryś i wilk mają wspaniałe tereny łowieckie. Występujące zwierzęta mają podczas lata istny raj, w ziemie jednak żyją się w bardzo trudnych warunkach. W tym to okresie myszy i ryjówki prowadzą aktywne życie pod grubą warstwą śniegu, a przedstawiciele innych gatunków zapadają w sen zimowy trwający nawet osiem miesięcy. Zwierzęta trawożerne i liściożerne – jelenie, łosie, zające – przestawiają się w tym czasie na korę, igliwie i gałęzie; burunduki i inne wiewiórki wykorzystują zgromadzone latem zapasy. Dla dużych drapieżników – wilka, rysia i niedźwiedzia przez cały rok nie brakuje pożywienia. Formacje krzewiaste Makia i chaparral • formacje roślinne strefy podzwrotnikowej klimatu śródziemnomorskiego o suchym lecie i deszczowych zimach; • charakteryzuje się występowaniem krzewów oraz niskich (karłowatych) drzew silnie rozgałęzionych (pinie), kolczastych, o skórzastych liściach (oliwki) i grubej korze (dąb korkowy); • Makia (macchia) głównie – pistacje, mitry, bukszpan, jałowiec, rozmaryn, lawenda; • Chaparral – charakterystyczna mącznica i eukaliptus; • obszar występowania : basen Morza Śródziemnego (makia), Kalifornia i Meksyk (chaparral), południowo-zachodnia i południowo-wschodnia część Australii („zarośla melle”). Świat zwierząt: króliki, chomikowate, wiewiórki, daniele, muflony, szakale. Ogromne bogactwo płazów, gadów i bezkręgowców (głównie owady i skorpiony (pajęczaki). Formacje trawiaste Stepy • formacje roślinne strefy podzwrotnikowej i umiarkowanej ciepłej klimatu kontynentalnego i kontynentalnego suchego. • podstawowym składnikiem roślinności są trawy i bardzo zróżnicowane rośliny kwiatowe. • cechą charakterystyczną jest prawie całkowity brak drzew. • obszar występowania: Ameryka Północna (preria), Ameryka Południowa (pampa), środkowa część Eurazji. Świat zwierząt: bizony, gazele, wilki, lisy, rysie oraz susły, pieski preriowe, myszy i chomiki; wiele ptaków (cietrzew amerykański, sokół) i owadów. Sawanna • formacja roślinna strefy klimatycznej równikowej klimatu podrównikowego w odmianie wilgotnej i suchej oraz strefy zwrotnikowej klimatu pośredniego. • podstawowym składnikiem roślinności są trawy niskie i wysokie, pojedyncze drzewa (palmy, baobaby i akacje) oraz kolczaste zarośla. • obszar występowania: wschodnia i południowa część Afryki, Nizina Orinoko, Australia (Terytorium Północne i Queensland). VADEMECUM GIMNAZJALISTY | BIOLOGIA strona z 11 Świat zwierząt: antylopy, zebry, żyrafy, nosorożce, gazele, słonie oraz lamparty, gepardy i lwy. Tundra • formacja roślinna strefy klimatycznej podbiegunowej, o krótkim okresie wegetacyjnym (60-90 dni); • porasta tereny pokryte wieloletnią zmarzliną; • przedstawia na ogół monotonny, mało zróżnicowany krajobraz roślinny, rozpościerający się na ogromnych przestrzeniach; • jej charakterystycznymi postaciami roślin są formy niskie (rzadko przekraczające 1 m wysokości) karłowate brzozy, wierzby polarne, krzewinki jagodowe, oraz wrzosy, mchy, porosty; • obszar występowania: północne wybrzeża Azji, Europy i Ameryki (północna Syberia, Kanada, Alaska, Grenlandia). Świat zwierząt: stałymi mieszkańcami są: roślinożercy – leming, pardwa, renifer, i drapieżcy – gronostaj, sowa śnieżna, lis polarny i niedźwiedź. W ubogiej biocenozie tundry mało jest zwierząt, a przez to mało ogniw, mało zależności. Naruszenie