Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


ќсновы экологии. ѕредмет и задачи экологии, математическое моделирование

¬ экологии.ѕредмет экологии Ц совокупность св€зей между организмом и средой. Ёкологи€ Ц наука изучающа€ взаимодействи€ организмов с окружающей средой и друг с другом. «адачи экологии: разработать стереотип устойчивости экосистемы, изучение механизмов адаптации к среде, регул€ци€ численности попул€ций, изучение биологического разнообрази€ и механизмов его поддержани€, исследование продуктивности процессов в экосистеме, исследование процессов, протекающих в биосфере, с целью поддержани€ ее устойчивости, моделирование состо€ни€ биосферы и экосистем с учетом глобальных биосферных процессов. ¬ экологии широкое распространение получил метод математического моделировани€ как средство изучени€ и прогнозировани€ природных процессов. ¬ построении математических моделей сложных процессов выдел€ютс€ следующие этапы: 1. ѕрежде всего, те реальные €влени€, которые хот€т смоделировать, должны быть тщательно изучены: вы€влены главные компоненты и установлены законы, определ€ющие характер взаимодействи€ между ними. 2. –азрабатываетс€ математическа€ теори€, описывающа€ изучаемые процессы с необходимой детальностью. Ќа ее основе строитс€ модель в виде системы абстрактных взаимодействий. ”становленные законы должны быть облечены в точную математическую форму.  онкретные модели могут быть представлены в аналитической форме или в виде логической схемы машинной программы. Ёкологические факторы: биотические Ч св€занные с де€тельностью живых организмов: фитогенные Ч вли€ние растений, микогенные Ч вли€ние грибов, зоогенные Ч вли€ние животных, микробиогенные Ч вли€ние микроорганизмов. ƒе€тельность человека как

экологический фактор: важное значение имеет де€тельность человека в борьбе с вредной энтомофауной и животными, отрицательно вли€ющими на жизнь древесно-кустарниковой растительности. ¬ насто€щее врем€ разработан комплекс мер по повышению санитарного состо€ни€ лесов, а также по ликвидации очагов вредителей и болезней. ¬ лесном хоз€йстве создана специализированна€ служба по защите лесов от вредителей и болезней. ѕутем рубок ухода за лесом человек создает особые экологические услови€ дл€ роста и развити€ одних пород в ущерб другим и т. д.  омплексное воздействие факторов на организм. ќграничивающие факторы: несмотр€ на разнообразие экологических факторов, в характере их воздействи€ на организм и в ответных реакци€х живых существ можно вы€вить р€д общих закономерностей. «доровый организм посто€нно обеспечивает оптимальное функционирование всех своих систем в ответ на любые изменени€ окружающей среды, например, перепады температуры, атмосферного давлени€, изменение содержани€ кислорода в воздухе, влажности и т.д. Ќеблагопри€тное воздействие факторов окружающей среды на организм зависит от природы и интенсивности факторов, от Ђготовностиї организма и его защитно-приспособительных возможностей противосто€ть им. — этой позиции выдел€ют 3 группы факторов: 1) факторы, в отношении которых хорошо известна их этиологическа€ роль в развитии определенных заболеваний;2) факторы среды, которые, не €вл€€сь непосредственной причиной болезни, служат услови€ми дл€ их развити€;3) факторы, которые опосредованно вли€ют на организм, снижа€ его защитные, приспособительные возможности. ‘отопериодизм. ¬ид, его экологическа€ характеристика: –еакци€ организмов на сезонные изменени€ длины дн€ получила название фотопериодизма. ≈го про€вление зависит не от интенсивности освещени€, а только от ритма чередовани€ темного и светлого периодов суток.