Ministerul Educoliei Ei Cercerdrii

II

IIolollo

Aurel Ardeleonlonel Rogu

Colin lslrote

CUVANT iruRlrure

Acest manual reprezintd varianta modificatd si imbun5tSlitd a manualului nos-tru de biologie pentru clasa a lX-a, utilizat in anii anteriori de numerogi profesori gi

elevi gi apreciat, in general, favorabil. Manualul a fost revizuit pe baza Programeigcolare pentru cursul inferior al liceului, elaboratd in conformitate cu planurile-cadru de inv5tdmdnt pentru clasele a lX-a gi a X-a, aprobate prin ordinul MECTnr. 5723123.12.2004.

in acest sens, s-au adus imbundtSliri in conlinut, s-au scos capitolele care numai sunt prevdzute in programS, s-a modificat pozilia unor teme, s-au introdusteme noi gi lucrdrile practice cerute. S-a imbundtdtit ilustrarea graficd a unor teme,mai ales la capitolul ,,Diviziunea celularS", considerdnd cd astfel se vine in sprijinulelevilor pentru efectuarea corectd a lucrdrilor practice prevSzute Ia acest capitol.

in privinla lucrdrilor practice, s-au indicat metodele cele mai simple gi mai rapi-de, avind in vedere dotarea precard existentd in unele gcoli gi numdrul redus deore afectat biologiei la unele profiluri. Rdmdne la latitudinea profesorilor sd aleagdalte modalitSli, dacd vor considera necesar.

Tot in sprijinul profesorilor de biologie, care ne vor face onoarea de a alegeacest manual pentru clasele la care predau, am gindit o modalitate mai pulin obig-nuit5 de prezentare a cuprinsului. Acest cuprins prezintd diferenfiat, conlinuturile -

programei aprobate, dupd cum urmeazS:

- cu caractere negre: temele, noliunile si lucrdrile practice cuprinse Tn trunchiulcomltn, obligatoriu pentru toate filierele;

---. cu caractere rogii gi asterisc: temele, notiunile si lucrdrile practice cuprinsein curriculumul diferenflat, obligatoriu numai pentru filiera teoreticS, profilul real.

Dorim tuturor utilizatorilor acestui manual, profesori gi elevi, succes in munc5.

Autorii

.'i .lrf :- -!::

CAP.I DIVflRSITATEA ..............-.......7

-Tetrapode:

c;.it';otipul unran noi'ila1':'

Tema lucririi Pag.

1.

2.J.4.5.6.1.8.

9.10.

11.

t2.

18.

19.

20.

specii de plaate qirl'500'000 de'specii de animale..Nu existd regiuniale Globului lipsite de viat[. Pe un anumit teritoriu convietuiesc mai

multe specii de plante 5i animale care depind unele de altele si. impre-uni. de factorii de mediu.

Clima constituie ansamblul de factori limitativi in r[spAndireaspeciilor. Speciile de plante sunt mai abundente in zonele tropicale qi

tbarte rare la poli. Animalele au in general rlspAndire mai largd dec6t

plantele.

Numdrul mai mare sau mai mic de specii se datoreazdcapacitdtilor

diferite de inmultire qi de adaptare la mediu ale acestora.

DIVERSITATEA LUMII VII

ru*TtLiMt

.ITffiSffiUCTIV$

in decursul secolelo4 pe

masura ce se acumulau noicuno;tinle despre plante qi

animale, au devenit necesa-

re pentru biologi atdt clasifi-carea organismelor vii, cAt

qi stabilirea unor denumiri

universal utilizate.

John Ray, naturalistenglez ( I628-1704). desliepeste 18 000 de specii deplante cunoscute pdnd la el.

El stabile;te un sistem pro-priu de clasificare ;i defi-ne;te noliunile de gen qi spe-

cie. John Ray este conside-

rat ;i fondatorul qtiinlelor

zoologice. El desuie ;i cla-sificd insecte, pe5ti. pdsdri;imamifere.

