21.05.20.
Біологія як основа біотехнології та медицини
Тема:
Введення в культуру рослин. Одомашнення тварин.
Поняття про селекцію. Методи селекції рослин
Методи селекції тварин.
ВИДЕО
Селекция, по выражению Н.И Вавилова «представляет собой эволюцию, направянную волей человека»»
Первые попытки одомашнивания животных относятся к глубокой древности.
Цель и задачи селекции — получение новых организмов с необходимыми человеку качествами.
Одна из основных задач селекции — создание высокопродуктивных пород животных сортов растений и штаммов микроорганизмов наилучшим образом удовлетворяющих пищевые, технические и эстетические потребности людей.
В связи с острой нехваткой продуктов питания в целых регионах мира актуальной задачей стала интенсификация сельского хозяйства.
Селекция является важнейшей стороной интенсификации сельскохозяйственного произ- водства.
Методы селекции
Массовый отбор- выделение из исходного материала группы особей с желаемыми для селекционеров признаками, оставление их для дальнейшего размножения
Гибридизация - скрещивание особей, относящихся к различным сортам, видам, родам; один из методов селекции, сочетаемый с последующим отбором.
Генетика рассматривает закономерности передачи наследственной информации и способы управления таким процессом. В селекции используются знания, полученные от генетики, и применяются иные методы для оценки организмов.
Селекция представляет собой науку, выводящую новые сорта растений, пород животных, микроорганизмов. Основным критерием выбора нового, лучшего материала является индивидуальный и массовый отбор как метод селекции.
Обычно селекционирование проводится скрещиванием и мутацией генов родительских экземпляров, а затем выполняется искусственный отбор. Все новые породы, сорта, штаммы, созданные человеком, имеют определенные морфологические и физиологические свойства. Каждый вид приспособлен для определенных климатических зон. Все выведенные новинки проверяются, сравниваются с другими сортами на специальных станциях.
Основными из них являются:
Метод отбора. В селекции применяется естественный и искусственный (бессознательный или методический) отбор. Также отбираться может конкретный организм (индивидуальный отбор) или их группа (массовый отбор). Определение вида отбора основывается на особенностях размножения животных и растений.
Массовый метод отбора растений
Массовый отбор в выведении новых сортов растений предусматривает опыление сразу большого количества растений. Чаще всего этот метод применяется при выведении новых сортов ржи, кукурузы, подсолнечника, пшеницы. При отсеве этих культур новые сорта состоят из гетерозиготных представителей вида и обладают уникальным генотипом.
Массовый отбор в селекции позволяет получить новые сорта с улучшенными качествами. Однако этот метод считается неустойчивым из-за высокой вероятности получить незапланированное перекрестное опыление (насекомыми, птицами).
Массовый отбор растений – это определение группы экземпляров растений, схожих между собой по установленным признакам. Для примера можно взять метод выведения нового поколения злаковых культур. Обычно получение сортов массовым методом селекционирования предполагает посев большого количества экземпляров с дальнейшей оценкой их развития и роста, устойчивости к болезням, вредителям. Также оценивается уровень скороспелости, требования к климату, урожайность. При выведении новых сортов ржи селекционерами отбираются только те экземпляры растений, которые оказались более стойкими к различным воздействиям и имеющие крупный колос с наибольшим числом зерен. При повторном посеве полученного материала опять отбираются только те виды растений, которые показали себя с наилучшей стороны. В результате такой работы получается новый сорт, с однородными генами. Это и есть массовый отбор. Примеры селекции ржи показывают, как проводится отбор растений.
Массовый отбор имеет множество достоинств, среди которых главным считается простота, экономичность и возможность в сжатые сроки получить новые сорта растений. К недостаткам следует отнести невозможность получить детальную оценку потомства.
Эффективность массовой селекции
При работе с самоопылителями и перекрестниками используют массовый отбор как метод селекции. Его эффективность зависит от гена, наследственности, величины отобранного образца.
Если отвечающие за признаки гены имеют устойчивые признаки, то результат отбора будет высоким. При наследовании растениями желаемых признаков отбор прекращается, сорту присваивается название. При плохих показателях работа по отбору продолжается. Она длится до тех пор, пока селекционеры не получат всех желаемых результатов по урожайности, величине плодов, стойкости к вредным факторам, вредителям, болезням. Причем при массовом отборе иногда ранее отобранное потомство отличается от последующего, взятого от родителей с плохими показателями.
Для успешной селекционной работы важное значение имеет величина образца. Если берется материал с низкими показателями, то у растения возможно проявление инбридинговой депрессии, в результате которой снижается урожайность.
Массовый отбор наиболее эффективен при сочетании с дополнительными методами отбора. Чаще всего его применяют совместно с гибридизацией, полиплоидном методом выведения растений. - Гибридизация
Гибрид – это растение первого поколения, которое обладает повышенной жизнеспособностью и более высокой продуктивностью в сравнении с родительскими формами. При дальнейшем использовании семян гибридов заложенные родителями гены разрушаются.
Гибридизация
позволяет получить новые генотипы. В методе выделяют внутривидовую (скрещивание происходит внутри одного вида) и межвидовую гибридизацию (скрещивание разных видов). Проведение инбридинга позволяет закрепить наследственные свойства при снижении жизнеспособности организма. Если во втором или последующих поколениях проводится аутбридинг, то селекционер получает высокоурожайные и стойкие гибриды. Установлено, что при отдаленном скрещивании потомство бесплодно. Здесь значение генетики для селекции выражается в возможности исследования генов и влияния на плодовитость организмов.
Полиплоидия – процесс увеличения хромосомных наборов, который позволяет добиться рождаемости у бесплодных гибридов. Замечено, что некоторые культурные растения после полиплоидии имеют более высокую рождаемость, чем их родственные виды.
Полиплоидный отбор
Метод полиплоидии также относится к гибридным. При создании новых сортов селекционеры применяют полиплоидию, которая приводит к увеличению размера клеток растения и умножению хромосом. Большое количество хромосом повышает устойчивость растения к различным болезням и разным неблагоприятным факторам. При повреждении у растений нескольких хромосом остальные остаются неизменными. Все растения, полученные полиплоидным методом отбора, обладают отличной жизнеспособностью.
Селекция животных
ВИДЕО
Селекция является важнейшей стороной интенсификации сельскохозяйственного произ- водства.
Методы селекции
Обычно селекционирование проводится скрещиванием и мутацией генов родительских экземпляров, а затем выполняется искусственный отбор. Все новые породы, сорта, штаммы, созданные человеком, имеют определенные морфологические и физиологические свойства. Каждый вид приспособлен для определенных климатических зон. Все выведенные новинки проверяются, сравниваются с другими сортами на специальных станциях.
Основными из них являются:
Метод отбора. В селекции применяется естественный и искусственный (бессознательный или методический) отбор. Также отбираться может конкретный организм (индивидуальный отбор) или их группа (массовый отбор). Определение вида отбора основывается на особенностях размножения животных и растений.
Массовый метод отбора растений
Массовый отбор в выведении новых сортов растений предусматривает опыление сразу большого количества растений. Чаще всего этот метод применяется при выведении новых сортов ржи, кукурузы, подсолнечника, пшеницы. При отсеве этих культур новые сорта состоят из гетерозиготных представителей вида и обладают уникальным генотипом.
Массовый отбор в селекции позволяет получить новые сорта с улучшенными качествами. Однако этот метод считается неустойчивым из-за высокой вероятности получить незапланированное перекрестное опыление (насекомыми, птицами).
Массовый отбор растений – это определение группы экземпляров растений, схожих между собой по установленным признакам. Для примера можно взять метод выведения нового поколения злаковых культур. Обычно получение сортов массовым методом селекционирования предполагает посев большого количества экземпляров с дальнейшей оценкой их развития и роста, устойчивости к болезням, вредителям. Также оценивается уровень скороспелости, требования к климату, урожайность. При выведении новых сортов ржи селекционерами отбираются только те экземпляры растений, которые оказались более стойкими к различным воздействиям и имеющие крупный колос с наибольшим числом зерен. При повторном посеве полученного материала опять отбираются только те виды растений, которые показали себя с наилучшей стороны. В результате такой работы получается новый сорт, с однородными генами. Это и есть массовый отбор. Примеры селекции ржи показывают, как проводится отбор растений.
Массовый отбор имеет множество достоинств, среди которых главным считается простота, экономичность и возможность в сжатые сроки получить новые сорта растений. К недостаткам следует отнести невозможность получить детальную оценку потомства.
Эффективность массовой селекции
При работе с самоопылителями и перекрестниками используют массовый отбор как метод селекции. Его эффективность зависит от гена, наследственности, величины отобранного образца.
Если отвечающие за признаки гены имеют устойчивые признаки, то результат отбора будет высоким. При наследовании растениями желаемых признаков отбор прекращается, сорту присваивается название. При плохих показателях работа по отбору продолжается. Она длится до тех пор, пока селекционеры не получат всех желаемых результатов по урожайности, величине плодов, стойкости к вредным факторам, вредителям, болезням. Причем при массовом отборе иногда ранее отобранное потомство отличается от последующего, взятого от родителей с плохими показателями.
Для успешной селекционной работы важное значение имеет величина образца. Если берется материал с низкими показателями, то у растения возможно проявление инбридинговой депрессии, в результате которой снижается урожайность.
Массовый отбор наиболее эффективен при сочетании с дополнительными методами отбора. Чаще всего его применяют совместно с гибридизацией, полиплоидном методом выведения растений. - Гибридизация
Гибрид – это растение первого поколения, которое обладает повышенной жизнеспособностью и более высокой продуктивностью в сравнении с родительскими формами. При дальнейшем использовании семян гибридов заложенные родителями гены разрушаются.
Гибридизация
позволяет получить новые генотипы. В методе выделяют внутривидовую (скрещивание происходит внутри одного вида) и межвидовую гибридизацию (скрещивание разных видов). Проведение инбридинга позволяет закрепить наследственные свойства при снижении жизнеспособности организма. Если во втором или последующих поколениях проводится аутбридинг, то селекционер получает высокоурожайные и стойкие гибриды. Установлено, что при отдаленном скрещивании потомство бесплодно. Здесь значение генетики для селекции выражается в возможности исследования генов и влияния на плодовитость организмов.
Полиплоидия – процесс увеличения хромосомных наборов, который позволяет добиться рождаемости у бесплодных гибридов. Замечено, что некоторые культурные растения после полиплоидии имеют более высокую рождаемость, чем их родственные виды.
