24. Работа с текстом биологического содержания: растения, бактерии, грибы, лишайники

КРУГОВОРОТ АЗОТА

Азот – один из важнейших химических элементов, необходимых для жизни на Земле. Он входит в состав белков, нуклеиновых кислот, таких как ДНК и РНК, а также многих других жизненно важных соединений. Атмосфера нашей планеты на 78 % состоит из молекулярного азота (N₂). Однако большинство живых организмов не способно непосредственно использовать газообразный азот, так как молекулы N₂ очень стабильны и нереактивны.

Круговорот азота – это комплексный природный процесс, состоящий из нескольких последовательных этапов. Сначала азот из атмосферы фиксируется, то есть преобразуется в растворимые и усваиваемые формы. Этот процесс осуществляется специальными бактериями – азотфиксирующими микроорганизмами, которые обитают в почве или живут в симбиозе с корнями некоторых растений. Азотфиксаторы переводят молекулярный азот в аммиак, который затем бактерии нитрифицируют в нитриты и нитраты – важные источники азота для растений.

Кроме бактериальной фиксации, азот также фиксируется во время грозы. Молнии вызывают высокотемпературные реакции, в результате которых молекулярный азот и кислород атмосферы вступают в химические реакции, образуя оксиды азота. Эти соединения, растворяясь в дождевой воде, попадают в почву в виде нитратов – усваиваемой растениями формы азота.

Растения усваивают эти соединения через корни, после чего азот встраивается в органические соединения. В виде белков и нуклеиновых кислот азот поступает в пищевые цепи. После смерти организмов или выделения отходов жизнедеятельности азот возвращается в почву, где микроорганизмы разлагают органику, превращая её обратно в аммиак и соли. Затем денитрифицирующие бактерии преобразуют нитраты в молекулярный азот, возвращая его в атмосферу и замыкая цикл.

Таким образом, круговорот азота поддерживает плодородие почв, способствует росту растений и обеспечивает жизнь на Земле, играя ключевую роль в биосфере планеты.

Используя содержание текста «Круговорот азота» и знания из школьного курса биологии, ответьте на вопросы и выполните задание.

1. В состав каких жизненно важных соединений входит азот?
2. В какой форме азот может усваиваться растениями?
3. Приведите пример растения, живущего в симбиозе с азотфиксирующими бактериями.

ПРОЦЕССЫ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ В ЛИСТЬЯХ

К основным процессам жизнедеятельности листа относят фотосинтез, газообмен и транспирацию – испарение воды с поверхности листовой пластинки.

Фотосинтез происходит в листьях на свету. При этом из углекислого газа и воды образуется органическое вещество – углевод глюкоза, а в атмосферу выделяется кислород. Глюкоза участвует в образовании запасного вещества – крахмала, который накапливается как в листе, так и в других органах растения.

Дыхание в листе также очень важный процесс, в ходе которого органические вещества окисляются и выделяется энергия, необходимая для всех процессов жизнедеятельности. При этом выделяется углекислый газ, а потребляется кислород.

На свету эти процессы происходят одновременно. При отсутствии света протекает лишь дыхание. Поэтому по отношению к листьям применяется термин «газообмен», не уточняющий, о каких именно обменных газах идёт речь, поскольку в одном случае поступает кислород и удаляется углекислый газ (дыхание), а в другом наоборот (фотосинтез).

Однако наиболее интересным процессом, происходящим в листьях, является транспирация. Это очень важный приспособительный механизм, главная роль в котором отводится устьицам. Поскольку в процессе фотосинтеза лист обильно освещается солнечным светом, то он и нагревается. В этот момент устьица открыты, и пары воды свободно покидают поверхность листа – испаряются, охлаждая нагретую поверхность. В результате лист не перегревается. Ночью, когда устьица закрыты, газообмен с внешней средой сведён к минимуму, и, как следствие, углекислый газ, выделяемый в процессе дыхания, накапливается в межклетниках губчатой ткани листа, чтобы потом израсходоваться в ходе фотосинтеза.

Используя содержание текста «Процессы жизнедеятельности в листьях» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы.

1. В чём суть процесса фотосинтеза?
2. Какое значение для листа играет дыхание?
3. Благодаря каким структурам органические вещества, образовавшиеся в листьях, оказываются в корнеплодах?

ОХОТА РАСТЕНИЙ

О том, что животные поедают растения, давно всем известно. Однако в природе встречаются и растения, поедающие животных. Таких растений насчитывается несколько десятков видов, и они обитают на разных континентах Земли.