—уществует много видов с нейтральной фотопериодической реакцией, у которых физиологические перестройки в цикле развити€ не завис€т от длины дн€. ” таких видов либо развиты другие способы регулировани€ жизненного цикла (например, озимость у растений), либо они не нуждаютс€ в точном его регулировании. Ќапример, там, где нет резко выраженных сезонных изменений, большинство видов не обладает фотопериодизмом. ÷ветение, плодоношение и отмирание листьев у многих тропических деревьев раст€нуто во времени, и на дереве одновременно встречаютс€ и цветки и плоды. ¬ умеренном климате виды, успевающие быстро завершить жизненный цикл и практически не встречающиес€ в активном состо€нии в неблагопри€тные сезоны года, также не про€вл€ют фотопериодических реакций, например многие эфемерные растени€. ѕопул€ци€. ‘акторы, вызывающие изменение численности попул€ции, способы еЄ регулировани€: попул€ци€ - это совокупность организмов одного вида, длительное врем€ обитающих на одной территории. Ётот термин используетс€ в различных разделах биологии, экологии. „исленность попул€ций в природе редко остаетс€ посто€нной. »зменение численности попул€ции происходит в результате изменений рождаемости и смертности. Ќо в большинстве случаев ключевым фактором, регулирующим численность попул€ции, €вл€етс€ фактор, вли€ющий на смертность. ‘акторы, вли€ющие на рождаемость и смертность попул€ции, действуют более эффективно при увеличении плотности попул€ции. “акие факторы называют зависимыми от плотности попул€ции.   их числу относ€тс€, например, нехватка пищи, возрастание численности врагов, заболеваемость. ѕри высокой плотности попул€ции ее члены бывают слабее физически и мельче. ƒругой зависимый от плотности фактор, который может вли€ть на величину плотности попул€ции, - это миграци€. —уществуют и факторы, не зависимые от плотности попул€ции. ѕримером может служить воздействие неблагопри€тной погоды (сурова€ зима, засуха) и природные катаклизмы (пожар, землетр€сение, наводнение, ураган и др.). –ациональное использование видов, сохранение их разнообрази€: пон€тие биологического разнообрази€ включает в себ€ все виды растений, животных и микроорганизмов, а также экосистемы, составной частью которых они €вл€ютс€. —охранение биологического разнообрази€ Ч это не только сохранение экосистемы, но, самое главное, это сохранение тех условий природной среды, в которой возможна нормальна€ жизнь и де€тельность человека. ќчевидно что наиболее целесообразно сохранение достаточно больших, богатых видами экосистем, в составе которых сохран€тс€ и все вход€щие в них виды. “акие территории называют заповедниками. ≈ще одна возможность сохранени€ редких видов заключаетс€ в увеличении числа зоопарков и ботанических садов, разведении исчезающих видов в услови€х неволи с последующим возвращением размножившегос€ вида в природную среду. ѕри достаточно бережном отношении к диким животным многие из них оказываютс€ способными жить р€дом с человеком. Ѕиогеоценоз. ¬заимосв€зи попул€ций в биогеоценозе: биогеоценоз - взаимообусловленный комплекс живых и абиотических компонентов, св€занных между собой обменом веществ и энергией. Ѕиогеоценоз - одна из наиболее сложных природных систем. Ѕиогеоценоз - это целостна€ система. ¬ыпадение одного или нескольких компонентов биогеоценоза может привести к разрушению целостности биогеоценоза в круговороте веществ, что часто ведет к необратимому нарушению равновеси€ и гибели биогеоценоза как системы. —труктура биогеоценоза мен€етс€ в ходе эволюции видов: виды в биогеоценозе действуют друг на друга не только по принципу пр€мой, но и обратной св€зи. ÷епи питани€. ѕравило экологической пирамиды: цепь последовательной передачи вещества и эквивалентной ему энергии от одних организмов к другим образует трофическую цепь или цепь питани€. ѕравило экол. пирамиды: весьма приближенно можно считать, что при передаче от одного пищевого уровн€ к следующему количество доступной энергии уменьшаетс€ на пор€док.  