Полиплоидный отбор
Метод полиплоидии также относится к гибридным. При создании новых сортов селекционеры применяют полиплоидию, которая приводит к увеличению размера клеток растения и умножению хромосом. Большое количество хромосом повышает устойчивость растения к различным болезням и разным неблагоприятным факторам. При повреждении у растений нескольких хромосом остальные остаются неизменными. Все растения, полученные полиплоидным методом отбора, обладают отличной жизнеспособностью.
Д.З. 1. Прочитайте информацию по данной теме.
2. Выпишите в тетрадь краткую информацию.
3. Прослушайте видео.
4. Выполните тест: Задане для 9-А Завдання необхідно виконати до
25 травня 20:00 Код доступу 6882297 посилання join.naurok.ua
25 травня 20:00 Код доступу 6882297 посилання join.naurok.ua
Тема: Стабільність екосистем та причини її порушення.
Біосфера як цілісна система.
Захист
і збереження біосфери, основні заходи щодо охорони навколишнього середовища
1. Стабильность экосистем и причины ее нарушения.
видео
Биосфера как целостная система.
Биосфера — целостная, сложно организованная система, развивающаяся по своим внутренним законам и под действием внешних сил, в том числе космических.
Биосфера — продукт эволюции Земли.
Выдающийся русский ученый В. И. Вернадский, один из создателей современного учения о биосфере, выделил компоненты биосферы. Биосфера включает в себя:
- живое вещество, т. е. совокупность всех живых организмов (растения, животные, грибы, микроорганизмы);
- биогенное вещество — органоминеральные или органические продукты, созданные живым веществом (торф, каменный уголь, нефть);
- биокосное вещество, созданное живыми организмами вместе с неживой (косной) природой (водой, атмосферой, горными породами), — почвенный покров;
- косное (мёртвое) вещество, образованное процессами, в которых живые организмы не участвуют (изверженные горные породы, космическая пыль и т. п.).
Состав биосферы и её основные свойства определяются взаимодействием её биотического (живого) и абиотического (неживого) компонентов.
Биосфера характеризуется разнообразием природных условий, зависящих от широты и рельефа местности, от сезонных изменений климата. Но основная причина этого разнообразия — деятельность самих живых организмов.
Между организмами и окружающей их неживой природой происходит непрерывный обмен веществ, и поэтому разные участки суши и моря отличаются друг от друга по физическим и химическим показателям.
Учёные считают, что на Земле обитает от 2 до 5 млн видов живых организмов; каждый вид объединяет миллионы и миллиарды особей, определённым образом распределённых в пространстве. Каждый вид по-своему взаимодействует с окружающей средой. Деятельность живых организмов создаёт удивительное разнообразие окружающей нас природы. Это разнообразие служит гарантией сохранения жизни на Земле.
видео
Захист і збереження біосфери, основні заходи щодо охорони навколишнього середовища
Д.З. 1. Прочитайте информацию по данной теме.
2. Выпишите в тетрадь краткую информацию.
3. Прослушайте видео.
4. Выполните тест: Завдання необхідно виконати до 21 травня 09:00
Код доступу 733767 посилання join.naurok.ua
Код доступу 733767 посилання join.naurok.ua
Узагальнюючий урок з теми «Еволюція органічного світу». Контрольна робота
Завдання необхідно виконати до 10 травня 08:00 Код доступу 570058
посилання join.naurok.ua
07.05.20.
Тема 7. Недоорганізмові біологічні системи
Экосистема. Разнообразие экосистем. Пищевые цепи. Потоки энегргии, круговорот веществ в экосистемах. Биотические, абиотические и антропические (антропогенные и техногенные) факторы.
видео к уроку
Каждый живущий организм связан с окружающей средой потоками вещества и энергии, проходящими через его тело. Потребляя и выделяя вещество и энергию, живые организмы влияют на среду своего обитания уже тем, что живут. Результаты жизнедеятельности каждого отдельного существа могут быть невелики и малозаметны. Но все вместе они сливаются в мощную силу, преобразующую земную поверхность. Выдающийся английский ученый–естествоиспытатель, Артур Тенсли предложил термин «экосистема», для обозначения совокупности живых организмов и среды их обитания в природе. Как связаны между собой живые организмы в природе? В биоценозах все популяции видов связаны друг с другом сложной пищевой сетью. Солнечная энергия поступает в организмы животных из растений, которые черпают запасы вещества и энергии из неживой природы. В итоге любой биоценоз представляет некое единство со своим биотопом, создавая целостную систему, которую называют экосистемой. Жизнь на Земле существует повсюду, кроме жерл действующих вулканов. Все, что окружает живой организм, называют его средой обитания. Изучением взаимодействия организмов с окружающей средой занимается наука экология(от греч. oikos – "жилище", "местопребывание" и logos – "слово", "учение").
На Земле выделяют четыре основные среды жизни, сильно различающиеся по свойствам и силе действия отдельных факторов: водную, наземно-воздушную, почвенную и организменную (тела других организмов). В зависимости от того, в каких средах живут представители разных видов, они испытывают действие разных экологических факторов и вынуждены приспосабливаться к ним.
В биоценозах все популяции видов связаны друг с другом сложной пищевой сетью. Солнечная энергия поступает в организмы животных из растений, которые черпают запасы вещества и энергии из неживой природы. В итоге любой биоценоз представляет некое единство со своим биотопом, создавая целостную систему, которую называют экосистемой. Организованная в экосистемы жизнь на Земле продолжается уже миллионы лет, не прерываясь. Экосистемы бывают разных масштабов, наземные и водные: пруд с его обитателями, озеро, море, океан, небольшой лес, целая тайга, степь, пустыня – все это природные экосистемы. Аквариум, сад, пшеничное поле – экосистемы, созданные человеком. Наземные экосистемы, связанные с участками однородной растительности, называют биогеоценозами. Таковы, например, ельник кисличный, ельник зеленомошный, березняк разнотравный, сфагновое болото, луг, ковыльная степь и т.п.В названии "биогеоценоз" подчеркивается тесная взаимосвязь ("ценоз") живых ("био–") и неживых ("гео–") компонентов на определенном участке земной поверхности. Учение о биогеоценозе и сам термин создал крупный российский ученый–ботаник В.Н.Сукачев.Экосистем на Земле очень много. Существенным свойством каждой из них является круговорот веществ и потоки энергии.из-за большой роли живых организмов круговорот веществ в экосистемах часто называют биологическим круговоротом веществ. Биологический круговорот веществ является главным условием существования экосистемы. Круговорот веществ в биогеоценозе осуществляется благодаря наличию в нем четырех неотъемлемых компонентов:1)абиотического компонента (запаса биогенных веществ и солнечной энергии); 2)продуцентов (создающих органическое вещество); 3) консументов (потребляющих органическое вещество); 4) редуцентов (разлагающих мертвое органическое вещество).Энергия, химические вещества и организмы связаны между собой потоками энергии и круговоротом веществ Биогенными веществами называют минеральные соединения, используемые для синтеза органических веществ. Продуценты – это организмы, создающие эти органические вещества и запасающие в них лучистую энергию Солнца. Обычно это фотосинтезирующие зеленые растения и некоторые прокариоты (цианобактерии). Консументы – это переработчики биологической продукции, в основном животные, а также грибы и некоторые паразитические и насекомоядные растения. Редуценты – организмы, разлагающие мертвые остатки растений, животных и других представителей живого мира до минеральных соединений (углекислого газа, воды и минеральных солей). В роли редуцентов выступают по преимуществу бактерии, а также грибы и некоторые животные (простейшие). Совместная деятельность этих разных по экологическим функциям групп организмов и является двигателем биологического круговорота веществ в биогеоценозе.
Круговорот веществ поддерживается в биогеоценозах (экосистемах) постоянным притоком все новых и новых порций энергии. Хотя по закону сохранения энергии она не исчезает бесследно, а лишь переходит из одной формы в другую, круговорота энергии в экосистемах быть не может. Расходуясь на жизнедеятельность организмов, усвоенная ими энергия постепенно переходит в тепловую форму и рассеивается в окружающем пространстве. Таким образом, деятельность экосистемы напоминает круговое вращение мельничного колеса (круговорот веществ) в потоке быстротекущей воды (поток энергии). Одна и та же порция вещества и заключенная в нем энергия не могут бесконечно передаваться по сложной сети питания, связывающей организмы в биогеоценозе. На самом деле трофическая сеть состоит из переплетения коротких пищевых (трофических) цепей – последовательного ряда питающихся друг другом организмов, в котором можно проследить расходование первоначальной порции энергии. Каждое звено ряда называют трофическим уровнем.
Каково значение пищевых связей? Пищевые связи между организмами играют важную роль. Во–первых, они обеспечивают передачу органического вещества и заключенной в нем энергии от одного организма к другому. Вместе, таким образом, уживаются виды, которые поддерживают жизнь друг друга. Во–вторых, пищевые связи служат механизмом регуляции численности популяций в природе. Пищевые отношения между организмами стоят заслоном на пути чрезмерного размножения отдельных видов, что делает природные сообщества более устойчивыми и стабильными.
Цепи и сети питания
Цепь питания — последовательность организмов, в которой происходит поэтапный перенос вещества и энергии от источника к потребителю. Каждое предыдущее звено является пищей для следующего.Виды цепей питания:
Пастбищные (цепь выедания). Начинаются с продуцентов и включают консументов разных порядков.
Детритные (цепь разложения). Начинаются с детрита, включают детритофагов и редуцентов и заканчиваются минеральными веществами.
Пищевая (трофическая) цепь — ряд взаимосвязанных видов, каждый из которых служит пищей предыдущему. В реальных биогеоценозах комплексы взаимосвязанных трофических цепей образуют пищевые сети.Сети питания — сложившиеся в процессе эволюции взаимоотношения в экосистемах, при которых многие компоненты питаются разными объектами и сами служат пищей различным членам экосистемы.Для существования и развития экосистем необходим постоянный прилив солнечной энергии, усвоение которой обеспечивают продуценты. В большинстве экосистем биомасса и заключенная в ней энергия уменьшается на каждом новом уровне приблизительно в десять раз.Трофический уровень — единица, обозначающая удалённость организма от продуцентов в пищевой (трофической) цепи. Слово трофический происходит от греческого τροφή — еда.Все экосистемы связаны между собой круговоротом веществ, реализуемым через пищевые сети (и благодаря атмосферным и геологическим явлениям). Пищевые связи в экосистемах характеризуют, используя экологические пирамиды.
Экологическая пирамида — закономерность, отражающая соотношение по пищевым уровням продуцентов и консументов различного порядка.