Charles Linni (1707-

1778). care s-a ndscut ;i a

trdit in Suedia, descrie toate

plantele cunoscute pkndla el

in lucrarea ,,speciile plhnte-

lor".

s1";

Lumea vie este constituit[ dintr-o multime de indivizi biologicicare se deosebesc intre ei. in cadrul acestei multitudini de indivlzi,existd grupuri care prezintd caractere de asemdnare morfologice,

flziologicd etc. Un asemenea grup de indivizi, care se aseamdnl intre

ei qi care au str[moqi comuni, formeazd o specie. Oricare dintre

organismele vii face parte dintr-o specie. Fiecare specie are o denu-

mire populard qi o denumire qtiin{ificd. Exemple: lupul - Canis lupus;

omul - Homo sapiens; euglena verde - Euglena viridis; m[rul -Malus pumila; prunul - Prunus domestica; gr0ul - Triticum aestivum.

Denumirea qtiin{iflcd a speciei este in limba latin6, este universald qi

este compus[ din doud cuvinte. Aceasta constituie nomenclatura

binar5. Primul cuvdnt al denumirii qtiin[ifice se scrie intotdeauna cu

liter[ mare.

Mai multe specii care se aseam[nd intre ele formeazdun gen. Ge-

nurile inrudite constituie o familie. Mai multe familii care prezintd,

caractere de asemdnare formeazd un ordin. Ordinele sunt grupate inclase, iar clasele in increnglturi. increngdtura se mai numeqte qi

filum. Filumurile (increngdturile) sunt grupate in cele cinci regnuri(fig. 1), care cuprind toate organismele vii:

* Monera (procariote);

- Protista (protiste);

- Fungi (ciuperci);

- Plantae (plante);

- Animalia (animale).

Clasiflcarea in cele cinci regnuri se face in func{ie de dou[ criteriiesen[iale.

l. Dupd parlicularitdfile structurale deosebim:

a). virusurile, categorie aparte cuprinzdnd entitdli infecfioase strict

paruzite, fir[ organizare celularI;b) organisme cu structurl celulard:

Speciile de organisme vii difer[ intre ele prin structura celulei sau

a celulelor care constituie corpul lor. Dupd structurd, se disting dou[tipuri de celule (fig. 2), respectiv doud tipuri de organisme: procariote

qi eucariote.

- Organismele procariote sunt organisme primitive unicelu-

lare, lipsite de nucleu distinct, grupate in regnul Monera.

- Organismele eucariote, unicelulare qi pluricelulare sunt

alcltuite din celule cu nucleu adevdrat. Eucariotele sunt incluse inregnurile Protista, Fungi, Plantae qi Animalia.

2. Dupd modurile de nutrilie, se grupeazd in:a) organisme autotrofe, producdtoare de substanle organice din

substan{e minerale, utilizAnd energia luminoas[ (fotosintetizante) sau

energia chimicl (chimiosintetizante).

u)'o-i6iii@.hiiiciou@iorrsii.nra &substanle organice:

.-.erbiv.ore, eonsumatoare de'hiantiigorigine vegetald;l' .'

, - parazite.aonsumatoare de substante organice din corpul

- saproflte, consumatoare de substanfe organice in descom-

punere.

c) organisme mixotrofe, cu nutrilie dublI, autotrofd gi heterotrofd

(euglenoflcee, plante semiparazite qi plante carnivore.

Din exemplele anterioare se poate deduce faptul cd primul cuvdnt

al denumirii qtiinfifice binare reprezintl genul, iar al doilea specia.

Ramura biologiei care studiaz[ grupele de organisme dinpunct de vedere al complexit5lii structurale, al relaliilor de in-rudire gi al clasificlrii evolutive a speciilor, se numeqte taxo-nomie. Unit[1ile de clasificare ale organismelor, descrise mai sus,

se constituie prin urmare in taxoni.

PERETE

CELT]LAR

I

preffila:'-:___ i

necelulozic I

- chitinos ;

PROTISTA

Exemple de clasificari:Regnul:Plantae

Filum: AnthophytaClasa: Dicotiledoneae

Ordinul:RosalesFamilia: Rosaceae

Genul: Prunus

Specia: Prunus domestica

Regnul:AnimalFilum: Cordate

Clasa:Mamifere

Ordinul: Primate

Familia: Hominide

Genul: Homo

Specia:Homo sapiens

Linnd denumeEte peste

15 000 de plante, generali-

zdnd utilizarea nomencla-

turii binare. De aceea, in de-

terminatoqre, dupd denu-

mirea ;tiinlificd a unei specii

de plante, apare frecventiniliala L. de la Linnd (ex.