оличество растительного вещества, служащего основой цепи питани€, примерно в 10 раз больше, чем масса растительно€дных животных, и каждый последующий пищевой уровень также имеет массу, в 10 раз меньшую. ’от€ основанный на этом правиле подход широко используетс€ в задачах по экологии, не следует забывать, что эти расчеты €вл€ютс€ достаточно условными и, в общем, довольно далеки от действительности. —аморегул€ци€: саморегул€ци€ - свойство системы сохран€ть внутреннюю стабильность в результате реакций, компенсирующих вли€ние внешнего воздействи€. —мена биогеоценозов: несмотр€ на то что биогеоценоз €вл€етс€ устойчивой, саморегулирующейс€ системой, в нем посто€нно измен€етс€ численность отдельных видов и попул€ций. –ано или поздно на смену одному биогеоценозу приходит другой. —мены экосистем могут происходить быстро, на глазах одного поколени€ людей: зарастание мелких водоемов, восстановление лесов после пожара, восстановление лесных экосистем после их распашки. ¬ большинстве случаев изменение и развитие биогеоценозов под вли€нием самих живых организмов дл€тс€ тыс€чи лет. √лавную роль в развитии биогеоценоза играют растени€. ¬ызываемые ими изменени€ в почве €вл€ютс€ основой дл€ изменени€ видового состава экосистемы. ѕостепенно число видов живых организмов, вход€щих в экосистему, растет. Ѕиогеоценоз становитс€ все более сложным, его пищева€ сеть все более разветвленной, сообщество все полнее использует ресурсы среды. јгроценоз: биогеоценоз, созданный человеком (искусственна€ экосистема). ќбладает определЄнным видовым составом и определЄнными взаимоотношени€ми между компонентами окружающей среды. »х высока€ продуктивность обеспечиваетс€ интенсивной технологией подбора высокоурожайных растений, удобрений. ѕовышение продуктивности агроценозов на основе мелиорации земель, внедрени€ новых технологий выращивани€ растений: агроценоз не способен длительно существовать без вмешательства человека, не обладает саморегул€цией, и в то же самое врем€ характеризуетс€ высокой продуктивностью и позвол€ет собирать большой урожай (значительно превосход€щий таковой у естественных сообществ) одного или нескольких видов (сортов) растений либо пород животных. ќдин из путей повышени€ продуктивности агроценозов Ч мелиораци€ почв. ќна оказывает долговременное воздействие на почву, создает благопри€тные услови€ дл€ роста растений, улучшает водный режим и т. д. ћелиораци€ включает в себ€ очистку земель от камней, мусора, вспашку, известкование кислых почв, внесение удобрений, борьбу с эрозией, осушение переувлажненных почв, постройку оросительных систем, природоохранные меропри€ти€. ќхрана биогеоценозов: в комплекс мер по восстановлению биогеоценозов входит поддержание в естественном состо€нии болот, страдающих от непродуманной мелиорации, осушени€, загр€знени€ и нерационального использовани€ их ресурсов. ƒруга€ важна€ задача многих регионов Ц это восстановление и уход за старовозрастными лесами. ¬опреки своему названию эти леса не исчерпали своих ресурсов: они полны жизни, богаты видами млекопитающих, птиц и насекомых, поддерживают высокий уровень продуктивности.