Типы пирамид:
Пирамида энергии. Закономерность, согласно которой поток энергии постепенно уменьшается и обесценивается при переходе от звена к звену в цепи питания.
Пирамида биомассы. Закономерность, согласно которой каждый последующий пищевой уровень имеет массу в 10 раз меньшую, чем предыдущий.
Пирамида чисел. Закономерность, отражающая число особей на каждом пищевом уровне. Главная тенденция — уменьшение числа особей от звена к звену.
Правило экологической пирамиды: на каждом предыдущем трофическом уровне количество биомассы, образованной за единицу времени, больше, чем на последующем, в 10 раз.
Так как биомасса по мере продвижения на высшие трофические уровни уменьшается в геометрической прогрессии, их общее количество обычно не превышает трех-пяти.
Примеры решения экологических задач.
На основе правила экологической пирамиды определите, сколько необходимо планктона (водорослей и бактерий), чтобы в Чёрном море вырос и мог существовать один дельфин массой 400 кг? Пищевая цепь:
планктон ––>моллюски ––> хищная мелкая рыба ––> дельфин.
Решение: планктон ––>моллюски ––> хищная мелкая рыба ––> дельфин
400000 кг 40000 кг 4000 кг 400 кг
Ответ: 400000 кг (или 400 тонн)
видео к уроку
Каждый живущий организм связан с окружающей средой потоками вещества и энергии, проходящими через его тело. Потребляя и выделяя вещество и энергию, живые организмы влияют на среду своего обитания уже тем, что живут. Результаты жизнедеятельности каждого отдельного существа могут быть невелики и малозаметны. Но все вместе они сливаются в мощную силу, преобразующую земную поверхность. Выдающийся английский ученый–естествоиспытатель, Артур Тенсли предложил термин «экосистема», для обозначения совокупности живых организмов и среды их обитания в природе. Как связаны между собой живые организмы в природе? В биоценозах все популяции видов связаны друг с другом сложной пищевой сетью. Солнечная энергия поступает в организмы животных из растений, которые черпают запасы вещества и энергии из неживой природы. В итоге любой биоценоз представляет некое единство со своим биотопом, создавая целостную систему, которую называют экосистемой. Жизнь на Земле существует повсюду, кроме жерл действующих вулканов. Все, что окружает живой организм, называют его средой обитания. Изучением взаимодействия организмов с окружающей средой занимается наука экология(от греч. oikos – "жилище", "местопребывание" и logos – "слово", "учение").
На Земле выделяют четыре основные среды жизни, сильно различающиеся по свойствам и силе действия отдельных факторов: водную, наземно-воздушную, почвенную и организменную (тела других организмов). В зависимости от того, в каких средах живут представители разных видов, они испытывают действие разных экологических факторов и вынуждены приспосабливаться к ним.
В биоценозах все популяции видов связаны друг с другом сложной пищевой сетью. Солнечная энергия поступает в организмы животных из растений, которые черпают запасы вещества и энергии из неживой природы. В итоге любой биоценоз представляет некое единство со своим биотопом, создавая целостную систему, которую называют экосистемой. Организованная в экосистемы жизнь на Земле продолжается уже миллионы лет, не прерываясь. Экосистемы бывают разных масштабов, наземные и водные: пруд с его обитателями, озеро, море, океан, небольшой лес, целая тайга, степь, пустыня – все это природные экосистемы. Аквариум, сад, пшеничное поле – экосистемы, созданные человеком. Наземные экосистемы, связанные с участками однородной растительности, называют биогеоценозами. Таковы, например, ельник кисличный, ельник зеленомошный, березняк разнотравный, сфагновое болото, луг, ковыльная степь и т.п.В названии "биогеоценоз" подчеркивается тесная взаимосвязь ("ценоз") живых ("био–") и неживых ("гео–") компонентов на определенном участке земной поверхности. Учение о биогеоценозе и сам термин создал крупный российский ученый–ботаник В.Н.Сукачев.Экосистем на Земле очень много. Существенным свойством каждой из них является круговорот веществ и потоки энергии.из-за большой роли живых организмов круговорот веществ в экосистемах часто называют биологическим круговоротом веществ. Биологический круговорот веществ является главным условием существования экосистемы. Круговорот веществ в биогеоценозе осуществляется благодаря наличию в нем четырех неотъемлемых компонентов:1)абиотического компонента (запаса биогенных веществ и солнечной энергии); 2)продуцентов (создающих органическое вещество); 3) консументов (потребляющих органическое вещество); 4) редуцентов (разлагающих мертвое органическое вещество).Энергия, химические вещества и организмы связаны между собой потоками энергии и круговоротом веществ Биогенными веществами называют минеральные соединения, используемые для синтеза органических веществ. Продуценты – это организмы, создающие эти органические вещества и запасающие в них лучистую энергию Солнца. Обычно это фотосинтезирующие зеленые растения и некоторые прокариоты (цианобактерии). Консументы – это переработчики биологической продукции, в основном животные, а также грибы и некоторые паразитические и насекомоядные растения. Редуценты – организмы, разлагающие мертвые остатки растений, животных и других представителей живого мира до минеральных соединений (углекислого газа, воды и минеральных солей). В роли редуцентов выступают по преимуществу бактерии, а также грибы и некоторые животные (простейшие). Совместная деятельность этих разных по экологическим функциям групп организмов и является двигателем биологического круговорота веществ в биогеоценозе.
Круговорот веществ поддерживается в биогеоценозах (экосистемах) постоянным притоком все новых и новых порций энергии. Хотя по закону сохранения энергии она не исчезает бесследно, а лишь переходит из одной формы в другую, круговорота энергии в экосистемах быть не может. Расходуясь на жизнедеятельность организмов, усвоенная ими энергия постепенно переходит в тепловую форму и рассеивается в окружающем пространстве. Таким образом, деятельность экосистемы напоминает круговое вращение мельничного колеса (круговорот веществ) в потоке быстротекущей воды (поток энергии). Одна и та же порция вещества и заключенная в нем энергия не могут бесконечно передаваться по сложной сети питания, связывающей организмы в биогеоценозе. На самом деле трофическая сеть состоит из переплетения коротких пищевых (трофических) цепей – последовательного ряда питающихся друг другом организмов, в котором можно проследить расходование первоначальной порции энергии. Каждое звено ряда называют трофическим уровнем.
Каково значение пищевых связей? Пищевые связи между организмами играют важную роль. Во–первых, они обеспечивают передачу органического вещества и заключенной в нем энергии от одного организма к другому. Вместе, таким образом, уживаются виды, которые поддерживают жизнь друг друга. Во–вторых, пищевые связи служат механизмом регуляции численности популяций в природе. Пищевые отношения между организмами стоят заслоном на пути чрезмерного размножения отдельных видов, что делает природные сообщества более устойчивыми и стабильными.
Цепи и сети питания Цепь питания — последовательность организмов, в которой происходит поэтапный перенос вещества и энергии от источника к потребителю. Каждое предыдущее звено является пищей для следующего.Виды цепей питания:
Пастбищные (цепь выедания). Начинаются с продуцентов и включают консументов разных порядков.
На Земле выделяют четыре основные среды жизни, сильно различающиеся по свойствам и силе действия отдельных факторов: водную, наземно-воздушную, почвенную и организменную (тела других организмов). В зависимости от того, в каких средах живут представители разных видов, они испытывают действие разных экологических факторов и вынуждены приспосабливаться к ним.
В биоценозах все популяции видов связаны друг с другом сложной пищевой сетью. Солнечная энергия поступает в организмы животных из растений, которые черпают запасы вещества и энергии из неживой природы. В итоге любой биоценоз представляет некое единство со своим биотопом, создавая целостную систему, которую называют экосистемой. Организованная в экосистемы жизнь на Земле продолжается уже миллионы лет, не прерываясь. Экосистемы бывают разных масштабов, наземные и водные: пруд с его обитателями, озеро, море, океан, небольшой лес, целая тайга, степь, пустыня – все это природные экосистемы. Аквариум, сад, пшеничное поле – экосистемы, созданные человеком. Наземные экосистемы, связанные с участками однородной растительности, называют биогеоценозами. Таковы, например, ельник кисличный, ельник зеленомошный, березняк разнотравный, сфагновое болото, луг, ковыльная степь и т.п.В названии "биогеоценоз" подчеркивается тесная взаимосвязь ("ценоз") живых ("био–") и неживых ("гео–") компонентов на определенном участке земной поверхности. Учение о биогеоценозе и сам термин создал крупный российский ученый–ботаник В.Н.Сукачев.Экосистем на Земле очень много. Существенным свойством каждой из них является круговорот веществ и потоки энергии.из-за большой роли живых организмов круговорот веществ в экосистемах часто называют биологическим круговоротом веществ. Биологический круговорот веществ является главным условием существования экосистемы. Круговорот веществ в биогеоценозе осуществляется благодаря наличию в нем четырех неотъемлемых компонентов:1)абиотического компонента (запаса биогенных веществ и солнечной энергии); 2)продуцентов (создающих органическое вещество); 3) консументов (потребляющих органическое вещество); 4) редуцентов (разлагающих мертвое органическое вещество).Энергия, химические вещества и организмы связаны между собой потоками энергии и круговоротом веществ Биогенными веществами называют минеральные соединения, используемые для синтеза органических веществ. Продуценты – это организмы, создающие эти органические вещества и запасающие в них лучистую энергию Солнца. Обычно это фотосинтезирующие зеленые растения и некоторые прокариоты (цианобактерии). Консументы – это переработчики биологической продукции, в основном животные, а также грибы и некоторые паразитические и насекомоядные растения. Редуценты – организмы, разлагающие мертвые остатки растений, животных и других представителей живого мира до минеральных соединений (углекислого газа, воды и минеральных солей). В роли редуцентов выступают по преимуществу бактерии, а также грибы и некоторые животные (простейшие). Совместная деятельность этих разных по экологическим функциям групп организмов и является двигателем биологического круговорота веществ в биогеоценозе.
Круговорот веществ поддерживается в биогеоценозах (экосистемах) постоянным притоком все новых и новых порций энергии. Хотя по закону сохранения энергии она не исчезает бесследно, а лишь переходит из одной формы в другую, круговорота энергии в экосистемах быть не может. Расходуясь на жизнедеятельность организмов, усвоенная ими энергия постепенно переходит в тепловую форму и рассеивается в окружающем пространстве. Таким образом, деятельность экосистемы напоминает круговое вращение мельничного колеса (круговорот веществ) в потоке быстротекущей воды (поток энергии). Одна и та же порция вещества и заключенная в нем энергия не могут бесконечно передаваться по сложной сети питания, связывающей организмы в биогеоценозе. На самом деле трофическая сеть состоит из переплетения коротких пищевых (трофических) цепей – последовательного ряда питающихся друг другом организмов, в котором можно проследить расходование первоначальной порции энергии. Каждое звено ряда называют трофическим уровнем.
