Квитки з біології для 10-11 класів

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

скачати

Квитки з біології

КВИТОК № 1

ПИТАННЯ 1.

Рівні організації живої матерії

Молекулярний. Будь-яка жива система, як би складно вона була організована, складається з біологічних макромолекул: нуклеїнових кислот, білків, полісахаридів, а також інших важливих органічних речовин. З цього рівня починаються різноманітні процеси життєдіяльності організму: обмін речовин і перетворення енергії, передача спадкової інформації та ін

Клітинний. Клітина - структурна і функціональна одиниця, а також одиниця розвитку всіх живих організмів, що мешкають на Землі. На клітинному рівні сполучаються передача інформації та перетворення речовин і енергії.

Організменний. Елементарною одиницею организменного рівня служить особина, яка у розвитку - від моменту зародження до припинення існування - як жива система. На цьому рівні виникають системи органів, спеціалізованих для виконання різних функцій.

Популяційно-видовий. Сукупність організмів одного і того ж виду, об'єднана загальним місцем проживання, у якій створюється популяція - надорганизменная система. У цій системі здійснюються елементарні еволюційні перетворення - процес мікроеволгоціі.

Биогеоценотический. Біогеоценоз - сукупність організмів різних видів "і різної складності організації з чинниками середовища їх проживання. У процесі спільного історичного розвитку організмів різних систематичних груп утворюються динамічні, стійкі спільноти.

Біосферний. Біосфера - сукупність усіх біогеоценозів, система, яка охоплює всі явища життя на нашій планеті. На цьому рівні відбувається кругообіг речовин і перетворення енергії, пов'язані з життєдіяльністю всіх живих організмів.

Основні положення клітинної теорії

Створення клітинної теорії

Незважаючи на надзвичайно важливі відкриття XVII-XVIII ст., Питання про те, чи входять клітини до складу всіх частин рослин, а також побудовані чи з них не лише рослинні, але і тваринні організми, залишався відкритим. Лише в 1838-1839 рр.. питання це остаточно вирішили німецькі вчені ботанік Матіас Шлейден і фізіолог Теодор Шванн. Вони створили так звану клітинну теорію. Суть її полягала в остаточному визнання того факту, що всі організми, як рослинні, так і тварини, починаючи з нижчих і закінчуючи найбільш високоорганізованими, складаються з найпростіших елементів - клітин.

М. Шлейден і Т. Шванн помилково вважали, що клітини в організмі виникають шляхом новоутворення з первинного неклеточного речовини. Це подання було спростовано видатним німецьким вченим Рудольфа Вірхова. Він сформулював (у 1859 р.) одне з найважливіших положень клітинної теорії: «Будь-яка клітина відбувається з іншої клітини ... Там, де виникає клітина, їй повинна передувати клітина, подібно до того, як тварина походить тільки від тварини, рослина - тільки від рослини ».

Основні положення клітинної теорії:

1. Всі організми складаються з однакових частин - клітин, вони утворюються і ростуть за одними і тими ж законами.

2. Загальний принцип розвитку для елементарних частин організму - утворення клітин.

3. Кожна клітина в певних межах є індивідуум, якесь самостійне ціле. Але ці індивідууми діють спільно, так, що виникає гармонійне ціле тканину. Всі тканини складаються з клітин.

4. Процеси, що відбуваються в клітинах рослин, зводяться до наступних:

виникнення нових клітин: збільшення розмірів клітин: зміна клітинного вмісту і потовщення клітинної стінки.

Завдяки створенню клітинної теорії стало зрозуміло, що клітина - це найважливіша складова частина всіх живих організмів. З клітин складаються тканини і органи. Розвиток завжди починається з однієї клітини, і тому можна сказати, що вона представляє собою попередник багатоклітинного організму.

ПИТАННЯ 2.

Докази еволюції органічного світу

Біологічні науки нагромадили величезний матеріал, що доводить єдність походження та історичний розвиток органічного світу.

Порівняльна анатомія - наука про порівняльний будові живих організмів - показує спільність будови і походження живих організмів. Так, хребетні мають двосторонню симетрію, загальний план будови скелета черепа, передніх і задніх кінцівок, головного мозку і всіх основних систем (нервової, травної, кровоносної та ін.) Єдність походження підтверджується будовою гомологічних органів, наявністю рудиментів, атавізмів і перехідних форм. Гомологічні органи подібні за будовою і походженням незалежно від виконуваної функції (кістки кінцівок земноводних, плазунів, птахів і ссавців). Рудименти (залишок) - недорозвинені органи, що втратили в ході еволюції своє значення і перебувають у стадії зникнення (колючки кактусів, лусочки на кореневище папороті - рудиментарні листя; у коня - грифельні кісточки; у гірських гусаків - перетинки на лапах і ін.) Атавізм - повернення до ознак предків (у людини наявність хвоста, волосатість ). Перехідні форми - що займають проміжне положення між великими систематичними групами (нижчі ссавці качкодзьоб і єхидна, подібно живим, відкладають яйця і мають клоаку). Доказом еволюції органічного світу служать аналогічні органи у представників не споріднених таксонів. Вони розрізняються за будовою і походженням, але виконують однакову функцію (плющ - видозмінені повітряні коріння) До аналогічних органів належать крило птахів і метеликів, зябра раків і риб, риє кінцівки кротів і медведок. Аналогічні органи виникають у далеких у систематичному відношенні організмів у результаті конвергенції - сходження ознак внаслідок пристосованості цих організмів до подібному способу життя.

Ембріологія - наука, що вивчає зародковий розвиток організмів, - доводить, що процес утворення статевих клітин (гаметогенез) подібний у всіх багатоклітинних: усі вони починають розвиток з однієї клітини - зиготи. У всіх хребетних зародки схожі між собою на ран них стадіях розвитку. Вони мають зяброві щілини й однакові відділи тіла (головний, тулубна, хвостовий). У міру розвитку в зародків з'являються розходження. Спочатку вони набувають рис, що характеризують їхній клас, потім загін, рід і на пізніх стадіях - вид. Все це говорить про спільність їхнього походження і послідовності розбіжності в них ознак.

Палеонтологія. Палеонтологічний матеріал дозволяє констатувати, що зміна форм тварин і рослин здійснюється у порядку зміни попередньої організації та перетворення її в нову. Розвиток хордових, наприклад, здійснювалося поетапно. Спочатку виникли нижчі хордові, потім послідовно в часі виникають риби, амфібії, рептилії. Рептилії, у свою чергу, дають початок ссавцям і птахам. На зорі свого еволюційного розвитку ссавці були представлені невеликим числом видів, в той час процвітали рептилії. Пізніше різко збільшується число видів ссавців і птахів і зникає більшість видів рептилій. Таким чином, палеонтологічні дані вказують на зміну форм тварин і рослин в часі.



КВИТОК № 2

ПИТАННЯ 1.

Хімічний склад клітини

Подібність у будові і хімічному складі у різних клітин свідчить про єдність їх походження. За змістом елементи, що входять до складу клітини, можна розділити на 3 групи:

1. Макроелементи. Вони складають основну масу речовини клітини. На їх частку доводиться близько 99% всієї маси клітини. Особливо висока концентрація чотирьох елементів: кисню, вуглецю, азоту і водню (98% всіх макроелементів). До макроелементів відносять також елементи, вміст яких у клітині обчислюється десятими і сотими частками відсотка. Це, наприклад, такі елементи, як калій, магній, натрій, кальцій, залізо, сірка, фосфор, хлор.

2. Мікроелементи. До них відносяться переважно іони важких металів, що входять до складу ферментів, гормонів та інших життєво важливих речовин. У організмі ці елементи містяться в дуже невеликих кількостях: від 0,001 до 0,000001%; ​​в числі таких елементів бор, кобальт, мідь, молібден, цинк, ванадій, йод, бром та ін

3. Ультра мікроелементи. Концентрація їх не перевищує 0,000001%. До них належать уран, радій, золото, ртуть, берилій, цезій, селен та інші рідкісні елементи. Роль низки ультра мікроелементів в організмі ще не уточнена або навіть невідома (миш'як). При нестачі цих елементів можуть порушуватися обмінні процеси.

Мінеральні солі. Велика частина неорганічних речовин в клітині знаходиться у вигляді солей - або дисоційованому на іони, або у твердому стані. З катіонів важливі К +, Na +, Са2-, Mg2 +, а з аніонів H2PO4-, Cl-, НС03-. Концентрація різних іонів неоднакова в різних частинах клітини і особливо в клітці і навколишньому середовищу. Так, концентрація іонів натрію завжди в багато разів вище в позаклітинному середовищі, ніж у клітці, а іони калію і магнію концентруються в значно більшій кількості всередині клітини. Від концентрації солей всередині клітини залежать буферні властивості цитоплазми, тобто здатність клітини зберігати певну концентрацію водневих іонів.

Роль води в живій системі - клітці. За дуже небагатьма винятками (кістку і емаль зуба), вода є переважаючим компонентом клітини. Вода необхідна для метаболізму (обміну) клітини, так як фізіологічні процеси відбуваються виключно у водному середовищі. Молекули води беруть участь у багатьох ферментативних реакціях клітини (розщеплення білків). Такі реакції називаються реакціями гідролізу.

Вода служить джерелом іонів водню при фотосинтезі. Вода в клітці знаходиться в двох формах: вільної та зв'язаної. Вільна вода становить 95% всієї води в клітині і використовується головним чином як розчинник та як дисперсійне середовище колоїдної системи протоплазми. Зв'язана вода, на частку якої припадає лише 4% всієї води клітини, неміцно з'єднана з білками водневими зв'язками. Через асиметричного розподілу зарядів молекула води діє як диполь і тому може бути пов'язана як позитивно, так і негативно зарядженими групами білка. Дипольним властивістю молекули води пояснюється здатність її орієнтуватися в електричному полі, приєднуватися до різних молекул і ділянкам молекул, що несе заряд. У результаті цього утворюються гідрати. Завдяки своїй високій теплоємності вода поглинає тепло і тим самим запобігає різкі коливання температури в клітині. Вміст води в різних тканинах варіюється в залежності від їх метаболічної активності (сірій речовині мозку води до 80%, а в кістках до 20%.) Вода - Основний засіб переміщення речовин в організмі (струм крові, лімфи) і в клітині. Вода служить «мастильним» матеріалом, необхідним скрізь, де є тертьові поверхні (наприклад, у суглобах).

ПИТАННЯ 2.

Критерії виду.

Видом вважають сукупність особин, які мають спадковим подібністю морфологічних, фізіологічних і біохімічних особливостей, вільно схрещуються і дають плідне потомство, пристосованих до певних умов життя і які в природі певну область - ареал ...

В основі морфологічного критерію лежить подібність зовнішньої і внутрішньої будови особин одного виду. Але особини в межах виду іноді настільки мінливі, що тільки за морфологічним критерієм не завжди вдається визначити вид. Разом з тим існують види, морфологічно подібні, особі таких видів не схрещуються між собою. Це - види-двійники, які дослідники відкривають у всіх систематичних групах. Наприклад, у чорних щурів два види-двійника-з 38 і 42 хромосомами. Таким чином, одні морфологічні ознаки не забезпечують виділення виду.

Для визначення виду важливе значення має генетичний критерій, мається на увазі набір хромосом, властивий конкретному виду. Види зазвичай відрізняються за кількістю хромосом або за особливостями їх будови, тому генетичний критерій досить надійний. Однак і він не абсолютний. Зустрічаються випадки, коли види мають практично нерозрізнені за будовою хромосоми. Крім того, в межах виду можуть бути широко поширені хромосомні мутації, що утрудняє його точне визначення.

В основі фізіологічного критерію лежить подібність всіх процесів життєдіяльності особин одного виду, передусім подібність розмноження. Представники різних видів, як правило, не схрещуються, чи потомство їх безплідно. Чи не скрещиваемость видів пояснюється відмінностями у структурі статевого апарату, термінах розмноження та ін Однак у природі є види, які схрещуються і дають плідне потомство (деякі види канарок, зябликів, тополь, верб). Отже, фізіологічний критерій недостатній для визначення видової приналежності особин.

Географічний критерій - це певний ареал, обіймав виглядом в природі. Він може бути більшим або меншим, переривчастим або суцільним. Є види, поширені повсюдно і нерідко у зв'язку з діяльністю людини (багато видів бур'янів, комах-шкідників). Географічний критерій також не може бути вирішальним.

Основа екологічного критерію - сукупність факторів зовнішнього середовища, в якій існує вид. Наприклад, жовтець їдкий поширений на луках і полях; в більш сирих місцях росте жовтець повзучий, на берегах річок і ставків, на болотистих місцях зустрічається жовтець пекучий (прищінец).

Популяція - одиниця виду і еволюції.

Сукупність вільно схрещуються особин одного виду, яка довго існує в певній частині ареалу щодо осторонь від інших сукупностей того ж виду, називають популяцією.

Таким чином, вид складається з популяцій. Кожна популяція займає певну територію (частина ареалу виду). Протягом багатьох поколінь, за тривалий час популяція встигає накопичити ті алелі, які забезпечують високу пристосованість особин до умов даної місцевості. Так як через різницю умов природному відбору піддаються різні комплекси генів (алелей), популяції одного виду генетично неоднорідні. Вони відрізняються один від одного частотою зустрічальності тих чи інших алелів. З цієї причини в різних популяціях одного виду один і той ж ознака може проявлятися по-різному. Наприклад, північні популяції ссавців мають більш густим хутром, а південні частіше темно-забарвлені. Таким чином, кожна популяція еволюціонує незалежно від інших популяцій того самого виду, має власної еволюційної долею. Популяція - найменше підрозділ виду, що змінюється в часі. Ось чому популяція є елементарну одиницю еволюції.



КВИТОК № 3

ПИТАННЯ 1.

Органічні сполуки. Білки - обов'язкова складова частина всіх клітин. У житті всіх організмів білки мають першорядне значення. До складу білка входять вуглець, водень, азот, деякі білки містять ще і сірку. Роль мономерів в білках грають амінокислоти. У кожної амінокислоти є карбоксильна група (-СООН) та аміногрупи (-NH2). Наявність в одній молекулі кислотної та основної груп обумовлює їх високу реактивність. Між які об'єднались амінокислотами виникає зв'язок звана пептидного, а утворене з'єднання декількох амінокислот називають пептидом. З'єднання з великого числа амінокислот називають полипептидом. У білках зустрічаються 20 амінокислот, що відрізняються один від одного своєю будовою. Різні білки утворюються в результаті з'єднання амінокислот в різній послідовності. Величезна різноманітність живих істот у значній мірі визначається відмінностями у складі наявних у них білків.

У будові молекул білків розрізняють чотири рівні організації: Первинна структура - поліпептидний ланцюг з амінокислот, пов'язаних в певній послідовності ковалентними (міцними) пептидними зв'язками. Вторинна структура - поліпептидний ланцюг, закручена у вигляді спіралі. У ньому між сусідніми витками виникають мало міцні водневі зв'язки. У комплексі вони забезпечують досить міцну структуру. Третинна структура являє собою химерну, але для кожного білка специфічну конфігурацію - глобулу. Вона утримується мало міцними гідрофобними зв'язками чи силами зчеплення між неполярними радикалами, які зустрічаються в багатьох амінокислот. Завдяки їх численності вони забезпечують достатню стійкість білкової макромолекули та її рухливість. Третинна структура білків підтримується також ковалентними SS-зв'язками виникають між віддаленими один від одного радикалами серосодержащей амінокислоти - цистеїну. Завдяки з'єднанню декількох молекул білків між собою утворюється четвертинна структура. Якщо пептидні ланцюги покладені як клубка, то такі білки називаються глобулярними. Якщо поліпептидні ланцюги покладені в пучки ниток, вони носять назву фібрилярних білків. Порушення природної структури білка називають денатурацією. Вона може виникати під дією високої температури, хімічних речовин, радіації і т.д. Денатурація може бути оборотного (часткове порушення четвертинної структури) і незворотною (руйнування всіх структур).

ФУНКЦІЇ: Біологічні функції білків в клітині надзвичайно різноманітні. Вони значною мірою обумовлені складністю і розмаїтістю форм і складу самих білків.

1 Будівельна функція-побудовано оргонойди.

2 Каталітична-білки ферменти. (Амілаза, перетворює крохмаль на глюкозу)

3 Енергетична-білки можуть служити джерелом енергії для клітини. При нестачі вуглеводів

або жирів окислюються молекули амінокислот. Звільнена у цьому енергія використовується для підтримки процесів життєдіяльності організму.

4 Транспортна - гемоглобін (переносить кисень)

5 Сигнальна-рецепторні білки беруть участь у обрзовании нервового імпульсу

6 Захисна - антитіла білки

7 Отрути, гормони-це теж білки (інсулін, регулює споживання глюкози)

ПИТАННЯ 2.

Перші системи, створені ботаніками і зоологами XVI-XVIII ст. були штучними, так як рослини і тварини групувалися за ознаками, обраним довільно (наприклад, за формою плоду, забарвленням віночка і т.д.). Такі системи вносили деяку упорядкованість, але не відображали родинних зв'язків між організмами. Вершиною штучної систематики стала система, розроблена шведським натуралістом Карлом Ліннеєм (1707-1778) У запропонованій К. Ліннеєм системі класифікації було прийнято розподіл рослин і тварин на кілька супідрядних груп: класи, загони, пологи, види й різновиду. Їм була узаконена бінарна, чи подвійна, номенклатура видових назв. Згідно бінарної номенклатури, найменування виду складається з родового назви та видового епітету: пшениця м'яка, пшениця тверда і т.д. Недоліки системи Ліннея полягали в тому, що при класифікації він враховував лише 1-2 ознаки (у рослин число тичинок, у тварин будова дихальної і кровоносної систем), не відображають справжнього споріднення, тому далекі пологи опинялися в одному класі, а близькі - у різних . Дійсно, застосування бінарної номенклатури сприяє формуванню уявлень про спорідненість форм у межах роду, а підпорядкованість таксономічних одиниць зрештою призводять до думки про спільність походження органічних форм.

Французький біолог Жан-Батіст Ламарк в 1809 році висунув гіпотезу про механізм еволюції, в основі якої лежали дві передумови: вправу і не вправу частин організму і успадкування набутих ознак. Зміни середовища, на його думку, можуть вести до зміни форм поведінки, що викличе необхідність використовувати деякі органи або структури по-новому або більш інтенсивно (або, навпаки, перестати ними користуватися). У випадку інтенсивного використання ефективність і величина органу буде зростати, а при не використанні може наступити дегенерація і атрофія. Ці ознаки, придбані індивідуумом протягом його життя, згідно Ламарку, успадковуються, тобто передаються нащадкам. З точки зору ламаркізма, довга шия і ноги жирафи - результат того, що багато поколінь його колись коротконогих і короткошия предків харчувалися листям дерев, за якими їм доводилося тягнутися все вище і вище. Незначне видовження цієї частини тіла і ніг, яке відбувалося в кожному поколінь, передавалося наступному поколінню, поки ці частини тіла не досягли своєї нинішньої довжини. Хоча теорія Ламарка сприяла підготовці грунту для прийняття еволюційної концепції, його погляди на механізм зміни ніколи не отримували широкого визнання. Однак Ламарк був правий, підкреслюючи роль умов життя у виникненні фенотипічних змін у даної особини. Наприклад, заняття фізкультурою збільшують обсяг м'язів, але хоча ці придбані ознаки зачіпають фенотип, вони не є генетичними і, не впливаючи на генотип, не можуть передаватися потомству. Розробляючи систематику тварин, Ламарк зовсім правильно підмітив основний напрямок еволюційного процесу - поступове ускладнення організації від нижчих форм до вищих (градація). Але причиною градації Ламарк вважав закладене всевишнім прагнення організмів до вдосконалення, що в корені неправильно. Видатна заслуга Ламарка полягає в створенні першого еволюційного вчення. Він відкинув ідею сталості видів, протиставивши їй представлення про змінюваність видів. Його вчення стверджувало існування еволюції як історичного розвитку від простого до складного. Вперше було поставлено питання про фактори еволюції. Ламарк зовсім правильно вважав, що умови середовища впливають на хід еволюційного процесу. Він був одним з перших, хто вірно оцінив значення часу в процесі еволюції і відзначив надзвичайну тривалість розвитку життя на Землі. Однак Ламарк допустив серйозні помилки насамперед у розумінні факторів еволюційного процесу, виводячи їх з нібито властивого весь живому прагнення до досконалості. Він також невірно розумів причини виникнення пристосованості, прямо зв'язував їх із впливом умов навколишнього середовища. Це породило дуже розповсюджені, але науково зовсім не обгрунтовані уявлення про спадкування ознак, що здобуваються організмами під безпосереднім впливом середовища.

Основні положення еволюційного вчення Ч. Дарвіна

Виділяють такі фактори еволюційного процесу: спадкова мінливість, природний відбір, дрейф генів, ізоляція, міграція особин і ін

Основні принципи еволюційного вчення Ч. Дарвіна зводяться до наступних положень:

1. Кожен вид здатний до необмеженого розмноження.

2. Обмеженість життєвих ресурсів перешкоджає реалізації потенційної можливості безмежного розмноження. Велика частина особин гине в боротьбі за існування і не залишає потомства.