6. ќсновы учени€ о биосфере. Ѕиосфера, еЄ границы: биосфера - оболочка «емли, заселЄнна€ живыми организмами, наход€ща€с€ под их воздействием и зан€та€ продуктами их жизнеде€тельности; ЂплЄнка жизниї; глобальна€ экосистема «емли. √раницы: верхн€€ граница в атмосфере: 15Ч20 км. ќна определ€етс€ озоновым слоем, задерживающим коротковолновое ультрафиолетовое излучение, губительное дл€ живых организмов. Ќижн€€ граница влитосфере: 3,5Ч7,5 км. ќна определ€етс€ температурой перехода воды в пар и температурой денатурации белков, однако в основном распространение живых организмов ограничиваетс€ вглубь несколькими метрами. √раница между атмосферой и литосферой вгидросфере: 10Ч11 км. ќпредел€етс€ дном ћирового ќкеана, включа€ донные отложени€. Ѕиомасса поверхности суши, мирового океана, почвы: биомасса поверхности суши Ц соответствует биомассе наземно-воздушной среды. ќна увеличиваетс€ от полюсов к экватору. ¬месте с тем возрастает количество видов растений. Ѕиомасса почвы. ѕочва - рыхлый поверхностный слой земной коры, измен€емый атмосферой и организмами, и посто€нно пополн€емый органическими остатками. ћощность почвы, нар€ду с биомассой, и под еЄ вли€нием увеличиваетс€ от полюсов к экватору. Ѕиомасса ћирового океана. √идросфера «емли, или ћировой океан занимает более 2/3 поверхности планеты. ќбъЄм воды в мировом океане в 15 раз > суши, возвышающейс€ над уровнем мор€. ∆ивое вещество, его газова€, концентрационна€, окислительна€ и восстановительна€ функции: живое вещество - вс€ совокупность живых организмов в биосфере, вне зависимости от их систематической принадлежности. –ассмотренные четыре функции живого вещества €вл€ютс€ главными, определ€ющими функци€ми: Ч газова€ функци€ обусловливает миграцию газов и их пре≠вращени€, обеспечивает газовый состав биосферы. ѕреобладаю≠ща€ масса газов на «емле имеет биогенное происхождение. Ч окислительно-восстановительна€функци€ заключаетс€ в химическом превращении главным образом тех веществ, кото≠рые содержат атомы с переменной степенью окислени€ (соеди≠нени€ железа, марганца, азота и др.).  онцентрационна€ функци€ -так называетс€ избирательное накопление в ходе жизнеде€тельности определенных видов веществ дл€ построе≠ни€ тела организма или удал€емых из него при метаболизме. ¬ результате концентрационной функции живые организмы из≠влекают и накапливают биогенные элементы окружающей сре≠ды.  руговорот и превращение энергии в биосфере: ѕоток солнечной энергии, воспринима€сь молекулами живых клеток, преобразуетс€ в энергию химических св€зей. ¬ процессе фотосинтеза растени€ используют лучистую энергию солнечного света дл€ превращени€ веществ с низким содержанием энергии в более сложные органические соединени€, где часть солнечной энергии запасена в форме химических св€зей. ¬ круговороте веществ принимают участие все живые организмы, поглощающие из внешней среды одни вещества и выдел€ющие в нее другие. “ак, растени€ потребл€ют из внешней среды углекислый газ, воду и минеральные соли и выдел€ют в нее кислород. ∆ивотные вдыхают кислород, выделенный растени€ми, а поеда€ их, усваивают синтезированные из воды и углекислого газа органические вещества и выдел€ют углекислый газ, воду и вещества непереваренной части пищи. “аким образом, атомы основных химических элементов посто€нно совершают миграцию из одного организма в другой, из почвы, атмосферы и гидросферы Ч в живые организмы, а из них Ч в окружающую среду, пополн€€ таким образом неживое вещество биосферы. Ёти процессы повтор€ютс€ бесконечное число раз. ¬.».¬ернадский о возникновении биосферы: центральным в этой концепции €вл€етс€ пон€тие о живом веществе, которое ¬.».¬ернадский определ€ет как совокупность живых организмов. —огласно представлени€м ¬ернадского, биосфера состоит из нескольких разнородных компонентов. √лавный и основной Ч это живое вещество, совокупность всех живых организмов, насел€ющих «емлю. ¬ процессе жизнеде€тельности живые организмы взаимодействуют с неживым (абиогенным) - косным веществом. —ледующий компонент - биогенное вещество, создаваемое и перерабатываемое живыми организмами. ≈ще одно составл€ющее биосферы - биокосное вещество Ч результат совместной де€тельности живых организмов (вода, почва, кора выветривани€, осадочные породы, глинистые материалы) и косных (абиогенных) процессов. ¬ насто€щее врем€ этот вывод ¬ернадского называетс€ законом константности.