Каково значение пищевых связей? Пищевые связи между организмами играют важную роль. Во–первых, они обеспечивают передачу органического вещества и заключенной в нем энергии от одного организма к другому. Вместе, таким образом, уживаются виды, которые поддерживают жизнь друг друга. Во–вторых, пищевые связи служат механизмом регуляции численности популяций в природе. Пищевые отношения между организмами стоят заслоном на пути чрезмерного размножения отдельных видов, что делает природные сообщества более устойчивыми и стабильными.
Цепи и сети питания
Цепь питания — последовательность организмов, в которой происходит поэтапный перенос вещества и энергии от источника к потребителю. Каждое предыдущее звено является пищей для следующего.Виды цепей питания:Пастбищные (цепь выедания). Начинаются с продуцентов и включают консументов разных порядков.
Детритные (цепь разложения). Начинаются с детрита, включают детритофагов и редуцентов и заканчиваются минеральными веществами. Пищевая (трофическая) цепь — ряд взаимосвязанных видов, каждый из которых служит пищей предыдущему. В реальных биогеоценозах комплексы взаимосвязанных трофических цепей образуют пищевые сети.Сети питания — сложившиеся в процессе эволюции взаимоотношения в экосистемах, при которых многие компоненты питаются разными объектами и сами служат пищей различным членам экосистемы.Для существования и развития экосистем необходим постоянный прилив солнечной энергии, усвоение которой обеспечивают продуценты. В большинстве экосистем биомасса и заключенная в ней энергия уменьшается на каждом новом уровне приблизительно в десять раз.Трофический уровень — единица, обозначающая удалённость организма от продуцентов в пищевой (трофической) цепи. Слово трофический происходит от греческого τροφή — еда.Все экосистемы связаны между собой круговоротом веществ, реализуемым через пищевые сети (и благодаря атмосферным и геологическим явлениям). Пищевые связи в экосистемах характеризуют, используя экологические пирамиды.
Экологическая пирамида — закономерность, отражающая соотношение по пищевым уровням продуцентов и консументов различного порядка.
Пирамида биомассы. Закономерность, согласно которой каждый последующий пищевой уровень имеет массу в 10 раз меньшую, чем предыдущий.
Пирамида чисел. Закономерность, отражающая число особей на каждом пищевом уровне. Главная тенденция — уменьшение числа особей от звена к звену.
Правило экологической пирамиды: на каждом предыдущем трофическом уровне количество биомассы, образованной за единицу времени, больше, чем на последующем, в 10 раз.
Пищевая (трофическая) цепь — ряд взаимосвязанных видов, каждый из которых служит пищей предыдущему. В реальных биогеоценозах комплексы взаимосвязанных трофических цепей образуют пищевые сети.Сети питания — сложившиеся в процессе эволюции взаимоотношения в экосистемах, при которых многие компоненты питаются разными объектами и сами служат пищей различным членам экосистемы.Для существования и развития экосистем необходим постоянный прилив солнечной энергии, усвоение которой обеспечивают продуценты. В большинстве экосистем биомасса и заключенная в ней энергия уменьшается на каждом новом уровне приблизительно в десять раз.Трофический уровень — единица, обозначающая удалённость организма от продуцентов в пищевой (трофической) цепи. Слово трофический происходит от греческого τροφή — еда.Все экосистемы связаны между собой круговоротом веществ, реализуемым через пищевые сети (и благодаря атмосферным и геологическим явлениям). Пищевые связи в экосистемах характеризуют, используя экологические пирамиды.Экологическая пирамида — закономерность, отражающая соотношение по пищевым уровням продуцентов и консументов различного порядка.
Типы пирамид:
Пирамида энергии. Закономерность, согласно которой поток энергии постепенно уменьшается и обесценивается при переходе от звена к звену в цепи питания. Пирамида биомассы. Закономерность, согласно которой каждый последующий пищевой уровень имеет массу в 10 раз меньшую, чем предыдущий.
Пирамида чисел. Закономерность, отражающая число особей на каждом пищевом уровне. Главная тенденция — уменьшение числа особей от звена к звену.
Правило экологической пирамиды: на каждом предыдущем трофическом уровне количество биомассы, образованной за единицу времени, больше, чем на последующем, в 10 раз.
Так как биомасса по мере продвижения на высшие трофические уровни уменьшается в геометрической прогрессии, их общее количество обычно не превышает трех-пяти.
На основе правила экологической пирамиды определите, сколько необходимо планктона (водорослей и бактерий), чтобы в Чёрном море вырос и мог существовать один дельфин массой 400 кг? Пищевая цепь:
Примеры решения экологических задач.
На основе правила экологической пирамиды определите, сколько необходимо планктона (водорослей и бактерий), чтобы в Чёрном море вырос и мог существовать один дельфин массой 400 кг? Пищевая цепь:
планктон ––>моллюски ––> хищная мелкая рыба ––> дельфин.
Решение: планктон ––>моллюски ––> хищная мелкая рыба ––> дельфин
400000 кг 40000 кг 4000 кг 400 кг
Ответ: 400000 кг (или 400 тонн)
Биотические, абиотические и антропические (антропогенные и техногенные) факторы.
Каждое живое существо тесно связано со своей средой обитания, испытывает ее влияние и в свою очередь на нее воздействует. Все свойства среды, влиянию которых подвергаются организмы, называют экологическими факторами. Экологические факторы подразделяют на абиотические и биотические. Абиотические факторы имеют физико–химическую природу. Это свет, температура, влажность воздуха, количество и состав солей в воде, давление, ветер и т.п. Биотические факторы – все прямые и косвенные воздействия организмов друг на друга и среду обитания. Организмы живут в окружении других видов, испытывают влияние хищников, паразитов, конкурентов, взаимодействуют с представителями своего вида, вступая во множество положительных и отрицательных связей.
В современном мире практически вся живая природа испытывает сильнейшее влияние человеческой деятельности. Часто это влияние намного перекрывает действие природных факторов. Поэтому, кроме абиотических и биотических, отдельно выделяют и рассматривают (продолжите)…антропогенные факторы. К ним относятся всевозможные формы воздействия человека на другие виды и на условия их жизни. Такие воздействия могут специально предусматриваться человеком или выступать как непредвиденные и случайные.
Экология — наука, изучающая взаимоотношения организмов между собой и со средой обитания. Она рассматривает особенности развития, размножения и выживания особей, структуру и динамику популяций и сообществ в зависимости от окружающей среды.
Среды обитания организмов
Условия существования — совокупность факторов среды, без которых живые организмы не могут существовать.
Среда обитания (среда жизни) — это часть природы, окружающая живые организмы и оказывающая на них определённое воздействие.
На нашей планете живые организмы освоили 4 среды обитания:
водную, наземно-воздушную, почвенную и организменную.
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ
Отдельные элементы среды, которые воздействуют на организмы, называются экологическими факторами. Выделяют следующие экологические факторы: абиотические, биотические, антропогенные.
Абиотические факторы — компоненты неживой природы. Биотические факторы — воздействие живых организмов друг на друга (взаимодействие между особями в популяциях и между популяциями в сообществах). Антропогенные факторы — деятельность человека, приводящая либо к прямому воздействию на живые организмы, либо к изменению среды их обитания (охота, промысел, сведение лесов, загрязнение, эрозия почв и др.).
■ Абиотические факторы
Температура. Приспособления к колебаниям температуры: миграция — переселение в более благоприятные условия, анабиоз — состояние резкого угнетения жизненных процессов, когда видимые проявления жизни временно прекращаются (спячка — животные, споры — микроорганизмы, цисты — простейшие).
Свет. По отношению к свету различают растения: светолюбивые — растения открытых, постоянно освещаемых местообитаний; тенелюбивые (сциофиты) — растения затенённых местообитаний; теневыносливые (факультативные гелиофиты) — растения, произрастающие в условиях разной световой обеспеченности. Для животных свет играет информационную роль (таксисы). Фотопериодизм — реакция организма на длину дня (светлого времени суток).
Влага. По отношению к влаге растения делятся на: гидрофиты — водные растения (кувшинка, ряска, стрелолист); гигрофиты — растения влажных (избыточного увлажнения) местообитаний (аир, вахта); мезофиты — растения нормальных условий влажности (ландыш, валериана); ксерофиты — растения сухих местообитаний (саксаул, верблюжья колючка, кактус).Правило Бергмана: теплокровные животные, обитающие в холодных климатических зонах, имеют большие размеры тела, чем их сородичи в более тёплых местообитаниях. Правило Аллена: выступающие части (ушные раковины, клювы, хвосты, конечности) увеличиваются при продвижении к югу.
■ Биотические факторы
Взаимоотношения организмов разных видов
- Хищничество — взаимодействие, при котором один организм (хищник) использует в пищу другой (жертву).
- Нейтрализм — два вида существуют на одной территории («соседи»), но не взаимодействуют друг с другом.
- Межвидовая конкуренция — взаимодействие (соревнование) между особями разных видов, имеющих сходные потребности (в пище, местах гнездования).
- Симбиоз — совместное существование двух видов организмов. Один вид (симбионт) существует благодаря эксплуатации другого (хозяина). Формы симбиоза:
- Комменсализм (нахлебничество) — выгоду получает только комменсал, присутствие которого для партнёра остаётся безразличным (рыба-прилипала).
- Мутуализм — форма сожительства, при которой оба организма извлекают выгоду друг от друга и ни одна сторона не может существовать без другой (клубеньковые бактерии).
- Паразитизм характеризуется антагонистическими отношениями: паразит, питаясь за счёт хозяина (его тканей, крови, питательных веществ), причиняет ему вред, хозяин стремится уничтожить или удалить паразита либо подавить его активность и жизнеспособность.
2) Взаимоотношения организмов одного вида
- Внутривидовая конкуренция — соревнование между особями одного вида за ресурс, имеющийся в ограниченном количестве.
- Кооперация — сотрудничество, стайный, стадный образ жизни многих животных позволяет им успешно защищаться от хищников, обеспечивать выживание детёнышей.
■ Антропогенные факторы
Воздействие деятельности человека:
- Положительное воздействие (разумное преобразование природы: посадка лесов, создание искусственных водохранилищ и т. д.).
