ВУЗ: Вятская государственная сельскохозяйственная академия
Категория: Ответы на вопросы
Дисциплина: Биология
Добавлен: 19.02.2019
Просмотров: 3094
Скачиваний: 7
1.Возникновение и развитие жизни на Земле. Химический, предбиологический, биологический и социальные этапы.
В разное время относительно возникновения жизни на Земле выдвигались следующие гипотезы:
Гипотеза биохимической эволюции
Гипотеза панспермии(гипотеза о возможности переноса живых организмов или их зародышей через космическое пространство)
Гипотеза стационарного состояния жизни (Земля никогда не возникала, а существовала вечно)
Гипотеза самозарождения (спонтанное зарождение живых существ из неживых материалов)
Теория креационизма, согласно которой мир в целом, рассматриваются как намеренно созданные неким верховным существом или божеством.
Этапы эволюции:
В этом едином процессе можно выделить три основных этапа. Это предбиологическая эволюция – до возникновения жизни; биологическая эволюция – этап до появления человека; и, наконец, социальная эволюция – это развитие человеческого общества.
1. Химический.
Теория химической эволюции или предбиотическая эволюция— первый этап эволюции жизни:
1) Под действием ультрафиолетовых лучей и электрических разрядов молний в атмосфере образовались первые молекулы простейших органических соединений (аминокислоты, полинуклеотиды, полипептиды);
2) Образование в океане «первичного бульона»
3) Органические соединения, вступая между собой в различные взаимодействия в течение миллионов лет, образовали отдельные сложные молекулы: белки, липиды, нуклеиновые кислоты, сахара и др.
Предбиологическая эволюция - формирование белково-нуклеиново-липидных комплексов (коацерваты, пробионты, прогеноты), способных к упорядоченному обмену веществ и самовоспроизведению. Появление первых примитивных живых организмов - прокариотов.
2.Биологический.
Биологическая эволюция —развитие живой природы, сопровождающееся изменением генетического состава популяций, формирование адаптаций, видообразованием и вымиранием видов, преобразованием экосистем и биосферы в целом.
1) Появление первых прокариотов. Они были гетеротрофами с малоэффективным анаэробным типам обмена веществ.
2) Запас органических веществ на Земле стал постепенно истощаться, что послужила причиной к постепенному переходу к автотрофному питанию. Сначала эволюция прокариот пошла по пути процесса хемосинтеза - образования органических веществ за счет энергии окисления неорганических веществ.
3)Далее возник процесс фотосинтеза - образование органических веществ и кислорода из неорганических: углекислого газа и воды, с использованием энергии Солнца.
4) С появлением фотосинтезирующих организмов в атмосферу стал выделяться кислород. Который под действием ультрафиолетового излучения частично превращается в озон. Сформировался защитный озоновый слой.
5) В условиях окислительной атмосферы появился энергетически более выгодный кислородный тип обмена веществ. Появились аэробные бактерии.
3.Социальный.
Социальная эволюция— процесс структурной реорганизации в результате которой возникает социальная форма качественно отличающаяся от предшествующей формы по-другому: социальное развитие. Основы общей теории социальной эволюции были заложены Г. Спенсером.
2.Определение науки биологии. Ее предмет, методы изучения. Определение сущности жизни.
Биология – наука о живых организациях и их взаимодействиях с окружающей средой и изучащая все аспекты в жизни организма.
Термин был введен в 1802 году двумя естествоиспытателями – Ж.Б.Ламарком и Г.Р.Тревиранусом, независимо друг от друга.
Классификация:
1) изучению систематических групп (по объектам исследования). Например, зоология, ботаника, вирусология.
2) изучению разных уровней организации живого: молекулярная биоло-гия, гистология и др.
3) свойствам и проявлениям жизни отдельных организмов. Например, физиология, генетика, экология.
4) связям с другими науками (в результате интеграции наук). Это био-химия, биофизика, биотехнология, радиобиология и др.
Методы изучения делятся на практические и теоретические:
1) Практические: описание, сравнение, наблюдение и эксперимент;
2)Теоретические: гипотеза, теория и моделирование.
Определение сущности жизни (по Энгельсу) – жизнь – способность существования белковой клетки, существенный момент которой является постоянный обмен веществ с окружающей седой в результате которого происходит самообновление состава структур этих белковых тел. Прекращение этого обмена – прекращение жизни.
Определение жизни М.В.Волькенштейном (более современная версия): «Живые тела представляют собой открытые саморегулирующиеся, самовоспроизводящиеся системы, построенные из полимеров – белков и нуклеиновых кислот и поддерживающие свое существование в результате обмена веществ и энергии с окружающей средой».
3.Основные свойства живых организмов. Уровни организации живого.
