Систематика - наука о многообразии - НАУКА О ЖИЗНИ

Определяем проблему урока

Антошка-. Выходит, я никогда не изучу все виды, как бы я ни старался?

Биолог: Все виды не знает ни один учёный. Но биологи научились группировать виды по их сходству и родству. Запомнить все виды невозможно, а вот различать крупные группы живых организмов может любой ученик.

• Что, по мнению биолога, должен знать каждый человек? Предложи основной вопрос урока и сравни с авторским вариантом (стр. 171).

Вспоминаем то, что знаем

• Почему на Земле так много разных видов? (§ 3)

• Какие группы живых организмов ты знаешь? (3-й класс)

• Что такое клетка? Сколько клеток можно обнаружить у одного организма? (3-4-й класс*)

Решаем проблему, открываем новые знания

• Найди в тексте ответы на вопросы: какие группы организмов выделяет систематика? По каким признакам мы отличаем царства организмов?

Как учёные классифицируют живые организмы

Если мы знаем, что организмы сходны по одним признакам, то это позволяет ожидать сходства и по другим. Например, изучая образование органических веществ на свету (фотосинтез) у бегонии, мы можем предположить наличие фотосинтеза и у других зелёных растений. Зная о назначении клыков у волка, мы можем предположить, что у других хищников тоже имеются клыки. Иными словами, систематика позволяет распространять наши знания, полученные при изучении одного вида организмов, на другие виды, сходные по тем или иным признакам. Если бы не было науки систематики, то каждый из двух миллионов видов пришлось бы изучать отдельно.

*Необязательные знания, относящиеся к максимуму.

4.1. Многообразие живых организмов так велико, что большинство из них нам неизвестны.

• Знаешь ли ты, к каким видам относятся растения и животные, изображённые на рисунке? К каким группам растений и животных они относятся? Расскажи, что ты знаешь о них.

Сравнивая сходные виды организмов друг с другом, учёные установили, что они имели общих предков. Более сходные виды имели таких предков, возможно, миллион лет назад, а менее сходные - 10 или 100 миллионов лет назад. Таким образом, чем более сходны организмы, тем ближе родство между ними.

Сходные группы организмов учёные объединяют в систематические группы. Близкие по сходству и родству виды объединяются в один род. Так, домашняя собака и волк очень похожи и относятся к роду собака. Вместе с лисицами, песцами и фенеками они объединяются в более крупное семейство собачьих. Всех родственников собак, кошек и медведей объединяют в отряд хищных. Вместе с копытными, грызунами, обезьянами и китами их относят к большому классу зверей, или млекопитающих. Зверей, птиц, земноводных, пресмыкающихся и рыб, относят к одному очень большому типу хордовых. Все животные объединены в одно многочисленное и разнообразное царство.

Понятия вид, род, семейство, отряд, класс, тип, царство называют систематическими категориями. Таким образом, собачьи - это систематическая группа, относящаяся к систематической категории ранга семейства (рис. 4.2).

В систематике растений используются другие названия систематических групп: вместо отряда - порядок, вместо типа - отдел.

4.2. Систематическое положение собаки и кошки.

Семейство собачьи

Семейство кошачьи

Класс млекопитающие

• Расскажи, что ты знаешь о каждой из этих систематических групп.

Какие царства выделяют биологи

Самые крупные группы, которые выделяют биологи, называют царствами. В них объединяют организмы, имеющие общие черты в строении клетки и питающиеся сходным образом. Основную часть живых организмов биологи обычно относят к четырём большим царствам. Познакомимся с ними подробнее (рис. 4.3, 4.4, 4.5, 4.6).

Первый признак царства - наличие клеточного ядра

Бактерии устроены очень просто. Их организм состоит обычно всего из одной клетки. Их клетки часто делятся пополам, на две дочерние особи. Молекула, несущая информацию о строении бактерии, не отграничена от прочего содержимого клетки. Такие живые организмы называют безъядерными, или прокариотами (рис. 4.7).

4.7. Строение клетки бактерии.

Растения, грибы и животные могут состоять из одной или множества клеток, имеющих гораздо более сложное строение. Объём их наследственной информации существенно больше, чем у бактерий, поэтому она размещена в специальной части клетки - ядре. Ядро окружено оболочкой, защищающей наследственную информацию от повреждения продуктами собственного обмена веществ. Организмы, в клетках которых есть ядра, называют ядерными, или эукариотами (рис. 4.8, 4.9).