- Отрицательное воздействие (загрязнение Мирового океана; парниковый эффект
Основные законы воздействия экологических факторов на организмы. Лимитирующие факторы.
Немецкий учёный Юстут Либих установил, что продуктивность культурных растений в первую очередь зависит от того питательного вещества или минерального элемента, который представлен в почве в наименьшем количестве.
Закон минимума Либиха (или Закон лимитирующих факторов):
успешную жизнедеятельность организма ограничивает экологический фактор, количество и качество которого близки к минимуму, необходимому организму.
Образное представление закона минимума — так называемая «бочка Либиха».
Суть модели состоит в том, что вода при наполнении бочки начинает переливаться через наименьшую доску в бочке, и длина остальных досок уже не имеет значения.
Факторы, сдерживающие развитие организмов из-за недостатка или их избытка по сравнению с потребностями, называются лимитирующими.
Закон толерантности Шелфорда:
лимитирующим фактором, ограничивающим развитие организма, может быть как минимум, так и максимум воздействия экологического фактора.
Толерантность (от лат. tolerantia — «терпение») — способность организмов выдерживать изменения условий жизни (например, колебания температуры, влажности, света). Это очень важное свойство живого, позволяющее приспособляться к изменяющимся условиям. Разные организмы обладают разной толерантностью.Способность живых организмов переносить количественные колебания действия экологического фактора в той или иной степени называется экологической валентностью (толерантностью, устойчивостью, пластичностью). Интервал значений экологического фактора между верхним и нижним пределами выносливости называется зоной толерантности.
Отдельные элементы среды, которые воздействуют на организмы, называются экологическими факторами. Выделяют следующие экологические факторы: абиотические, биотические, антропогенные.
Абиотические факторы — компоненты неживой природы. Биотические факторы — воздействие живых организмов друг на друга (взаимодействие между особями в популяциях и между популяциями в сообществах). Антропогенные факторы — деятельность человека, приводящая либо к прямому воздействию на живые организмы, либо к изменению среды их обитания (охота, промысел, сведение лесов, загрязнение, эрозия почв и др.).
■ Абиотические факторы
Температура. Приспособления к колебаниям температуры: миграция — переселение в более благоприятные условия, анабиоз — состояние резкого угнетения жизненных процессов, когда видимые проявления жизни временно прекращаются (спячка — животные, споры — микроорганизмы, цисты — простейшие).
Свет. По отношению к свету различают растения: светолюбивые — растения открытых, постоянно освещаемых местообитаний; тенелюбивые (сциофиты) — растения затенённых местообитаний; теневыносливые (факультативные гелиофиты) — растения, произрастающие в условиях разной световой обеспеченности. Для животных свет играет информационную роль (таксисы). Фотопериодизм — реакция организма на длину дня (светлого времени суток).
Влага. По отношению к влаге растения делятся на: гидрофиты — водные растения (кувшинка, ряска, стрелолист); гигрофиты — растения влажных (избыточного увлажнения) местообитаний (аир, вахта); мезофиты — растения нормальных условий влажности (ландыш, валериана); ксерофиты — растения сухих местообитаний (саксаул, верблюжья колючка, кактус).Правило Бергмана: теплокровные животные, обитающие в холодных климатических зонах, имеют большие размеры тела, чем их сородичи в более тёплых местообитаниях. Правило Аллена: выступающие части (ушные раковины, клювы, хвосты, конечности) увеличиваются при продвижении к югу.
■ Биотические факторы
Взаимоотношения организмов разных видов
Влага. По отношению к влаге растения делятся на: гидрофиты — водные растения (кувшинка, ряска, стрелолист); гигрофиты — растения влажных (избыточного увлажнения) местообитаний (аир, вахта); мезофиты — растения нормальных условий влажности (ландыш, валериана); ксерофиты — растения сухих местообитаний (саксаул, верблюжья колючка, кактус).Правило Бергмана: теплокровные животные, обитающие в холодных климатических зонах, имеют большие размеры тела, чем их сородичи в более тёплых местообитаниях. Правило Аллена: выступающие части (ушные раковины, клювы, хвосты, конечности) увеличиваются при продвижении к югу.
■ Биотические факторы
Взаимоотношения организмов разных видов
- Хищничество — взаимодействие, при котором один организм (хищник) использует в пищу другой (жертву).
- Нейтрализм — два вида существуют на одной территории («соседи»), но не взаимодействуют друг с другом.
- Межвидовая конкуренция — взаимодействие (соревнование) между особями разных видов, имеющих сходные потребности (в пище, местах гнездования).
- Симбиоз — совместное существование двух видов организмов. Один вид (симбионт) существует благодаря эксплуатации другого (хозяина). Формы симбиоза:
- Комменсализм (нахлебничество) — выгоду получает только комменсал, присутствие которого для партнёра остаётся безразличным (рыба-прилипала).
- Мутуализм — форма сожительства, при которой оба организма извлекают выгоду друг от друга и ни одна сторона не может существовать без другой (клубеньковые бактерии).
- Паразитизм характеризуется антагонистическими отношениями: паразит, питаясь за счёт хозяина (его тканей, крови, питательных веществ), причиняет ему вред, хозяин стремится уничтожить или удалить паразита либо подавить его активность и жизнеспособность.
- Внутривидовая конкуренция — соревнование между особями одного вида за ресурс, имеющийся в ограниченном количестве.
- Кооперация — сотрудничество, стайный, стадный образ жизни многих животных позволяет им успешно защищаться от хищников, обеспечивать выживание детёнышей.
Воздействие деятельности человека:
- Положительное воздействие (разумное преобразование природы: посадка лесов, создание искусственных водохранилищ и т. д.).
- Отрицательное воздействие (загрязнение Мирового океана; парниковый эффект
Основные законы воздействия экологических факторов на организмы. Лимитирующие факторы.
Немецкий учёный Юстут Либих установил, что продуктивность культурных растений в первую очередь зависит от того питательного вещества или минерального элемента, который представлен в почве в наименьшем количестве.
Закон минимума Либиха (или Закон лимитирующих факторов):
успешную жизнедеятельность организма ограничивает экологический фактор, количество и качество которого близки к минимуму, необходимому организму.
Образное представление закона минимума — так называемая «бочка Либиха».
Суть модели состоит в том, что вода при наполнении бочки начинает переливаться через наименьшую доску в бочке, и длина остальных досок уже не имеет значения.
Факторы, сдерживающие развитие организмов из-за недостатка или их избытка по сравнению с потребностями, называются лимитирующими.
Закон толерантности Шелфорда:
лимитирующим фактором, ограничивающим развитие организма, может быть как минимум, так и максимум воздействия экологического фактора.
Толерантность (от лат. tolerantia — «терпение») — способность организмов выдерживать изменения условий жизни (например, колебания температуры, влажности, света). Это очень важное свойство живого, позволяющее приспособляться к изменяющимся условиям. Разные организмы обладают разной толерантностью.Способность живых организмов переносить количественные колебания действия экологического фактора в той или иной степени называется экологической валентностью (толерантностью, устойчивостью, пластичностью). Интервал значений экологического фактора между верхним и нижним пределами выносливости называется зоной толерантности.
Д.З. 1. Прочитайте информацию по данной теме. 2. Выпишите в тетрадь краткую информацию.
Д.З. 1. Прочитайте информацию по данной теме.
2. Выпишите в тетрадь краткую информацию.
3. Прослушайте видео.
4. Учебник п. 54, 55., 57 - 58 выполните задания рубрики "Биология+Экология" стр. 241, 245.
5. Тренировочное упр."Составь цепи питания"
Д.З. 1. Прочитайте информацию по данной теме.
2. Выпишите в тетрадь краткую информацию.
3. Прослушайте видео.
4. Учебник п. 54, 55., 57 - 58 выполните задания рубрики "Биология+Экология" стр. 241, 245.
5. Тренировочное упр."Составь цепи питания"
Тема: Огляд основних еукаріотичних таксонів.,
Неклітинні форми життя: віруси.
1. Клетка прокариотического и эукариотического организма
Видео к уроку
Растения Животные Грибы
Вирусы
Д.З. 1. Прочитайте информацию по данной теме.
2. Выпишите в тетрадь краткую информацию.
3. Прослушайте видео.
4. Учебник п. 51, 53.
5. Выполните тест Завдання необхідно виконати до 7 травня 22:00
Код доступу 297321 посилання join.naurok.ua
23.04.20.
Основи еволюційної філогенії та систематики.
Основні групи організмів: бактерії, археї, еукаріоти.
1. Биологическое разнообразие есть разнообразие живых организмов, а также экосистем и экологических процессов, звеньями которых они являются. Биоразнообразие может быть разделено на три категории: генетическое разнообразие, разнообразие видов и разнообразие экосистем. Генетическое разнообразие подразумевает разнообразие генов внутри одного вида. Видовое разнообразие — это разнообразие видов внутри одного региона. Разнообразие экосистем - разнообразие мест обитания, биотических сообществ и экологических процессов в биосфере.
Биоразнообразие напрямую связано с устойчивостью экосистем и биосферы в целом к всевозможным возмущениям, в том числе вызываемым деятельностью человека. Снижение биоразнообразия приводит к разрушению сложившихся экологических связей и деградации природных сообществ, к их неспособности самоподдерживаться, в конечном счете — к их уничтожению.
Поддержание биоразнообразия необходимо по многим причинам. Во-первых, надо иметь ввиду, что каждый вид и каждая экосистема имеют право на существование. Существование многих видов зависит от других; уничтожение одного вида может привести к исчезновению других. Человек, как биологический вид, зависит от других видов из-за потребности в еде, лекарствах, промышленных продуктах, а также в таких "экологических услугах", как, например, самоочищение водоемов. И наконец, каждый вид и каждая экосистема вносят определенный вклад в красоту и богатство окружающего нас мира.
По оценкам биологов, существует от 5 до 30 млн видов, по наиболее взвешенным оценкам — около 10 млн. Систематики дали названия только 1,4 млн видов. Наибольшее видовое разнообразие проявляется среди микроорганизмов, насекомых и малых обитателей океана.
Разрушение мест обитания - не единственная причина снижения биоразнообразия. К другим причинам относятся фрагментация. Так, для выживания некоторых видов, например, журавлей, одно огромное болото имеет значительно большее значение, чем несколько меньших, хотя и равных по суммарной площади. Причина в том, что человек с меньшей вероятностью спугнет или уничтожит птиц, нашедших пристанище в середине большого болота. Многим видам нужны большие территории для нормальной жизни.