Основные свойства живых организмов:
1. Специфическая организация. Живые организмы обладают необходимыми структурами, обеспечивающими их жизнедеятельность. Специфическая организация живых существ проявляется и в особенности химического состава.
2.Обмен веществ и энергии. Организмы постоянно совершают обмен веществ и энергии с окружающей средой – это обязательное условие существования. Обмен веществ и энергии слагается из 2х процессов:
а) синтеза или ассимиляции, или пластического обмен (с поглощением энергии).
б) распада или диссимиляции, или энергетического обмена (с выделением энергии)
Гомеостаз – поддержание постоянства внутренней среды.
3.Размножение. Размножение – свойство организмов воспроизводить себе подобных. Каждое живое существо имеет ограниченный срок жизни, но, оставляя после себя потомство, обеспечивает непрерывность и преемственность жизни.
4.Способность к развитию – изменение объектов живой природы. Индивидуальное развитие (онтогенез) – развитие особи в большинстве случаев начинается от зиготы (оплодотворенной яйцеклетки) или от деления материнской клетки до конца жизни. В ходе онтогенеза происходит рост, дифференцировка клеток, тканей, органов, взаимодействие отдельных частей. Продолжительность жизни особей ограничивается процессами старения, приводящими к смерти.
5.Раздражимость. Раздражимость – способность организма отвечать на воздействия определенными реакциями. Формой проявления раздражимости является движение.
6.Наследственность. Наследственность – свойство организмов передавать из поколения в поколение характерные признаки вида с помощью носителей наследственной информации, молекул ДНК и РНК.
7.Изменчивость. Изменчивость – это свойство организмов приобретать новые признаки. Изменчивость создает разнообразный материал для естественного отбора.
8.. клеточное строение
9. открытость
10. дискретность и целостность
11. ритмичность
12. адаптация
Уровни организации живого:
1.молекулярный уровень – строение и функционирование микромолекул (нукл.кислоты, белки), хранение наследственной информации, репликация ДНК.
2. субклеточный уровень (органеллы) – строение и функционирование, транспорт веществ, внутри клетки.
3. клеточный уровень – строение и функционирование клетки. Клетка-это структурно-функциональная единица всех организмов, единица размножения и развития.
4. тканевый уровень –совокупность клеток и межклеточного вещества сходных по строению, происхождению и выполняемым функциям.
5. органный уровень – строение и функционирование органов. Орган-структурно-функциональная единица тканей.
6. организменный уровень – строение организма в целом.
7. популяционно-видовой уровень – совершенные организмы, обитающие в одно среде, которые способны к скрещиванию.
8.биогеоценеический-совокупность видов разных царств живой природы, занимающий опр. территорию и взаимосвяз. между собой и окр. средой обменами веществ и потоками энергии.
9. экосистемный – экосистемы, круговорот веществ.
10. биосферный – область возникновения живых организмов на Земле.
11. социальный - структурной единицей этого уровня являются экосистемы.
4.Клеточная теория, этапы развития, современные положения клеточной теории.
В 1665г. Р.Гук впервые обнаружил растительные клетки. В 1674г. А.Левенгук открыл животную клетку. В 1831 Броун описан ядро растительной клетки В 1839г. Т.Шванн и М.Шлейден сформулировали клеточную теорию. Основным положением клеточной теории было то, что клетка является структурной и функциональной основой живых систем. Но они ошибочно считали, что клетки образуются из бесструктурного вещества. В 1859г. Р.Вирхов доказал, что новые клетки образуются лишь путем деления предшествующих.
Основные положения клеточной теории:
1)Клетка является структурной и функциональной единицей всего живого. Все живые организмы состоят из клеток.
2)Все клетки в основном сходны по химическому составу и обменным процессам.
3)Новые клетки образуются путем деления уже существующих.
4)Все клетки одинаковым образом хранят и реализуют наследственную информацию.
5)Жизнедеятельность многоклеточного организма в целом обусловлена взаимодействием составляющих его клеток.
5.Возникновение клеточной организации в процессе эволюции живого.
Существуют два этапа в эволюции клетки:
1.Химический.
2.Биологический.
Химический этап начался около 4,5 млрд лет назад. Под действием ультрафиолетового излучения, радиации, грозовых разрядов (источники энергии) происходило образование сначала простых химических соединений – мономеров, а затем более сложных – полимеров и их комплексов (углеводов, липидов, белков, нуклеиновых кислот).
Биологический этап образования клеток начинается с появления пробионтов – обособленных сложных систем, способных к самовоспроизведению, саморегуляции и естественному отбору. Пробионты появились 3-3,8 млрд. лет назад. От пробионтов произошли первые прокариотические клетки – бактерии.