któregokolwiek ogniwa może spowodować zaburzenia całości. Charakterystyczne są gwałtowne fluktuacje niektórych gatunków, np. lemingów. Tundra jest obszarem, który nie uległ wpływom człowieka i gdzie warunki bytowania zwierząt i roślin nie zostały przez niego zakłócone. Choć nasilająca się w ostatnich latach eksploatacja złóż ropy naftowej może stanowić poważne zagrożenie dla tego biomu. Formacje pustynne Roślinność pustyń lodowych • charakterystyczna dla klimatu polarnego; • formacja uboga – brak drzew i krzewów, w miejscach wolnych od lodu występują nieliczne glony, porosty i mszaki; • obszar występowania: Antarktyda i wyspy Antarktyki. Świat zwierząt: brak ssaków lądowych, natomiast liczne płetwonogi: morsy oraz ptaki, a wśród nich pingwiny. Roślinność pustyń (gorących i chłodnych) oraz półpustyń • charakterystyczna dla skrajnie suchych klimatów strefy zwrotnikowej, podzwrotnikowej i umiarkowanej ciepłej; • formacja uboga – nie tworzy zwartej pokrywy; • charakterystyczne są efemerydy, suchorosty (kserofity): suche i ostre trawy, kolczaste krzewy i liczne sukulenty: aloesy, kaktusy, opuncje, drzewa butelkowe oraz rozchodniki, tamaryszki, akacje i palmy daktylowe; • obszar występowania: centralna i południowo-zachodnia Azja, północna i południowa część Afryki, środkowo-zachodnie wybrzeże Ameryki Południowej, centralna i zachodnia część Australii. Świat zwierząt: liczne gady, płazy i owady (chrząszcze i szarańcza) oraz szakale, liski pustynne, hieny, pumy, mrówkolewy oraz rysie (wyłącznie na pustyni amerykańskiej). GENETYKA Założenia teorii komórkowej: • • • • komórka jest podstawową jednostką strukturalną każdego żywego organizmu, komórka jest podstawową jednostką funkcjonalną każdego żywego organizmu, komórki powstają z już istniejących komórek, w jądrze komórkowym zawarty jest nośniki informacji genetycznej – DNA. Rozmnażanie to zdolność do wydawania potomstwa na świat – płciowe i bezpłciowe. Dziedziczność to zdolność do przekazywania zespołu podobnych cech potomstwu. VADEMECUM GIMNAZJALISTY | BIOLOGIA strona z 11 Zmienność genetyczna. Jedna para rodzicielska może mieć potomstwo różniące się od siebie i od swoich rodziców. DNA – odpowiedzialny za przekazywanie określonych cech potomstwu; nośniki informacji genetycznej. Gen dominujący – w heterozygocie maskuje obecność drugiego genu, recesywnego; objawia się fenotypowo. Fenotyp – zespół cech organizmu stanowiący wyniki współdziałania genów i warunków środowiska. Gamety – komórki rozrodcze, czyli komórki jajowe i plemniki; mają po jednym zestawie chromosomów. Gen – fragment DNA, który zawiera informację dotyczącą budowy określonego białka, ma ściśle określone miejsce w chromosomie. Genotyp – zespół wszystkich genów w komórce danego osobnika. Heterozygota – zygota mająca w chromosomach homologicznych dwa różne geny danej cechy. Chromosomy homologiczne – identyczne chromosomy w komórce, mające w tym samym miejscu identyczne geny (warunkujące tę samą cechę). Homozygota – zygota mająca w chromosomach homologicznych dwa identyczne geny tej samej cechy. Kod genetyczny – szyfr określający strukturę budowanego przez komórkę białka, jest powszechny – taki sam dla wszystkich organizmów. Kodon – jest to aminokwas kodowany przez trzy nukleotydy w odpowiedniej kolejności. Kwasy nukleinowe – złożone związki