Под снижением биоразнообразия понимается не только уменьшение числа видов, живущих на данной территории, но и качественные изменения экосистем, когда взамен одних видов появляются другие, не характерные для местных природных сообществ. Важную роль в этом процессе может играть перенос видов организмов за пределы их естественных ареалов и внедрение в местные природные комплексы. При отсутствии на новом месте жительства естественных врагов вид начинает бурно размножаться, вытесняя другие виды. В таких случаях может привести к снижению биоразнообразия. Наиболее известные примеры печальных последствий – появление колорадского жука в Европе и кролика в Австралии.
Основные причины утраты биологического разнообразия, отмеченные в конвенции:
- Возрастающая численность населения;
- Возрастающее потребление ресурсов;
- Пренебрежительное отношение к биологическим видам и экосистемам;
- Плохо продуманная государственная политика в области использования государственных ресурсов;
- Негативное влияние международной торговли;
- Несправедливое распределение ресурсов;
- Непонимание или игнорирование значения биологического разнообразия
Видео к уроку
2. Биологи́ческая система́тика — научная дисциплина, в задачи которой входит разработка принципов классификации живых организмов и практическое приложение этих принципов к построению системы органического мира. Под классификацией здесь понимается описание и размещение в системе всех существующих и вымерших организмов.
Определяющим вкладом стала деятельность шведского естествоиспытателя Карла Линнея (1707—1778), который определил и реализовал на практике основные положения научной систематики, что позволило биологии в достаточно короткие сроки стать полноценной наукой.
Систематика всегда предполагает, что:
- окружающее нас разнообразие живых организмов имеет определённую внутреннюю структуру,
- эта структура организована иерархически, то есть разные таксоны последовательно подчинены друг другу,
- эта структура познаваема до конца, а значит, возможно построение полной и всеобъемлющей системы органического мира («естественной системы»).
Современные классификации живых организмов построены по иерархическому принципу. Различные уровни иерархии имеют собственные названия (от высших к низшим): царство, тип или отдел, класс, отряд или порядок, семейство, род и, собственно, вид. Виды состоят уже из отдельных особей.
Принято, что любой конкретный организм должен последовательно принадлежать ко всем семи категориям. В сложных системах часто выделяют дополнительные категории, например, используя для этого приставки над- и под- (надкласс, подтип и т. п.). Каждый таксон должен иметь определённый ранг, то есть относиться к какой-либо таксономической категории.
Этот принцип построения системы получил название Линнеевской иерархии, по имени шведского натуралиста Карла Линнея, труды которого были положены в основу традиции современной научной систематики.
Сравнительно новым является понятие надцарства. Оно было предложено в 1990 году Карлом Вёзе и ввело разделение всех биологических таксонов на три домена: 1) эукариоты (домен, объединивший все организмы, клетки которых содержат ядро); 2) бактерии; 3) археи.
Видео к уроку
Имеющиеся на сегодняшний день знания о ветвлении филогенетического древа получены путём построения классификации живых организмов, которая исходно была задумана Карлом Линнеем как отражение «Естественной Системы» всей природы .
Основні групи організмів: бактерії, археї, еукаріоти.
Д.З. 1. Прочитайте информацию по данной теме.
2. Выпишите в тетрадь краткую информацию.
3. Прослушайте видео.
4. Учебник п. 50, 52.
4. Учебник п. 50, 52.
16.04.20.
Тема: Еволюція людини. Етапи еволюції людини.
Світоглядні
та наукові погляди на походження та історичний розвиток життя
Одна из самых интригующих глав эволюции жизни на Земле - происхождение человека.
Еще в античное время человек признавался «родственником» животных (Анаксимен, Аристотель). В первой половине 18 в. К. Линней отвел ему место в отряде приматов класса млекопитающих и дал видовое название Гомосапиенс (человек разумный) В конце 18 в. на эту тему писали Дидро, Кант, Лаплас, а в начале 19 в. гипотезу естественного происхождения человека выдвинул Ж.Б. Ламарк в своем труде «Философия зоологии» Исходным предком человека считал четверорукое высокоразвитое существо, которое с деревьев спустилось на землю и постепенно превратилось в двурукое, способное к прямохождению, но антропогенная гипотеза Ламарка не имела успеха, как и его эволюционная концепция в целом. Фундаментальный вклад в решение проблемы антропогенеза сделал Ч. Дарвин в специальном труде 1871 г. «Происхождение человека и половой отбор». Дарвин впервые попытался научно объяснить и движущие силы антропогенеза. В последующее время накопилось много данных, доказывающих родство человека и антропоидов не только по морфологическим, но и по другим признакам:
- установлено большое сходство в строении голосового аппарата (гортани) у человека и шимпанзе;
- у орангутана значительно увеличены размеры коры головного мозга, и именно этот отдел мозга у человека сложно дифференцирован в связи с развитой речью только у высших обезьян и человека имеется червеобразный отросток слепой кишки;
- у антропоидных обезьян установлены те же 4 группы крови;
- половое созревание наступает сравнительно поздно;
- срок беременности у гориллы близок к 9 месяцам;
- порядок прорезания зубов у высших обезьян сходен с таковым у человека;
- высоко развиты у антропоидов формы заботы о потомстве, длителен период детства;
- генетический материал человека и шимпанзе идентичен на 99%
Основные этапы антропогенеза:
Дриопитеки – общие предки антропоморфных обезьян и гоминид. Имеется много косвенных данных, подтверждающих подобное происхождение. Способность человеческой руки вращаться во все стороны благодаря шаровидному суставу плечевой кости могла возникнуть только у древесной формы. Только человек и приматы обладают способностью к вращению предплечья внутрь и наружу, а также хорошо развитой ключицей. У человека и обезьян на кистях и стопах развиты кожные узоры, которые имеются только у древесных млекопитающих. Для них характерны древесный образ жизни, манипулирование предметами и стадность.
Древнейшие австралопитековые сочетали в себе признаки обезьяны и человека. Анатомическое строение таза и ног свидетельствовало о его вертикальном положении. Он использовал палки, камни, крупные кости антилоп в качестве орудий. Общественный образ жизни позволял им устоять против хищников и самим нападать на других животных. Именно у них, как считает антрополог Рогинский, начался процесс потери шерстяного покрова. От перегрева человек защищается интенсивным потоотделением. Приспособление это было очень эффектным, но лишало организм ионов натрия, нехватка которого стимулировала хищничество или заставляла искать источники поваренной соли.
Человек умелый – в 1962 г. в Танзании, центральной Африки нашли остатки австралопитека, объем мозга которого составлял более 600 см (совр. ок 2000см), но более чем у примитивных форм, а главное – он изготовлял орудия. Этот наш предок был назвал человек умелый.
Ученые утверждают, что именно на этой стадии антропогенеза зарождается речь, т.к. совместная охота требовала общения, одними жестами не обойтись.
Человек прямоходящий от своих предшественников отличался ростом, прямой осанкой, человеческой походкой. Рука их более развита, а стопа приобрела небольшой свод, позвоночник получил некоторые изгибы, что уравновешивало вертикальное положение туловища. Объем мозга – 800-1200 см Формирование речи, наиболее развиты доли мозга, управляющие высшей нервной деятельностью. Коллективная охота требовала не только общения, но и способствовала развитию социальной организации, которая имела явно человеческий характер, т.к. опиралась на разделением труда между мужчинами – охотниками и женщинами – собирателями пищи и хранителями огня.
Неандерталец – объем мозга – 1200-1400 см. Высокая культура изготовления орудий. Совершенствование речи и племенных отношений. Сильные, выносливые, они первые, приспособившиеся к жизни в суровом климате. У них появляются обряды, забота о потомстве, передаче опыта. Использовали огонь для приготовления пищи – жарили мясо, шили из одежду шкур, которые очищались от жира, сушились над огнем, чтобы придать им мягкость и гибкость. Это говорит о развитости мышления.
Кроманьонец – тип современного человека. Жил в пещерах или хижинах в самом конце ледниковой эпохи. Они научились делать множество орудий, использовали метательные устройства, ловили рыбу при помощи гарпунов. Вероятно, они были первыми, кто научился делать иглы и шить. Они делали ожерелья из камешков, ракушек… Во Франции и Испании обнаружены на-скальные рисунки, которым более 30 тыс. лет. Рисунки заклинания, предска-зания, победы над хищником, а сегодня – нам привет от них.
Становление человека разумного отмечено 2-мя важными моментами:
- с одной стороны - завершается формирование морфологического типа
- с другой – биологическая эволюция постепенно затухала и сменялась социальным развитием
Видео по теме ➤
Одна из самых интригующих глав эволюции жизни на Земле - происхождение человека.
Еще в античное время человек признавался «родственником» животных (Анаксимен, Аристотель). В первой половине 18 в. К. Линней отвел ему место в отряде приматов класса млекопитающих и дал видовое название Гомосапиенс (человек разумный) В конце 18 в. на эту тему писали Дидро, Кант, Лаплас, а в начале 19 в. гипотезу естественного происхождения человека выдвинул Ж.Б. Ламарк в своем труде «Философия зоологии» Исходным предком человека считал четверорукое высокоразвитое существо, которое с деревьев спустилось на землю и постепенно превратилось в двурукое, способное к прямохождению, но антропогенная гипотеза Ламарка не имела успеха, как и его эволюционная концепция в целом. Фундаментальный вклад в решение проблемы антропогенеза сделал Ч. Дарвин в специальном труде 1871 г. «Происхождение человека и половой отбор». Дарвин впервые попытался научно объяснить и движущие силы антропогенеза. В последующее время накопилось много данных, доказывающих родство человека и антропоидов не только по морфологическим, но и по другим признакам:
- установлено большое сходство в строении голосового аппарата (гортани) у человека и шимпанзе;
- у орангутана значительно увеличены размеры коры головного мозга, и именно этот отдел мозга у человека сложно дифференцирован в связи с развитой речью только у высших обезьян и человека имеется червеобразный отросток слепой кишки;
- у антропоидных обезьян установлены те же 4 группы крови;
- половое созревание наступает сравнительно поздно;
- срок беременности у гориллы близок к 9 месяцам;
- порядок прорезания зубов у высших обезьян сходен с таковым у человека;
- высоко развиты у антропоидов формы заботы о потомстве, длителен период детства;
- генетический материал человека и шимпанзе идентичен на 99%
Основные этапы антропогенеза:
Дриопитеки – общие предки антропоморфных обезьян и гоминид. Имеется много косвенных данных, подтверждающих подобное происхождение. Способность человеческой руки вращаться во все стороны благодаря шаровидному суставу плечевой кости могла возникнуть только у древесной формы. Только человек и приматы обладают способностью к вращению предплечья внутрь и наружу, а также хорошо развитой ключицей. У человека и обезьян на кистях и стопах развиты кожные узоры, которые имеются только у древесных млекопитающих. Для них характерны древесный образ жизни, манипулирование предметами и стадность.