7. ќсновы цитологии. ќсновные положени€ клеточной теории: 1.  летка Ц элементарна€ жива€ система, единица строени€, жизнеде€тельности, размножени€ и индивидуального развити€ организмов. ћногоклеточный организм Ц сложно организованна€ система, состо€ща€ из функционирующих и взаимодействующих клеток. 2.  летка может быть самосто€тельным организмом, осуществл€ющим всю полноту процессов жизнеде€тельности. 3.  летки всех живых организмов гомологичны, едины по строению и происхождению. ќсновные структурные элементы клетки принципиально сходны как у эукариот, так и у прокариот. 4. ≈динство клеточного строени€ подтверждаетс€ сходством анатомо-морфологического строени€ различных клеток и сходством химического строени€ и метаболических процессов. 5. ќсновные функциональные характеристики клеток: обмен веществ, свойства раздражимости и возбудимости, способность к движению, размножению и дифференцировке. 6. ¬ процессе индивидуального развити€ новые клетки образуютс€ только путем делени€ ранее существовавших клеток. 7.  леточна€ организаци€ возникла на заре жизни и прошла длительный путь эволюции от безъ€дерных форм (прокариот) к €дерным (эукариотам).  летка Ц структурна€ и функциональна€ единица живого: клетку считают открытой элементарной живой системой.  летка отграничена от окружающей среды клеточной мембраной, а внутри нее выдел€етс€ более плотное €дро, наход€щеес€ в полужидкой цитоплазме.  летка обладает всеми признаками живого: самовоспроизведением, саморегул€цией, историческим развитием, информационным отражением. ¬ клетках происход€т процессы обмена веществ и превращени€ энергии. Ќовые клетки могут возникать только из исходных клеток в процессе их делени€. ѕроцесс делени€ клеток называетс€ митозом. ƒлительность его зависит от типа ткани, физиологического состо€ни€ клетки, внешних факторов, особенно от температуры. ћитоз протекает так, что из материнской клетки образуютс€ две дочерние с тем же самым набором хромосом и с той же генетической информацией, как и у материнской клетки. —троение и функции €дра, цитоплазмы и еЄ основных органоидов: строение и функции €дра: 1) состоит из наружной и внутренней мембран, разделенных перинуклеарным пространством, и сходных по строению с наружной цитоплазматической мембраной. 2) в области соединени€ наружной и внутренней €дерных мембран формируютс€ €дерные поры, обеспечивающие избирательный транспорт веществ в €дро и из €дра. 3) €дерна€ оболочка отграничивает содержимое €дра от цитоплазмы. ‘ункции цитоплазмы: ÷итоплазма. - об€зательна€ часть клетки, заключенна€ между плазической мембраной и €дром и представл€юща€ собой в€зкое бесцветное основное вещество цитоплазмы, органоиды Ч посто€нные компоненты цитоплазмы и включени€ Ч временные компоненты цитоплазмы. —троение: ÷итозоль, цитоскелет. ‘ункции: включает различные органоиды, внутренн€€ среда клетки. ќна может находитс€ в состо€нии зол€ и гел€. ќрганоиды:

ќрганоиды {органеллы) Ч посто€нные клеточные структуры, обеспечивающие выполнение клеткой специфических функций. –азличают: мембранные органоиды Ч имеющие мембранное строение, причем они могут быть а) одномембранными: аппарат √ольджи, лизосомы, вакуоли растительных клеток; б) двухмембранными: митохондрии, пластиды, €дро; в) не имеющие мембранного строени€: хромосомы, рибосомы, клеточный центр. ќсобенности строени€ клеток эукариот, прокариот: эукариоты - клетки эукариот включают около дес€тка видов различных структур, известных как органоиды, из которых многие отделены от цитоплазмы одной или несколькими мембранами.  