organiczne, składniki wszystkich komórek, odpowiadają za syntezę białek i przenoszenie cech dziedzicznych. Mutacje – nagłe, samorzutnie powstające zmiany dotyczące genów lub chromosomów. Mutacje letalne – mutacje powodujące śmierć zarodków we wczesnym stadium rozwoju. Gen recesywny – gen ustępujący, jego obecność nie ujawnia się w heterozygocie fenotypowo. RNA – bierze udział w syntezie białka. Mutageny – są to czynniki, które uszkadzają nici DNA. Do tych czynników należą: promieniowanie i różne związki chemiczne. Działanie mutagenów zwiększa częstość zachodzenia mutacji. Selekcja – dobór roślin i zwierząt o cechach dla siebie korzystnych. Udomowienie – oswajanie zwierząt w celu hodowli. Budowa DNA DNA składa się z dwóch nici połączonych ze sobą za pomocą takich samych par zasad azotowych – zasada A łączy się z zasadą T, a zasada C z zasadą G. Nici te są skręcone wokół siebie. Pojedynczą nić tworzą liczne nukleotydy ułożone w sposób liniowy. I prawo Mendla: w gametach (czyli komórce jajowej i plemniku) znajduje się zawsze jeden gen danej pary. Dziedziczenie • O płci człowieka decyduje para chromosomów płci X i Y. • Para XX warunkuje płeć żeńską, a para XY warunkuje płeć męską. • Ponieważ mężczyzna produkuje 50% plemników wyposażonych w chromosom X i 50% plemników wyposażonych w chromosom Y, prawdopodobieństwo urodzenia chłopca lub dziewczynki wynosi również 50% . PODSTAWY EKOLOGII Ekologia – wzajemne stosunki, olkos = dom, miejsce życia; logos = nauka Twórca: Ernest Haeckel (biolog niemiecki 1869) Ekologia • biologia środowiskowa • ekonomika przyrody • nauka o strukturze i funkcjonowaniu przyrody VADEMECUM GIMNAZJALISTY | BIOLOGIA strona z 11 Biosfera jest to układ (system) wzajemnych relacji – złożony, termodynamicznie otwarty, samoregulujący ogromne zasoby energii. Biosfera jest mało stabilna i łatwo ulega wszelkiego rodzaju odkształceniom i modyfikacjom. W obrębie biosfery zachodzą nieustannie procesy fizyczne i chemiczne powodujące wymianę energii i materii pomiędzy organizmami żywymi a ich otoczeniem – atmosferą, hydrosferą i litosferą. Najważniejsze zjawiska tego typu: • wiązanie energii słonecznej przez rośliny zielone, • gromadzenie jej w formie produktów fotosyntezy, • dalsze przekazywanie organizmom niesamożywnym. Jeżeli biosfera ma rozwijać się prawidłowo, to biologicznie ważne związki muszą ulegać cyklicznym zmianom. Ekosystem – podstawowa jednostka badań ekologicznych. Krążenie materii w ekosystemie – podstawa równowagi ekologicznej. Rośliny (z punktu widzenia ekologicznego) należą do grupy organizmów samożywnych (autotroficznych); natomiast zwierzęta i człowiek do cudzożywnych (heterotroficznych); grzyby są również cudzożywne. Podstawą pożywienia wszystkich organizmów są związki organiczne (białko, tłuszcze, węglowodany itd.), które pochodzą z biomasy innych organizmów. Rośliny jako autotrofy to producenci materii organicznej (wytwarzają związki organiczne); natomiast heterotrofy to konsumenci (żyją kosztem substratów wytworzonych przez inne organizmy). Fotosynteza = woda + dwutlenek węgla w obecności światła – tam, gdzie są chloroplasty (zielone komórki roślin). Mikroorganizmy (grzyby i bakterie) powodują powrót do H2O i CO2 – są to reducenci (destruenci), powodują proces odwrotny do fotosyntezy. Ekosystem – fragment biosfery stanowiący