Древнейшие австралопитековые сочетали в себе признаки обезьяны и человека. Анатомическое строение таза и ног свидетельствовало о его вертикальном положении. Он использовал палки, камни, крупные кости антилоп в качестве орудий. Общественный образ жизни позволял им устоять против хищников и самим нападать на других животных. Именно у них, как считает антрополог Рогинский, начался процесс потери шерстяного покрова. От перегрева человек защищается интенсивным потоотделением. Приспособление это было очень эффектным, но лишало организм ионов натрия, нехватка которого стимулировала хищничество или заставляла искать источники поваренной соли.
Человек умелый – в 1962 г. в Танзании, центральной Африки нашли остатки австралопитека, объем мозга которого составлял более 600 см (совр. ок 2000см), но более чем у примитивных форм, а главное – он изготовлял орудия. Этот наш предок был назвал человек умелый.
Ученые утверждают, что именно на этой стадии антропогенеза зарождается речь, т.к. совместная охота требовала общения, одними жестами не обойтись.
Человек прямоходящий от своих предшественников отличался ростом, прямой осанкой, человеческой походкой. Рука их более развита, а стопа приобрела небольшой свод, позвоночник получил некоторые изгибы, что уравновешивало вертикальное положение туловища. Объем мозга – 800-1200 см Формирование речи, наиболее развиты доли мозга, управляющие высшей нервной деятельностью. Коллективная охота требовала не только общения, но и способствовала развитию социальной организации, которая имела явно человеческий характер, т.к. опиралась на разделением труда между мужчинами – охотниками и женщинами – собирателями пищи и хранителями огня.
Неандерталец – объем мозга – 1200-1400 см. Высокая культура изготовления орудий. Совершенствование речи и племенных отношений. Сильные, выносливые, они первые, приспособившиеся к жизни в суровом климате. У них появляются обряды, забота о потомстве, передаче опыта. Использовали огонь для приготовления пищи – жарили мясо, шили из одежду шкур, которые очищались от жира, сушились над огнем, чтобы придать им мягкость и гибкость. Это говорит о развитости мышления.
Кроманьонец – тип современного человека. Жил в пещерах или хижинах в самом конце ледниковой эпохи. Они научились делать множество орудий, использовали метательные устройства, ловили рыбу при помощи гарпунов. Вероятно, они были первыми, кто научился делать иглы и шить. Они делали ожерелья из камешков, ракушек… Во Франции и Испании обнаружены на-скальные рисунки, которым более 30 тыс. лет. Рисунки заклинания, предска-зания, победы над хищником, а сегодня – нам привет от них.
Становление человека разумного отмечено 2-мя важными моментами:
- с одной стороны - завершается формирование морфологического типа
- с другой – биологическая эволюция постепенно затухала и сменялась социальным развитием
Видео по теме ➤
Происхождение и историческое развитие жизни.
Существует несколько теорий происхождения жизни на Земле, наиболее известные из которых:
- теория самопроизвольного (спонтанного) зарождения;
- теория креационизма (или сотворения);
- теория стационарного состояния;
- теория панспермии;
- теория биохимической эволюции (теория А.И. Опарина)
Видео по теме ➤
Ученые Древнего мира и средневековой Европы верили в то, что живые существа постоянно возникают из неживой материи: черви — из грязи, лягушки — из тины, светлячки — из утренней росы.
В 1765 г. известный итальянский ученый и врач Ладзаро Спаланцани прокипятил в запаянных стеклянных колбах мясные и овощные бульоны. Бульоны в запаянных колбах не портились. Он сделал вывод, что под действием высокой температуры погибли все живые существа, способные вызывать порчу бульона. Однако опыты Ф. Реди и Л. Спаланцани убедили далеко не всех. Ученые-виталисты (от лат. vita - жизнь) считали, что в прокипяченном бульоне не происходит самозарождения живых существ, так как в нем разрушается особая «жизненная сила», которая не может проникнуть в запаянный сосуд, поскольку переносится по воздуху.
Споры но поводу возможности самозарождения жизни активизировались в связи с открытием микроорганизмов. Если сложные живые существа не могут самозарождаться, возможно, это могут микроорганизмы?
В связи с этим в 1859 г. французская Академия объявила о присуждении премии тому, кто окончательно решит вопрос о возможности или невозможности самозарождения жизни. Эту премию получил в 1862 г. знаменитый французский химик и микробиолог Луи Пастер. Так же как Спаланцани, он прокипятил питательный бульон в стеклянной колбе, но колба была не обычная, а с горлышком в виде 5-образной трубки. Воздух, а следовательно и «жизненная сила», могли проникать в колбу, но пыль, а вместе с нею и микроорганизмы, присутствующие в воздухе, оседали в нижнем колене 5-образной трубки, и бульон в колбе оставался стерильным (рис. 1). Однако стоило сломать горло колбы или ополоснуть стерильным бульоном нижнее колено 5-образной трубки, как бульон начинал быстро мутнеть — в нем появлялись микроорганизмы.
Таким образом, благодаря работам Луи Пастера теория самозарождения была признана несостоятельной и в научном мире утвердилась теория биогенеза, краткая формулировка которой — «все живое — от живого».
Теория креационизма предполагает, что все живые организмы (либо только простейшие их формы) были в определенный период времени сотворены («сконструированы») неким сверхъестественным существом (божеством, абсолютной идеей, сверхразумом, сверхцивилизацией и т.п.). Очевидно, что именно этой точки зрения с глубокой древности придерживались последователи большинства ведущих религий мира, в частности христианской религии.
Теория креационизма и в настоящее время достаточно широко распространена, причем не только в религиозных, но и в научных кругах. Обычно ее используют для объяснения наиболее сложных, не имеющих на сегодняшний день решения вопросов биохимической и биологической эволюции, связанных с возникновением белков и нуклеиновых кислот, формированием механизма взаимодействия между ними, возникновением и формированием отдельных сложных органелл или органов (таких, как рибосома, глаз или мозг). Актами периодическою «сотворения» объясняется и отсутствие четких переходных звеньев от одного типа животных к другому, например от червей к членистоногим, от обезьяны к человеку и т.п.
Теории стационарного состояния и панспермии
Обе эти теории представляют собой взаимодополняющие элементы единой картины мира, сущность которой заключается в следующем: вселенная существует вечно и в ней вечно существует жизнь (стационарное состояние). Жизнь переносится с планеты на планету путешествующими в космическом пространстве «семенами жизни», которые могут входить в состав комет и метеоритов (панспермия). Подобных взглядов на происхождение жизни придерживался, в частности, основоположник учения о биосфере академик В.И. Вернадский.
Однако теория стационарного состояния, предполагающая бесконечно долгое существование вселенной, не согласуется с данными современной астрофизики, согласно которым вселенная возникла сравнительно недавно (около 16 млрд лет т.н.) путем первичного взрыва.
Очевидно, что обе теории (панспермии и стационарного состояния) вообще не предлагают объяснения механизма первичного возникновения жизни, перенося его на другие планеты (панспермия) либо отодвигая по времени в бесконечность (теория стационарного состояния).
Теория биохимической эволюции (теория А.И. Опарина)
Из всех теорий происхождения жизни наиболее распространенной и признанной в научном мире является теория биохимической эволюции, предложенная в 1924 г. советским биохимиком академиком А.И. Опариным (в 1936 г. он подробно изложил ее в своей книге «Возникновение жизни»).
Сущность этой теории состоит в том, что биологической эволюции — т.е. появлению, развитию и усложнению различных форм живых организмов, предшествовала химическая эволюция — длительный период в истории Земли, связанный с появлением, усложнением и совершенствованием взаимодействия между элементарными единицами, «кирпичиками», из которых состоит все живое — органическими молекулами.
Предбиологическая (химическая) эволюция
По мнению большинства ученых (в первую очередь астрономов и геологов), Земля сформировалась как небесное тело около 5 млрд лет т.н. путем конденсации частиц вращавшегося вокруг Солнца газопылевого облака.
Под влиянием сил сжатия частицы, из которых формируется Земля, выделяют огромное количество тепла. В недрах Земли начинаются термоядерные реакции. В результате Земля сильно разогревается. Таким образом, 5 млрд лет т.н. Земля представляла собой несущийся в космическом пространстве раскаленный шар, температура поверхности которою достигала 4000-8000°С.
Постепенно, за счет излучения тепловой энергии в космическое пространство, Земля начинает остывать. Около 4 млрд лет т.н. Земля остывает настолько, что на ее поверхности формируется твердая кора; одновременно из ее недр вырываются легкие, газообразные вещества, поднимающиеся вверх и формирующие первичную атмосферу. По составу первичная атмосфера существенно отличалась от современной. Свободный кислород в атмосфере древней Земли, по-видимому, отсутствовал, а в ее состав входили вещества в восстановленном состоянии, такие, как водород (Н2), метан (СН4), аммиак (NH3), пары воды (Н2О), а возможно, также азот (N2), окись и двуокись углерода (СО и С02).
Восстановительный характер первичной атмосферы Земли чрезвычайно важен для зарождения жизни, поскольку вещества в восстановленном состоянии обладают высокой реакционной способностью и в определенных условиях способны взаимодействовать друг с другом, образуя органические молекулы. Отсутствие в атмосфере первичной Земли свободного кислорода (практически весь кислород Земли был связан в виде окислов) также является важной предпосылкой возникновения жизни, поскольку кислород легко окисляет и тем самым разрушает органические соединения. Поэтому при наличии в атмосфере свободного кислорода накопление на древней Земле значительного количества органических веществ было бы невозможно.
Около 5 млрд лет т.п. — возникновение Земли как небесного тела; температура поверхности — 4000-8000°С
Около 4 млрд лет т.н. - формирование земной коры и первичной атмосферы
При температуре 1000°С — в первичной атмосфере начинается синтез простых органических молекул
Энергию для синтеза дают:
Температура первичной атмосферы ниже 100°С — формирование первичного океана -
Синтез сложных органических молекул — биополимеров из простых органических молекул:
- простые органические молекулы — мономеры
- сложные органические молекулы — биополимеры
Когда температура первичной атмосферы достигает 1000°С, в ней начинается синтез простых органических молекул, таких, как аминокислоты, нуклеотиды, жирные кислоты, простые сахара, многоатомные спирты, органические кислоты и др. Энергию для синтеза поставляют грозовые разряды, вулканическая деятельность, жесткое космическое излучение и, наконец, ультрафиолетовое излучение Солнца, от которого Земля еще не защищена озоновым экраном, причем именно ультрафиолетовое излучение ученые считают основным источником энергии для абиогенного (т.е. проходящею без участия живых организмов) синтеза органических веществ.