летки в среднем намного крупнее прокариотических, разница в объЄме достигает тыс€ч раз. ѕрокариоты - до€дерные организмы, клетки которых не имеют оформленого €дра. –азмеры клеток прокариот, как правило, значительно меньше, чем у эукариот и наход€тс€ в пределах 0,2 Ч 10 мкм. ‘орма клеток прокариот разнообразна: шаровид≠на€ (кокки), палочковидна€ (бациллы), в виде изог≠нутой (вибрионы) или спирально закрученной (спи≠риллы) палочки. —одержание химических элементов в клетке: кажда€ клетка содержит множество химических элементов, участвующих в различных химических реакци€х. ’имические процессы, протекающие в клетке Ч одно из основных условий еЄ жизни, развити€ и функционировани€. ќдних химических элементов в клетке больше, других Ч меньше.  летка содержит множество химических элементов. Ёти элементы участвует в разных реакци€х. Ќапример, кислород (65Ч75 %), углерод (15Ч18 %), водород (8Ч10 %), азот (2,0Ч3,0 %), калий, сера, фосфор, хлор, магний, натрий (0,02Ч0,03 %), кальций (0,04Ч2,00 %), железо (0,01Ч0,015 %). ¬ода и другие неорганические вещества, их роль в жизнеде€тельности клетки: »з неорганических веществ, вход€щих в состав клетки, важнейшим €вл€етс€ вода.  оличество ее составл€ет от 60 до 95% общей массы клетки. ¬ода играет важнейшую роль в жизни клеток и живых организмов в целом. –оль воды в клетке определ€етс€ ее уникальными химическими и физическими свойствами, св€занными главным образом с малыми размерами молекул, с пол€рностью ее молекул и с их способностью образовывать друг с другом водородные св€зи. ћинеральные соли. Ќеорганические вещества в клетке, кроме воды, прецспавлевы минеральными сол€ми. ћолекулы солей в водном растворе распадаютс€ на катионы и анионы. –азность между количеством катионов и анионов на поверхности и внутри клетки обеспечивает возникновение потенциала действи€, что лежит в основе возникновени€ нервного и мышечного возбуждени€. ќрганические вещества: липиды, ј“‘, биополимеры (углероды, белки, нуклеиновые кислоты), их роль в клетке: липиды. √идрофобные соединени€, нерастворимы в воде, но растворимы в непол€рных органических растворител€х.   липидам относ€тс€ нейтральные жиры, фосфолипиды, воски, стероиды и некоторые другие соединени€. Ѕелки. Ёто биополимеры, мономерами которых €вл€ютс€ аминокислоты. ¬ образовании белков участвует 20 аминокислот. јминокислоты в молекулах белка соединены ковалентными пептидными св€з€ми. ¬ молекулу белка может входить до нескольких тыс€ч аминокислот. Ќуклеиновые кислоты. Ёто носители генетической информации. Ёто биополимеры, мономерами которых €вл€ютс€ нуклеотиды.  аждый нуклеотид состоит из азотистого основани€, сахара пентозы и остатка фосфорной кислоты. ј“‘ Ч единое универсальное энергоемкое вещество в клетках растений, животных и микроорганизмов. — помощью ј“‘ осуществл€етс€ накопление и транспорт энергии в клетке. ‘ункции ј“‘ Ч перенос энергии. Ќуклеиновые кислоты Ч фосфорсодержащие биополимеры живых организмов, обеспечивающие хранение и передачу наследственной информации. ¬ природе существует два вида нуклеиновых кислот Ч дезоксирибонуклеиновые (ƒЌ ) и рибонуклеиновые (–Ќ ). ƒЌ  находитс€ преимущественно в хромосомах клеточного €дра, а также в митохондри€х и хлоропластах. –Ќ  входит в состав рибосом; молекулы –Ќ  содержатс€ также в цитоплазме, матриксе пластид и митохондрий. ‘ерменты, их роль в процессах жизнеде€тельности: ‘ерменты (энзимы) Ч это специфические белки, которые присутствуют во всех живых организмах и играют роль биологических катализаторов. ¬се процессы в живом организме пр€мо или косвенно осуществл€ютс€ с участием ферментов. Ќапример, под их действием составные компоненты пищи (белки, углеводы, липиды) расщепл€ютс€ до более простых соединений, из которых синтезируютс€ новые, свойственные данному виду макромолекулы. ѕоэтому нарушени€ образовани€ и активности ферментов нередко ведут к возникновению