4.8. Строение клетки животного.

4.9. Строение клетки растения.

Второй признак царства - тип питания

По типу питания все живые организмы можно разделить на две большие группы. С помощью фотосинтеза растения могут самостоятельно создавать сложные органические вещества из простых неорганических (воды и углекислого газа) под действием света Солнца. Такие организмы называют автотрофами. Растения играют в экосистеме роль производителя пищи для других организмов.

Слово автотрофы в переводе с греческого означает “питающиеся самостоятельно”.

Огромную роль в фотосинтезе играет вещество зелёного цвета - хлорофилл. Оно размещается в клетках листьев и стеблей растений в особых частях клетки - пластидах. Клетки растений покрыты прочной оболочкой.

Грибы и животные не могут самостоятельно создавать органические вещества из неорганических. Они вынуждены питаться другими организмами. За эту особенность они названы гетеротрофами.

Слово гетеротрофы в переводе с греческого означает “питающиеся другими”.

Но между царствами грибов и животных есть существенная разница.

Животное-потребитель активно разыскивает свою добычу. Главное для животного - способность передвигаться. Отсюда и компактное тело, не мешающее движению, и большая сложность строения.

Грибы - разрушители. Они питаются остатками мёртвых организмов - веществами, растворёнными в воде. Тело гриба состоит из множества переплетающихся тонких нитей. Суммарная площадь поверхности всех этих нитей крайне велика, что позволяет им с успехом поглощать органические вещества из почвенных растворов.

Как определить царство, к которому относится организм

4.10. Клеточное своеобразие царств живых организмов.

• Назови, к каким царствам относятся клетки, изображённые на рисунке 4.10.

Сравниваем свой вывод с авторским

Систематика позволяет упорядочивать знания о многообразии живых организмов. Сходные виды живых организмов объединяют в систематические группы. Выделяют четыре царства живых организмов - бактерии, грибы, растения и животные.

Систематика, систематические группы и категории. Царства: бактерии, грибы, растения и животные. Безъядерные, ядерные, автотрофы, гетеротрофы

Применяем новые знания

1. Какое значение в биологии имеет систематика?

2. Как называется самая крупная систематическая категория?

3. Чем отличаются ядерные организмы от безъядерных?

4. Чем отличаются растения от животных и грибов?

5. С кем бы ты поместил в одну систематическую группу человека? Обоснуй свои выводы.

6. Попробуй провести классификацию своих вещей в квартире, используя

названия систематических групп (царство, тип, класс). Выдели такие царства, как мебель, посуда, одежда.

7. Объясни, почему при делении живых организмов на царства используются такие признаки, как наличие в клетке ядра с оболочкой, тип питания.

Для самых любознательных

Исключения из правил

Некоторые организмы, приспосабливаясь к особенностям своей среды обитания, утратили отдельные признаки предков и стали похожими на представителей другого класса. Только путём сравнения с ближайшими “родственниками” учёные смогли выяснить их истинную систематическую принадлежность.

Среди растений есть группа видов, которые утратили хлорофилл и стали питаться, как потребители-животные. Они не окрашены в зелёный цвет. Например, петров крест (рис. 4.11) своими корнями присасывается к корням других растений и отнимает у них органические вещества.

4.11. Петров крест.

Подавляющее большинство грибов многоклеточны. Их тела имеют форму длинных нитей. А вот всем знакомые дрожжи — тоже грибы. Но их тела состоят из отдельных клеток.

Грибы чаще всего играют в экосистемах роль разрушителей. Но некоторые грибы (например, картофельная гниль, стригущий лишай) стали паразитами растений и животных, то есть стали играть роль потребителей. Они питаются живыми существами, не убивая их.

Животные, как правило, подвижны. Но в морях и океанах, где имеется течение, на дне обитают неподвижные прикреплённые животные. К ним, например, относятся коралловые полипы (рис. 4.12) — представители типа кишечнополостных. Как же питаются эти животные? Прикреплённые животные встречаются только в воде, где пищу приносит либо течение, либо ток воды, создаваемый самим организмом.

4.12. Коралловые полипы.