Признанию и широкому распространению теории А.И. Опарина во многом способствовало то, что процессы абиогенного синтеза органических молекул легко воспроизводятся в модельных экспериментах.
Возможность синтеза органических веществ из неорганических была известна с начала 19 в. Уже в 1828 г. выдающийся немецкий химик Ф. Вёлер синтезировал органическое вещество — мочевину из неорганическою — циановокислого аммония. Однако возможность абиогенного синтеза органических веществ в условиях, близких к условиям древней Земли, была впервые показана в опыте С. Миллера.
В 1953 г. молодой американский исследователь, студент- дипломник Чикагского университета Стенли Миллер воспроизвел в стеклянной колбе с впаянными в нес электродами первичную атмосферу Земли, которая, по мнению ученых того времени, состояла из водорода метана СН4, аммиака NH, и паров воды Н20 . Через эту газовую смесь С. Миллер в течение недели пропускал электрические разряды, имитирующие грозовые. По окончании эксперимента в колбе были обнаружены α-аминокислоты (глицин, аланин, аспарагин, глутамин), органические кислоты (янтарная, молочная, уксусная, гликоколовая), у-оксимасляная кислота и мочевина. При повторении опыта С. Миллеру удалось получить отдельные нуклеотиды и короткие полинуклеотидные цепочки из пяти-шести звеньев.
В дальнейших опытах по абиогенному синтезу, проводимых различными исследователями, использовались не только электрические разряды, но и другие виды энергии, характерные для древней Земли, — космическое, ультрафиолетовое и радиоактивное излучения, высокие температуры, присущие вулканической деятельности, а также разнообразные варианты газовых смеси, имитирующих первичную атмосферу. В результате был получен практически весь спектр органических молекул, характерных для живого: аминокислоты, нуклеотиды, жироподобные вещества, простые сахара, органические кислоты.
Более того, абиогенный синтез органических молекул может происходить на Земле и в настоящее время (например, в процессе вулканической деятельности). При этом в вулканических выбросах можно обнаружить не только синильную кислоту HCN, являющуюся предшественником аминокислот и нуклеотидов, но и отдельные аминокислоты, нуклеотиды и даже такие сложные по строению органические вещества, как порфирины. Абиогенный синтез органических веществ возможен не только на Земле, но и в космическом пространстве. Простейшие аминокислоты обнаружены в составе метеоритов и комет.
Когда температура первичной атмосферы опустилась ниже 100°С, на Землю обрушились горячие дожди и появился первичный океан. С потоками дождя в первичный океан поступали абиогенно синтезированные органические вещества, что превратило его, но образному выражению английского биохимика Джона Холдейна, в разбавленный «первичный бульон». По-видимому, именно в первичном океане начинаются процессы образования из простых органических молекул — мономеров сложных органических молекул — биополимеров
Однако процессы полимеризации отдельных нуклеотидов, аминокислот и Сахаров — это реакции конденсации, они протекают с отщеплением воды, следовательно, водная среда способствует не полимеризации, а, напротив, гидролизу биополимеров (т.е. разрушению их с присоединением воды).
Образование биополимеров (в частности, белков из аминокислот) могло происходить в атмосфере при температуре около 180°С, откуда они смывались в первичный океан с атмосферными осадками. Кроме того, возможно, на древней Земле аминокислоты концентрировались в пересыхающих водоемах и полимеризовались в сухом виде под действием ультрафиолетового света и тепла лавовых потоков.
Несмотря на то что вода способствует гидролизу биополимеров, в живой клетке синтез биополимеров осуществляется именно в водной среде. Этот процесс катализируют особые белки-катализаторы — ферменты, а необходимая для синтеза энергия выделяется при распаде аденозинтрифосфорной кислоты — АТФ. Возможно, синтез биополимеров в водной среде первичного океана катализировался поверхностью некоторых минералов. Экспериментально показано, что раствор аминокислоты аланина может полимеризоваться в водной среде в присутствии особого вида глинозема. При этом образуется пептид полиаланин. Реакция полимеризации аланина сопровождается распадом АТФ.
Полимеризация нуклеотидов проходит легче, чем полимеризация аминокислот. Показано, что в растворах с высокой концентрацией солей отдельные нуклеотиды самопроизвольно полимеризуются, превращаясь в нуклеиновые кислоты.
Жизнь всех современных живых существ — это процесс непрерывного взаимодействия важнейших биополимеров живой клетки — белков и нуклеиновых кислот.
Где же происходило развитие сложного процесса взаимодействия белков и нуклеиновых кислот? По теории А.И. Опарина, местом зарождения жизни стали так называемые коацерватные капли.
Явление коацервации состоит в том, что в некоторых условиях (например, в присутствии электролитов) высокомолекулярные вещества отделяются от раствора, но не в форме осадка, а в виде более кон центрирован но го раствора — коацервата. При встряхивании коацерват распадается на отдельные мелкие капельки. В воде такие капли покрываются стабилизирующей их гидратной оболочкой (оболочкой из молекул воды).
Коацерватные капли обладают некоторым подобием обмена веществ: иод воздействием чисто физико-химических сил они могут избирательно впитывать из раствора некоторые вещества и выделять в окружающую среду продукты их распада. За счет избирательного концентрирования веществ из окружающей среды они могут расти, а но достижении определенного размера начинают «размножаться», отпочковывая маленькие капельки, которые, в свою очередь, могут расти и «почковаться».
Возникшие в результате концентрирования белковых растворов коацерватные капли в процессе перемешивания под действием волн и ветра могут покрываться оболочкой из липи- дов: одинарной, напоминающей мицеллы мыла (при однократном отрыве капли от поверхности воды, покрытой липидным слоем), либо двойной, напоминающей клеточную мембрану (при повторном падении капли, покрытой однослойной липидной мембраной, на липидную пленку, покрывающую поверхность водоема).
Процессы возникновения коацерватных капель, их роста и «почкования», а также «одевания» их мембраной из двойного липидного слоя легко моделируются в лабораторных условиях.
Для коацерватных капель также существует процесс «естественного отбора», при котором в растворе сохраняются наиболее стабильные капли.
Несмотря на внешнее сходство коацерватных капель с живыми клетками, у коацерватных капель отсутствует главный признак живого — способность к точному самовоспроизведению, самокопированию. Очевидно, предшественниками живых клеток явились такие коацерватные капли, в состав которых вошли комплексы молекул-репликаторов (РНК или ДНК) и кодируемых ими белков. Возможно, комплексы РНК-белок длительное время существовали вне коацерватных капель в виде так называемого «свободноживущего гена», а возможно, их формирование проходило непосредственно внутри некоторых коацерватных капель.
Исключительно сложный, не до конца понятный современной науке процесс возникновения жизни на Земле прошел с исторической точки зрения чрезвычайно быстро. Уже 3,5 млрд лет т.н. химическая эволюция завершилась появлением первых живых клеток и началась биологическая эволюция.
Видео по теме ➤
Д.З. 1. Прочитайте информацию по данной теме.
2. Выпишите в тетрадь краткую информацию.
3. Прослушайте видео.
4. Выполните тест. Продлен до 20 квітня 14:00 .
Д.З. 1. Прочитайте информацию по данной теме.
2. Выпишите в тетрадь краткую информацию.
3. Прослушайте видео.
4. Выполните тест. Продлен до 20 квітня 14:00 .
12.03.20 Формы изменчивости организмов.
Мутации. Мутагенез. Мутагены.
Д.З. стр. 168-175, схемы записать в тетрадь тест Код доступу419779 join.naurok.ua
Добрый день!
Тема 6. Еволюція органічного світу (орієнтовно 7 год)
02.04.20. Популяції живих організмів та їх основні
характеристики.
Еволюційні фактори. Механізми первинних
еволюційних змін.
Механізми видоутворення
1. Прочитайте текст
ПОПУЛЯЦИЯ - элементарная группировка особей одного вида, занимающая определенную территорию и обладающая всеми необходимыми условиями для поддержания своей стабильности длительное время в меняющихся условиях среды. ПОПУЛЯЦИЯ - это совокупность особей одного вида, имеющих общий генофонд и населяющих определенное пространство, с относительно однородными условиями обитания.
Основные характеристики популяций
Численность – общее количество особей на данной территории или в данном объеме. Плотность – количество особей или их биомасса на единице площади или объема. В природе происходит постоянные колебания численности и плотности.
Рождаемость – это количество новых особей, появившихся за единицу времени,
ПРИМЕР. Одуванчик за 10 лет способен заполонить весь земной шар, при условии, что все его семена прорастут. Исключительно обильно семеносят ивы, тополя, березы, осина, большинство сорных растений. Бактерии делятся каждые 20 минут ив течение 36 часов могут сплошным слоем покрыть всю планету. Очень высока плодовитость у большинства видов насекомых и низка у хищников, крупных млекопитающих.
Смертность. Она характеризует скорость снижения численности популяции от гибели из-за болезней, старости, хищников, недостатка корма, и играет главную роль в динамике численности популяции.
Структура популяций. Под демографической структурой популяции, прежде всего, понимают ее половой и возрастной состав. Кроме того, принято говорить о пространственной структуре популяции - то есть об особенностях размещения особей популяции в пространстве.
Возрастная структура популяции. Этот тип структуры связан с соотношением особей различных возврастов в популяции.
Половая структура популяции. Половая структура, то есть соотношение полов, имеет прямое отношение к воспроизводству популяции и ее устойчивости.
Пространственная структура популяции. Пространственная структура популяции отражает характер размещение особей в пространстве.
Свойства популяции: самовоспроизводство, изменчивость, взаимодействие с другими популяциями, устойчивость.
3. Знакомимся с текстом , схемы записать в тетрадь
4. Д.З. Запишите основные понятия и схемы в тетрадь, тренировочные упр.
join.naurok.ua стр.190-197. учебник
Добрый день!
09.04.20.
Тема: Розвиток еволюційних поглядів.
Теорія Ч. Дарвіна.
Роль палеонтології, молекулярної генетики в обґрунтуванні теорії еволюції.
Роль палеонтології, молекулярної генетики в обґрунтуванні теорії еволюції.
1. Просмотрите видео.
Этот комментарий был удален автором.
ОтветитьУдалить