3. Загибель або успіх у боротьбі за існування носять виборчий характер. Організми одного виду відрізняються один від одного сукупністю ознак. У природі переважно виживають і залишають потомство ті особини, які мають найбільш вдале для даних умов поєднання ознак, тобто краще пристосовані. Виборче виживання розмноження найбільш пристосованих організмів Ч. Дарвін назвав природним відбором.

4. Під дією природного відбору перебувають у різних умовах групи особин одного виду з покоління в покоління накопичують різні пристосувальні ознаки. Вони здобувають настільки істотні відмінності, що перетворюються в нові види (принцип розбіжності ознак).

Еволюційна теорії Дарвіна здійснила переворот в біологічній науці. На основі вивчення гігантського матеріалу, зібраного під час подорожі на кораблі «Бігл», Дарвіну вдається розкрити причини зміни видів. Вивчивши геологію Південної Америки, Дарвін переконався в неспроможності теорії катастроф і підкреслив значення природних чинників в історії земної кори та її тваринного і рослинного населення. Завдяки палеонтологічними знахідками він відзначає схожість між мертвими і сучасними тваринами Південної Америки. Він знаходить звані перехідні форми, які поєднують ознаки кількох сучасних загонів. Таким чином був встановлений факт наступності між сучасними і мертвими формами. На Галапагоських островах він знайшов ніде більше не зустрічаються види ящірок, черепах, птахів. Вони близькі до південноамериканським. Галапагоські острови мають вулканічне походження, і тому Ч. Дарвін припустив, що види потрапили на них з материка і поступово змінилися. У Австралії його зацікавили сумчасті і яйцекладущие, які вимерли в інших місцях земної кулі. Австралія як материк відокремилася, коли ще не виникли вищі ссавці. Сумчасті і яйцекладущіе розвивалися тут незалежно від еволюції ссавців на інших материках. Так поступово міцніла переконання в змінюваність видів і походження одних від інших. Однак у природних умовах чисельність дорослих особин кожного виду довго зберігається приблизно на одному рівні, отже, більшість з'являються на світ особин гине в боротьбі за існування - внутрішньовидової, міжвидової і в боротьбі з несприятливими абіотичними факторами (умовами неживої природи). Зіставивши два висновки - про надвиробництво потомства і про загальну мінливості, Дарвін прийшов до головного висновку: більше шансів вижити і досягти дорослого стану мають особини, що відрізняються від безлічі інших певними корисними властивостями. Так був відкритий принцип природного відбору як головної рушійної сили еволюції. Хоча еволюція протікає як єдиний процес, звичайно виділяють два рівні - мікроеволюційні і макроеволюціонний. Процеси, які відбуваються на популяційному і внутривидовом рівні, називають мікро еволюцією, на рівні вище видового - макро еволюцією.



КВИТОК № 4

ПИТАННЯ 1.

Біополімери - білки. Полімери - високомалекулярние з'єднання складаються з молекул мономерів. Мономери - нізкомалеккулярние з'єднання. Регулярні полімери - молекула складається з мономерів одного виду. Нерегулярні полімери - молекула складається з мономерів декількох видів. Білки-це нерегулярні полімери, мономерами яких є амінокислоти. Аминокислот - 20 видів з них 8 незамінні, не синтезуються в організмі людини, а надходять до нього разом з їжею.

Нуклеїнові кислоти. Розрізняють два типи нуклеїнових кислот - дезоксирибонуклеїнової (ДНК) і рибонуклеїнової (РНК). Ці біополімери складаються з мономерів, званих нуклеотидами. Мономери-нуклеотиди ДНК і РНК схожі в основних рисах будови. Кожний нуклеотид складається з трьох компонентів, з'єднаних міцними хімічними зв'язками.

Нуклеотиди, що входять до складу РНК, містять п'яти-вуглецевий цукор - рибозу, одне з чотирьох органічних сполук, які називають азотистими підставами: аденін, гуанін, цитозин, урацил (А, Г, Ц, У) - і залишок фосфорної кислоти.

Нуклеотиди, що входять до складу ДНК, містять п'яти-вуглецевий цукор - дезоксирибозу, одна з чотирьох азотистих основ: аденін, гуанін, цитозин, тимін (А, Г, Ц, Т)-й залишок фосфорної кислоти.

У складі нуклеотидів до молекули рибози (або дезоксирибози) з одного боку долучено азотна основа, а з іншого - залишок фосфорної кислоти. Нуклеотиди з'єднуються між собою у довгі ланцюги. Остов такого ланцюга утворюють регулярно чергуються залишки цукру та органічних фосфатів, а бічні групи цього ланцюга - чотири типи нерегулярно чергуються азотистих основ.

Молекула ДНК являє собою структуру, що складається з двох ниток, які по всій довжині з'єднані один з одним водневими зв'язками. Таку структуру, властиву тільки молекулам ДНК, називають подвійною спіраллю. Особливістю структури ДНК і те, що проти азотистого підстави На ланцюга лежить азотна основа Т в іншому ланцюзі, а проти азотистого підстави Р завжди розташоване азотисте основаниеЦ.

А (аденін) - Т (тимін) Т (тимін) - А (аденін) Г (гуанін) - Ц (цитозин) Ц (цитозин)-Г (гуанін)

Ці пари підстав називають комплементарними основами (доповнюють один одного). Нитки ДНК, в яких підстави розташовані комплементарно один одному - називають комплементарними нитками. Розташування чотирьох типів нуклеотидів в ланцюгах ДНК несе важливу інформацію. Набір білків (ферментів, гормонів та ін) визначає властивості клітини і організму. Молекули ДНК зберігають відомості про ці властивості і передають їх в покоління нащадків. Іншими словами, ДНК є носієм спадкової інформації.

Основні види РНК. Спадкова інформація, що зберігається в молекулах ДНК, реалізується через молекули білків. Інформація про будову білка зчитується з ДНК і передається особливими молекулами РНК, які називаються інформаційними (і-РНК). І-РНК переноситься в цитоплазму, де за допомогою спеціальних органоїдів - рибосом - йде синтез білка. Саме і-РНК, яка будується комплементарно однієї з ниток ДНК, визначає порядок розташування амінокислот у білкових молекулах. У синтезі білка бере участь інший вид РНК - транспортна (т-РНК), яка підносить амінокислоти до рибосом. До складу рибосом входить третій вид РНК, так звана рибосомна РНК (р-РНК), яка визначає структуру рибосом. Молекула РНК на відміну від молекули ДНК представлена ​​однією ниткою; замість дезоксирибози - рибоза і замість тиміну - урацил. Значення РНК визначається тим, що вони забезпечують синтез в клітці специфічних для неї білків.

Подвоєння ДНК. Перед кожним клітинним поділом при абсолютно точному дотриманні нуклеотидної послідовності відбувається самоудвоение (редуплікація) молекули ДНК. Редуплікація починається з того, що подвійна спіраль ДНК тимчасово розкручується. Це відбувається під впливом ферменту ДНК-полімерази в середовищі, де є вільні нуклеотиди. Кожна одинарна ланцюг за принципом хімічної спорідненості (А-Т, Г-Ц) притягує до своїх нуклеотидним залишкам і закріплює водневими зв'язками вільні нуклеотиди, що знаходяться в клітці. Таким чином, кожна полинуклеотидная ланцюг виконує роль матриці для нової компліментарною ланцюга. У результаті виходять дві молекули ДНК, у кожної з них одна половина походить від батьківської молекули, а інша є знову синтезованої, тобто дві нові молекули ДНК являють собою точну копію вихідної молекули.

ПИТАННЯ 2.

Види боротьби за існування. Невідповідність між можливістю видів до безмежного розмноження обмеженістю ресурсів - головна причина боротьби за існування.

Внутрішньовидова боротьба. Ч. Дарвін вказував, що боротьба за життя особливо завзята між організмами в межах одного виду, і обгрунтовував своє твердження тим, що вони мають подібні ознаки й відчувають однакові потреби. Широке поширення в природі конкуренції організмів за обмежені ресурси - типовий спосіб природного відбору, сприятливого переможцям у конкуренції. Прикладом можуть служити турнірні бої самців за право володіти гаремом. Взаємовідносини особин у межах виду не обмежуються боротьбою і конкуренцією, існує також і взаємодопомога.

Міжвидова боротьба. Під міжвидовий боротьбою слід розуміти конкуренцію особин різних видів. Особливої ​​гостроти міжвидова боротьба досягає в тих випадках, коли протиборствують види, що живуть в подібних екологічних умовах і використовують однакові джерела живлення. У результаті міжвидової конкуренції відбувається або витіснення однієї з протиборчих видів, або пристосування видів до різних умов в межах єдиного ареалу, або, нарешті, їх територіальне роз'єднання. Міжвидова боротьба веде до екологічного і географічному роз'єднанню видів. При спробах переселення в нові зони проживання більшість не витримує впливу інших видів і факторів зовнішнього середовища, лише деякі здатні закріпитися і витримати конкуренцію. Складні взаємини хижака і жертви, господаря і паразита - теж приклади міжвидової боротьби.

Боротьба з несприятливими умовами середовища. У ході природного відбору основне значення має фенотип організму: забарвлення, здатність швидко переміщатися, стійкість до дії високих або низьких температур і багато іншого. Широке поширення інсектицидів призвело до виникнення у багатьох видів комах стійкості до них. Проте генетичні механізми стійкості виявилися неоднаковими в різних популяціях. В одних випадках стійкість визначалася домінантним геном, в інших - рецесивним, відзначено не тільки аутосомно спадкування, але й спадкування, зчеплене зі статтю. Виявлено, крім того, випадки полігеного і цитоплазматичного наслідування. Відповідно і фізіологічні механізми стійкості до інсектицидів виявилися різними. Серед них накопичення отрути кутикулою; підвищений вміст ліпідів, що сприяють розчиненню інсектициду; підвищення стійкості нервової системи до дії отрут; зниження рухової активності та інших

Напрямок, в якому діє природний відбір, і його інтенсивність у природних популяціях не є строго фіксованим, незмінним показником. Вони суттєво змінюються як у часі, так і в просторі. У звичайного хом'яка виявляються дві основні форми забарвлення - бура і чорна. Їх розповсюдження від Україну до Уралу показує, що існує як велика різноманітність у сезонній мінливості чорних і бурих форм, так і значні відмінності в їх концентрації на видовому ареалі. Отже, природний відбір - єдиний фактор еволюції, здійснює спрямована зміна фенотипического вигляду популяції і її генотипического складу внаслідок виборчого розмноження організмів з різними генотипами.



КВИТОК № 5

ПИТАННЯ 1.

Аденозінфосфорниє кислоти. Особливо важливу роль в біоенергетиці клітини грає аденіловий нуклеотид, до якого приєднані два залишки фосфорної кислоти. Така речовина називають аденозинтрифосфорної кислотою (АТФ). У хімічних зв'язках між залишками фосфорної кислоти молекули АТФ запасена енергія, яка звільняється при відщепленні органічного фосфату: АТФ = АДФ + Ф + Е, де Ф - фермент, Е - вивільнювана енергія. У цій реакції утворюється аденозіндіфосфорной кислота (АДФ) - залишок молекули АТФ і органічний фосфат. Енергію АТФ всі клітини використовують для процесів біосинтезу, руху, виробництва тепла, нервових імпульсів, світінь (наприклад, у люмінесцентних бактерій), тобто для всіх процесів життєдіяльності. АТФ - Універсальний біологічний акумулятор енергії. Світлова енергія Сонця та енергія, ув'язнена в споживаної їжі, запасається у молекулах АТФ. Запас АТФ у клітині невеликий. Так, у м'язі запасу АТФ вистачає на 20-30 скорочень. При посиленою, але короткочасною роботі м'язи працюють виключно за рахунок розщеплення міститься в них АТФ. Після закінчення роботи людина посилено дихає - в цей період відбувається розщеплення вуглеводів та інших речовин (відбувається накопичення енергії) і запас АТФ у клітинах відновлюється.

Мітохондрії оточені зовнішньою мембраною і, отже, вже є компартментом, будучи відокремленими від навколишнього цитоплазми; крім того, внутрішній простір мітохондрій також підрозділене на два компартмента за допомогою внутрішньої мембрани. Зовнішня мембрана мітохондрій дуже схожа за складом на мембрани ендоплазматичної мережі; внутрішня мембрана мітохондрій, утворює складки (Крісті), дуже багата білками - мабуть, ця одна з найбільш насичених білками мембран в клітині; серед них білки «дихальної ланцюга», що відповідають за перенесення електронів ; білки-переносники для АДФ, АТФ, кисню, СО у деяких органічних молекул та іонів. Продукти гліколізу, що надходять в мітохондрії з цитоплазми, окислюються у внутрішньому відсіку мітохондрій. Білки, що відповідають за перенесення електронів, розташовані в мембрані так, що в процесі переносу електронів протони викидаються з одного боку мембрани - вони потрапляють в простір між зовнішньою і внутрішньою мембраною і накопичуються там. Це призводить до виникнення електрохімічного потенціалу (внаслідок різниці в концентрації і зарядах). Ця різниця підтримується завдяки найважливішого властивості внутрішньої мембрани мітохондрії - вона непроникна для протонів. Тобто при звичайних умовах самі по собі протони пройти крізь цю мембрану не можуть. Але в ній є особливі білки, точніше білкові комплекси, що складаються з багатьох білків і формують канал для протонів. Протони проходять через цей канал під дією рушійної сили електрохімічного градієнта. Енергія цього процесу використовується ферментом, що містяться в тих же самих білкових комплексах і здатним приєднати фосфатну групу до аденозиндифосфату (АДФ), що і призводить до синтезу АТФ. Мітохондрія, таким чином, виконує в клітині роль «енергетичної станції». Принцип утворення АТФ в хлоропластах клітин рослин загалом той же - використання протонного градієнта і перетворення енергії електрохімічного градієнта в енергію хімічних зв'язків.

ПИТАННЯ 2.

Напрями еволюції. На макроеволюціонном рівні можна простежити головні напрями органічної еволюції: біологічний і морфофизиологический успіхи. Оскільки напрямок еволюції визначається природним відбором, то шляхи еволюції збігаються зі шляхами формування пристосувань, що визначають ті чи інші переваги одних груп над іншими. Поява таких ознак обумовлює прогресивність даної групи.

Біологічний прогрес, тобто розширення ареалу, збільшення кількості особин даного виду та кількості нових систематичних одиниць всередині виду чи більш великої систематичної одиниці, досягається різними шляхами. Можна виділити кілька шляхів еволюції:

- Арогенез (ароморфоз чи морфофизиологический прогрес)

алогенез (идиоадаптации)

катогенез (катоморфоз чи дегенерацію)

Арогенез - такий шлях еволюції, який характеризується підвищенням організації, розвитком пристосувань широкого значення, розширенням середовища проживання даної групи організмів. На арогенний шлях розвитку група організмів вступає, виробляючи певні пристосування, звані в такому випадку ароморфозами. Прикладом ароморфоза у ссавців є поділ серця на ліву і праву половини з розвитком 2 кіл кровообігу, що призвело до збільшення легень і поліпшенню постачання киснем органів. Диференціювання органів травлення, ускладнення зубної системи, поява тепло кровності - все це зменшує залежність організму від навколишнього середовища. Ароморфози зіграли важливу роль в еволюції всіх класів тварин. Наприклад, в еволюції комах велике значення мала поява трахейной системи дихання і перетворення ротового апарату. Трахейная система забезпечила різке підвищення активності окислювальних процесів в організмі, що разом з появою крил забезпечило їм вихід на сушу. Завдяки надзвичайному розмаїттям ротового апарату у комах (сисний, колючий, гризучий) вони пристосувалися до харчування різноманітною їжею Чималу роль відіграло в їх еволюції та розвитку складної нервової системи, а також органів нюху, зору, дотику.

Аллогенез - шлях еволюції без підвищення рівня організації. Організми еволюціонують шляхом приватних пристосувань до конкретних умов середовища. Такий тип еволюції веде до швидкого підвищення чисельності і різноманіттю видового складу. Все різноманіття будь-якої великої систематичної групи є результатом аллогенеза. Аллогенез здійснюються завдяки дрібним еволюційним змінам, підвищує пристосування організмів до конкретних умов проживання. Ці зміни називаються идиоадаптацией. Гарним прикладом идиоадаптаций служать захисне забарвлення у тварин, різноманітні пристосування до перехресного запилення вітром і комахами, пристосування плодів і насіння до розсіювання.

Загальна дегенерація (катагенез). У багатьох еволюційних ситуацій, коли навколишнє середовище стабільна, спостерігається явище загальної дегенерації, тобто різкого спрощення організації, пов'язаного зі зникненням цілих систем органів і функцій. Дуже часто загальна дегенерація спостерігається при переході видів до паразитичного способу існування. У крабів відомий паразит саккулина, що має вигляд мішка, набитого статевими продуктами, і що має хіба кореневою системою, що пронизує тіло господаря. Незважаючи на те, що загальна дегенерація приводить до значного спрощення організації види, що йдуть по цьому шляху, можуть збільшувати чисельність і ареал, тобто рухатися по шляху біологічного прогресу.



КВИТОК № 6

ПИТАННЯ 1.

Клітина - елементарна одиниця живої системи. Елементарною одиницею вона може бути названа тому, що в природі немає дрібніших систем, яким були б притаманні всі без винятку ознаки живого. Відомо, що організми бувають одноклітинними (наприклад, бактерії, найпростіші, водорості) або багатоклітинними. Клітка має всі властивості живої системи: вона здійснює обмін речовин і енергії, зростає, розмножується і передає у спадок свої ознаки, реагує на зовнішні подразники і здатна рухатися. Вона є нижчою сходинкою організації, що володіє всіма цими властивостями. Клітка, по суті, являє собою самовоспроизводящуюся хімічну систему. Роль бар'єру між даною хімічної системою та її оточенням відіграє плазматична мембрана. Вона допомагає регулювати обмін між внутрішнім і зовнішнім середовищем і, таким чином, служить кордоном клітини. Функції в клітині розподілені між різними органоидами, такими, як клітинне ядро, мітохондрії і т.д.

Будова рослинної клітини: целюлозна оболонка, мембрана, цитоплазма з органоидами, ядро, вакуолі з клітинним соком. Наявність пластид - головна особливість рослинної клітини.

Функції клітинної оболонки - визначає форму клітини, захищає від факторів зовнішнього середовища. Цитомембрана - тонка плівка, складається з взаємодіючих молекул ліпідів і білків, відмежовує внутрішній вміст від зовнішнього середовища, забезпечує транспорт в клітину води, мінеральних та органічних речовин шляхом осмосу і активного переносу , а також видаляє продукти життєдіяльності. Цитоплазма - внутрішня напіврідка середовище клітини, в якій розташоване ядро і органели, забезпечує зв'язок між ними, бере участь в основних процесах життєдіяльності. Ендоплазматична мережа - мережа розгалужених каналів у цитоплазмі. Вона бере участь у синтезі білків, ліпідів і вуглеводів, у транспорті речовин. Рибосоми - тільця, розташовані на ЕПС або в цитоплазмі, складаються з РНК і білка, беруть участь у синтезі білка. ЕРС і рибосоми - єдиний апарат синтезу і транспорту білків. Мітохондрії - органели, відмежовані від цитоплазми двома мембранами. У них окислюються органічні речовини і синтезуються молекули АТФ за участю ферментів. Збільшення поверхні внутрішньої мембрани, на якій розташовані ферменти за рахунок крист. АТФ - багата енергією органічну речовину. Пластида (хлоропласти), їх вміст у клітині - головна особливість рослинного організму. Хлоропласти - пластиди, що містять зелений пігмент хлорофіл, який поглинає енергію світла і використовує її на синтез органічних речовин з вуглекислого газу і води. Відмежування хлоропластів від цитоплазми двома мембранами, численні вирости - грани на внутрішній мембрані, в яких розташовані молекули хлорофілу і ферменти. Комплекс Гольджі - система порожнин, відокремлених від цитоплазми мембраною. Накопичення в них білків, жирів і вуглеводів. Здійснення на мембранах синтезу жирів і вуглеводів. Лізосоми - тільця, відмежовані від цитоплазми однієї мембраною. Вміщені в них ферменти прискорюють реакцію розщеплення складних молекул до простих: білків до амінокислот, складних вуглеводів до простих, ліпідів до гліцерину і жирних кислот, а також руйнують відмерлі частини клітини, цілі клітини. Вакуолі - порожнини в цитоплазмі, заповнені клітинним соком, місце накопичення запасних поживних речовин, шкідливих речовин; вони регулюють вміст води в клітині. Ядро - головна частина клітини, покрита зовні двох мембранної, пронизаної порами ядерною оболонкою. Речовини надходять в ядро ​​і видаляються з нього через пори. Хромосоми - носії спадкової інформації про ознаки організму, основні структури ядра, кожна з яких складається з однієї молекули ДНК в поєднанні з білками. Ядро - місце синтезу ДНЯ, іРНК, рРНК.

Будова тваринної клітини - наявність зовнішньої мембрани, цитоплазми з органоидами, ядра з хромосомами.

Зовнішня, або плазматична, мембрана - відмежовує вміст клітини від навколишнього середовища (інших клітин, міжклітинної речовини), складається з молекул ліпідів і білка, забезпечує зв'язок між клітинами, транспорт речовин у клітину (пиноцитоз, фагоцитоз) і з клітки. Цитоплазма - внутрішня напіврідка середовище клітини, яка забезпечує зв'язок між розташованими в ній ядром і органоидами. У цитоплазмі протікають основні процеси життєдіяльності.