Poa pratensis L, - firutd).Linnd stabile;te, de asemenea,

unitdtrile sistematice: clasd,

ordin, gen, specie ;i varietate,

MONERA

Fig. I Sistemul celor cinci reg-

nufi,..,', I "' ' ,' ,

I

Caracteristicile esenliale ale celor cinci regnuri:

prczente celulozic

DIVERSITATEA LUMIIVII

Gemon viral(ADN sau

ARN)

Fig. 1 Schema unui virus

SIDA - sindromul imu-

nodeficienlei dobandire -este declansatd de virusul

HIV care lclioneazd asupra

sistemului imunitar (de apd-

rare) al organismului, redu-

cdndu-l pdnd la anihilarea

lui totald. Virusul se poate

transmite prin contact sexu-

al neprotejat, prin injecYii

e[ectuate cu ace 5i seringi

nesterile, prin transfuzii cu

sdnge infectat ;i de la marua

infectatd la copil. SIDA

poate fi prevenitd prin evita-

rea contactelor sexuale in-

tdmpldtoare qi neprotejate,

prin folosirea instrumenta-

rului medical de unicd folo-sin\d ;i prin testarea anti'HIV a sdngelui utilizat pen-

tru transfuzii.

!Jli.

Virusurile sunt o categorie cu totul aparte de agen{i infectio$i, vi-

zibili numai la microscopul electronic, deosebiti fatd de toate orga-

nismele cunoscute.

Majoritatea oamenilor de gtiin{[ nu considerd virusurile drept

organisme vii. Unii, pufini, le consider6 totuqi ca forme primitive de

vialI qi le incadreazd in regnul Monera ca procariote acelulare'

Virusurile sunt entitfii infeclioase submicroscopice, strict pwazite

intracelular, Ele sunt lipsite de organizare celular[, nu au metabolism

propriu Ei nici enzime care s[ le asigure producerea de energie nece-

sar[ proceselor vitale. Nu au capacitate de cre$tere qi nici de divi-

ziune. Ele pot exista numai in celulele diferitelor organisme, pe care

leparaziteazd.. Totuqi, din punct de vedere chimic, virusurile sunt con-

stituite din acizi nucleici qi proteine, componente caracteristice

materiei vii.Virusurile pot avea form[ sferic[ (virusul gripal), cilindrici

(virusul mozaicului tutunului), paralelipipedic[ (virusul variolei),

cireaq[ cu coadd (unii bacteriofagi), poliedricl etc,

Dimensiunile lor se inscriu intre 10 - 400 nm.

Un virus se poate afla in trei stdri.

Starea de virion sau virus infeclios matur reprezintd unitatea

structural[ qi func[iona16 a unui virus. Virionul este constituit dintr-o

moleculI de acid nucleic, ADN sau ARN (niciodatd impreund) care

constituie genomul viral qi un inveliq proteic, alcdtuit din unitdli

numite capsomere, constituite, dintr-un numdr mic de proteine cu rol

structural, care formeazd capsida. El este liber, in afara unei celule vii,qi inactiv (fie. 1).

Starea de virus vegetativ. Aceasta este reprezentatd de genomul

viral pltruns intr-o celul[ vie. Genomul, eliberat de capsid[, rezistl

mecanismelor de apdrare ale gazdei, intrd in competitie cu aceasta qi

utilizeazd componentele structurale, enzimele si metabolismul aces-

teia pentru sinteza de constituenfi virali. in aceast[ stare este infecfios.

Celula infectatd produce virusuri pdnl la distrugerea sa.

Starea de provirus este reprezentatd de genomul viral care se

poate ataEa la un cromozom al unei celule gazdd, rimAnAnd in aceastd

stare o perioadd de timp nedefinitd. Dacd o asemenea celul5 se divide,

toate celulele nou formate vor moqteni qi copia genomului viral.