funkcjonalną całość, w której zachodzi wymiana substancji i następuje przepływ energii między jej częścią żywą i nieożywioną. W skład ekosystemu wchodzą żywe organizmy i abiotyczne elementy (czynniki) środowiska tworząc nierozerwalną współzależną całość, której istnienie jest niezbędnym warunkiem podtrzymania życia na Ziemi. ekosystem = biocenoza + siedlisko Cechy ekosystemu • ekologiczna współzależność siedliska i organizmów • zdolność samoregulacji uwarunkowana krążeniem materii Równowaga ekologiczna w ekosystemie i przyczyny naruszania: Równowaga ekologiczna zależy od prawidłowego funkcjonowania wszystkich ogniw współdziałających w krążeniu materii i przepływie energii. Jest uwarunkowana prawidłową liczebnością producentów, konsumentów i destruentów oraz bilansem zerowym substratów (pobranych z siedliska i ponownie zwróconych do siedliska). Ingerencja człowieka (powodująca zaburzenie równowagi) polega na: • wprowadzaniu elementów nowych (dodawania) np. wprowadzanie odpadów (szkło, plastyk, detergenty, substraty ropopochodne); nowe organizmy (królik w Australii, norka amerykańska w Europie), • usuwaniu z układów naturalnych jego elementów (wycofywanie) („eksport plonów”, mikroelementów z gleby, eliminacja drapieżników), • zmianie warunków siedliskowych np. melioracje jednostronne, bariery na drogach migracji zwierząt. POJĘCIA BIOLOGICZNE W PIGUŁCE Astygmatyzm – wada soczewek powodująca nieostrość obrazu. Obrazem punktu są odcinki leżące na różnych płaszczyznach. Białka – zawierają komplet aminokwasów, zbudowane są z ich połączeń. Stanowią podstawowy budulec organizmu. Binokular – przyrząd optyczny służący do obuocznej obserwacji przedmiotów. Biogeografia – nauka o rozmieszczeniu na Ziemi zwierząt i roślin. Biologia – nauka o organizmach żywych, ich życiu i rozwoju, obejmuje swym zakresem zoologię, botanikę, antropologię i mikrobiologię, a także wiele innych. Bionika – nauka ta opiera się na obserwowaniu natury i wykorzystywaniu jej rozwiązań w technice. VADEMECUM GIMNAZJALISTY | BIOLOGIA strona z 11 Cukier – jeden za składników pokarmowych składający się z cząsteczek glukozy. Czynnik RH – czynnik krwi ( RH+ przy jego obecności, przy jego braku – RH-). Nazwa pochodzi od małpy Rhesus. O grupie krwi decyduje substancja znajdująca się na czerwonych krwinkach. Daltonizm – schorzenie wzrokowe, polegające na upośledzonym bądź uniemożliwionym rozpoznawaniu barw. Dializa – polega na oczyszczaniu krwi poza ustrojem w sztucznej nerce. Krew chorego przepływa przez specjalne błony, które są zanurzone w płynie dializującym. Efektor – narząd wykonawczy w organizmie, pobudzany przez impulsy nerwowe. Ekologia – nauka biologiczna badająca wzajemne relacje między organizmami, a także między organizmami, a ich środowiskiem. Estrogen – hormon żeński wytwarzany przez jajniki, powstają dzięki niemu komórki jajowe. Etapy rozwoju człowieka – wyróżniamy okresy noworodkowy, niemowlęcy, poniemowlęcy, dziecięcy, młodzieńczy, człowiek dorosły. Gruczoł – narząd człowieka lub zwierzęcia wytwarzający substancje niezbędne dla organizmu. Hemofilia – zaburzenie w krzepnięciu krwi spowodowane brakiem płytek Hemoglobina – barwnik erytrocytów, nadaje krwi charakterystyczny czerwony kolor. Spełnia funkcję transportową. Homeostaza – to stan organizmu, w którym zachowuje stałe warunki