Органели клітини:

1) ендоплазматична мережа (ЕРС) - система розгалужених канальців, бере участь у синтезі білків, чи-пидов і вуглеводів, у транспорті речовин в клітині;

2) рибосоми - тільця, що містять рРНК, розташовані на ЕРС і в цитоплазмі, беруть участь у синтезі білка. ЕРС і рибосоми - єдиний апарат синтезу і транспорту білка;

3) мітохондрії - «силові станції» клітини, відмежовані від цитоплазми двома мембранами. Внутрішня утворює Крісті (складки), що збільшують її поверхню. Ферменти на кристах прискорюють реакції окислення органічних речовин і синтезу молекул АТФ, багатих енергією;

4) комплекс Гольджі - група порожнин, відокремлених мембраною від цитоплазми, заповнених білками, жирами і вуглеводами, які або використовуються в процесах життєдіяльності, або видаляються з клітки. На мембранах комплексу здійснюється синтез жирів і вуглеводів;

5) лізосоми - тільця, заповнені ферментами, прискорюють реакції розщеплення білків до амінокислот, ліпідів до гліцерину і жирних кислот -., полісахаридів до моносахаридів. У лізосомах руйнуються відмерлі частини клітини, цілі і клітини.

Клітинні включення - скупчення запас інших поживних речовин: білків, жирів і вуглеводів.

Ядро - найбільш важлива частина клітини. Воно покрито двомембранних оболонкою з порами, через які одні речовини проникають в ядро, а Інші надходять у цитоплазму. Хромосоми - основні структури ядра, носії спадкової інформації про ознаки організму. Вона передається в процесі поділу материнської клітини дочірнім клітинам, а з статевими клітинами - дочірнім

організмам. Ядро - місце синтезу ДНК. іРНК, рРНК.

ПИТАННЯ 2.

Форми природного відбору

У природі природний відбір, без сумніву, виступає як єдиний чинник, який діє в межах популяцій. Проте залежно від змін умов середовища і взаємодії популяцій і видів не тільки його напрямок, а й форми можуть змінюватися. Механізм дії природного відбору при цьому залишається незмінним - виживання та більш ефективне розмноження індивідуумів, найбільш пристосованих до конкретних умов існування. Виділяють кілька форм відбору: - рушійний - стабілізуючий - розриває.

Рушійна форма відбору. Сприяє зсуву середнього значення ознак і появі нових форм. Популяції, що знаходяться досить довго в стабільних, мало мінливих умовах, досягають високого ступеня пристосованості і можуть тривалий час перебувати в стані рівноваги, не відчуваючи значних змін генотипического складу. Однак зміна зовнішніх умов може швидко привести до значних зрушень в генотипической структурі популяцій. Яскравий приклад, що доводить існування рушійної форми природного добору, - так званий індустріальний меланізм. Причина зростання частоти народження чорних метеликів в промислових районах у тому, що на потемнілих стовбурах дерев білі метелики стали легкою здобиччю птахів, а чорні метелики, навпаки, стали менш помітними. Рушійна форма природного добору приводить до закріплення нової норми реакції організму, що відповідає нових умов навколишнього середовища. Відбір завжди йде з фенотипам, але разом з фенотипом відбираються і генотипи, їх зумовлюють.

Стабілізуюча форма добору. Стабілізуюча форма добору спрямована на збереження усталеного в популяції середнього значення ознаки. Оскільки в будь-якій популяції завжди існує мутаційна мінливість, то постійно виникають особини з істотно відхиляються від середнього значення, типового для популяції або виду, ознаками вони гинуть. Під час бурі переважно гинуть птахи з довгими і короткими крилами, тоді як птахи із середнім розміром крил частіше виживають; найбільша загибель дитинчат ссавців спостерігається в сім'ях, розмір яких більше і менше середнього значення, оскільки це за умов годівлі і на здатності захищатися від ворогів .

Розриваючий відбір. Відбір, котрий сприяє більш ніж одному фенотипическому оптимуму і діє проти проміжних форм, називається дизруптивного, або розривають. Його можна пояснити на прикладі появи распогремка - ранньоквітучі і поздноцветущие. Їх виникнення - результат сіножатей, здійснюваних у середині літа, які знищують рослини з проміжними термінами цвітіння. Внаслідок цього єдина популяція розділяється на дві не перекриваються субпопуляції. Гібриди, що виникають між різними формами, не володіють достатнім схожістю з неїстівними видами і активно споживаються птахами.

Творча роль природного відбору: У різних обставинах природний відбір може бути з різною інтенсивністю. Дарвін зазначає обставини, сприятливі природному відбору:

- Досить висока частота прояву невизначених спадкових змін;

численність особин виду, що підвищує ймовірність прояви корисних змін;

- Не споріднене схрещування, збільшує розмах мінливості в потомстві. Дарвін відзначає, що перехресне запилення зустрічається зрідка навіть серед рослин-самоопилітелей;

ізоляція групи особин, що перешкоджає їх схрещування з іншою масою організмів даної популяції;

- Широке поширення виду, тому що при цьому на різних межах ареалу особини зустрічаються з різними умовами і природний добір буде йти в різних напрямках і внутривидовое різноманітність.



КВИТОК № 7

ПИТАННЯ 1.

Обмін речовин і енергії в клітині. Головною умовою життя як організму в цілому, так і окремої клітини є обмін речовин і енергії з навколишнім середовищем. Для підтримки складної динамічної структури живої клітини потрібно безперервна витрата енергії. Крім того, енергія необхідна і для здійснення більшості функцій клітини (поглинання речовин, рухові реакції, біосинтез життєво важливих сполук). Джерелом енергії в цих випадках служить розщеплення органічних речовин в клітині.

Енергетичний обмін в клітині. Первинним джерелом енергії в живих організмах є Сонце. Енергія, принесена світловими квантами (фотонами), поглинається пігментом хлорофілом, які мають хлоропластах зеленого листя, і накопичується у вигляді хімічної енергії в різних поживних речовинах. Всі клітини та організми можна розділити на два основні класи залежно від того, яким джерелом енергії вони користуються. Перші, званих аутотрофнимі (зелені рослини), СО2 і Н2О перетворюються в процесі фотосинтезу в елементарні органічні молекули глюкози, з яких і будуються потім складні молекули. Клітини другого класу, звані гетеротрофних (тварини клітини), отримують енергію з різних поживних речовин (вуглеводів, жирів і білків), синтезованих аутотрофнимі організмами. Енергія, що міститься в цих органічних молекулах, звільняється головним чином у результаті з'єднання їх з киснем повітря (тобто окислення) в процесі, званому аеробним диханням. Цей енергетичний цикл у гетеротрофних організмів завершується виділенням СО2 і Н2О.

Клітинне дихання - це окислення органічних речовин, що веде до отримання хімічної енергії (АТФ). Більшість клітин використовують у першу чергу вуглеводи. Полісахариди залучаються до процесу дихання лише після того, як вони будуть гідроліз до моносхарідов: Крохмаль, Глюкоза (у рослин) Глікоген (у тварин). Жири становлять «перший резерв» і пускаються у справу головним чином тоді, коли запас вуглеводів вичерпаний. Однак у клітинах скелетних м'язів при наявності глюкози і жирних кислот перевага віддається жирних кислот. Оскільки білки виконують ряд інших важливих функцій, їх використовують лише після того, як будуть витрачені всі запаси вуглеводів і жирів, наприклад, при тривалому голодуванні.

Етапи енергетичного обміну: Єдиний процес енергетичного обміну можна умовно розділити на три послідовні етапи:

Перший етап: - розщеплення органічних вещ-в у травній системі до проміжних продуктів розпаду. (Гідроліз).

Білки + Н2О = амінокислота + тепло (розсіюється)

Жири + Н2О = гліцерин + жирні кислоти + тепло

Полісахариди + Н2О = глюкоза + тепло

Другий етап: (у клітці, в цитоплазмі) - гліколіз - без кисневе розщеплення глюкози.Глюкоза під впливом ферментів розщеплює до двох молекул С3Н6О3 З свиделеніем енергіі.60% цієї енергії розсіюється у вигляді тепла, 40% у вигляді АТФ.

Третій етап: (кисневе розщеплення в мітохондріях) На кисневому етапі: з боку мембрани крист знаходяться молекули переносники. Електрон підхоплюється молекулами переносниками та перетягується з однієї молекули на іншу (окислення), при цьому він втрачає енергію. Ця енергія на відновлення АТФ з АДФ. Цей процес називається окислювальне фосфорилювання. У кінці ланцюга переносників варто кисень він є акцептором. Аніони накопичуються з боку мембрани, іони з зовнішнього боку. Коли різницю потенціалів між ними досягне критичного рівня іон через ферментативний канал проходить на внутрішньою сторону мембрани. При цьому виділяється енергія, вона йде на фосфолірірованіе (АДФ-АТФ). У підсумку на кисневому етапі утворюється 36 АТФ.

Пластичний обмін. Асиміляція. За типом асиміляції всі клітини діляться на дві групи - автотрофні і гетеротрофні. Автотрофні клітини здатні до синтезу необхідних для них органічних сполук за рахунок СО2, води та енергії світла (фотосинтез) або енергії, що виділилася при окисленні неорганічних сполук (хемосинтез). До автотрофів належать усі зелені рослини і деякі бактерії. Гетеротрофні клітини не здатні синтезувати органічні речовини з неорганічних. Ці клітини для життєдіяльності потребують надходження органічних сполук: вуглеводів, білків, жирів. Гетеротрофами є всі тварини, велика частина бактерій, гриби, деякі вищі рослини - сапрофіти і паразити, а також клітини рослин, що не містять хлорофіл.

Фотосинтез - синтез органічних сполук, що йде за рахунок енергії сонячного випромінювання.

СВІТЛОВА ФАЗА: Під час світлової фази енергія сонячного світла (або енергія штучних джерел світла) вловлюється зеленими рослинами і перетворюється на хімічну енергію, укладену в органічних речовинах, багатих енергією (багатих енергією АТФ, НАДФ і т.д.). У подальшому енергія цих багатих енергією з'єднань використовується в клітці для процесів біосинтезу, які можуть відбуватися як на світлі, так і в темряві.

Під час світлової фази фотосинтезу кванти світла поглинаються електроном у молекулі хлорофілу. У результаті один з електронів набуває великий запас енергії і покидає хлорофіл. Ця енергія використовується для синтезу АТФ і відновлення НАДФ, що призводить до утворення відновленого нікотінамйдаденіндінук-леотідфосфата НАДФ М. Разом з тим сонячне світло призводить до фотолизу води - розкладання води на іон водню Н + та іон гідроксилу ОН-. Одночасно з цим іон гідроксилу віддає свій електрон тобто хлорофілу, а виникаючі радикали ВІН утворюють воду і кисень Утворений таким чином кисень виділяється зеленими рослинами, що протягом багатьох сотень мільйонів років призвело до створення кисневої атмосфери Землі. В даний час зелені рослини продовжують безперервно збагачувати киснем атмосферу нашої планети.

Темнова фаза: фотосинтезу пов'язана з використанням макроергічних речовин (АТФ, НАДФ • Н і деяких інших) для синтезу різних органічних сполук (головним чином вуглеводів).

Мета: синтез органічних речовин, в стромі (в порожнині хлоропластів)

СО2 пов'язується з похідними рибози з утворенням глюкози: 6 СО2 +18 АТФ + 12НАДФ * Н = С6Н12О6.

Крім фотосинтезу існує ще одна форма автотрофної асиміляції - хемосинтез.

ПИТАННЯ 2.

Пристосованість організмів та її відносність. Дарвін звернув увагу на одну рису еволюційного процесу - пристосувальний характер. У результаті дії природного відбору зберігаються особини з корисними для їх процвітання ознаками. Вони зумовлюють хорошу, але не абсолютну, пристосованість організмів до тих умов, в яких живуть.

Пристосованість до умов середовища може бути досить досконалою, що підвищує шанси на виживання організмів і залишення великого числа нащадків. У це поняття входять не тільки зовнішні ознаки, а й відповідність будови внутрішніх органів виконуваних ними функцій. Наприклад, досконалі пристосування стрижа до польоту, а дятла - до життя в лісі.

Протекційне забарвлення розвинена у видів, які живуть відкрито і можуть виявитися доступними для ворогів. Таке забарвлення робить організми менш помітними на тлі навколишньої місцевості. Деякі тварини наділені яскравим візерунком (забарвлення у зебри, тигра, жирафа, змій і т.д.) - чергуванням світлих і темних смуг і плям. Ця расчленяющая забарвлення хіба що імітує чергування плям світла і тіні і теж робить тварин менш помітними.

Маскування. Маскування - пристосування, при якому форма тіла і забарвлення тварин зливаються з навколишніми предметами. Наприклад, гусениці деяких метеликів за формою тіла й забарвленням нагадують сучки. Комах, що живуть на корі дерева (жуки, вусачі та ін), можна прийняти за лишайники.

Мімікрія. Мімікрія - наслідування менш захищеного організму одного виду більш захищеного організму іншого виду (або предметів середовища). Це наслідування може виявлятися у формі тіла, забарвленням і т.д. Так, деякі види неотруйних змій і комах схожі на отруйних. Мімікрія - результат відбору подібних мутацій у різних видів. Вона допомагає незахищеним тваринам вижити, сприяє збереженню організму в боротьбі за існування.

Попереджувальна (загрозлива) забарвлення. Деякі види нерідко мають яскравою, такою, що запам'ятовується забарвленням. Раз спробувавши покуштувати неїстівну божу корівку, жалячи осу, птах на все життя запам'ятає їх яскраве забарвлення. Деякі тварини демонструють загрозливу забарвлення лише при нападі на них хижаків.

Пристосування до екстремальних умов існування. Рослини, що живуть у напівпустельних і пустельних районах, мають численні і різноманітні адаптації. Це і йде на десятки метрів вглиб землі корінь, який видобуває воду, і різке зменшення випаровування води завдяки особливій будові кутикули на листках, і повна втрата листя та інших

Будь-яка пристосованість допомагає організмам вижити лише в тих умовах, в яких вона сформувалася. Отже, пристосованість носить відносний характер. У яскравий сонячний день взимку біла куріпка видає себе тінню на снігу. У багатьох тварин є рудиментарні органи, тобто органи, які втратили своє пристосувальне значення. Зокрема, рудиментарни пальці у копитних і на задньої кінцівки кита. Наявність рудиментів служить прикладом відносної доцільності. Відносність пристосованості забезпечує можливість подальшої перебудови і вдосконалення наявних у даного виду адаптацій, тобто нескінченність еволюційного процесу.



КВИТОК № 8

ПИТАННЯ 1.

Енергетичний обмін в клітині. Первинним джерелом енергії в живих організмах є Сонце. Енергія, принесена світловими квантами (фотонами), поглинається пігментом хлорофілом, які мають хлоропластах зеленого листя, і накопичується у вигляді хімічної енергії в різних поживних речовинах. Всі клітини та організми можна розділити на два основні класи залежно від того, яким джерелом енергії вони користуються. Перші, званих аутотрофнимі (зелені рослини), СО2 і Н2О перетворюються в процесі фотосинтезу в елементарні органічні молекули глюкози, з яких і будуються потім складні молекули. Клітини другого класу, звані гетеротрофних (тварини клітини), отримують енергію з різних поживних речовин (вуглеводів, жирів і білків), синтезованих аутотрофнимі організмами. Енергія, що міститься в цих органічних молекулах, звільняється головним чином у результаті з'єднання їх з киснем повітря (тобто окислення) в процесі, званому аеробним диханням. Цей енергетичний цикл у гетеротрофних організмів завершується виділенням СО2 і Н2О.

Клітинне дихання - це окислення органічних речовин, що веде до отримання хімічної енергії (АТФ). Більшість клітин використовують у першу чергу вуглеводи. Полісахариди залучаються до процесу дихання лише після того, як вони будуть гідроліз до моносахаридів: Крохмаль (у рослин), Глікоген (у тварин). Жири становлять «перший резерв» і пускаються у справу головним чином тоді, коли запас вуглеводів вичерпаний. Однак у клітинах скелетних м'язів при наявності глюкози і жирних кислот перевага віддається жирних кислот. Оскільки білки виконують ряд інших важливих функцій, їх використовують лише після того, як будуть витрачені всі запаси вуглеводів і жирів.

Етапи енергетичного обміну

Єдиний процес енергетичного обміну можна умовно розділити на три послідовні етапи:

Перший етап: - розщеплення органічних вещ-в у травній системі до проміжних продуктів розпаду. (Гідроліз).

Білки + Н2О = амінокислота + тепло (розсіюється)

Жири + Н2О = гліцерин + жирні кислоти + тепло

Полісахариди + Н2О = глюкоза + тепло

Другий етап: (у клітці, в цитоплазмі) - гліколіз - без кисневе розщеплення глюкози.Глюкоза під впливом ферментів розщеплює до двох молекул С3Н6О3 З свиделеніем енергіі.60% цієї енергії розсіюється у вигляді тепла, 40% у вигляді АТФ.

Третій етап: (кисневе розщеплення в мітохондріях) На кисневому етапі: з боку мембрани крист знаходяться молекули переносники. Електрон підхоплюється молекулами переносниками та перетягується з однієї молекули на іншу (окислення), при цьому він втрачає енергію. Ця енергія на відновлення АТФ з АДФ. Цей процес називається окислювальне фосфорилювання. У кінці ланцюга переносників варто кисень він є акцептором. Аніони накопичуються з боку мембрани, іони з зовнішнього боку. Коли різницю потенціалів між ними досягне критичного рівня іон через ферментативний канал проходить на внутрішньою сторону мембрани. При цьому виділяється енергія, вона йде на фосфолірірованіе (АДФ-АТФ). У підсумку на кисневому етапі утворюється 36 АТФ.

ПИТАННЯ 2.

Дарвін детально описав розмаїття порід домашніх тварин і проаналізував їх походження. Він відзначає, що людина сам створив розмаїття порід і сортів культурних рослин шляхом штучного відбору, тобто зміни в різних напрямках однієї або декількох родоначальних диких видів. Особливо докладно Дарвін досліджував походження порід домашнього голуба. Незважаючи на великі відмінності, породи домашніх голубів мають дуже важливі спільні ознаки. Усі домашні голуби - громадські птиці, гніздяться на будівлях, а не на деревах, як дикі. Голуби різних порід легко схрещуються і дають плідне потомство. При схрещуванні особин, які належать до різних порід, Дарвін отримав потомство, за забарвленням дивно схоже з диким (скелястим) голубом. Таким чином, було показано, що в процесі одомашнення людина може досягти значних змін у рослин і тварин. Вчений зробив висновок, що всі породи домашніх голубів походять від одного виду - дикого сизого (скелястого) голуба.

Дарвін розрізняє два види штучного відбору - методичний (свідомий) і несвідомий.

Несвідомий відбір - це відбір, спрямований на поліпшення породи або сорту, коли не ставиться завдання вивести абсолютно новий сорт чи породу. Наприклад, господиня використовує на м'ясо поганих несучок, а яйценоских курей залишає, тобто йде часткова вибракування.

Методичний добір полягає у науковій розробці всієї селекційної роботи. Використовуючи цей метод, селекціонер, як скульптор, ліпить нові органічні форми за заздалегідь продуманим планом.

Природний відбір. Велика заслуга Ч. Дарвіна полягає у відкритті ролі відбору як направляє та рушійного чинника еволюційного процесу. Завдяки мутаційного процесу, коливання чисельності та ізоляції виникає генетична неоднорідність всередині виду. Дарвін вважав, що завдяки природному відбору здійснюється процес збереження і переважного розмноження організмів, які мають ознаки, найбільш корисними в даних умовах оточуючого середовища. Природний відбір - результат боротьби за існування, під якою розуміють відхилення особин всередині видів, між видами, а також вплив природно-кліматичних факторів.



КВИТОК № 9

ПИТАННЯ 1.

Біосинтез білка. Інформаційна РНК, що несе відомості про первинну структуру білкових молекул, синтезується в ядрі. Пройшовши через пори ядерної оболонки, і-РНК направляється до рибосом, де здійснюється розшифровка генетичної інформації - переведення її з «мови» нуклеотидів на «мову» амінокислот. Амінокислоти, з яких синтезуються білки, доставляються до рибосом за допомогою спеціальних РНК, званих транспортними (т-РНК). У т-РНК послідовність трьох нуклеотидів комплементарна нуклеотидам кодону в і-РНК. Така послідовність нуклеотидів у структурі т-РНК називається антикодоном. Кожна т-РНК приєднує певну, «свою» амінокислоту, за допомогою ферментів і з витратою АТФ. У цьому полягає перший етап синтезу. Для того щоб амінокислота включилася в ланцюг білка, вона повинна відірватися від т-РНК. На другому етапі синтезу білка т-РНК виконує функцію перекладача з «мови» нуклеотидів на «мову» амінокислот. Такий переклад відбувається на рибосомі. У ній є дві ділянки: на одному т-РНК отримує команду від і-РНК - антикодон дізнається кодон, на іншому - виконується наказ - амінокислота відривається від т-РНК.

Третій етап синтезу білка полягає в тому, що фермент синтетаза приєднує відірвалися від т-РНК амінокислоту до білкового молекулі. Інформаційна РНК безперервно ковзає по рибосоме, кожен триплет спочатку потрапляє в першу ділянку, де впізнається антикодоном т-РНК, потім на другу ділянку. Сюди ж переходить т-РНК з приєднаною до неї амінокислотою, тут амінокислоти відриваються від т-РНК і з'єднуються один з одним у тій послідовності, в якій триплети слідують один за іншим.