На болотах средней полосы России можно встретить два многолетних травянистых растения высотой 5–8 см – росянку круглолистную с округлыми листьями и росянку английскую с продолговатыми листочками. У обоих видов поверхность листьев покрыта железистыми волосками длиной 2–5 мм. Волоски увенчаны округлыми головками, выделяющими клейкие капельки жидкости. Химические свойства этих капелек близки к свойствам желудочного сока.

Клейкие капли отражают солнечный свет и привлекают насекомых, которые садятся на зелёные листья и прилипают. Стремясь освободиться, насекомые дёргаются, в результате волоски склоняются к пленнику и обволакивают его клейкой жидкостью. Край листа заворачивается, и насекомое оказывается завёрнутым в него. Мягкие части животного растворяются под действием жидкости, выделяемой волосками, а клетки растения всасывают эти растворы в течение 2,5 дня. Затем листовая пластинка разворачивается, твёрдые непереваренные остатки насекомого сдувает ветер, и лист готов к встрече с новой жертвой.

Таким оригинальным способом росянки приспособились к жизни на болотах, восполняя недостаток минеральных солей, необходимых для роста. Благодаря хищничеству росянки получают дополнительное питание.

Используя содержание текста «Охота растений» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы.

1. Какие виды росянок встречаются на болотах России?
2. С какой целью листья росянки выделяют капельки жидкости?
3. С помощью какого процесса росянки получают основное количество питательных органических веществ?

ОХОТА РАСТЕНИЙ

О том, что животные поедают растения, давно всем известно. Однако в природе встречаются и растения, поедающие животных. Таких растений насчитывается несколько десятков видов, и они обитают на разных континентах Земли.

На болотах средней полосы России можно встретить два многолетних травянистых растения высотой 5-8 см – росянку круглолистную с округлыми листьями и росянку английскую с продолговатыми листочками. У обоих видов поверхность листьев покрыта железистыми волосками длиной 2-5 мм. Волоски увенчаны округлыми головками, выделяющими клейкие капельки жидкости. Химические свойства этих капелек близки к свойствам желудочного сока.

Клейкие капли отражают солнечный свет и привлекают насекомых, которые садятся на зелёные листья и прилипают. Стремясь освободиться, насекомые дёргаются, в результате волоски склоняются к пленнику и обволакивают его клейкой жидкостью. Край листа заворачивается, и насекомое оказывается завёрнутым в него. Мягкие части животного растворяются под действием жидкости, выделяемой волосками, а клетки растения всасывают эти растворы в течение 2,5 дня. Затем листовая пластинка разворачивается, твёрдые непереваренные остатки насекомого сдувает ветер, и лист готов к встрече с новой жертвой.

Таким оригинальным способом росянки приспособились к жизни на болотах, восполняя недостаток минеральных солей, необходимых для роста. Благодаря хищничеству, росянки получают дополнительное питание.

Используя содержание текста «Охота растений» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы.

1. В каких местообитаниях встречаются росянки на территории России?
2. С какой жидкостью организма человека схожи химические свойства жидкости, выделяемой волосками, расположенными на листьях росянки?
3. Какое вещество является основой не используемого росянкой наружного скелета насекомых?

ВИДОИЗМЕНЕНИЯ КОРНЕЙ

Видоизменения корней связаны с выполнением одной из дополнительных функций. Запасающие корни служат для отложения в них запасных веществ (крахмала, сахаров, витаминов и др.). Они разрастаются, становятся толстыми, мясистыми. Различают два типа запасающих корней: корнеплоды и корневые клубни (корневые шишки). Корнеплоды формируются за счёт главного корня и части побега. Корневые клубни формируются за счёт отложения запасных веществ в боковые и придаточные корни (у георгина, ятрышника, чистяка и др.).

Большинство этих растений являются двулетниками или многолетниками. Осенью их надземная часть отмирает, а корни, накопившие питательные вещества, сохраняются и зимуют. Весной из почек запасающих корней развиваются новые надземные органы.

Микориза – особое изменение корня вследствие симбиоза с грибницей грибов. Благодаря грибнице корни получают возможность всасывать воду с гораздо большей площади, а гриб получает доступ к органическим веществам растения. У большинства деревьев грибница гриба не проникает внутрь корня. У многих трав, а также некоторых деревьев – сосны, яблони – грибница и ткани корня плотно срастаются друг с другом, представляя единое целое.

Клубеньки образуются в тканях коры корней бобовых растений из-за того, что там поселяются азотфиксирующие бактерии. Они питаются органическими веществами растения, вызывая разрастание основной ткани и возникновение опухоли – клубенька. При этом бактерии способны преобразовывать атмосферный азот в азотистые соединения, которые усваивает растение, улучшая своё азотное питание. Таким образом, и микориза, и клубеньки – это изменения корней, способствующие улучшению почвенного питания растения.