6.Этапы эволюции клетки. Гипотезы происхождения эукариотических клеток.
Существуют два этапа в эволюции клетки:
1.Химический.
2.Биологический.
Химический этап начался около 4,5 млрд лет назад. Под действием ультрафиолетового излучения, радиации, грозовых разрядов (источники энергии) происходило образование сначала простых химических соединений – мономеров, а затем более сложных – полимеров и их комплексов (углеводов, липидов, белков, нуклеиновых кислот).
Биологический этап образования клеток начинается с появления пробионтов – обособленных сложных систем, способных к самовоспроизведению, саморегуляции и естественному отбору. Пробионты появились 3-3,8 млрд. лет назад. От пробионтов произошли первые прокариотические клетки – бактерии.
Эукариотические клетки произошли от прокариот (1-1,4 млрд. лет назад) двумя путями:
1)Путем симбиоза нескольких прокариотических клеток – это симбиотическая гипотеза;
2)Путем инвагинации клеточной мембраны. Суть инвагинационной гипотезы заключается в том, что прокариотическая клетка содержала несколько геномов, прикрепленных к клеточной оболочке. Затем происходила инвагинация – впячивание, отшнуровка клеточной мембраны, и эти геномы превращались в митохондрии, хлоропласты, ядро.
7.Клетка как открытая система. Организация потоков вещества, энергии и информации в клетке.
Клетка — открытая система, поскольку ее существование возможно только в условиях постоянного обмена веществом и энергией с окружающей средой. Жизнедеятельность клетки обеспечивается процессами, образующими три потока: информации, энергии веществ.
Благодаря наличию потока информации клетка приобретает структуру, отвечающую критериям живого, поддерживает ее во времени, передает в ряду поколений. В этом потоке участвуют ядро, макро молекулы, переносящие информацию в цитоплазму (мРНК), цитоплазматический аппарат транскрипции (рибосомы и полисомы, тРНК, ферменты активации аминокислот). Позже полипептиды, синтезированные на полисомах, приобретают третичную и четвертичную структуру, и используется в качестве катализаторов или структурных белков. Также функционируют геномы митохондрий, а в зеленых растениях — и хлоропластов.
Поток энергии обеспечивается механизмами энергообеспечения — брожением, фото — или хемосинтезом, дыханием. Дыхательный обмен включает реакции расщепления низкокалорийного органического «топлива» в виде глюкозы, жирных кислот, аминокислот, использование выделяемой энергии для образования высококалорийного клеточного «топлива» в виде АТФ. Энергия АТФ в разнообразных процессах преобразуется в тот или иной вид работы — химическую (синтезы), осмотическую (поддержание перепадов концентрации веществ), электрическую, механическую, регуляторную. Анаэробный гликолиз — процесс бескилородного расщепления глюкозы. Фотосинтез — механизм преобразования энергии солнечного света в энергию химических связей органических веществ.
8. Элементарный химический состав живых систем. Микроэлементы и их значение. Вода и неорганические вещества, их роль в клетке.
Все живые системы содержат в различных соотношениях химические элементы и построенные из них химические соединения, как органические, так и неорганические.
По количественному содержанию в клетке все химические элементы делят на 3 группы: макро-, микро - и ультрамикроэлементы.
Макро- 98% H, O , N ,C
Микроэлементы — преимущественно поим металлов Ca (чсс, сверт.крови), Fe(гемоглобин в эритроцитах), Mg(вх.в сост.хлорфилла), P(кости, зубы), S(белки), Na, K, Cl. Они содержатся в количествах от 1,8%
Ультрамикроэлементы. Содержатся 0,2%: I(тироксин), F (эмаль зубов), Zn(инсулин), Сo, Mn, Cu, Zn.
Из неорганических веществ, входящих в состав клетки, важнейшим является вода. Количество ее составляет от 60 до 95% общей массы клетки. Вода играет важнейшую роль в жизни клеток и живых организмов в целом. Помимо того что она входит в их состав, для многих организмов это еще и среда обитания
9. Структура и функции белков.
Белки - это полимеры, мономерами которых являются аминокислоты. В основном они состоят из углерода, водорода, кислорода и азота. Молекула белка может иметь 4 уровня структурной организации (первичная, вторичная, третичная и четвертичная структуры).
Первичная структура – первичный белок, состоящий из цепочки аминокислот, соединенных между собой пептидной связью. Две соединенные аминокислоты называются дипептид, три – трипептид, небольшое число аминокислот (от 2 до 10) – олигопептид. Большое число –(больше 10) полипептид. Кроме пептидной, есть еще дисульфидная связь, которая формируется за счет двух остатков цистеина. Именно первичная структура белковой молекулы определяет свойства и пространственную конфигурацию