Asemenea celule devin purtdtoare pAn[ la desprinderea acidului

nucleic viral, moment in care se face trecerea de la starea de provirus

la cea de virus vegetativ infecfios.

DIVERSITATEA LUMII VII

Clasifi carea virusurilor.Dupd acidul nucleic prezent in genom, virusurile se impart in: ade-

:ror irusuri si ribovirusuri.l. Adenovirusurile (dezoxiribovirusurile) au genomul format dinh-o

.ingurd macromoleculd de ADN. Dintre acestea lac parle: virusul her-rcsului, virusul variolei qi majoritatea bacteriofagilor (virusuri care

puaziteazd celulele bacteriene - fig.z).2. Ribovirusurile au genomul constituit din ARN. Dintre acestea

iJC parte: virusul mozaicului tutunului (fig.3), virusul gripal, virusulHIV (fig. 5), virusul turb[rii, virusul encefalitei, al poliomielitei etc.

Multiplicarea virusurilor.Procesul de multiplicare a unui virus in celulele v1i paruzitate

rmplicl parcurgerea urmdtoarelor etape:

-fixarea virusului pe celuli;-decapsidarea gi pltrunderea virionului in celula gazd[;-devierea de la funcfionarea normal[ a constituen{ilor celulari si

:elierea metabolismului celulei gazdd,in sensul producerii de materialt iral, acid nucleic si proteine virale;

-asamblarea de noi virioni de cltre celula gazdd dup[ modelullumizat de informalia geneticd inclusl in genomul viral;

-eliberarea virusului, inso1it5, de obicei, de distrugerea celulei

;izdd;-invadarea altor celule.

Bolile produse de virusuri se numesc yiroze.

DupI natura celulelor parazitate, deosebim:

-viroze la plante: mozaicul tutunului, al porumbului, blqicarea.:unzelor la piersic, viroza cepei etc.;

-viroze la animale: turbarea, febra aftoasi (fig. 4), pesta etc.;-viroze la om: gripa, poliomielita, varicela, parotidita epidemic5

.rreionul), hepatita epidemic6, SIDA, zona Zoster.

Fig. 2 Reprezentarea schema-

ticd a unui bacteriofag

1t

DIVERSITATEA LUMII VII

PROCARISTE

Fig. I Cdmp microscopic cu

coci, spirochete si bacili

Fig. 3 Bacilul tific

Datoritd impactului pe care

il au bacteriile patogene asu-

pra sindtilii, studiul lor s-a

constituit intr-o qtiin[I apar-

te, bacteriologia. Nume de

referintd in bacteriologie

sunt: L. Pasteur, R. Koch,

I. Cantacuzino, V. Babeq.

BocferiileBacteriile sunt organisme procariote, microscopice, cu structurl

celularl simpld.

Sunt rdspindite in sol, apd, aer,in organismele animale si vegetale'

Structura intern[ a celulei bacteriene. Celula bacteriand este

delimitat[ la exterior de un perete celular rigid care, la unele specii,

poate fl acoperit de o capsuld. Unele specii au cili cu ajutorul cdrora se

pot deplasa in lichide.

Membrana celular[ delimiteaz[ citoplasma, in interiorul cdreia se

gdseqte nucleoidul (materialul nuclear), ribozomi, incluziuni gi va-

cuole. Nucleoidul se prezirfid ca o zond mai clard situatl central, spre

deosebire de citoplasma mai dens[ care il inconjoard. Nu prezintl

nucleol.

Bacteriile sunt incadrate in trei grupe: arhebacterii, eubacterii gi

cianobacterii.

Arhebacteriile sunt un grup restrAns de bacterii care trdiesc in

medii lipsite de oxigen (anaerobe). Cele mai cunoscute stnt bacteriile

metanogene (producltoare de gaz metan), bacteriile halofile (care trd-

iesc in medii bogate in siruri) qi bacteriile din apele termale.

Eubacteriile (fig. 1, 2,3,4,5) tr[iesc in toate mediile de viat[:

apd, aer, sol qi in organisme vii' Ele pot avea form[ sferic[ (cocl),

form[ de bastonag (bacili), de virgul5 (vibrioni), spiralat[ (spirili) etc.