Используя содержание текста «Видоизменения корней» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы.

1. Вследствие чего у корней возникают разнообразные видоизменения?
2. Назовите не менее трёх овощных культур, у которых хорошо развит корнеплод.
3. Как называют отношение между корнями бобовых растений и азотфиксирующими бактериями?

ПАПОРОТНИКИ. ХВОЩИ. ПЛАУНЫ.

Папоротникообразные – это большая группа высших споровых растений. Высшими растениями они считаются потому, что имеют вегетативные органы: корни, стебли и листья. Споровыми они называются, поскольку их размножение происходит с помощью спор. Папоротникообразные различаются между собой по внешнему виду, поэтому их традиционно подразделяют на три группы: папоротники, хвощи и плауны.

Плауны – это наиболее древняя из папоротникообразных группа растений. Современные плауны представляют собой многолетние травянистые растения, зимующие под снегом с зелёными листьями. Споры у них созревают в спорангиях, собранных в колоски. Споры мелкие, образуются в большом количестве.

Хвощи – эта группа травянистых растений, имеющих жёсткий стебель из-за накопленного в вакуолях клеток кремнезёма. Листья у них чешуевидные, с мутовчатым листорасположением. У хвоща выделяют два вида побегов: летний (вегетативный) и весенний (спороносный). Вегетативный побег хвоща зелёного цвета. Его главная задача – создание питательных веществ, откладываемых в корневища – подземные побеги. Спороносные побеги появляются ранней весной благодаря накопленным в корневищах запасам. Созревшие споры рассеиваются и при попадании в благоприятные условия прорастают, формируя заросток. Из-за развития корневищ многие виды хвощей стали сорняками культурных растений.

Папоротники – самая большая по числу видов группа папоротникообразных. Они произрастают повсеместно, предпочитая влажный микроклимат. Споры папоротника созревают на внутренней поверхности их сложных листьев. Основная часть побега папоротника находится под землёй и называется корневищем.

Используя содержание текста «Папоротники. Хвощи. Плауны» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы.

1. Почему папоротникообразных относят к высшим растениям?
2. В чём различие между весенним и летним побегами хвоща?
3. Листья папоротника осенью отмирают. Каким образом весной происходит их возобновление?

ДЫХАНИЕ РАСТЕНИЙ И ФОТОСИНТЕЗ

У растений дыхание присуще всем органам, тканям и клеткам. Для дыхания они используют атмосферный кислород, проникающий через устьица листьев и зелёных побегов, кожицу молодых корней, а также чечевички древесных стеблей. Кроме того, растения для дыхания расходуют кислород, образовавшийся в результате фотосинтеза. Дышат растения и днём, и ночью. Днём для дыхания используется в основном атмосферный кислород, а ночью, когда устьица закрыты – кислород, накопленный в листьях в процессе фотосинтеза. Поступающий при дыхании кислород окисляет имеющиеся в растении органические вещества до углекислого газа и воды. При этом освобождается заключённая в органических веществах энергия, которая расходуется растением для роста, развития и размножения. Образующийся при дыхании растений углекислый газ удаляется через устьица, чечевички, через всю поверхность молодых корней.

Дыхание растений – процесс противоположный фотосинтезу. Фотосинтез происходит главным образом в мякоти листьев растений, в которых расположена основная фотосинтезирующая ткань. Её клетки содержат хлоропласты с зелёным пигментом – хлорофиллом, способным улавливать свет. В процессе фотосинтеза из углекислого газа и воды на свету в хлоропластах клеток образуется глюкоза. Синтезированные в процессе фотосинтеза органические вещества используются растением для питания и синтеза других органических веществ: жиров, белков, витаминов и гормонов. Все эти органические вещества идут на построение тела растения, а также откладываются в запасающих тканях и используются при дыхании. Побочным продуктом фотосинтеза является свободный кислород. Он образуется в процессе фотосинтеза и выделяется растением в окружающую среду.

Используя содержание текста «Дыхание растений и фотосинтез» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы.

1. В каких клетках происходит процесс дыхания?
2. На что затрачивается энергия, освобождённая в процессе дыхания?
3. Как урожайность растений зависит от фотосинтеза?