Коли на рибосоме у першій ділянці виявляється один з трьох кодонів, є знаками пунктуації між генами, це означає, що синтез білка завершений. Готова ланцюг білка відходить від рибосоми. Процес синтезу білкової молекули вимагає великих витрат енергії. На з'єднання кожної амінокислоти з т-РНК витрачається енергія однієї молекули АТФ. Для збільшення виробництва білків і-РНК часто одночасно проходить не через одну, а через кілька рибосом послідовно. Таку структуру, об'єднану однією молекулою і-РНК, називають полисомой. На кожній рибосоме у такому, схожому на нитку бус, конвеєрі послідовно синтезуються кілька молекул однакових білків. Синтезовані білки надходять у канали ендоплазматичної мережі, за якими транспортуються до певних ділянок клітини.

ПИТАННЯ 2.

Ізоляція - еволюційний фактор. Ізоляція - виникнення будь-яких бар'єрів, що порушують вільне схрещування, що веде до збільшення і закріплення відмінностей між популяціями та окремими частинами всього населення. Розрізняють географічну, екологічну, а також етологічну ізоляцію.

Географічна (або просторова) ізоляція пов'язана з розривом єдиного ареалу проживання виду на не сполучені між собою частини. У кожній ізольованої популяції можуть випадково виникатимуть мутації. Внаслідок дрейфу генів і дії природного відбору генотипический склад ізольованих популяцій різниться все більше і більше. Причини, які ведуть до виникнення географічної ізоляції, численні: це наявність гір і річок, перешийків чи проток, винищування популяцій у певних районах і т.д.

Екологічна ізоляція пов'язані з перевагою конкретного місце проживання. Севанська форель - приклад такої ізоляції. Різні популяції форелі нерестяться в гирлах різних струмків і гірських річок, що впадають в озеро, тому вільне схрещування між ними вкрай утруднено. Екологічна ізоляція, таким чином, перешкоджає схрещування особин з різних популяцій і служить так само, як і географічна ізоляція, початковим етапом розбіжності популяцій.

Еволюційна суть різних варіантів просторової та екологічної ізоляції однакова - розрив єдиного генофонду виду на два або більше число ізольованих один від одного генофондів (припинення обміну між ними генетичним матеріалом; незалежне протікання в ізольованих частинах виду еволюційного процесу). Його кінцевим результатом, хоча і з невеликою ймовірністю, стає утворення нових видів. Саме тому первинні форми ізоляції розглядають як пускові механізми відообразовательного процесу.



КВИТОК № 10

ПИТАННЯ 1.

Фотосинтез. Первинним джерелом енергії в живих організмах є Сонце. Енергія, принесена світловими квантами (фотонами), поглинається пігментом хлорофілом, які мають хлоропластах зеленого листя, і накопичується у вигляді хімічної енергії в різних поживних речовинах.

Автотрофи - організми синтезують органічні речовини з неорганічних (Рослини, деякі бактерії) Гетеротрофи - організми споживають органічні речовини в готовому вигляді (тварини, гриби). Молекули хлорофила можуть поглинати сонячні промені різної довжини

Перший етап (світловий) відбувається в тіланойдах, мета: формування акумуляторів енергії: АТФ і НАДФ * Н (никатинамиддинуклеатидфосфат * Н)

Молекула хлорофила 1, поглинає квант світла, при цьому з неї вибивається електрон, він переходить на більш високий енергетичний рівень, а потім підхоплюється молекулами переносниками. Електрон перескакує з одного переносника на інший втрачаючи енергію, ця енергія йде на фосфорилювання (місці електрона утворюється дірка). В кінці переносників електрон підхоплюється НАДФ +. Молекула хлорофила 2 під впливом кванта світла втрачає електрон (дірка). Електрон підхоплюється молекулами переносниками, втрачає енергію (на синтез АТФ). Електрон йде в хлорофил 1 (закриває дірку). Під впливом кванта світла йде фотоліз води. Водень йде до НАДФ, а електрон в дірку 2. Підсумок: синтез АТФ, НАДФ * Н і молекулярний кисень.

Другий етап (темнової). Мета: синтез органічних речовин. Де: стромі (в порожнині хлоропластів.) Вуглекислий газ зв'язується з похідними рибози з утворенням глюкози

6CO2

Квитки з біології для 10-11 класів 18АТФ С6Н12О6 (ГЛЮКОЗА)

12НАДФ * Н

Значення фотосинтезу:

1 Насичення атмосфери киснем

2 Поглинання вуглекислого газу з атмосфери

3 Первинний джерело органічних речовин на планеті - рослини

4 Космічна роль зелених рослин: перетворять сонячну енергію, в енергію хімічних зв'язків органічних речовин (доступну всім живим організмам)

ПИТАННЯ 2.

Переважна більшість нині живих організмів складається з клітин. Лише деякі примитивнейшие організми - віруси й фаги - не мають клітинної будови. За цим найважливішим ознакою все живе ділиться на дві імперії - доклітинних (віруси та фаги) і клітинних (сюди відносяться всі інші організми: бактерії і близькі до них групи; гриби; зелені рослини і тварини). Сучасна біологія визнає поділ на п'ять царств, прокаріот, або дробянок, зелених рослин, грибів, тварин, окремо виділяється царство вірусів - доклітинних форм життя.

Віруси і фаги. Імперія доклітинних складається з єдиного царства - вірусів. Це дрібні організми, їх розміри коливаються від 12 до 500 мкм. Дрібні віруси рівні великим молекул білка. Віруси - паразити клітин. Віруси бактерій називають фагами або бактеріофагами. Віруси принципово відрізняються від всіх інших організмів. Ось найважливіші особливості доклітинних: 1. Вони можуть існувати лише як внутрішньоклітинні паразити і не можуть розмножуватися поза клітинами тих організмів, в яких паразитують. 2. Містять лише один з типів нуклеїнових кислот - або РНК, або ДНК (всі клітинні організми містять і ДНК, і РНК одночасно). 3. Мають дуже обмежену кількість ферментів, використовують обмін речовин господаря, його ферменти, енергію, отриману під час обміну речовин в клітинах господаря.

Прокаріоти (дробянки). До прокаріотів відносять найбільш просто влаштовані форми клітинних організмів. Синьо-зелені. У клітинах синьо-зелених немає ядра, вакуолей, відсутня статеве розмноження, що різко відрізняє їх від нижчих рослин. Синьо-зелені чудові тим, що здатні засвоювати азот повітря і перетворювати його на органічні форми азоту. При фотосинтезі вони використовують вуглекислий газ, виділяючи молекулярний кисень. Вони можуть використовувати як сонячну енергію (автотрофность), так і енергію, що виділяється при розщепленні готових органічних речовин (ге-теротрофность).

Бактерії. Більшість бактерій отримує енергію, використовуючи органічні речовини, незначна частина здатна утилізувати сонячну енергію. Мікроорганізми відіграють величезну роль у біологічному кругообігу речовин у природі і господарського життя людини. Виготовлення кисляку, кефіру, ацидофіліну, сиру, сметани, сирів, оцту немислимо без дії бактерій. В даний час багато мікроорганізмів використовуються для промислового отримання потрібних людині речовин. Мікробіологічна промисловість стала важливою галуззю виробництва. Сумну популярність здобули паразитичні бактерії - збудники найнебезпечніших захворювань людини: чуми, холери, туберкульозу, дизентерії і безлічі інших захворювань. Віруси і бактерії - основні збудники інфекційних захворювань.

Еукаріоти. Всі інші організми відносять до ядерних, або еукаріотів. Основні ознаки еукаріот показані в таблиці. Еукаріоти діляться на три царства: зелені рослини, гриби і тварини.

Зелені рослини. Сюди відносять зелені рослини з автотрофним харчуванням. Дуже рідко зустрічається гетеротрофность (наприклад, у комахоїдних рослини росички і у паразитичного рослини омели). Завжди є пластиди. Клітини, як правило, мають зовнішню оболонку з целюлози.

Гриби. Серед грибів розрізняють різноманітні форми: хлібну цвіль, пліснявий грибок пеніціллум, іржава гриби, шапинкових грибів, трутовики. Загальною особливістю для настільки різноманітних форм є утворення вегетативного тіла гриба з тонких розгалужених ниток, що утворюють грибницю.

Тварини Всі тварини - гетеротрофні організми. Вони активно видобувають органічні речовини, поїдаючи ті чи інші, як правило, живі організми. Видобуток такого корму вимагає рухливості. З цим і пов'язаний розвиток різноманітних органів руху (наприклад, ложноножки амеби, війки інфузорій, крила комах, плавники риб і т. д.,). Швидкі рухи неможливі без наявності рухомого скелета, до якого кріпиться мускулатура. Так виникає зовнішній хітиновий скелет членистоногих, внутрішній кістковий скелет хребетних. З рухливістю пов'язана й інша важлива особливість тварин: клітина тварин позбавлена ​​щільною зовнішньої оболонки, зберігаючи лише внутрішню цитоплазматичну мембранну оболонку. Наявність у клітці тварин нерозчинних у воді твердих запасающих речовин (наприклад, крохмалю) перешкоджало б рухливості клітки. Ось чому основним запасающих речовиною у тварин є легкорозчинний полісахарид - глікоген.



КВИТОК № 11

ПИТАННЯ 1.

Віруси - це некліткова форма життя. Вони можуть функціонувати тільки всередині одне-або багатоклітинного організму. Віруси були відкриті у 1892 р. Д. І. Івановського при дослідженні мозаїчної хвороби листя тютюну. Віруси не мають цитоплазми, клітинних органоїдів, власного обміну речовин.

Віруси - інфекційні агенти Жоден з відомих вірусів не здатний до самостійного існування. Лише потрапивши в клітину, генетичний матеріал вірусу відтворюється, перемикаючи роботу клітинних біохімічних конвеєрів на виробництво вірусних білків: як ферментів, необхідних для реплікації вірусного генома - всієї сукупності його генів, так і білків оболонки вірусу. У клітці ж відбувається і збірка з нуклеїнових кислот і білків численних нащадків одного потрапив у неї вірусу. У залежності від тривалості перебування вірусу в клітці і характеру зміни її функціонування розрізняють три типи вірусної інфекції. Якщо утворюють віруси одночасно залишають клітку, то вона розривається і гине. Що вийшли з неї віруси вражають нові клітини. Так розвивається літична інфекція.

Будова вірусів Незалежно від типу інфекції і характеру захворювання всі віруси можна розглядати як генетичні елементи, одягнені в захисну білкову оболонку і здатні переходити з однієї клітини в іншу. Окремі вірусні частки - віріони - представляють собою симетричні тіла, що складаються з повторюваних елементів. У серцевині кожного вириона знаходиться генетичний матеріал, представлений молекулами ДНК або РНК. Велика різноманітність форм цих молекул: є віруси, що містять двох цепочечную ДНК в кільцевій або лінійної формі; віруси з одно-цепочечной кільцевої ДНК; одно-цепочечной або двох цепочечной РНК; містять дві ідентичні одно-ланцюгові РНК. Генетичний матеріал вірусу (геном) оточений капсидом - білкової оболонкою, що захищає його як від дії нуклеаз - ферментів, що руйнують нуклеїнові кислоти, так і від впливу ультрафіолетового випромінювання. Капсиди складаються з багаторазово повторених поліпептидних ланцюгів одного або декількох типів білків. В основі взаємодії вірусних білків один з одним і з нуклеїнової кислотою лежить закон термодинаміки, який говорить, що стійкість системи отримується при досягненні мінімального рівня вільної енергії. Для кожного вірусу існує свій набір білків, який при складанні вириона дає оптимальну в енергетичному плані форму капсида. Більшість вірусів побудовані за одним з двох типів симетрії - спіральної або кубічної.

Проникнення вірусу в клітину Віруси рослин, клітини яких крім мембрани захищені міцною оболонкою з клітковини, можуть проникнути в них лише в місцях механічних пошкоджень. Рознощиками цих вірусів можуть бути членистоногі - комахи на зразок попелиць і кліщі з сисним ротовим апаратом. Вони переносять ріріони на своїх хоботком. І у людини переносниками вірусних хвороб можуть бути москіти (жовта лихоманка), комарі (японський енцефаліт) або кліщі (тайговий енцефаліт). Безоболочечная клітини тварин, захищені однієї мембраною, більш уразливі для вірусів в першу чергу з-за своєї здатності до фагоцитозу-і піноцитозу. Захоплюючи поживні речовини, вони часто «ковтають» і віріони. Якщо клітини з'єднані один з одним, як клітини нервової системи, вірус може подорожувати по цих контактах, заражаючи одну клітку задругой. Зазвичай це повільний процес (так відбувається зараження, наприклад, після укусу скаженої тварини). Нарешті, в багатьох вірусів розвиваються спеціальні пристосування для проникнення в клітину. Клітини, що вистилають дихальні шляхи, покриті захисним шаром слизу. Але вірус грипу розріджує слиз і проникає до мембрани (тому-то часто перший симптом грипу - нежить).

Певну групу становлять віруси бактерій - бактеріофаги, або фаги, які здатні проникати в бактеріальну клітину. Спочатку бактеріофаг прикріплюється до поверхні клітини і розчиняє в цьому місці оболонку бактерії. Далі у бактерії, зараженої бактеріофагом, починає синтезуватися ДНК бактеріофага, а не власна ДНК бактерії, і в кінцевому підсумку бактерія гине. Поселяючись в клітинах живих організмів, віруси викликають багато небезпечні захворювання рослин (мозаїчна хвороба томатів, огірків; скручування листя тощо) і домашніх тварин (ящур, чума свиней і птахів тощо), що різко знижує врожайність культур і призводить до масової загибелі тварин. Віруси викликають небезпечні захворювання у людини (кір, віспа, поліомієліт та ін.) В останні роки до них додалося ще одне захворювання - СНІД (синдром набутого імунодефіциту). Хвороба вражає переважно імунну систему, яка здійснює захист організму від різних хвороботворних агентів. Збудник хвороби - вірус імунодефіциту людини (ВІЛ) - розмножується головним чином у клітинах цієї системи, в результаті чого організм стає беззахисним до мікробів, в звичайних умовах не викликає захворювання. ВІЛ володіє унікальною мінливістю, яка більш ніж у 100 разів перевищує мінливість вірусу грипу. Тому вакцина, приготована проти однієї форми ВІЛ, може виявитися неефективною проти іншої. Передбачається, що ВІЛ може зберігатися в організмі людини довічно. Це означає, що до кінця свого життя інфіковані люди можуть заражати інших. Можливі шляхи зараження при переливанні крові, пересадці органів, статевих контактах.

Походження вірусів в процесі еволюції поки не ясно. Передбачається, що віруси являють собою сильно дегенерировавшие клітини або їх фрагменти, які під час пристосування до паразитизму втратили все, без чого можна обійтися, за винятком своєї спадкової інформації та захисної білкової оболонки.

ПИТАННЯ 2.

Розвиток уявлень про виникнення життя. Теорія виникнення життя на Землі. З глибокої давнини і до нашого часу було висловлено незліченну кількість гіпотез про походження життя на Землі. Всі їх різноманіття зводиться до двох взаємовиключних точок зору. Прихильники теорії біогенезу (від грец. «Біо» - життя і «націєтворення» - походження) вважали, що все живе походить тільки від живого. Їх противники захищали теорію абіогенез («а» - лат. Негативна приставка); вони вважали можливим походження живого з неживого.

Проти теорії самозародження в XVII ст. виступив флорентійський лікар Франческо Реді. Поклавши м'ясо в закритий горщик, Ф. Реді показав, що в гнилому м'ясі личинки м'ясної мухи не саме зароджуються. Прихильники теорії самозародження не здавалися, вони стверджували, що самозародження личинок не сталося з тієї лише причини, що в закритий горщик не поступало повітря. Тоді Ф. Реді помістив шматочки м'яса в кілька глибоких судин. Частина з них залишив відкритими, а частина прикрив серпанком. Через деякий час у відкритих посудинах м'ясо кишіло личинками мух, тоді як в судинах, прикритих серпанком, в гнилому м'ясі ніяких личинок не було. У XVIII ст. теорію самозародження життя продовжував захищати німецький математик і філософ Лейбніц. Він і його прихильники стверджували, що в живих організмах існує особлива «життєва сила». На думку віталістів (від лат. «Віта» - життя), «життєва сила» присутній скрізь. Достатньо лише вдихнути її, і неживе стане живим. Мікроскоп відкрив людям мікросвіт. Спостереження показували, що в щільно закритій колбі з м'ясним бульйоном або сенним настоєм через деякий час виявляються мікроорганізми. Але варто було прокип'ятити м'ясний бульйон протягом години і запаяти шийку, як в запаяній колбі нічого не виникало. Віталісти висунули припущення, що тривале кип'ятіння вбиває «життєву силу», яка не може проникнути в запаяну колбу.

Експеримент Пастера. Французька Академія наук у 1859 р. призначила спеціальну премію за спробу висвітлити по-новому питання про самовільне зародження. Цю премію в 1862 році отримав знаменитий французький вчений Луї Пастер. Пастер провів експеримент, що змагався за простотою зі знаменитим досвідом Реді. Він кип'ятив в колбі різні живильні середовища, в яких могли розвиватися мікроорганізми. При тривалому кип'ятінні в колбі гинули не тільки мікроорганізми, а й їхні суперечки. Пам'ятаючи про затвердження віталістів, що міфічна «життєва сила» не може проникнути в запаяну колбу, Пастер приєднав до неї S-образну трубку з вільним кінцем. Спори мікроорганізмів осідали на поверхні тонкої вигнутій трубки і не могли проникнути в живильне середовище. Добре прокип'ячена живильне середовище залишалася стерильною, в ній не спостерігалося самозародження мікроорганізмів, хоча доступ повітря (а з ним і горезвісної «життєвої сили») був забезпечений. Пастер своїми дослідами довів неможливість самовільного зародження життя. Уявленням про «життєву силу» - віталізму - було завдано нищівного удару.

Абіогенний синтез органічних речовин. Експеримент Пастера продемонстрував неможливість самовільного зародження життя в звичайних умовах. Питання про виникнення життя на нашій планеті довгий час ще залишався відкритим. У 1924 р. відомий біохімік академік А.І. Опарін висловив припущення, що при потужних електричних розрядах в атмосфері Землі, яка 4-4,5 млрд. років тому складалася з аміаку, метану, вуглекислого газу і пари води, могли виникнути найпростіші органічні сполуки, необхідні для виникнення життя. Передбачення А.І. Опаріна виправдалися. У 1955 р. американський дослідник С. Міллер, пропускаючи електричні розряди напругою до 60000 В через суміш СН4, NH3, H2 і парів H2O під тиском у кілька паскалів при температурі +80 ° С, отримав найпростіші жирні кислоти, сечовину, оцтову і мурашину кислоти і кілька амінокислот, в тому числі гліцин і аланін. Амінокислоти - це ті «цеглинки», з яких побудовані молекули білків. Тому експериментальне доказ можливості утворення амінокислот і неорганічних сполук - надзвичайно важлива вказівка ​​на те, що першим кроком на шляху виникнення життя на Землі був абіогенний (небиологический) синтез органічних речовин.



КВИТОК № 12

ПИТАННЯ 1.

Розподіл клітин. Мітоз. Здатність до поділу - найважливіша властивість кліток. Без розподілу неможливо уявити собі збільшення числа одноклітинних істот, розвиток складного багатоклітинного організму з однієї заплідненої яйцеклітини, поновлення кліток, тканин і навіть органів, втрачених у процесі життєдіяльності організму. Розподіл клітин здійснюється поетапно. На кожному етапі поділу відбуваються визначені процеси. Вони приводять до подвоєння генетичного матеріалу (синтезу ДНК) і його розподілу між дочірніми клітинами. Період життя клітки від одного поділу до наступного називається клітинним циклом.

Підготовка до поділу. Еукаріотичні організми, що складаються з клітин, що мають ядра, починають підготовку до розподілу на визначеному етапі клітинного циклу, в інтерфазі. Саме в період інтерфази в клітці відбувається процес біосинтезу білка, подвоюються всі найважливіші структури клітки. Уздовж вихідної хромосоми з наявних у клітці хімічних сполук синтезується її точна копія, подвоюється кількість ДНК. Подвоєна хромосома складається з двох половинок - хроматид. Кожна з хроматид містить одну молекулу ДНК. Інтерфаза в клітинах рослин і тварин у середньому триває 10-20 ч. Потім настає процес розподілу клітки - мітоз. Під час мітозу клітка проходить ряд послідовних фаз, у результаті яких кожна дочірня клітка одержує такий же набір хромосом, який був у материнській клітині.

Розрізняють 4 фази мітозу: профаза, метафаза, анафаза і телофаза.

У профазі спіралізіруются і внаслідок цього товщають хромосоми, що складаються з двох сестринських хроматид, утримує разом центромерой. До кінця профази ядерна мембрана і ядерця зникають і хромосоми розосереджуються по всій клітині. У цитоплазмі до кінця профази центріолі відходять до полюсів і утворюють веретено поділу. У метафазі відбувається подальша спирализация хромосом. У цю фазу вони найбільш видно. Їх центромери розташовуються по екватору. До них прикріплюються нитки веретена деленія.В анафазі центромери діляться, сестринські хроматиди відокремлюються один від одного і за рахунок скорочення ниток веретена відходять до протилежних полюсів клітини. У телофазе цитоплазма ділиться, хромосоми розкручуються, знову утворюються ядерця і ядерні мембрани. У тваринних клітинах цитоплазма перешнуровивается, в рослинних - в центрі материнської клітини утворюється перегородка. Так з однієї вихідної клітини (материнської) утворюються дві нові - дочірні, з диплоїдним набором хромосом.

