Важнейшие отличия высших и низших растений

Вирусы и их характеристика, способ размножения. Болезни, вызываемые вирусами.

Вирусы – неклеточные формы жизни. Они представляют собой переходную форму между живой и неживой материей. Каждая вирусная частица состоит из РНК или ДНК, заключенной в белковую оболочку, называемую капсидом. Полностью сформированная инфекционная частица называется вирион. У некоторых вирусов (например, гриппа) есть еще и дополнительная оболочка, которая возникает из плазматической мембраны клетки-хозяина. Вирусы способны жить и размножаться только в клетках других организмов.

Молекулы вирусной РНК могут самовоспроизводится, хотя это характерно только для ДНК. Это означает, что вирусная РНК является источником генетической информации и одновременно иРНК. Поэтому в пораженной клетке по программе нуклеиновой кислоты вируса рибосомами хозяина синтезируются специфические вирусные белки и осуществляется процесс самосборки этих белков с нуклеиновой кислотой в новые вирусные частицы. Клетка при этом истощается и погибает.

Особую группу представляют собой вирусы бактерий – бактериофаги, или фаги, которые способны проникать в бактериальную клетку и разрушать ее. ДНК фага перестраивает весь метаболизм (обмен веществ) бактериальной клетки и она начинает синтезировать ДНК вируса. При этом синтезируется и фаговый белок. Этот процесс завершается появлением 200-1000 новых фаговых частиц, в результате чего клетка бактерии погибает. ДНК так называемых умеренных фагов включается в ДНК хозяина, образуя с ней единую молекулу.

Происхождение вирусов в процессе эволюции мало изучено. Предполагается, что вирусы представляют собой сильно дегенерировавшие клетки или их фрагменты, которые в ходе приспособления к паразитизму утратили все, без чего можно обойтись, за исключением своего наследственного аппарата в виде нулкеиновой кислоты и защитного аппарата в форме белка.

Поселяясь в клетках живых организмов, вирусы вызывают многие опасные заболевания сельскохозяйственных растений и домашних животных (ящур, чума свиней и птиц, инфекционная анемия лошадей и др.). Вирусы вызывают также многие опасные заболевания человека – грипп, корь, оспу, полиомелит, свинку, бешенство, СПИД и др.

Наиболее распространенная теория происхождения высших растений связывает их с зелеными водорослями. Это объясняется тем, что и для водорослей, и для высших растений характерны следующие признаки: основной фотосинтезирующий пигмент – хлорофилл а; основной запасной углевод – крахмал, который откладывается в хлоропластах, а не в цитоплазме, как у других фотосинтезирующих эукариот; целлюлоза – важнейший компонент клеточной стенки; наличие пиреноидов в матриксе хлоропласта (не у всех высших растений); образование фрагмопласта и клеточной стенки при клеточном делении (не у всех высших растений). И для большинства водорослей, и для высших растений характерно чередование поколений: диплоидного спорофита и гаплоидного гаметофита.

Основные отличия высших и низших растений:

· Среда обитания: у низших – вода, у высших – в основном, суша.

· Развитие у высших растений разнообразных тканей – проводящей, механической, покровной.

· Наличие у высших растений вегетативных органов – корня, листа и стебля – разделение функций между различными участками тела: корень – закрепление и водно-минеральное питание, лист – фотосинтез, стебель – транспорт веществ (восходящий и нисходящий токи).

· Высшие растения обладают покровной тканью – эпидермисом, выполняющей защитные функции.

· Усиленная механическая устойчивость стебля высших растений за счет толстой клеточной стенки, пропитанной лигнином (придает жесткость целлюлозному остову клетки).

· Органы размножения: у большинства низших растений – одноклеточные, у высших растений – многоклеточные. Стенки клеток высших растений надежнее защищают развивающиеся гаметы и споры от высыхания.

Высшие растения появились на суше в силурийском периоде в виде примитивных по строению риниофитов. Оказавшись в новой для них воздушной среде риниофиты постепенно адаптировались к необычной обстановке и на протяжении многих миллионов лет дали громадное разнообразие наземных растений различных размеров и сложности строения.

Одним из ключевых событий раннего этапа выхода растений на сушу было появление спор с прочными оболочками, позволяющими переносить засушливые условия. Споры высших растений способны распространяться ветром.

Высшие растения обладают различными тканями (проводящая, механическая, покровная) и вегетативными органами (стебель, корень, лист). Проводящая система обеспечивает передвижение воды и органических веществ в сухопутных условиях. Проводящая система высших растений состоит из ксилемы и флоэмы. Высшие растения имеют защиту от высыхания в виде покровной ткани – эпидермиса и нерастворимой в воде кутикулы или же пробки, образующейся при вторичном утолщении. Утолщение клеточной стенки и пропитывание ее лигнином (придает жесткость целлюлозному остову клеточной оболочки) придало высшим растениям механическую устойчивость.

Высшие растения (почти все) обладают многоклеточными органами полового размножения. Органы размножения высших растений формируются на разных поколениях: на гаметофите (антеридии и архегонии) и на спорофите (спорангии).

Чередование поколений свойственно для всех высших наземных растений. В ходе жизненного цикла (т.е. цикла от зиготы одного поколения до зиготы следующего поколения) один тип организма сменяется другим.

Гаплоидное поколение называется гаметофитом, поскольку оно способно к половому размножению и образует гаметы в многоклеточных органах полового размножения – антеридиях (образуются мужские подвижные гаметы – сперматозоиды) и архегониях (образуется женская неподвижная гамета – яйцеклетка). При созревании клетки архегоний вскрывается на верхушке и происходит оплодотворение (слияние одного сперматозоида с яйцеклеткой). В результате образуется диплоидная зигота, из которой вырастает поколение диплоидного спорофита. Спорофит способен к бесполому размножению с образованием гаплоидных спор. Последник дают начало новому гаметофитному поколению.

Одно из этих двух поколений всегда преобладает над другим, и на его долю приходится большая часть жизненного цикла. В жизненном цикле мхов преобладает гаметофит, в цикле голо- и покрытосеменных растений – спорофит.

18. Мхи: общая характеристика, чередование поколений

Мхи – отдел высших растений, преимущественно многолетние растения, характеризующиеся групповыми формами роста (дерновники, куртинки, подушки). Известно около 20 тыс. видов мхов.

Для мхов, как и для всех высших растений характерно чередование поколений. Но только у мхов преобладающим поколением, на долю которого приходится большая часть жизненного цикла, является гаметофит – небольшое, преимущественно листостебельное растение, которое осуществляет функции фотосинтеза, водоснабжения и минерального питания. Спорофит у мхов развивается из оплодотворенной яйцеклетки внутри архегония (женский орган полового размножения) и постоянно связан с гаметофитом не только морфологически, но и физеологически (в смысле питания), т.е. низведен до степени органа растения, выполняющего только функцию спорообразования. Для размножения мхов необходима вода, иначе сперматозоиды не смогут подплыть к архегониям. Кроме того, только в достаточно влажной среде у мхов лопаются антеридии (мужской орган полового размножения) и высвобождаются сперматозоиды. Поэтому большинство моховидных приурочены к сырым и затененным местам.

Развитие жизненного цикла мхов по пути возрастания самостоятельности гаметофита и морфологического упрощения (с потерей самостоятельности) спорофита привело к эволюционному тупику.