ДЫХАНИЕ РАСТЕНИЙ И ФОТОСИНТЕЗ

У растений дыхание присуще всем органам, тканям и клеткам. Для дыхания они используют атмосферный кислород, проникающий через устьица листьев и зелёных побегов, кожицу молодых корней, а также чечевички древесных стеблей. Кроме того, растения для дыхания расходуют кислород, образовавшийся в результате фотосинтеза. Дышат растения и днём, и ночью. Днём для дыхания используется в основном атмосферный кислород, а ночью, когда устьица закрыты – кислород, накопленный в листьях в процессе фотосинтеза. Поступающий при дыхании кислород окисляет имеющиеся в растении органические вещества до углекислого газа и воды. При этом освобождается заключённая в органических веществах энергия, которая расходуется растением для роста, развития и размножения. Образующийся при дыхании растений углекислый газ удаляется через устьица, чечевички, через всю поверхность молодых корней.

Дыхание растений – процесс противоположный фотосинтезу. Фотосинтез происходит главным образом в мякоти листьев растений, в которых расположена основная фотосинтезирующая ткань. Её клетки содержат хлоропласты с зелёным пигментом – хлорофиллом, способным улавливать свет. В процессе фотосинтеза из углекислого газа и воды на свету в хлоропластах клеток образуется глюкоза. Синтезированные в процессе фотосинтеза органические вещества используются растением для питания и синтеза других органических веществ: жиров, белков, витаминов и гормонов. Все эти органические вещества идут на построение тела растения, а также откладываются в запасающих тканях и используются при дыхании. Побочным продуктом фотосинтеза является свободный кислород. Он образуется в процессе фотосинтеза и выделяется растением в окружающую среду.

Используя содержание текста «Дыхание растений и фотосинтез» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы.

1. В каких клетках происходит процесс фотосинтеза?
2. Какова роль кислорода в процессе дыхания?
3. На что затрачивается световая энергия в процессе фотосинтеза?

БИФИДОБАКТЕРИИ И ЛАКТОБАКТЕРИИ

Бифидобактерии и лактобактерии – это часть микрофлоры желудочно-кишечного тракта человека, способствующая полноценному пищеварению.

Бифидобактерии составляют 85–90% микроорганизмов, населяющих кишечник ребёнка. Они способствуют перевариванию сложных углеводов, так как используют их в своём обмене веществ. Эти бактерии участвуют в синтезе и всасывании многих витаминов, способствуют синтезу незаменимых аминокислот, лучшему усвоению кальция и витамина Д, что очень важно для растущего организма. Однако важнейшим свойством бифидобактерий является угнетение роста болезнетворных, гнилостных и газообразующих бактерий. Для выполнения этой функции они обладают комплексом специальных ферментов. Бифидобактерии выделяют органические кислоты, способствующие гибели болезнетворных бактерий, являются иммуномодуляторами, активизируют синтез иммуноглобулинов и интерферона.

Лактобактерии встречаются в кишечнике в меньшем количестве, зато преобладают в других отделах желудочно-кишечного тракта (в ротовой полости, желудке). Они превращают молочный сахар лактозу и другие углеводы в молочную кислоту, которая подавляет рост возбудителей острых кишечных инфекций. Кроме того, лактобактерии участвуют в обмене белков, жиров, углеводов, нуклеиновых и желчных кислот, а также усиливают синтез витаминов и гормонов. Подобно бифидобактериям, они активизируют работу иммунной системы.

Вместе с бифидобактериями лактобактерии образуют белки, обладающие свойствами антибиотиков, избирательно действующих только против болезнетворных бактерий, и активные даже в малых дозах. В то же время бифидобактерии и лактобактерии очень уязвимы. При неправильном питании они быстро погибают и развивается дисбактериоз.

Используя содержание текста «Бифидобактерии и лактобактерии» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы.

1. Какова роль бифидобактерий в организме?
2. Где в организме человека встречаются лактобактерии?
3. Почему бифидо- и лактобактерии относят к прокариотам?

КРУГОВОРОТ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ

В биосфере, как и в каждой экосистеме, постоянно осуществляется круговорот углерода, азота, водорода, кислорода, фосфора, серы и других химических элементов.

Растения получают азот в основном из разлагающегося мёртвого органического вещества посредством деятельности бактерий, которые превращают азот белков в усвояемую растениями форму. Другой источник – свободный азот атмосферы – растениям непосредственно недоступен. Но его связывают, т.е. переводят в другие химические формы, некоторые группы бактерий, они обогащают им почву. Естественная фиксация азота успешно используется в сельском хозяйстве, например, при внесении определённых видов цианобактерий на рисовые поля.