ПИТАННЯ 2.

Сучасні погляди на виникнення життя, Гіпотеза А. І. Опаріна. Найбільш істотна риса гіпотези А. І. Опаріна - поступове ускладнення хімічної структури та морфологічного вигляду попередників життя (предбионтов) на шляху до живим організмам.

Велика кількість даних свідчить про те, що середовищем виникнення життя були прибережні райони морів і океанів. Тут, на стику моря, суші і повітря, створювалися сприятливі умови для утворення складних органічних сполук. Наприклад, розчини деяких органічних речовин (Сахаров, спиртів) мають великий стійкістю і можуть існувати необмежено довгий час. У концентрованих розчинах білків, нуклеїнових кислот можуть утворюватися згустки подібно водних розчинів желатину. Такі згустки називають коацерватнимі краплями, або коацерватами. Коацервати здатні адсорбувати різні речовини. З розчину в них надходять хімічні сполуки, які перетворюються в результаті реакцій, які відбуваються коацерватних краплях, і виділяються в навколишнє середовище. Коацервати - це ще живі істоти. Вони виявляють лише зовнішня схожість з такими ознаками живих організмів, як ріст і обмін речовин з навколишнім середовищем. Тому виникнення коацерватів розглядають як стадію розвитку преджізні. Коацервати зазнали дуже тривалий відбір на стійкість структури. Стійкість було досягнуто внаслідок створення ферментів, які контролюють синтез тих чи інших сполук. Найбільш важливим етапом в походження життя було виникнення механізму відтворення собі подібних і успадкування властивостей попередніх поколінь. Це стало можливим завдяки утворенню складних комплексів нуклеїнових кислот і білків. Нуклеїнові кислоти, здатні до самовідтворення, стали контролювати синтез білків, визначаючи в них порядок амінокислот. А білки-ферменти здійснювали процес створення нових копій нуклеїнових кислот. Так виникло головне властивість, характерна для життя, - здатність до відтворення подібних собі молекул. Живі істоти є так звані відкриті системи, тобто системи, в яких енергія надходить ззовні. Без надходження енергії життя існувати не може. Як ви знаєте, за способами споживання енергії організми діляться на дві великі групи: автотрофні і гетеротрофні. Автотрофні організми прямо використовують сонячну енергію в процесі фотосинтезу (зелені рослини), гетеротрофні використовують енергію, яка виділяється при розпаді органічних речовин. Очевидно, перші організми були гетеротрофних, які отримують енергію шляхом безкисневого розщеплення органічних сполук. На світанку життя в атмосфері Землі не було вільного кисню. Виникнення атмосфери сучасного хімічного складу найтіснішим чином пов'язано з розвитком життя. Поява організмів, здатних до фотосинтезу, призвело до виділення в атмосферу і воду кисню. У його присутності було кисневе розщеплення органічних речовин, при якому виходить в багато разів більше енергії, ніж при бескислородном. У 1924 р. відомий біохімік академік А.І. Опарін висловив припущення, що при потужних електричних розрядах в атмосфері Землі, яка 4-4,5 млрд. років тому складалася з аміаку, метану, вуглекислого газу і пари води, могли виникнути найпростіші органічні сполуки, необхідні для виникнення життя. Передбачення А.І. Опаріна виправдалися. У 1955 р. американський дослідник С. Міллер, пропускаючи електричні розряди напругою до 60000 В через суміш СН4, NH3, H2 і парів H2O під тиском у кілька паскалів при температурі +80 ° С, отримав найпростіші жирні кислоти, сечовину, оцтову і мурашину кислоти і кілька амінокислот, в тому числі гліцин і аланін. Амінокислоти - це ті «цеглинки», з яких побудовані молекули білків. Тому експериментальне доказ можливості утворення амінокислот і неорганічних сполук - надзвичайно важлива вказівка ​​на те, що першим кроком на шляху виникнення життя на Землі був абіогенний (небиологический) синтез органічних речовин.



КВИТОК № 13

ПИТАННЯ 1.

Мейоз. Статеве розмноження тварин, рослин і грибів пов'язано з формуванням спеціалізованих статевих клітин. Особливий тип ділення клітин, в результаті якого утворюються статеві клітини, називають мейозом. На відміну від мітозу, при якому зберігається число хромосом, одержуваних дочірніми клітинами, при мейозі число хромосом у дочірніх клітинах зменшується вдвічі.

Процес мейозу складається з двох послідовних клітинних поділів - мейозу 1 (перше розподіл) і мейозу 2 (другий розподіл). Подвоєння ДНК і хромосом відбувається тільки перед мейозом 1. У результаті першого поділу мейозу утворюються клітини зі зменшеним удвічі числом хромосом. Друге розподіл мейозу закінчується утворенням статевих клітин. Таким чином, всі соматичні клітини організму містять подвійний, диплоїдний (2п), набір хромосом, де кожна хромосома має парну, гомологічні хромосому. Зрілі статеві клітини мають лише одинарний, гаплоїдний (п), набір хромосом і відповідно вдвічі меншу кількість ДНК. Обидва поділу мейозу включають ті ж фази, що і мітоз: профазу, метафазі, анафазу, телофазу.

У профазі першого поділу мейозу відбувається спирализация хромосом. В кінці профази, коли спирализация закінчується, хромосоми набувають характерні для них форму та розміри. Хромосоми кожної пари, тобто гомологічні, з'єднуються один з одним по всій довжині і скручуються. Цей процес з'єднання гомологічних хромосом називається кон'югації. Під час кон'югації між деякими гомологічними хромосомами відбувається обмін ділянками - генами (кросинговер), що означає обмін спадковою інформацією. Після кон'югації гомологічні хромосоми відділяються один від одного. Коли хромосоми повністю роз'єднуються, утворюється веретено поділу, настає метафаза мейозу і хромосоми розташовуються в площині екватора. Потім настає анафаза мейозу, і до полюсів клітини відходять не половинки кожної хромосоми, включають одну хроматид, як при мітозі, а цілі хромосоми, кожна з яких складається з двох хроматид. Отже, в дочірню клітину потрапляє лише одна з кожної пари гомологічних хромосом.

Слідом за першим поділом настає другий розподіл мейозу, причому цьому поділу не передує синтез ДНК. Інтерфаза перед другим поділом дуже коротка. Профаза 2 нетривала. У метафазі 2 хромосоми вишиковуються в екваторіальній площині клітини. У анафазі 2 здійснюється поділ їх центромер і кожна хроматида стає самостійною хромосомою. У телофазе 2 завершується розбіжність сестринських хромосом до полюсів і наступає ділення клітини. У результаті з двох гаплоїдних клітин утворюються чотири гаплоїдні дочірні клітини. Відбувається в мейозі перехрест хромосом, обмін ділянками, а також незалежне розходження кожної пари гомологічних хромосом визначає закономірності спадкової передачі ознаки від батьків потомству. З кожної пари двох гомологічних хромосом (материнської та батьківської), які входили в хромосомний набір диплоїдних організмів, у гаплоїдному наборі яйцеклітини або сперматозоїда міститься лише одна хромосома.

ПИТАННЯ 2.

Ароморфоз - велике еволюційна зміна. Воно забезпечує підвищення рівня організації організмів, переваги в боротьбі за існування, можливість освоєння нових середовищ існування. Чинники, що викликають ароморфозів, - спадкова мінливість, боротьба за існування і природний добір.   Основні ароморфозів в еволюції багатоклітинних тварин:

1) поява багатоклітинних тварин від одноклітинних, диференціація клітин та освіта тканин;

2) формування у тварин двосторонньої симетрії, передньої і задньої частин тіла, черевний і спинний сторін тіла у зв'язку з поділом функцій в організмі (орієнтація в просторі - передня частина, захисна - спинна сторона, пересування - черевна сторона);

3) виникнення безхребетних, подібних сучасному ланцетнику, панцирних риб з кістковими щелепами, що дозволяє активно полювати і справлятися з видобутком:

4) виникнення легких і поява легеневого дихання поряд із зябровим;

5) формування скелета плавців з м'язами, подібних пятипалой кінцівки наземних хребетних, що дозволили тваринам не тільки плавати, але й повзати по дну, пересуватися по суші;

6) ускладнення кровоносної системи від двокамерного серця, одного кола кровообігу у риб до чотирьох камерного серця, двох кіл кровообігу у птахів і ссавців. Розвиток нервової системи: паутинообразная у кишково-порожнинних, черевна ланцюжок у кільчастих хробаків,

трубчаста нервова система, значного розвитку великих півкуль і кори головного мозку у птахів, людини та інших ссавців. Ускладнення органів дихання (зябра у риб, легкі у наземних хребетних, поява у людини та інших ссавців в легенях безлічі осередків, обплетених мережею капілярів).

Виникнення в клітинах хлоропластів з хлорофілом, фотосинтезу - важливий ароморфоз еволюції органічного світу, забезпечив живе їжею і енергією, киснем. Подальше ускладнення рослин у процесі еволюції: поява коренів, листя, розвиненого стебла, тканин, дозволили їм освоїти сушу (папороті, хвощі, плауни). Ароморфози, які б ускладнення рослин у процесі еволюції: виникнення насіння, квітки і плоду (перехід насіннєвих рослин від розмноження спорами до розмноження насінням). Суперечка - одна спеціалізована клітина, насіння - зачаток нової рослини із запасом поживних речовин. Переваги розмноження рослин насінням - зменшення залежності процесу розмноження від навколишніх умов і підвищення виживання.



КВИТОК № 14

ПИТАННЯ 1.

Форми розмноження організмів (БЕСПОЛОЕ.) Здатність до розмноження, або самовідтворення, є одним з обов'язкових і найважливіших властивостей живих організмів. Розмноження підтримує тривале існування виду, забезпечує спадкоємність між батьками і їх потомством у ряді багатьох поколінь. Воно призводить до збільшення чисельності особин виду і сприяє його розселення. У рослин, переважна більшість яких веде прикріплений спосіб життя, розселення в процесі розмноження - єдиний спосіб зайняти більшу територію проживання. У більшості багатоклітинних організмів частина клітин спеціалізувалася на виконанні функції розмноження, виникли репродуктивні органи. У них утворюються клітини, здатні дати початок новому організму. Якщо новий організм виникає із статевих клітин, то говорять про статеве розмноження. Якщо ж утворення нового організму пов'язане з соматичними клітинами, то такий спосіб розмноження називають безстатевим.

Безстатеве розмноження характеризується тим, що в ньому бере участь одна особина. У деяких випадках для відтворення потомства утворюються спеціалізовані клітини - спори, кожна з яких проростає і дає початок новому організму. Спороутворення зустрічається в найпростіших (малярійний плазмодій), грибів, водоростей та лишайників.

Вегетативне розмноження. Розмноження за допомогою вегетативних органів (у рослин) і частин тіла (у тварин) називається вегетативним. Воно засноване на здатності організмів відновлювати (регенерувати) відсутні частини. Цей спосіб розмноження широко поширений в природі, але з найбільшою різноманітністю воно здійснюється у рослин, особливо у квіткових. При розподілі шляхом мітозу одноклітинних бактерій, водоростей, найпростіших утворюються два дочірніх організму. У одноклітинних водоростей, грибів і лишайників розмноження здійснюється відповідно обривками ниток, гіф і уламками слоевищ. Прикладом вегетативного розмноження може служити брунькування. Воно характерне для деяких кишково-порожнинних (гідри) і дріжджових грибків. Якщо при цьому дочірні особини не відокремлюються від материнської, можуть виникати колонії. У квіткових рослин в природі нові особини можуть виникати з вегетативних органів: стебла (кактуси, ряска, елодея), листа (фіалка, бегонія), кореня (малина, осот), видозмінених пагонів: бульби (картопля), цибулини (цибуля, часник, тюльпан), кореневища (пирій, хвощ), вусів (суниця). Вегетативне розмноження рослин широко використовуються в с / г практиці. Вегетативним шляхом вдається розмножувати далеко не всі рослини. Вчені вивчають механізми розмноження для того, щоб навчитися управляти ними. Використовуючи клітинні культури, можна спочатку розмножити клітки з потрібною спадковою інформацією, а потім виростити з них цілу рослину. У багатоклітинних тварин в силу високої спеціалізації клітин організму розмноження зустрічається значно рідше. Крім кишковопорожнинних воно спостерігається в губок, плоских хробаків. При будь-якій формі безстатевого розмноження - частинами тіла або спорами - спостерігається збільшення чисельності особин даного виду без підвищення їх генетичного різноманіття: всі особини є точною копією материнського організму. Ця особливість використовується людиною для отримання однорідного, з гарними ознаками потомства плодово-ягідних, декоративних та інших груп рослин. Нові ознаки у таких організмів з'являються тільки в результаті мутацій.

ПИТАННЯ 2.

Рушійні сили антропогенезу. Дарвін показав, що основні фактори еволюції органічного світу, тобто спадкова мінливість, боротьба за існування і природний відбір, застосовні і до еволюції людини. Завдяки їм організм древньої людиноподібної мавпи зазнав ряд морфофізіологічних змін, в результаті яких виробилася вертикальна хода, розділилися функції рук і ніг. Для пояснення антропогенезу недостатньо одних біологічних закономірностей. Якісна своєрідність його розкрив Ф. Енгельс, вказавши на соціальні фактори: праця, громадське життя, свідомість і мова. Праця - важливий фактор еволюції людини. Основною рушійною силою антропогенезу з'явився працю, в процесі якого людина сама створює знаряддя праці. Найбільш високоорганізовані тварини можуть вживати предмети як готових знарядь, але не здатні створити їх. Тварини лише користуються дарами природи, людина ж змінює їх у процесі праці. Тварини також змінюють природу, але не навмисно, а лише тому, що знаходяться і живуть у природі. Їх вплив на природу порівняно із впливом на неї людини мізерно.

Морфологічні та фізіологічні перетворення наших мавпоподібних предків правильніше буде назвати антропоморфозами, так що викликав їх основний фактор - праця - був специфічний тільки для еволюції людини. Особливо важливим було виникнення прямої ходи. Розміри і маса тіла мавп збільшилися, виник S-подібний вигин хребетного стовпа, який додав йому гнучкість, утворилася склепінчаста пружна стопа, розширився таз, усталився крижі, щелепний апарат став легшим і т.д. Прямоходіння встановилося не відразу. Це був дуже тривалий процес відбору спадкових змін, корисних у трудовій діяльності. Імовірно він тривав мільйони років. Біологічно прямоходіння принесло людині чимало ускладнень. Воно обмежило швидкість його пересування, позбавило рухливості крижі, що ускладнила пологи; тривале стояння і носіння тягарів іноді призводить до плоскостопості і розширенню вен на ногах. Зате завдяки прямоходіння звільнилися руки для знарядь праці. Виникнення прямоходіння, на думку Ч. Дарвіна, а потім Ф. Енгельса, стало вирішальним кроком на шляху від мавпи до людини. Завдяки прямоходіння у мавпоподібних предків людини руки звільнилися від необхідності підтримувати тіло при пересуванні по землі і отримали здатність до різноманітних рухів.

Громадський спосіб життя як фактор еволюції людини. З самого початку праця була громадським, так як мавпи жили стадами. Ф. Енгельс вказував, що неправильно було б шукати предків людини, самого суспільного істоти в природі, серед несуспільний тварин. Стадність мавпячих предків людини розвивалася в суспільну поведінку під впливом особливого чинника. Таким чинником була праця, тісно пов'язаний з перетворенням руки до органу праці. Праця сприяв згуртуванню членів суспільства; вони колективно захищалися від звірів, полювали і виховували дітей. Старші члени суспільства навчали молодших відшукувати природні матеріали і виготовляти знаряддя, вчили прийомам полювання і збереження вогню. З розвитком трудового процесу все ясніше ставала користь взаємної підтримки та взаємодопомоги. Найдавніші знаряддя полювання та рибної ловлі свідчать про те, що наші предки вже на ранніх стадіях вживали м'ясну їжу. Оброблена і приготовлена ​​на вогні, вона зменшувала навантаження на жувальний апарат. Тім'яної гребінь, до якого у мавп прикріплюються потужні жувальні, втратив своє біологічне значення, став непотрібним і поступово зник у процесі природного відбору; з тієї ж причини перехід від рослинної їжі до змішаної привів до вкорочення кишечника. Застосування вогню допомагало захищатися від холоду і звірів.

Нагромаджувальний життєвий досвід у пізнанні природи удосконалювався від покоління до покоління. За життя суспільством були великі можливості для спілкування один з одним: спільна діяльність членів суспільства викликала необхідність сигналізації жестами, звуками. Перші слова були пов'язані з трудовими операціями і позначали дію, роботу, а назви предметів з'явилися пізніше. Нерозвинена гортань і ротовий апарат предків людини в результаті спадкової мінливості і природного відбору перетворилися на органи членороздільної мови людини. Вона становить якісна відмінність вищої нервової діяльності людини і тварин. Розвиток головного мозку, мислення, свідомості стимулювало в той же час вдосконалення праці й мови. Всі повніше і краще здійснювалася спадкоємність трудового досвіду в поколіннях. Тільки в суспільстві мислення людини могло досягти такого високого розвитку.

Отже, рушійними силами антропогенезу були біологічні фактори (спадкова мінливість, боротьба за існування і природний відбір) і соціальні (фактори (трудова діяльність, суспільний спосіб життя, мова і мислення).



КВИТОК № 15

ПИТАННЯ 1.

Статеве розмноження. У статевому розмноженні беруть участь, як правило, дві батьківські особини, кожна з яких бере участь в утворенні нового організму, вносячи лише одну статеву клітину - гамету (яйцеклітину чи сперматозоїд). У результаті злиття гамет утворюється запліднена яйцеклітина - зигота, що несе спадкові задатки обох батьків, завдяки чому різко збільшується спадкова мінливість нащадків. У цьому полягає перевага статевого розмноження перед безстатевим. Одні гамети багаті запасними поживними речовинами і нерухомі - яйцеклітини; інші, маленькі, рухливі - сперматозоїди. Гамети утворюються в спеціалізованих органах - статевих залозах. У вищих тварин жіночі гамети (яйцеклітини) утворюються в яєчниках, чоловічі (сперматозоїди) - в сім'яниках.

Утворення статевих клітин. У процесі формування статевих клітин виділяють три стадії: - розмноження - зростання - дозрівання. Первинні статеві клітини діляться шляхом мітозу (період розмноження), в результаті чого їх кількість постійно зростає. Потім поділ клітин припиняється, і вони починають рости. При сперматогенезі всі 4 клітини надалі перетворюються на сперматозоїди. Типовий сперматозоїд складається з голівки, шийки і хвостика. Головка містить ядро і незначну кількість цитоплазми. На кінчику головки розташовується апарат Гольджі, перетворений в кільцевий тільце - акросому. У ній утворюються ферменти, що розчиняють мембрану яйцеклітини при заплідненні. У цитоплазмі шийки зосереджені мітохондрії, одна або кілька центріолей. При оогенезі мейотичний розподіл ядра супроводжується нерівним розподілом цитоплазми, у результаті чого з ооцита розвиваються одна велика яйцеклітина і три маленькі клітки, звані спрямованими тільцями, які незабаром гинуть. Біологічний сенс формування спрямованих тілець полягає в необхідності збереження в яйцеклітині максимальної кількості жовтка, необхідного для розвитку майбутнього зародка.

Запліднення. Злиття містяться в гаметах гаплоїдних ядер називають заплідненням; воно призводить до утворення диплоїдної зиготи, тобто клітини, що містить по одному хромосомному набору від кожного з батьків. Це об'єднання в зиготі двох наборів хромосом (генетична рекомбінація) представляє собою генетичну основу внутрішньовидової мінливості. Зигота росте і розвивається у зрілий організм наступного покоління. Таким чином, при статевому розмноженні в життєвому циклі відбувається чергування диплоїдної і гаплоїдної фаз. Число і розміри статевих клітин різні в різних тварин і рослин. Проте спостерігається така закономірність: чим менша ймовірність зустрічі яйцеклітини і сперматозоїда, тим більше число статевих клітин утворюється в організмі. Наприклад, риби метають ікру (яйцеклітини) і сперму прямо у воду. Кількість ікринок у деяких з них сягає величезної величини (тріска виметивает близько 10 млн. ікринок). У вищих рослин і тварин утворюється зазвичай невелика кількість яйцеклітин (до декількох десятків), так як у них вірогідність запліднення при значно більшій кількості сперматозоїдів (або пилка) дуже велика.

Процес запліднення складається з кількох етапів: проникнення сперматозоїда в яйце, злиття гаплоїдних ядер обох гамет з утворенням диплоїдної клітини зиготи, активації її до дроблення і подальшого розвитку. Як тільки сперматозоїд проник в яйцеклітину, її оболонки набувають властивостей, що перешкоджають доступу інших сперматозоїдів. Це забезпечує злиття ядра яйця з ядром одного сперматозоїда. У деяких тварин в яйцеклітину проникають два або кілька сперматозоїдів, але в заплідненні приймає участь лише один, інші гинуть.