Pot trli izolat sau pot forma colonii.

Dup[ modul de nutrilie, acestea sunt:

- bacterii heterotrofe saproflte, care descompun substan[ele orga-

nice din mediu pAn[ la produqi simpli pe care ii utilizeazd in metabo-

lismul propriu. Unele determin[ fermenta(ii (de exemplu: fermenta[ia

lactic[ - Lactobacillus bulgaricus);

- bacterii heterotrofe paruzite pe plante ;i animale sau patogene,

careltilizeaz[ in nutritie substanlele organice din corpul gazdei qi care

produc boli (tetanosul, tuberculoza, febra tifoid6, ciuma, holera etc');

- bacterii autotrofe fotosintetizante, care au pigmen[i asimilatori Ei

careutrlizeaz[ energia solarfl pentru producerea de substante organice;

- bacterii autotrofe chimiosintetizaflte, care uitilizeazd energia chi-

micl pentru producerea de substanle organice;

- bacterii fixatoare de azot, care tr[iesc in simbioz[ cu rldlcinile

plantelor leguminoase.

fe&s:

8*€

t

tFig. 2 Vibrionul holerei

T4IL

DIVERSIIATEA LUMII VII

Cianobacteriile, numite multd vreme alge albastre-verzi, sunt

rganisme microscopice procariote, unicelulare, izolate sau reunite incolonii. Sunt autotrofe. Pigmentul asimilator caracteristic este fico-cianina (kian6s - albastru), care predomind fag[ de clorofil5. in cito-plasma celulelor se disting doud zone: una centrall - nucleoplasma 5iuna periferic[ - cromatoplasma, cu pigmenlii. Sunt rlsp6ndite inepele dulci sau marine. Multe trdiesc pe sol umed.

Cele mai cunoscute sunl: Chroococcus, Rivularia. Nostoc com-mune - cleiul pimdntului (fig. 6).

Respirafia la bacterii. Dupd modul de respira{ie, bacteriile se

:mpart in doul grupe:

- bacterii aerobe, care utilizeaz[ in respiralie oxigenul molecularJin aer sau apd pentru producerea de energie necesard proceselorr itale;

- bacterii anaerobe, care, in absenfa unor enzime respiratorii, nuptot utiliza oxigenul molecular, respirafia (oxidarea celular[) fiindincompletd si soldatl cu producerea unei cantit[fi mici de energie.

Reproducerea. Bacteriile se inmullesc prin diviziune directd. Ea

'-onst5 in scindarea unei celule bacteriene in doud celule fiice. VitezaJe multiplicare este extrem de mare, dar in naturd o serie de factori au

It'ect bactericid: temperatura ridicatd sau sclzutd, lumina solard, ra-Jiatiile ultraviolete. in condi{ii nefavorabile de mediu, bacteriile se

inmullesc prin spori.

Procariotele se consideri a fi primele organisme apdrute pe

Pdm6nt.

Lucrare practicS. Observa{ii microscopice asupra structurii celuleiprocariote.

lt[ateriale necesarei fAn, vas cu apI, ac spatulat, lame, lamele, micro-!cop.

Modul de lucru. Se prepar[ o infuzie de fdn ?ntr-un vas care se lasIJescoperit 48 de ore, pdnd cAnd la suprafa(a apei se formeazd o pojghit[. Cu.tn ac spatulat se recolteaz6 o por{iune din pojghila care se formeaz[ la:uprafafa lichidului din vas qi se aqaz[ pe lama de sticl[ intr-o picdtur6 din.pa de infuzie. Dupd omogenizare se acoper[ cu lamela. Se obline astfel un

rreparat microscopic proaspdt care se analizeazl cu obiectivul 40X.

ln cAmpul microscopic, pe l6ng[ alte microorganisme, se observi celule.-iliate, mobile, in formd de bastonaq. Este bacilul fdnului (Bacillus subtilis).

Acest bacil, foarte rlsp6ndit, nu este patogen, deci poate fi utilizat in labora-tor fdrd restriclii.

Fig. 5 Streptococi

t1r!-/

f?."J

t,!" /'t

Fig. 4 Spirili

Fig,6 Nostoc commune