Многие растения находятся в симбиозе с азотфиксирующими бактериями, образующими клубеньки на корнях. Перерабатывая отмершие растения или трупы животных, бактерии превращают азот органических соединений в газообразный и вновь возвращают его в атмосферу.

Углекислый газ поглощается растениями в процессе фотосинтеза, он преобразуется в углеводы и далее – в другие органические соединения. В их составе углерод затем поступает в цепи питания и возвращается в атмосферу снова в форме углекислого газа в результате дыхания, брожения или сгорания топлива. Часть углерода накапливается в почве в виде органических соединений. В морской воде углерод содержится в виде угольной кислоты и её растворимых солей.

В процессе круговорота углерода в биосфере образовались энергетические ресурсы: нефть, каменный уголь, горючие газы, которые широко используются человеком.

Используя содержание текста «Круговорот химических элементов» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы.

1. В виде какого класса соединений азот содержится в теле живого организма?
2. Какие процессы, происходящие в организмах, влияют на повышение концентрации углекислого газа в атмосфере?
3. Какой из способов повышения плодородия почвы и увеличения урожайности культурных растений, основанный на круговороте химических элементов, Вы можете назвать, опираясь на текст?

ГРИБЫ И ЛИШАЙНИКИ

Царство Грибы объединяет одноклеточные и многоклеточные организмы, обладающие одновременно признаками растений и животных. Например, как и растения, грибы относительно неподвижны, обладают неограниченным ростом, способны к синтезу витаминов и имеют клеточные стенки. На животных грибы похожи тем, что питаются готовыми органическими веществами, т.е. гетеротрофно, запасают в качестве питательного вещества гликоген, синтезируют мочевину, а в состав их клеточных стенок входит хитин.

Тело многоклеточных грибов представлено грибницей, состоящей из отдельных нитей – гифов. Размножаются грибы вегетативно, с помощью грибницы, спорами, образующимися в плодовых телах, или посредством половых клеток, формирующихся на концах гифов. Грибы могут вступать в симбиотические отношения с высшими растениями (микориза), снабжая их при этом минеральными солями, водой и получая взамен от растений необходимые органические вещества.

Особый отдел составляют лишайники – комплексные организмы, образованные грибницей гриба, клетками одноклеточных зелёных водорослей, а иногда ещё и клетками азотфиксирующих цианобактерий. Гриб в лишайнике поглощает из окружающей среды воду и минеральные вещества, клетки водорослей снабжают лишайник органическими веществами, образованными в результате фотосинтеза, а цианобактерии фиксируют атмосферный азот. Размножаются лишайники как целостные организмы – кусочками слоевища или группами клеток, оплетенных гифами.

Используя содержание текста «Грибы и лишайники» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы.

1. Какие организмы образуют лишайник?
2. Какие сходные особенности строения можно наблюдать у растений и у грибов?
3. Какую роль в жизнедеятельности лишайника играет входящий в его состав гриб?

ГРИБЫ И ЛИШАЙНИКИ

Царство Грибы объединяет одноклеточные и многоклеточные организмы, обладающие одновременно признаками растений и животных. Например, как и растения, грибы относительно неподвижны, обладают неограниченным ростом, способны к синтезу витаминов и имеют клеточные стенки. На животных грибы похожи тем, что питаются готовыми органическими веществами, т.е. гетеротрофно, запасают в качестве питательного вещества гликоген, синтезируют мочевину, а в состав их клеточных стенок входит хитин.

Тело многоклеточных грибов представлено грибницей, состоящей из отдельных нитей – гифов. Размножаются грибы вегетативно, с помощью грибницы, спорами, образующимися в плодовых телах, или посредством половых клеток, формирующихся на концах гифов. Грибы могут вступать в симбиотические отношения с высшими растениями (микориза), снабжая их при этом минеральными солями, водой и получая взамен от растений необходимые органические вещества.

Особый отдел составляют лишайники – комплексные организмы, образованные грибницей гриба, клетками одноклеточных зелёных водорослей, а иногда ещё и клетками азотфиксирующих цианобактерий. Гриб в лишайнике поглощает из окружающей среды воду и минеральные вещества, клетки водорослей снабжают лишайник органическими веществами, образованными в результате фотосинтеза, а цианобактерии фиксируют атмосферный азот. Размножаются лишайники как целостные организмы – кусочками слоевища или группами клеток, оплетенных гифами.

Используя содержание текста «Грибы и лишайники» и знания из школьного курса биологии, ответьте на следующие вопросы.

1. Почему лишайники называют комплексными организмами?
2. Какие сходные особенности жизнедеятельности можно наблюдать у животных и у грибов?
3. Покровы каких животных образованы хитином?