ПИТАННЯ 2.

Порівняльно-анатомічні та ембріологічні докази походження людини від ссавців тварин. Докази приналежності людини до класу ссавців: 1) подібність всіх систем органів, внутрішньоутробний розвиток, наявність діафрагми, молочних залоз, трьох видів зубів; 2) рудиментарні органи (куприк, апендикс, залишки третього століття), 3) атавізми - прояв люди ознак далеких предків (многососковость, сильно розвинений волосяний покрив), 4) розвиток людини і ссавців тварин із заплідненої яйцеклітини, подібність стадій зародкового розвитку (закладка зябрових щілин і сильний розвиток хвостового відділу до тримісячного віку, мозок зародка в місячному віці нагадує мозок риб).

Подібність людини і людиноподібних мавп: 1) у мавп також розвинена вища нервова діяльність, є пам'ять. Вони доглядають за дітьми, виявляють почуття (радість, гнів), використовують найпростіші знаряддя праці; 2) подібне будову всіх систем органів, хромосомного апарату, груп крові, загальні хвороби, паразити.

Подібність будови, життєдіяльності, поведінки людини і людиноподібних мавп - докази їх спорідненості, походження від спільних предків. Ознаки відмінностей (властиві людині мислення, мова, прямоходіння, високорозвинена трудова діяльність) - докази подальшого розвитку людини і людиноподібних мавп у різних напрямках.



КВИТОК № 16

ПИТАННЯ 1.

Освіта зиготи, її перші розподілу - початок індивідуального розвитку організму при статевому розмноженні. Ембріональний і постембріональний періоди розвитку організмів.

Ембріональний розвиток - період життя організму, який починається з утворення зиготи і закінчується народженням або виходом зародка з яйця.

Стадії ембріонального розвитку (на прикладі ланцетника): 1) дроблення - багаторазове розподіл зиготи шляхом мітозу. Утворення безлічі дрібних кліток (при цьому вони не ростуть), а потім кулі з порожниною усередині - бластули, рівної по розмірах зиготі; 2) утворення гаструли - двошарового зародка з зовнішнім шаром кліток (ектодерми) і внутрішнім, що вистилає порожнину (ентодермою). Кишково-порожнинні, губки - приклади тварин, які в процесі еволюції зупинилися на двошаровій стадії; 3) утворення тришарового зародка, поява третього, середнього шару клітин - мезодерми, завершення освіти трьох зародкових листків; 4) закладка з зародкових листків різних органів, спеціалізація кліток .

Органи, що формуються із зародкових листків.

1.Наружний, ектодерма. Органи і частини зародка. Нервова пластина, нервова трубка, зовнішній шар шкірного покриву, органи слуху.

2.Внутрішню, ендодерми. Органи і частини зародка. Кишечник, легені, печінка, підшлункова залоза.

3.Средній, мезодерма. Органи і частини зародка. Хорда, хрящовий і кістковий кістяк, м'язи, нирки, кровоносні судини.

Одночасно з мезодерми утворюється хорда - гнучкий скелетний тяж, розташований в ембріонів усіх хребетних на спинній стороні. У хребетних хорда заміщається хребтом, і тільки в деяких нижчих хребетних її залишки зберігаються між хребцями навіть у дорослому стані. З ектодерми, розташованої над самою хордою, утвориться нервова пластинка, Надалі бічні краї пластинки піднімаються, а центральна її частина опускається, утворюючи нервовий жолобок. Поступово верхні краї цих складок стуляються, і жолобок перетворюється в лежачу під ектодермою нервову трубку - зачаток центральної нервової системи. Нервова трубка, хорда і кишечник створюють осьовий комплекс органів зародка, що визначає двосторонню симетрію тіла.

Висока чутливість зародка до впливу факторів середовища. Шкідливий вплив алкоголю, наркотиків, паління на розвиток зародка, на підлітка і дорослої людини.

ПИТАННЯ 2.

Основні людські раси. У сучасному людстві виділяють три основні раси:

европеоидную - монголоїдну - негроїдної.

Це великі групи людей, що відрізняють деякими фізичними ознаками, наприклад, рисами обличчя, кольором шкіри, очей і волосся, формою волосся. Раси - це не різні форми одного й того ж гена, а історично сформовані угруповання особин, об'єднані за цілою низкою ознак. Вони виникли в результаті пристосування людини до факторів зовнішнього середовища і географічної ізоляції. Расові особливості спадкові, і, мабуть, частина з них у минулому носила адаптивний характер. Пристосованість негроїдів до життя при підвищеній температурі впадає в очі: темна шкіра затримує ультрафіолет, здатний викликати соматичні мутації (рак шкіри), широкий ніс і товсті, роздуті губи з великою поверхнею слизових оболонок сприяють випаровуванню з високою тепловіддачею. У класичних негроїдів сухорляве складання, довгі кінцівки - все це прискорює виведення з організму зайвого тепла. Пристосувальний характер ознак, які в сукупності відрізняють європеоїдів, не впадає в очі так різко. Світла шкіра, що пропускає ультрафіолетові промені, рятує європеоїдів від рахіту, вузький виступаючий ніс зігріває вдихаємо повітря. Європеоїди значно менш сприйнятливі до простуд. Світла шкіра, пряме волосся, блакитні або сірі очі - всі ці ознаки рецесивні, тобто придушуються більш «сильними» у генетичному відношенні домінантними (смаглява шкіра, хвилясте волосся, темні очі). Пристосувальних та ознаки монголоїдів - плоске і Плосконос особа, складка в кутку ока - епікантус - адаптація до суворого, з частими пиловими бурями клімату Центральної Азії. Розселившись потім по Азії від тропіків до Арктики, монголоїди в основному зберегли свої ознаки, хоча і багато в чому змінилися. За розумовими здібностями, тобто здібностям пізнання, творчої і взагалі праці, всі раси однакові. Відмінності в рівні культури пов'язані не з біологічними особливостями людей різних рас, і з соціальними умовами розвитку суспільства.

Антропологи виділяють кілька десятків людських рас - так званих рас другого і третього порядку. Точну цифру назвати неможливо, тим більше що багато таких угруповання зливаються, зникають або, навпаки, виникають. Це так звані контактні групи. Наприклад, в нашій країні близько 45 млн. населення належить до перехідного європеоїдної-монголоїдної типу. Можна сказати, що зараз, в епоху інтенсивних контактів між народами і відмирання расових забобонів, практично немає «чистих» рас.

Майбутнє рас. Згодом раси, мабуть, зіллються в одну. Два фактори сприяють цьому процесу. Перший з них - відділення людини від природи. Практично на всій Землі люди в містах їдять одну їжу, проводять більшу частину життя при нормальній, «кімнатної» температурі. Колір шкіри та інші расові ознаки перестають бути адаптивними, відбір в цьому напрямку вже не ведеться. Другий фактор - неухильне перетворення людства в єдину популяцію, яка не можуть зупинити всі расові, національні і релігійні забобони. Коли «народи, чвари забувши, у велику родину з'єднаються», злиття рас в єдину, всепланетну буде лише питанням часу, хай дуже далекого, обчислюється сотнями поколінь.



КВИТОК № 17

ПИТАННЯ 1.

Ембріональний розвиток. Індивідуальний розвиток організму (онтогенез) - період життя, який при статевому розмноженні починається з утворення зиготи, характеризується необоротними змінами (збільшенням маси, розмірів, появою нових тканин і органів) і завершується смертю.

Зародковий (ембріональний) і післязародковий (постембріональний) періоди індивідуального розвитку організму. Післязародковий розвиток (приходить на зміну зародкового) - період від народження або виходу зародка з яйця до смерті. Різні шляхи післязародковий розвитку тварин - пряме і непряме: 1) прямий розвиток - народження потомства, зовні схожого на дорослий організм. Приклади: розвиток риб, плазунів, птахів, ссавців, деяких видів комах. Так, мальок риби схожий на дорослу рибу, каченя на качку, кошеня на кішку; 2) непряме розвиток - народження або вихід з яйця потомства, що відрізняється від дорослого організму по морфологічних ознаках, способу життя (типу харчування, характеру пересування). Приклад: з яєць хруща з'являються червоподібні личинки, живуть у грунті і харчуються коренями в відміну від дорослого жука (живе на дереві, харчується листами).

Значення непрямого розвитку - ослаблення конкуренції між батьками і потомством, тому що вони поїдають різну їжу, у них різні місця проживання. Непрямий розвиток - важливе пристосування, що виникло в процесі еволюції. Воно сприяє ослабленню боротьби за існування між батьками і потомством, виживанню тварин на ранніх стадіях післязародковий розвитку.

ПИТАННЯ 2.

Екологія. Термін екологія був запропонований у 1866 році німецьким зоологом Е. Геккелем для позначення екологічної науки, що вивчає взаємовідносини організмів з оточуючим їх середовищем існування. Екологія займається вивченням окремих особин, популяцій (що складаються з особин одного виду), співтовариств (що складаються з популяцій), і екосистем (які включають співтовариства і навколишнє їх середовище). Екологи вивчають, як середовище впливає на живі організми і як організми впливають на середу. Поняття «екологія» поширене дуже широко. Під екологією в більшості випадків розуміють будь-яка взаємодія людини і природи або, найчастіше, погіршення якості навколишнього середовища, викликане господарською діяльністю. У суспільстві зростає занепокоєння з приводу екологічного стану навколишнього середовища і починає формуватися почуття відповідальності за стан природних систем Землі. Екологічне мислення, тобто аналіз усіх прийнятих господарських рішень з точки зору збереження і поліпшення якості навколишнього середовища, стало абсолютно необхідним при розробці будь-яких проектів освоєння і перетворення територій.

Екологічні фактори. Абіотичні фактори - Це всі фактори неживої природи. До них належать фізичні та хімічні характеристики середовища, а також кліматичні і географічні чинники, що мають складну природу: зміна сезонів року, рельєф, напрямок і сила течії або вітру, лісові пожежі та ін Біотичні фактори - сума впливів живих організмів. Багато живі організми впливають один на одного безпосередньо. Хижаки поїдають жертв, комахи п'ють нектар і переносять пилок з квітки на квітку, хвороботворні бактерії утворюють отрути, що руйнують клітини тварин. Крім того, організми побічно впливають один на одного, змінюючи середовище проживання. Наприклад, відмерлі листя дерев утворюють опад, який служить місцем проживання і їжею для багатьох організмів. Антропогенний фактор - вся різноманітна діяльність людини, яка призводить до зміни природи як середовища проживання всіх живих організмів або безпосередньо позначається на їхньому житті. Біологічний оптимум. Часто в природі буває так, що лише екологічні чинники знаходяться в достатку (наприклад, вода і світло), а інші (наприклад, азот) - в недостатніх кількостях. Фактори, що знижують життєздатність організму, називають обмежують (лимитирующими). Наприклад, струмкова форель живе у воді з вмістом кисню не менше 2 мг / л. При вмісті у воді кисню менше 1,6 мг / л форель гине. Кисень - обмежуючий фактор для форелі. Обмежуючим фактором може бути не тільки його недолік, але і надлишок. Тепло, наприклад, необхідно всім рослинам. Але якщо тривалий час влітку стоїть висока температура, то рослини навіть при зволоженому грунті можуть постраждати через опіки листя. Отже, для кожного організму існує найкраще поєднання абіотичних і біотичних факторів, оптимальне для його росту, розвитку і розмноження. Найкраще поєднання умов називають біологічним оптимумом. Виявлення біологічного оптимуму, знання закономірностей взаємодії екологічних факторів мають велике практичне значення. Уміло підтримуючи оптимальні умови життєдіяльності сільськогосподарських рослин і тварин, можна підвищувати їх продуктивність.

Вплив основних абіотичних факторів на живі організми. Температура та її вплив на біологічні процеси, Температура - один із найважливіших абіотичних факторів. По-перше, вона діє скрізь і постійно. По-друге, температура впливає на швидкість багатьох фізичних процесів і хімічних реакцій, в тому числі і на процеси, що у живих організмах і їхніх клітинах. Фізіологічні адаптації. На основі фізіологічних процесів багато організми можуть у певних межах змінювати температуру свого тіла. Ця здатність називається терморегуляцією. Зазвичай терморегуляція зводиться до того, що температура тіла підтримується на більш сталому рівні, ніж температура навколишнього середовища. Більш різноманітні за здібностями до терморегуляції тварини. Всі тварини поділяються за цією ознакою на холоднокровних та теплокровних. Вплив вологості на наземні організми. Всі живі організми відчувають потребу у воді. Біохімічні реакції, що у клітинах, протікають у рідкому середовищі. Вода для живих організмів служить «універсальним розчинником»; в розчиненому вигляді транспортуються поживні речовини, гормони, виводяться шкідливі продукти обміну та інших Підвищена або знижена зволоженість накладає відбиток на зовнішній вигляд і внутрішню структуру організмів. Роль світла в житті гетеротрофів. Гетеротрофи - організми, споживають готові органічні речовини і здатні до синтезу з неорганічних. Тварини, орієнтуються з допомогою зору, пристосовані до певної освітленості. Тому практично всі тварини мають виражений добовий ритм активності і зайняті пошуками їжі в певний час доби. Фотоперіодизм. У житті більшості організмів є зміна сезонів року. Зі зміною сезонів змінюються багато чинників середовища: температура, кількість опадів та ін Однак найбільш закономірно змінюється довжина світлового дня. Для багатьох організмів зміна довжини дня служить сигналом зміни сезонів. Реагуючи на зміну довжини дня, організми готуються до умов наступаючого сезону. Ці реакції на зміну довжини дня називають фотопериодическими реакціями, або фотопериодизмом. Від довжини дня залежать строки цвітіння та інші процеси у рослин. У багатьох прісноводних тварин скорочення днів восени викликає утворення лежать яєць переживають зиму. Для перелітних птахів скорочення світлого часу доби служить сигналом до початку міграції. У багатьох ссавців від довжини дня залежить дозрівання статевих залоз і сезонність розмноження. Як показали недавні дослідження, у багатьох людей, що живуть в помірному поясі, короткий фотоперіод в зимовий період викликає нервовий розлад - депресію. Для лікування цього захворювання людини достатньо щодня протягом певного періоду часу висвітлювати яскравим світлом.



КВИТОК № 18

ПИТАННЯ 1.

Предмет, завдання і методи генетики. Генетика як наука виникла на рубежі Х1Х-ХХ ст. Будучи общебиологической наукою, генетика дозволяє осмислити як єдине ціле все розмаїття життєвих форм, що виникло в процесі еволюції в дикій природі і створене людиною в результаті селекції. З позицій генетики як єдине ціле може бути оцінений і все розмаїття процесів, функцій і ознак організму, тому що вона вивчає не тільки зберігання, передачу і зміна генетичної інформації, але і її реалізацію в ознаках і властивостях кожного організму в ході його індивідуального розвитку.

Основним завданням генетики є вивчення таких проблем: 1. Зберігання спадкової інформації. 2. Механізм передачі генетичної інформації від покоління до покоління клітин або організмів. 3. Реалізація генетичної інформації. 4. Зміна генетичної інформації (вивчення типів, причин і механізмів мінливості).

Крім того, генетика покликана вирішувати і практичні завдання, такі, як: 1. Вибір найбільш ефективних типів схрещування (віддалена гібридизація, не родинні або близькоспоріднені схрещування різних ступенів) та способів відбору (індивідуальний, масовий) 2. Управління розвитком спадкових ознак. 3. Штучне отримання нових спадково змінених форм рослин і тварин. 4. Розробка методів використання генетичної інженерії для отримання високоефективних продуцентів різних біологічно активних сполук, а в перспективі і впровадження цих методів у генетику рослин, тварин і навіть людини.

Гибридологический метод Гибридологический метод. Основний метод, який Р. Мендель розробив і поклав в основу своїх дослідів, називають гибридологический. Суть його полягає в схрещуванні (гібридизації) організмів, що відрізняються один від одного за одним або кількома ознаками. Оскільки нащадків від таких схрещувань називають гібридами, то і метод отримав назву гібридологічного.

Одна з особливостей методу Менделя полягала в тому, що він використовував для експериментів чисті лінії, тобто рослини, в потомстві яких при самозапиленні немає розмаїття по досліджуваному ознакою. (У кожній з чистих ліній зберігалася однорідна сукупність генів). Іншою важливою особливістю гибридологического методу було те, що Г. Мендель спостерігав за успадкуванням альтернативних (взаємовиключних, контрастних) ознак. Наприклад, рослини низькі і високі; квіти білі і пурпурні; форма насіння гладка і зморшкувата і т.д. Не менш важлива особливість методу - точний кількісний облік кожної пари альтернативних ознак у ряді поколінь. Математична обробка досвідчених даних дозволила Г. Менделя встановити кількісні закономірності в передачі досліджуваних ознак. Дуже істотно було те, що Г. Мендель у дослідах йшов аналітичним шляхом: він спостерігав успадкування різноманітних ознак не відразу разом, а лише однієї пари альтернативних ознак. Гибридологический метод лежить в основі сучасної генетики.

Однаковість першого покоління. Правило домінування. Г. Мендель проводив досліди з горохом - самозапильних рослиною. Він обрав для експерименту дві рослини, що відрізняються за однією ознакою: насіння одного сорту гороху були жовті, а іншого - зелені. Оскільки горох, як правило, розмножується самозапиленням, в межах сорту немає мінливості за забарвленням насіння. З огляду на це властивість, Г. Мендель штучно обпилити це рослина, схрестивши сорти, що відрізняються кольором насіння. Незалежно від того, якого сорту належали материнські рослини, гібридне насіння першого покоління виявилися лише жовтими. Отже, у гібридів проявляється тільки одна ознака, ознака другого з батьків як би зникає. Таке переважання ознаки одного з батьків Г. Мендель назвав домінуванням, а відповідні ознаки домінантними. Ознаки, не виявляються у гібридів першого покоління, він назвав рецесивними, Досліди з горохом ознака жовтого забарвлення насіння домінував над зеленим забарвленням.

Розщеплення ознак у гібридів другого покоління. З гібридного насіння гороху Г. Мендель виростив рослини, які шляхом самозапилення виробили насіння другого покоління. Серед них виявилися не тільки жовті насіння, а й зелені. Всього він у другому поколінні отримав 6022 жовтих і 2001 зелене насіння, тобто 3 / 4 гібридів мали жовте забарвлення і 1 / 4 - зелену. Отже, відношення числа нащадків другого покоління з домінантною ознакою до нащадків з рецесивним виявилася близькою до 3:1. Таке явище він назвав розщепленням ознак. Г. Менделя не збентежило, що реально виявлені їм співвідношення нащадків трохи відхилялися від ставлення 3:1. Далі, вивчаючи статистичну природу закономірностей наслідування, ми переконаємося в правоті Менделя.

Схожі результати у другому поколінні дали численні досліди з генетичного аналізу інших пар ознак. Грунтуючись на отриманих результатах, Г. Мендель сформулював перший закон - закон розщеплення. У потомстві, отриманому від схрещування гібридів першого покоління, спостерігається явище розщеплення: чверть особин з гібридів другого покоління має рецесивна ознака, три чверті - домінантний.

Аналізуюче схрещування. При повному домінуванні серед особин з домінантними ознаками неможливо відрізняти гомозиготи від гетерозигот, а в цьому часто виникає необхідність (наприклад, щоб визначити, чистопородна чи гібридна дана особина). З цією метою проводять анализирующее схрещування, при якому досліджувана особина з домінантними ознаками схрещується з рецесивною гомозиготною. Якщо потомство від такого схрещування виявиться однорідним, виходить, особина гомозиготная (її генотип АА). Якщо ж у потомстві буде 50% особин з домінантними ознаками, а 50% - з рецесивними, виходить, особина гетерозиготна.

ПИТАННЯ 2.

Біогеоценоз-цілісна самовідтворювана система. Співтовариство живих організмів і абиотическая середовище впливають один на одного, обидві частини біогеоценозу необхідні для підтримки життя. Абіотичні фактори регулюють існування і життєдіяльність популяцій. У той же самий час ці фактори знаходяться під постійним впливом самих живих організмів. Важливі для життя хімічні елементи (С, Н, О, N, Р) і органічні сполуки (вуглеводи, білки, жири) утворюють безперервний потік між живим і неживим: споживання і виділення вуглекислого газу, кисню, води, освіта і розкладання рослинного і тваринного осаду, освіту грунтових органічних сполук. Живі організми дістають із середовища життєві ресурси (наприклад, кисень з атмосфери в процесі дихання і вуглекислий газ в процесі фотосинтезу). Вони постачають у середу продукти життєдіяльності (наприклад, кисень у процесі фотосинтезу я вуглекислий газ в процесі розкладання органічних речовин і дихання). Сонячна енергія акумулюється зеленими рослинами і передається організмам всіх популяцій, що населяють біогеоценоз. Потоки енергії і речовини, що зв'язують живі організми один з одним і середовищем їхнього життя, забезпечують цілісність біогеоценозів. Здатність організмів до розмноження, наявність в середовищі їжі та енергії, необхідних для росту, розвитку та розмноження, а також відтворення середовища (Харчування живими організмами - умови самовоспроязводства біогеоценозів (екосистем).



КВИТОК № 19

Вопосов 1.