środowiska wewnętrznego. Hormon – związek organiczny wytwarzany przez organizmy żywe, regulujący i koordynujący procesy chemiczne w komórkach i tkankach, a także funkcje fizjologiczne. Katabolizm – proces, w wyniku którego następuje rozkład substancji złożonych na proste. Komórka – podstawowa jednostka strukturalna i czynnościowa roślin i zwierząt; może stanowić również samodzielny organizm. Krew – podstawowy element organizmu. Składa się z osocza i elementów morfotycznych (erytrocytów, leukocytów i trombocytów-krzepnięcie krwi). Spełnia funkcję transportową. Kurza ślepota – zaburzenie adaptacji oka do widzenia w ciemności. Łuk odruchowy – jest to droga od receptora do efektora. Mikroelementy – pierwiastki chemiczne występujące w bardzo małych ilościach, niezbędne do życia i rozwoju organizmów. Makroelementy – podobnie jak powyżej, jednak elementy te występują w znacznie większych ilościach. Metabolizm – proces polegający na przemianie materii i energii zachodzący w każdym żywym organizmie. Miażdżyca – choroba układu krążenia polegająca na zmniejszeniu się średnic naczyń krwionośnych. Mikroklimat – klimat charakterystyczny dla malej części środowiska. Mikroskop – Przyrząd optyczny składający się z części mechanicznych (statyw z podstawką, tubus, rewolwer, stolik, śruby: makrometryczna i mikrometryczna) oraz optycznych (okular, obiektyw, lusterko, kondensor). Narząd – wyspecjalizowana struktura zbudowana z kilku rodzajów tkanek. Narządy zmysłów – narządy umożliwiające odbieranie bodźców, większość tych narządów mieści się na głowie, gdyż stąd mają najkrótszą drogę do mózgu. Odruch – reakcja na bodźce zewnętrzne bądź wewnętrzne (odruchy bezwarunkowe i warunkowe – nabyte ) Odżywianie – ogół czynności związanych z pobieraniem i przetwarzaniem składników pokarmowych. Wyróżniamy odżywianie samożywne (autotroficzne) oraz odżywianie cudzożywne (heterotroficzne). Omdlenie – chwilowa utrata przytomności. Przyroda – całokształt rzeczy, zjawisk i czynności zachodzących we wszechświecie i tworzących ten wszechświat. Receptor – zakończenia włókien nerwowych wrażliwe na różne rodzaje bodźców. Rozmnażanie – jest to zdolność organizmów do wydawania na świat potomstwa. Sozologia – nauka o ochronie środowiska. Synteza – polega na tworzeniu związków złożonych ze związków prostszych. VADEMECUM GIMNAZJALISTY | BIOLOGIA strona 10 z 11 Testosteron – hormon męski powodujący np. powiększanie się narządów płciowych. Tkanka – zespół komórek o podobnej budowie, pełniących ściśle określoną funkcję. Tłuszcz – składa się z glicerolu połączonego z kwasami tłuszczowymi. Układ – zespół narządów; wyróżniamy układy: pokarmowy, oddechowy, krwionośny, kostny, nerwowy, mięśniowy, wydalniczy, rozrodczy. Węzeł chłonny – osadzone są tam białe ciałka krwi, które usuwają bakterie. Wirus – mikroorganizm zdolny do życia, a więc również do rozmnażania jedynie we wnętrzu żywych organizmów. Witaminy – są to związki organiczne przyswajane bez rozkładu. Woda – główny rozpuszczalnik w organizmie, tworzy środowisko, w którym zachodzą reakcje chemiczne. Zapłodnienie – jest to połączenie jądra komórkowego komórki jajowej z jądrem komórkowym komórki plemnika. Wyróżnia się zapłodnienie zewnętrzne (ryby, płazy) i zapłodnienie wewnętrzne (ptaki, ssaki). VADEMECUM GIMNAZJALISTY | BIOLOGIA strona 11 z 11