Моногибридное схрещування. Одна з особливостей методу Менделя полягала в тому, що він використовував для експериментів чисті лінії, тобто рослини, в потомстві яких при самозапиленні немає розмаїття по досліджуваному ознакою. (У кожній з чистих ліній зберігалася однорідна сукупність генів). Іншою важливою особливістю гибридологического методу було те, що Г. Мендель спостерігав за успадкуванням альтернативних (взаємовиключних, контрастних) ознак. Наприклад, рослини низькі і високі; квіти білі і пурпурні; форма насіння гладка і зморшкувата і т.д. Не менш важлива особливість методу - точний кількісний облік кожної пари альтернативних ознак у ряді поколінь. Математична обробка досвідчених даних дозволила Г. Менделя встановити кількісні закономірності в передачі досліджуваних ознак. Дуже істотно було те, що Г. Мендель у дослідах йшов аналітичним шляхом: він спостерігав успадкування різноманітних ознак не відразу разом, а лише однієї пари альтернативних ознак. Гибридологический метод лежить в основі сучасної генетики.

Однаковість першого покоління. Правило домінування. Г. Мендель проводив досліди з горохом - самозапильних рослиною. Він обрав для експерименту дві рослини, що відрізняються за однією ознакою: насіння одного сорту гороху були жовті, а іншого - зелені. Оскільки горох, як правило, розмножується самозапиленням, в межах сорту немає мінливості за забарвленням насіння. З огляду на це властивість, Г. Мендель штучно обпилити це рослина, схрестивши сорти, що відрізняються кольором насіння. Незалежно від того, якого сорту належали материнські рослини, гібридне насіння першого покоління виявилися лише жовтими. Отже, у гібридів проявляється тільки одна ознака, ознака другого з батьків як би зникає. Таке переважання ознаки одного з батьків Г. Мендель назвав домінуванням, а відповідні ознаки домінантними. Ознаки, не виявляються у гібридів першого покоління, він назвав рецесивними, Досліди з горохом ознака жовтого забарвлення насіння домінував над зеленим забарвленням. Таким чином, Г. Мендель виявив однаковість з фарбування у гібридів першого покоління, тобто всі гібридне насіння мали однакове забарвлення. У дослідах, де перехресні сорти відрізнялися і за іншими ознаками, були отримані такі ж результати: однаковість першого покоління і домінування однієї ознаки над іншим.

Розщеплення ознак у гібридів другого покоління. З гібридного насіння гороху Г. Мендель виростив рослини, які шляхом самозапилення виробили насіння другого покоління. Серед них виявилися не тільки жовті насіння, а й зелені. Всього він у другому поколінні отримав 6022 жовтих і 2001 зелене насіння, тобто 3 / 4 гібридів мали жовте забарвлення і 1 / 4 - зелену. Отже, відношення числа нащадків другого покоління з домінантною ознакою до нащадків з рецесивним виявилася близькою до 3:1. Таке явище він назвав розщепленням ознак. Г. Менделя не збентежило, що реально виявлені їм співвідношення нащадків трохи відхилялися від ставлення 3:1. Далі, вивчаючи статистичну природу закономірностей наслідування, ми переконаємося в правоті Менделя. Схожі результати у другому поколінні дали численні досліди з генетичного аналізу інших пар ознак. Грунтуючись на отриманих результатах, Г. Мендель сформулював перший закон - закон розщеплення. У потомстві, отриманому від схрещування гібридів першого покоління, спостерігається явище розщеплення: чверть особин з гібридів другого покоління має рецесивна ознака, три чверті - домінантний.

ПИТАННЯ 2.

Ланцюги живлення. Перенесення енергії від її джерела (рослин) через ряд організмів називають харчової ланцюгом. Всі живі організми пов'язані між собою енергетичними відносинами, оскільки є об'єктами харчування інших організмів. Травоїдні тварини (споживачі першого порядку) поїдають рослини, первинні хижаки (споживачі другого порядку) поїдають травоїдних, вторинні хижаки (споживачі третього порядку) поїдають хижаків дрібніші. Таким чином створюються харчові ланцюги з продуцентів і консументів, які на різних етапах змикаються з спільнотою редуцентов.

Харчові ланцюги поділяються на два типи. Один тип харчового ланцюга починається з рослин і йде до рослиноїдних тварин і далі до хижаків. Це так звана ланцюг виїдання (пасовищна). Інший тип починається від рослинних і тваринних залишків, екскрементів тварин і йде до дрібних тварин і мікроорганізмів, які ними харчуються.

На суші харчові ланцюги першого типу складаються зазвичай з 3-5 ланок, наприклад: рослини - вівця - людина - трехзвенная ланцюг; рослини - коники - ящірки - яструб - чотириланкова ланцюг; рослини - коники - жаби - змії - орел - пятизвенная ланцюг. Через харчові ланцюги біогеоценозів суші переважна кількість приросту рослинної біомаси надходить через опад в ланцюги розкладання.

У морях поширені такі типи ланцюгів: фітопланктон - риби - хижі птахи; фітопланктон - дрібні ракоподібні - риби, які харчуються дрібними рачками та ракоподібними - хижі риби - хижі птахи. У водних співтовариствах велика частина біомаси, накопиченої одноклітинними водоростями, проходить через ланцюг виїдання і значно менша включається в ланцюг розкладання.

Екологічна піраміда. Харчові мережі кожної екосистеми мають добре виражену структуру. Вона характеризується кількістю і розміром організмів на кожному рівні харчування. При переході з одного харчового рівня на інший чисельність особин зменшується, а їх розмір збільшується. Екологічна піраміда має вигляд трикутника з широкою основою, звужується догори. У цілому для наземних біогеоценозів, де продуценти великі і живуть порівняно довго, характерні відносно стійкі піраміди з широкою основою. У водних ж екосистемах, де продуценти невеликі за розміром і мають короткі життєві цикли, піраміда біомас може бути звернена, або перевернутої (вістрям спрямована вниз). Так, в озерах і морях маса рослин перевищує масу споживачів тільки в період цвітіння (навесні), а в інший час року може створитися зворотне положення.

При передачі енергії з одного трофічного рівня на інший відбувається її втрата. З рівня на рівень переходить близько 10% енергії. Можна підрахувати, що енергія, яка доходить до п'ятого рівня (наприклад, до орла в ланцюгу: рослини - коники - жаби - змії - орел), становить всього 0,01% енергії, поглиненої продуцентами. Таким чином, виявляється, що передача енергії з одного харчового рівня на інший відбувається з дуже малим ККД. Це пояснює зменшення кількості і маси організмів на кожному наступному рівні і обмеженість кількості ланок у харчовому ланцюзі.



КВИТОК № 20

ПИТАННЯ 1.

Дигибридное схрещування. Встановивши закономірності успадкування однієї ознаки (моногибридное схрещування), Мендель почав вивчати успадкування ознак, за які відповідають дві пари алельних генів. Схрещування, в якому беруть участь дві пари. алелів, називають дигибридном схрещуванням. Мендель проводив дигибридное схрещування, в якому гомозиготні батьки відрізнялися один від одного за двома ознаками: фарбування насіння (жовта і зелена) і формі насіння (гладка і зморшкувата). Поява особин з жовтими гладкими насінням свідчить про домінування цих ознак і прояві правила однаковості у гібридів. При утворенні гамет у особин можливі чотири комбінації двох пар алелів. Аллели одного гена завжди потрапляють у різні гамети. Розбіжність однієї пари генів не впливає на розбіжність генів іншої пари.

Якщо в мейозі хромосома з геном А відійшла до одного полюса, то до цього ж полюса, тобто в ту ж гамету, може потрапити хромосома як з геном В, так і з геном Ь. Отже, з однаковою ймовірністю ген А може виявитися в одній гамете і з геном В, і з геном Ь. Обидві події рівноймовірні. Тому скільки буде гамет АВ, стільки ж і гамет АЬ. Таке ж міркування справедливо і для гена а, тобто число гамет аВ завжди дорівнює числу гамет аЬ. У результаті незалежного розподілу хромосом в мейозі гібрид утворює чотири типи гамет: АВ, АЬ, аВ і аЬ в рівних кількостях. Це явище було встановлено Г. Менделем і названо законом незалежного розщеплення, або другим законом Менделя. Він формулюється так: розщеплення по кожній парі генів йде незалежно від інших пар генів ». Число різних генотипів, що утворюються при дигибридном схрещуванні, дорівнює 9. Число фенотипів у першому поколінні при повному домінуванні дорівнює 4. Значить, дигибридное схрещування є два незалежно йдуть моногибридное схрещування, результати яких як би накладаються один на одного. На відміну від першого закону, який справедливий завжди, другий закон стосується лише до випадків незалежного успадкування, коли досліджувані гени розташовані у різних парах гомологічних хромосом.

ПИТАННЯ 2.

Біогеоценоз - Цілісна самовідтворювана система. Співтовариство живих організмів і абиотическая середовище впливають один на одного, обидві частини біогеоценозу необхідні для підтримки життя. Абіотичні фактори регулюють існування і життєдіяльність популяцій. У той же самий час ці фактори знаходяться під постійним впливом самих живих організмів. Важливі для життя хімічні елементи (С, Н, О, N, Р) і органічні сполуки (вуглеводи, білки, жири) утворюють безперервний потік між живим і неживим: споживання і виділення вуглекислого газу, кисню, води, освіта і розкладання рослинного і тваринного осаду, освіту грунтових органічних сполук. Живі організми дістають із середовища життєві ресурси (наприклад, кисень з атмосфери в процесі дихання і вуглекислий газ в процесі фотосинтезу). Сонячна енергія акумулюється зеленими рослинами і передається організмам всіх популяцій, що населяють біогеоценоз.

Саморегуляція. Підтримка певної чисельності популяцій грунтується на взаємодії організмів у ланках хижак - жертва, паразит - господар на всіх рівнях харчових ланцюгів. Якщо з яких-небудь причин один із членів харчових ланцюгів зникає, то види, що харчувалися в основному зниклим видом, починають більшій кількості поїдати ту їжу, яка раніше була для них другорядною. Внаслідок такої заміни їжі чисельність видів-споживачів зберігається.

Масове розмноження виду в біогеоценозі регулюється прямими та зворотними зв'язками, що у харчових ланцюгах. Нерідко завдяки гарним погодним умовам створюється високий урожай рослин, якими харчується певна популяція травоїдних тварин. У зв'язку з хорошим харчуванням чисельність популяцій зростає. Травоїдні самі можуть бути їжею для хижаків. Чим чисельніша жертви, тим паче забезпечений їжею хижак і тим інтенсивніше він розмножується. Отже, чим більше в нинішньому році жертв, тим більше на наступний рік буде хижаків. Зростання кількості хижаків призводить до зниження чисельності жертв. Зниження чисельності жертв веде до того, що розмноження хижака сповільнюється, і кількість хижака і жертви повертається до нормального - вихідному співвідношенню. Коливання кількості рослинної їжі, травоїдних тварин і хижаків, що харчуються цими тваринами, поєднані один з одним.

Зміна біогеоценозу. Біогеоценози формуються протягом тривалої еволюції, в процесі якої відбувається пристосування організмів до середовища проживання і один до одного. Кожен живий організм у результаті своєї життєдіяльності змінює середовище навколо себе, вилучаючи з її частина речовин і виділяючи в неї продукти свого метаболізму. Тому тривале існування популяції на одному місці змінює середовище її проживання таким чином, що вона стає малопридатною для одних видів і придатною для інших. Внаслідок цього на новому місці розвивається інший, більш пристосований до нових умов біоценоз. Тому з плином часу відбувається розвиток біогеоценозу, зміна його видової структури і що протікають у ньому. Послідовність спільнот, що змінюють один одного у часі, носить назву сукцесій, а їх перехідні стани - послідовних стадій (стадій розвитку). Зміна екосистем під впливом біотичного (антропогенного) фактору. Потужним чинником зміни екосистем є господарська діяльність людини. Вплив людини на природні екосистеми почалося давно. Воно весь час посилювалося разом із збільшенням населення Землі. У цьому столітті в зв'язку з швидким розвитком промисловості, сільського господарства, зростанням міст вплив людини набуло вирішального значення. Великі зміни відбуваються, наприклад, в «зелених зонах» навколо міст, які використовуються для відпочинку городян. Рослинність такої території постійно витоптується людьми, що гуляють по лісу, збирають ягоди та гриби. Надземні органи рослин травмуються, грунт ущільнюється, знижується її здатність до утримання вологи. Всі ці фактори негативно впливають на лісові трави, у яких кореневища розташовуються прямо під лісовою підстилкою. Дуже сильно змінює лугові, степові екосистеми інтенсивний випас худоби. Протягом декількох років багаті різнотравні високопродуктивні луки і степу при надмірному випасі худоби перетворюються в бідні пустки. Зміна біогеоценозів під впливом антропогенного чинника - найшвидша. Вона відбувається за кілька років, а часто стрибком. До таких стрибкоподібним змінам відносяться вирубка лісів, розорювання земель зі створенням агроценозів, будівництво водосховищ, коли сухопутні екосистеми перетворюються на водні.

При кліматогенних змінах екосистем в результаті природного відбору чисельність одних видів організмів скорочується, скорочується їх ареал, вони відчувають біологічний регрес. Інші види, що опинилися більш стійкими у боротьбі за існування, збільшують чисельність, розширюють ареал проживання, тобто виявляють біологічний прогрес.



КВИТОК № 21

ПИТАННЯ 1. Зчеплене успадкування генів. Велику роботу по вивченню успадкування неалельних генів, розташованих у парі гомологічних хромосом, виконали американський учений Т. Морган і його учні. Вчені встановили, що гени, розташовані в одній хромосомі, успадковуються разом, або зчеплене. Групи генів, які працюють в одній хромосомі, називають групами зчеплення. Зчеплені гени розташовані в хромосомі в лінійному порядку. Кількість груп зчеплення у генетично добре вивчених об'єктів дорівнює числу пар хромосом, тобто гаплоїдному числу хромосом. У людини 23 пари хромосом і 23 групи зчеплення.

Було встановлено, що виникають і інші, новими комбінаціями генів, відмінними від батьківської гамети. Було доведено, що причина виникнення нових гамет полягає в перекресте (кросинговері) гомологічних хромосом. Гомологічні хромосоми у процесі мейозу перехрещуються і обмінюються ділянками. У результаті цього виникають якісно нові хромосоми. Частота перекреста між двома зчепленими генами в одних випадках може бути великою, в інших - менш значною. Це залежить від відстані між генами в хромосомі. Частота (відсоток) перекреста між двома неалельних генами, розташованими в одній хромосомі, пропорційна відстані між ними. Чим ближче розташовані гени в хромосомі, тим тісніше зчеплення між ними і тим рідше вони поділяються при перекресте. І навпаки, чим далі гени відстоять один від одного, тим менше зчеплення між ними і тим більше здійснюється перехрест. Отже, відстань між генами в хромосомі можна судити по частоті перехрещення.

Положення хромосомної теорії:

Кожен ген має своє суворо певне положення в хромосомі.

Гени розташовані в хромосомі лінійно в строго визначеному порядку.

Причиною появи особин з перекомбенірованнимі ознаками є кроссенговер.

Чим далі гени один від одного розташовані в хромосомі, тим більша ймовірність кроссенговера між ними.

ПИТАННЯ 2.

Агроценоз. Біоценози, які виникають на землях сільськогосподарського користування, називають агроценозами. Вони відрізняються від природних співтовариств, по-перше, зниженим різноманітністю входять у них видів і, по-друге, зниженою здатністю головного члена цих співтовариств - культурних рослин - протистояти конкурентам і шкідників. Культурні види так сильно змінені селекцією на користь людини, що без його підтримки не можуть витримати боротьбу за існування. Агроценози підтримуються людиною за допомогою великих витрат енергії (роботи м'язів людей і тварин). Природні біоценози таких додаткових вкладень енергії не отримують. На полях зазвичай вирощують якийсь один вид рослин. З господарської точки зору ідеальний агроценоз мав би складатися з цього єдиного виду, а ідеальна харчова ланцюг лише з двох ланок: рослина - людина або рослина - домашні тварини. Але така система в природі неможлива. Вона нестійка. На полях після оранки цілини швидко формуються досить різноманітні співтовариства з видів, здатних вижити в умовах постійного антропогенного впливу на поля. Формуються ланцюга харчування з трьох-чотирьох ланок, виникають конкурентні взаємодії і інші типи відносин між видами.

Агроценози не можна вважати стабільними, тому що вони в набагато більшому ступені, ніж природні ценози (ліс, луг, пасовища), схильні до ерозії, вилуговування, засолення та навали шкідників. Без участі людини агроценози зернових, овочевих культур існують не більше року, ягідних рослин - 3-4. Тому збільшення продуктивності агроценозів можливо при постійній турботі про родючість землі, забезпеченні рослин вологою, охороні культурних популяцій, сортів і порід рослин і тварин від несприятливих впливів природної флори і фауни. Одним із шляхів підвищення продуктивності агроценозів служить меліорація грунтів. Меліорація - це докорінне поліпшення грунтів. На відміну від звичайних агротехнічних прийомів (оранка, боронування т.д.), які проводяться щорічно, меліорація надає тривале, корінне вплив на землю і являє собою цілу систему організаційно-господарських, технічних та інших заходів.

Відмінність від біогеоценозу:

напрям відбору - штучний (в БГЦ природний - виживають найбільш пристосовані.)

джерело енергії - сонце + добрива + корми (в БГЦ сонце.)

кругообіг елементів - не здійснюється тому що частина елементів виноситься з добривами (в БГЦ повне повернення елементів у грунт)

видове різноманіття - переважає 1-2 види (в БГЦ високе)

саморегуляція стійкість - немає саморегуляції, існує поки підтримується людиною (в БГЦ саморегуляція йде, стійка)

продуктивність кількість біомаси на одиницю площі - більше (в БГЦ менше)



КВИТОК № 22

ПИТАННЯ 1.

Явище зчепленого успадкування вивчено Т. Морганом, який встановив, що матеріальною основою зчеплення є хромосома (хромосомна теорія спадковості). Суть зчепленого наслідування як порушення зчеплення, що відбувається в результаті перекреста хромосом, або кросинговеру, необхідно звернути особливу увагу на біологічний сенс цього феномену. При перекресте хромосом відбувається обмін ідентичними ділянками між гомологічними хромосомами, а виходить, виникають нові комбінації генів. Цей процес лежить в основі комбинативной мінливості що зумовлено різними взаємодіями генів (як алельних, так і неалельних). Обговорюючи питання про природу мінливості живих організмів, побудуємо деяку загальну схему, яка ілюструє різні форми цього явища:

Мінливість ділиться на: ненаследственная (фенотипова або модифікаційна)

спадкова (генотипическая) ділиться на: комбинативную

мутационную

ГЕНЕТИКА ПОЛА. Соматичні клітини чоловічого і жіночого організму відрізняються по одній парі статевих хромосом. Жіноча стать (у людини, у ссавців, у дрозофіли) гомогометен, тобто виробляє гамети одного виду з хромосомою Х. Чоловіча стать - гетерогаметен - 2 види гамет з Х хромосомою і з У хромосомою. Визначальною підлогу у даних організмів є У хромосома. Аутосоми - пара гомологічних хромосом однакові для клітин чоловічого і жіночого організму. Статеві хромосоми - одна пара гомологічних хромосом, різних для чоловічого і жіночого організму. У птахів і метеликів гетерогаметен жіноча стать, а гомогаметен чоловічий.

ПИТАННЯ 2.

Біосфера. Сукупність усіх біогеоценозів (екосистем) Землі являє собою велику екологічну систему - біосферу. Біогеоценоз є елементарною структурою біосфери. Біосфера складається з живого і неживого компонентів. Сукупність усіх живих організмів нашої планети утворює живу речовину біосфери. Основна маса живих організмів зосереджена на межі трьох геологічних оболонок Землі: газоподібної (атмосфера), рідкої (гідросфера) і твердої (літосфера). До неживим компонентів відноситься та частина атмосфери, літосфери та гідросфери, яка пов'язана складними процесами міграції речовин і енергії з живою речовиною біосфери. Межі життя на планеті є одночасно і межами біосфери. Таким чином, біосфера - частина геологічних оболонок Землі, заселена живими організмами.

Термін «біосфера» ввела 1875 геолог Е. Зюсс. Однак широке поширення цей термін отримав лише після того, як на кінець 20-х років нашого століття було розвинене вчення про біосферу як про особливу оболонці нашої планети. Творець цього вчення - вітчизняний натураліст В. І. Вернадський. Він показав, що біосфера відрізняється від інших сфер Землі тим, що в її межах проявляється геологічна діяльність всіх живих організмів. Живі організми, перетворюючи сонячну енергію, є потужною силою, що впливає на геологічні процеси. Специфічна риса біосфери як особливої ​​оболонки Землі - безперервно відбувається в ній круговорот речовин, регульований діяльністю живих організмів. Так як біосфера отримує енергію ззовні - від Сонця, вона є відкритою системою. Початковий етап міграції речовин і енергії в біосфері - перетворення енергії сонячного випромінювання автотрофними організмами в процесі фотосинтезу. Тому, згідно з вченням В. І. Вернадського, живі організми, що живуть на Землі, являють собою складну систему перетворення енергії сонячних променів в енергію геохімічних процесів. Живі організми, регулюючи кругообіг речовин, служать потужним геологічним фактором, що перетворює поверхню нашої планети.

Біомаса суші. На суші Землі від полюсів до екватора біомаса поступово збільшується. Найбільше згущення і різноманіття рослин має місце у вологих тропічних лісах. Число і різноманітність видів тварин залежить від рослинної маси і теж збільшується до екватора.

Біомаса грунту. Як середовище життя грунт має ряд специфічних особливостей: велику щільність, малу амплітуду коливань температури, вона непрозора, бідна киснем, містить воду, в якій розчинені мінеральні речовини. Мешканці грунту представляють своєрідний біоценотіческій комплекс. У грунті багато бактерій (до 500 т / га), що розкладають органічну речовину грибів, у поверхневих шарах живуть зелені і синьо-зелені водорості, які збагачують грунт киснем в процесі фотосинтезу. Товща грунту пронизана коренями вищих рослин, багата найпростішими - амебами, інфузоріями та ін У грунті, крім того, живуть мурашки, кліщі, кроти, бабаки, ховрахи та інших жівотние.Все мешканці грунту виробляють більшу почвообразовательном роботу, беруть участь у створенні родючості грунту . Багато грунтові організми беруть участь у загальному кругообігу речовин.

Біомаса Світового океану. Світовий океан, займає більше 2 / 3 поверхні планети. На частку рослин океану припадає близько 1 / 3 фотосинтезу на всій планеті. Зважені у воді одноклітинні водорості і дрібні тварини утворюють планктон. Планктон має переважне значення в харчуванні тваринного світу океану. В океані, крім планктону і свободноплавающіх тварин, багато організмів, прикріплених до дна і плазує по ньому. Мешканців дна називають бентосом. У Світовому океані живої біомаси в тисячу разів менше, ніж на суші. У всіх частинах Світового океану є мікроорганізми, які розкладають органічні речовини до мінеральних.

Функції живої речовини. Жива речовина виконує в біосфері такі біогеохімічні функції: газову - поглинає і гази (зміна склади атмосфери, поява кисню, підвищення вмісту СО2); окисно-відновлювальних-новітельную - окисляє, (вуглеводи до вуглекислого газу і відновлює його вуглеводів ); концентраційну - (організми-концентратори накопичують у тілах і скелетах азот, фосфор, кремній, кальцій, магній). В результаті виконання цих функцій жива речовина біосфери з мінеральної основи створює природні води та грунту, воно створило в минулому і підтримує в рівноважному стані атмосферу. За участю живої речовини йде процес вивітрювання, і гірські породи включаються до геохімічні процеси.



КВИТОК № 23

ПИТАННЯ 1.

Модификационная мінливість. Різноманітність фенотипів, які в організмів під впливом умов середовища, називають модификационной мінливістю. Спектр модифікаційної мінливості визначається нормою реакції. Прикладом модифікаційної мінливості може бути мінливість генетично подібних (ідентичних) особин. Багато видів рослин, наприклад картопля, зазвичай розмножуються вегетативно, в цьому випадку всі нащадки мають однаковим генотипом. Багато рослин істотно відрізняються по висоті, кущистості, кількістю і формою бульб та іншими показниками. Причина цієї дуже широкої модифікаційної мінливості полягає в різноманітному вплив середовища, яке відчуває кожен саджанець картоплі. Модифікаційні зміни (модифікації) не пов'язані зі зміною генів. У деяких випадках модифікації не мають пристосувального значення, а, навпаки, є аномалії і навіть потворності. Такі модифікації отримали назву морфоз. Морфози представляють собою результат різкого відхилення індивідуального розвитку організму від нормального шляху. Наприклад, обробка личинок і лялечок дрозофіли високими температурами призводить до появи великої кількості мух зі зміненою формою крил і тулуба.

Статистичні закономірності модіфікацнонной мінливості. Якщо ми виміряємо довжину і ширину листя, узятих з одного дерева, то побачимо, що розміри їх варіюються в досить широких межах. Ця мінливість - результат різних умов розвитку листя на гілках дерева; генотип їх однаковий. Якщо деяку кількість листя розташувати в порядку наростання, чи зменшення ознаки вийде ряд мінливості даної ознаки, який носить назву варіаційного ряду, слагающегося з окремих варіант. Варіанта, отже, є одиничне вираз розвитку ознаки. Якщо ми підрахуємо число окремих варіант у варіаційному ряду, то побачимо, що частота народження їх неоднакова. Найчастіше зустрічаються середні члени варіаційного ряду, а до обох кінців ряду частота зустрічальності буде знижуватися. Чим одноманітніше умови розвитку, тим менше виражена модифікаційна мінливість, тим коротшим буде варіаційний ряд. Чим різноманітніше умови середовища, тим ширше модифікаційна мінливість. Розмах варіації залежить і від генотипу.

Норма реакції. Отже, ознаки розвиваються в результаті взаємодії генотипу і середовища. Один і той же генотип може в різних умовах середовища давати різне значення ознаки. Межі, в яких можлива зміна ознак у даного генотипу, називають нормою реакції.

ПИТАННЯ 2.

Кругообіг речовин - необхідна умова існування біосфери. Ланки біологічного кругообігу речовин:

створення рослинами в процесі фотосинтезу органічних речовин з неорганічних (первинна продукція.)

перетворення тваринами первинної продукції у вторинну (жівотную.)

руйнування первинної і вторинної продукції бактеріями і грибами. Включення в біологічний круговорот різних хімічних елементів (кисень, вуглець, азот.) Та речовин (води), перехід їх із зовнішнього середовища в організми, переміщення по ланцюгах харчування, повернення у зовнішньому середовищі. Багаторазове використання речовин у кругообігу.

Постійний приплив енергії в біосферу - необхідна умова кругообігу речовин. Сонце - основне джерело енергії, що використовується у кругообігу речовин. Роль рослин в поглинанні і використанні світлової енергії сонця, у перетворенні її в енергію хімічних зв'язків. Використання тваринами, грибами, значною частиною бактерій органічних речовин і укладеної в них енергії. Звільнення енергії, укладеної в органічних речовинах, в процесі дихання (окислення), бродіння і гниття.

Кругообіг мінеральних елементів живлення. Біогенна міграція атомів - круговорот у природі атомів хімічних елементів. У біосфері вода та батареї роблять безперервний кругообіг: з водойми або грунту в рослину, далі в тварина, що поїдає це рослина, назад у водойму чи грунт, пройшовши через редуценти, і знову в рослину.

Живим організмам необхідні в порівняно великих кількостях шість елементів: вуглець, водень, кисень, азот, фосфор і сірка. Вуглець надходить до спільноти головним чином в результаті поглинання рослинами з повітря двоокису вуглецю та використання її в процесі фотосинтезу для створення складних органічних речовин. Потім цей вуглець може передаватися рослиноїдних і м'ясоїдні тварин, однак у кінцевому підсумку велика частина міститься в їжі вуглецю повертається в повітря у вигляді двоокису вуглецю, що утворюється в процесі дихання.

Азот і кисень, необхідні організмам, багато зберігають у повітрі. Однак, хоча зміст газоподібного азоту в атмосфері досягає 78%, більшість зелених рослин не може безпосередньо використовувати його в цій формі. Азот спочатку повинен бути «пов'язаний» (переведений в таку форму, в якій рослини могли б його їсти); це роблять деякі бактерії, що мешкають у грунті або у водоймах. Таким чином, рослини добувають азот з грунту або з води. Зрештою редуценти знову переводять азот в газоподібну форму і повертають їх у атмосферу. Отже, кругообіг азоту поєднує в собі риси «атмосферного» кругообігу, подібного вуглецевого, і «осадового», подібного кругообігу неорганічних компонентів грунту.

Перетворення енергії в біосфері. Сонце служить початковим джерелом енергії майже для всього живого на Землі. Енергія сонячного світла безпосередньо засвоюється рослинами, запасається в хімічних зв'язках органічних сполук, а потім перерозподіляється через харчові відносини в біоценозах. Вивільнення укладеної в їжі енергії відбувається в процесі дихання. Для дихання необхідний кисень, а в результаті цього процесу утворюється енергія, яка використовується організмом для своєї життєдіяльності. Руйнування використаних або відмерлих залишків біомаси здійснюють різноманітні організми, що відносяться до числа сапрофітів (гетеротрофні бактерії, гриби і т.д.). Вони розкладають залишки біомаси на неорганічні складові частини (мінералізація), сприяючи залученню до біологічний кругообіг сполук та хімічних елементів, що забезпечує чергові цикли продукування органічної речовини. Інформація, що міститься в їжі енергія не робить кругообігу, а поступово перетворюється на теплову енергію. Внаслідок безперервно відбуваються втрат енергії необхідно, щоб вона так само безперервно надходила в екосистеми у вигляді енергії сонця.



КВИТОК № 24

ПИТАННЯ 1.

Мутації - це рідкісні, випадково виникли стійкі зміни генотипу, що зачіпають весь геном, цілі хромосоми, їх частини або окремі гени. Вони можуть бути корисні, шкідливі і нейтральні для організмів.

Геномні мутації. Геномні називають мутації, які призводять до зміни числа хромосом. Найбільш поширеним типом геномних мутацій є полиплоидия - кратне зміна числа хромосом. У поліплойдних організмів гаплоїдний (п) набір хромосом в клітинах повторюється не 2 рази, як у диплоидов, а значно більше-до 10-100 разів. Виникнення полиплоидов пов'язано з порушенням мітозу або мейозу. Зокрема, не розбіжність гомологічних хромосом у мейозі призводить до формування гамет зі збільшеним числом хромосом. У диплоїдних організмів у результаті такого процесу можуть утворитися диплоїдні (2п) гамети. Поліплоїдні види рослин досить часто виявляються в природі; у тварин поліплоїдія рідкісна. Деякі поліплоїдні рослини характеризуються більш потужним зростанням, великими розмірами і іншими властивостями, що робить їх цінними для генетико-селекційних робіт.

Хромосомні мутації - це перебудови хромосом. Структурні зміни хромосом Багато хто з хромосомних мутацій доступні вивченню під мікроскопом. Шляхи зміни структури хромосом різноманітні. Ділянка хромосоми може подвоїтися або, навпаки, випасти, він може переміститися на інше місце і т.д. Хромосомні мутації - результат відхилень у нормальному перебігу процесів клітинного ділення. Основна причина виникнення різних хромосомних мутацій - розриви хромосом і хроматид і возз'єднання в нових поєднаннях.

Генні мутації. Генні, або точкові, мутації - найбільш часто зустрічається клас мутаційних змін. Генні мутації пов'язані зі зміною послідовності нуклеотидів у молекулі ДНК. Вони призводять до того, що мутантний ген перестає працювати, і тоді або не утворюються відповідні РНК і білок, або синтезується білок із зміненими властивостями, що проявляється в зміні будь-яких ознак організму. Внаслідок генних мутацій утворюються нові алелі. Це має важливе еволюційне значення. Генні мутації слід розглядати як результат «помилок» виникають у процесі подвоєння молекул ДНК.

Основні положення мутаційної теорії. Основні положення мутаційної теорії формулюються наступним чином:

- Мутації - це дискретні зміни спадкового матеріалу;

мутації - рідкісні події;

- Мутації можуть стійко передаватися з покоління в покоління;

- Мутації виникають не направлено (спонтанно) і, на відміну від модифікацій, не утворюють неперервних рядів мінливості;

- Мутації можуть бути шкідливими, корисними і нейтральними.

ПИТАННЯ 2.

Забруднення біосфери і здоров'я людини. В даний час господарська діяльність людини все частіше стає основним джерелом забруднення біосфери. У природне середовище у все більших кількостях потрапляють газоподібні, рідкі та тверді відходи виробництв. Різні хімічні речовини, що знаходяться у відходах, потрапляючи в грунт, повітря або воду, переходять по екологічних ланках з одного ланцюга в іншу, потрапляючи в кінці кінців в організм людини.

Непомірне застосування пестицидів і мінеральних добрив призвела до того, що вони у великій кількості з'явилися в грунтових водах, грунті і стали причиною забруднення продуктів харчування. Наростання застосування пестицидів збігається з почастішанням легеневих, кишкових, нервових захворювань і у дітей, і у дорослих. Науково-технічний прогрес призвів до шумового забруднення середовища. Як показали дослідження, нечутні звуки також можуть зробити шкідливий вплив на здоров'я людини. Так, інфразвуки особливий вплив роблять на психічну сферу людини: уражаються всі види інтелектуальної діяльності, погіршується настрій, іноді з'являється відчуття розгубленості, тривоги, переляку, страху, а при високій інтенсивності - почуття слабкості, як після сильного нервового потрясіння.

Стратегія розвитку промисловості і енергетики та боротьба із забрудненнями. Стратегічний напрямок розвитку промисловості - перехід на нові речовини і технології, що дозволяють зменшити викиди забруднювачів. Загальне правило полягає в тому, що запобігти забрудненню легше, ніж ліквідувати його наслідки. Для цього в промисловості застосовуються системи очищення стічних вод і газоулавливающие установки, на вихлопних трубах автомобілів встановлюються спеціальні фільтри. Зменшенню забруднення середовища сприяє перехід на нові, більш «чисті» джерела енергії. Наприклад, спалювання на теплоелектростанціях природного газу замість вугілля дозволяє різко знизити викиди діоксиду сірки. Для здійснення цих заходів на розвиток нових технологій потрібно направляти значні грошові кошти. Цьому сприяє прийняття спеціальних законів, що вимагають зменшити забруднення. Один з найбільш суворих законів про охорону атмосфери, прийнятий в США, дозволив істотно зменшити викиди промислових підприємств і забруднення повітря у містах. Удосконалення системи очищення стоків призвело до поступового очищення сильно забруднених, неживих водойм у Європі.

Збереження природних співтовариств. Збереження природного різноманіття - основа добробуту людства в майбутньому. Різноманітність природних співтовариств забезпечує стійкість функціонування біосфери. Збереження природних співтовариств важливо не тільки для матеріального благополуччя, але й просто для повноцінного існування людини. В даний час ясно, що для збереження видового різноманіття необхідно зберегти непорушені ділянки природних співтовариств. Ці ділянки повинні бути значними за площею, бо інакше на невеликих заповідних «острівцях» багатьом видам загрожує вимирання. На цьому шляху досягнуті значні успіхи: створено мережу біосферних заповідників, у тому числі в СНД, де представлені основні співтовариства. На їх території заборонена будь-яка господарська діяльність, а навколо створені спеціальні охоронні зони. При порівнянні з іншими спільнотами ці заповідники служать як би еталонами, дозволяють виявити «відхилення від норми».



КВИТОК № 25

ПИТАННЯ 1.

Селекція є однією з найважливіших галузей практичного застосування генетики. Теоретична база селекції - генетика. Хоча генетика і селекція є цілком самостійними дисциплінами, вони нерозривно пов'язані між собою. Управління процесами наслідування, мінливості та індивідуального розвитку рослин та тварин вимагає знання законів спадковості, дії гена в системі генотипу, генетичного потенціалу даного виду і т.д.

Завдання селекції. Завдання селекції полягає у створенні нових і поліпшення вже існуючих сортів рослин, порід тварин і штамів мікроорганізмів. Видатний радянський генетик і селекціонер, академік М. І. Вавилов, визначаючи зміст та завдання сучасної селекції, вказував, що для успішної роботи зі створення сортів і порід слід вивчати і враховувати: вихідне сортове і видове різноманіття рослин та тварин; спадкову мінливість (мутації) ; роль середовища в розвитку і прояві досліджуваних ознак; закономірності успадкування при гібридизації; форми штучного відбору, спрямовані на виділення і закріплення бажаних ознак.

Основні напрями селекції. Відповідно до вимог, що пред'являються до сортів різних культур, порід тварин і стосовно до кліматичних, грунтових зонах, селекція має такі орієнтації: 1. на продуктивність сортів рослин та порід тварин; 2. на якість продукції (технічні, технологічні властивості, хімічний склад зерна - вміст білка, клейковини, жирів, окремих незамінних амінокислот); 3. на фізіологічні властивості (скоростиглість, посухостійкість, імунітет до захворювань і т.д.); 4. на створення сортів інтенсивного типу, здатних високопродуктивно використовувати умови високої сучасної агротехніки, в тому числі зрошення, придатність до механізованого обробленню і т.д.

У селекції рослин важливе місце займає віддалена гібридизація - схрещування рослин різних видів або родів. У розвитку методу віддаленої гібридизації та подоланні труднощів отримання плідних гібридів (обумовлених відмінностями в структурі геному, негомологичностью хромосом і ін) У дослідах з отримання межродового гібрида (капусти і редьки), здатного до розмноження, метод поєднання геномів батьківських форм, які відрізняються за кількістю хромосом , за допомогою штучної поліплоїдії.

У сучасній селекції збільшення різноманітності вихідного матеріалу все ширше використовується явище поліплоїдії. Полиплоидией називають явище кратного збільшення набору хромосом в ядрах клітин організмів. Рослини, в соматичних клітинах яких міститься звичайний подвійний набір хромосом, називаються диплоїдними. Якщо у рослин набір хромосом повторюється більше двох разів, вони є поліплоїдних. Більшість видів пшениці мають 28 або 42 хромосоми і відносяться до полиплоидам, хоча відомі диплоїдні види з 14 хромосомами (наприклад, однозернянка). Серед видів тютюну і картоплі є види з 24, 48 і 72 хромосомами. Полиплоидия - досить часте явище в природі, особливо у квіткових рослин (злакових, пасльонових, складноцвітих та ін.) За зовнішніми ознаками поліплоїди зазвичай бувають більш потужними, ніж Диплоїди, з дужими міцними стеблами, великими листами, квітками та насінням. Це пояснюється тим, що з полиплоидов клітини значно більше, ніж у диплоидов.

У селекційній роботі для урізноманітнення вихідних форм широко застосовується експериментальний мутагенез - отримання мутацій під впливом рентгенівських або ультрафіолетових променів, низьких або високих температур, різних хімічних речовин і ін Більшість мутантів відрізняються зниженою життєздатністю або мають господарсько цінних ознак. Все ж частина мутацій викликає сприятливі зміни окремих ознак і властивостей, не знижуючи життєздатності, а іноді навіть підвищуючи її. Зустрічаються мутанти, виявляють високу продуктивність, ніж вихідні сорти. Такі форми були отримані у ячменю, вівса, гороху, люпину, льону, арахісу, гірчиці та інших культур.

Порода (сорт) - штучно створена в процесі селекції сукупність особин що характеризується певними спадковими особливостями: високою продуктивністю, морфологічними і фізіологічними ознаками.

Штам - щось пов'язане з бактеріями, мікроорганізмами (приклад, кишкова паличка з впровадженим геном, синтезує інсулін.

ПИТАННЯ 2.

Взаємодія популяцій різних видів у співтоваристві. У природі існують складні і дуже різні зв'язок між популяціями, так як всі вони вступають у ті чи інші харчові і територіальні взаємини. Невзаємодіючі популяцій і видів у співтоваристві не буває.

Конкуренція. Популяції, що належать до різних видів, можуть конкурувати між собою за життєві ресурси: воду і їжу, притулку, місця кладки яєць і т.д. Конкуренція виникає в тому випадку, якщо різні види володіють схожими потребами до умов життя, їжі, простору. Такі відносини, які пригнічують обидва види, виникають, наприклад, між культурними рослинами і бур'янами. Конкуренція проявляється тим різкіше, ніж більш подібні потреби взаємодіючих видів. У результаті конкуренції найменш пристосовані організми гинуть.

Хижацтво. Зв'язок жертви і хижака - одна з найбільш тісних і поширених зв'язків у громаді. Хижацтвом називають такі відносини, при яких особини одного виду поїдають особин іншого. Наприклад, травоїдні комахи (попелиці) поїдаються хижими комахами (хижі оси, жуки, мурашки). Дрібні хижі комахи з'їдаються великими (мурашиний лев поїдає мурах).

Паразитизм. Паразитизм - така форма зв'язку в популяціях, при якій паразит отримує необхідні поживні речовини від організму господаря, приносячи йому зазвичай шкода, але не викликаючи негайної загибелі: смерть господаря призвела б і до загибелі паразита. Паразитами можуть бути гриби, тварини, рослини. Рослини-паразити використовують як господарів інші рослини. Типовими рослинами-паразитами є повитиця, вовчок та ін Повилика, наприклад, майже повністю позбавлена ​​здатності до фотосинтезу і всі необхідні їй поживні речовини отримує від хазяїна.

Симбіотичні зв'язки організмів. Симбіозом називають таку форму взаємодії видів, при якій кожен вид дістає користь із зв'язку з іншим видом. Прикладом симбіозу є зв'язку азотфіксуючих бульбочкових бактерій з бобовими рослинами. Бактерії забезпечують рослини сполуками азоту, доступними для використання, отримуючи від них цукру. Лишайники - це симбіоз гриба і водоростей. Водорості постачають гриб цукрами і отримують від гриба мінеральні солі, які той витягує з деревини, породи »грунтів та ін



Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Виробництво і технології | Шпаргалка
342.8кб. | скачати


Схожі роботи:
Білети з біології для 9-10 класів
Виховання та розвиток учнів 6-7 класів у процесі навчання біології
Методика навчання біології учнів 8 9 класів з використанням комп ютерних технологій
Квитки на держіспит для медичних училищ
Водорості характеристика особливості біології значення для людини
Математика для молодших класів
Рухливі ігри для учнів 1 2 класів
Рухливі ігри для учнів 1-2 класів
Розробка робочого зошита з інформатики для учнів 5-х класів
© Усі права захищені
написати до нас