т€желых болезней. —амоудврение ƒЌ : такое уникальное свойство, как самоудвоение ƒЌ , больше не встречаетс€ ни у каких других молекул. ќно объ€сн€ет, как тождественные клетки размножаютс€ и почему происходит наследование физических признаков. ќткрытию этого свойства предшествовал вывод ученого  орнберга о том, что так называема€ затравочна€ ƒЌ  может служить матрицей, котора€ определ€ет не только количественное сходство, но и определ€ет последовательность нуклеотидов в цепочке. ѕри участии определенных ферментов ƒЌ  начинает раскручиватьс€, и слабые водородные св€зи между парами рвутс€. ѕри этом свободные нуклеотиды в это врем€ соедин€ютс€ с образовавшимис€ свободными участками ƒЌ , за счет чего и происходит построение новой цепочки. ќбмен веществ и превращение энергии Ц основа жизнеде€тельности клетки: ќб€зательным условием существовани€ любого организма €вл€етс€ посто€нный приток питательных веществ и посто€нное выделение конечных продуктов химических реакций, происход€щих в клетках. ѕитательные вещества используютс€ организмами в качестве источника атомов химических элементов (прежде всего атомов углерода), из которых стро€тс€ либо обновл€ютс€ все структуры. ¬ организм, кроме питательных веществ, поступают также вода, кислород, минеральные соли. Ёнергетический обмен в клетке и его сущность: —овокупность реакций диссимил€ции, сопровождающихс€ выделением энергии, называетс€ энергетическим обменом. Ќаиболее энергетическими веществами €вл€ютс€ белки, жиры и углеводы. Ёнергетический обмен начинаетс€ с изготовительного этапа, когда белки распадаютс€ на аминокислоты, жиры на глицерин и жирные кислоты, полисахариды на моносахариды. ќбразующа€с€ энерги€ на этом этапе незначительна и рассеиваетс€ в виде тепла. »з образовавшихс€ веществ основным поставщиком €вл€етс€ энергии глюкоза. –асщепление глюкозы в клетке, в результате которого происходит синтез ј“‘, происходит в две стадии. ¬се начинаетс€ с бескислородного расщеплени€ Ц гликолиза. ¬торую стадию называют кислородным расщеплением. «начение ј“‘ в энергетическом объеме: ѕо химической структуре ј“‘ относитс€ к нуклеотидам. ќдна из важнейших функций клетки Ц функци€ обмена веществ Ц обеспечение клетки энергией. —овокупность реакций, обеспечивающих клетки энергией, называетс€ энергетическим обменом. ј“‘ служит энергетической Ђвалютойї клетки и используетс€ во всех реакци€х обмена, требующих затраты энергии. Ѕогатые энергией молекулы не перемещаютс€ свободно из одной клетки в другую, а образуютс€ в том месте, где они должны быть использованы. «апас ј“‘ в клетке невелик. “ак, в мышце запаса ј“‘ хватает на 20 Ц 30 сокращений. Ќо ведь мышца может работать часами и производит тыс€чи сокращений. ¬от почему нар€ду с распадом ј“‘ необходим непрерывный еЄ синтез. ѕластический обмен: ѕластический обмен Ч совокупность реакций синтеза органических веществ в клетке с использованием энергии. —интез белков из аминокислот, жиров из глицерина и жирных кислот Ч примеры биосинтеза в клетке. «начение пластического обмена: обеспечение клетки строительным материалом дл€ создани€ клеточных структур; органическими веществами, которые используютс€ в энергетическом обмене. ‘отосинтез: ‘отосинтез Ч процесс образовани€ органических веществ из углекислого газа и воды на свету при участии фотосинтетических пигментов. ‘отосинтез - это процесс, от которого зависит вс€ жизнь на «емле. ќн происходит только в растени€х. ¬ ходе фотосинтеза растение вырабатывает из неорганических веществ необходимые дл€ всего живого органические вещества. Ёнергию, необходимую дл€ синтеза органических веществ из неорганических, поставл€ет —олнце; эта энерги€ поглощаетс€ пигментами растений, главным образом хлорофиллом. ¬ клетке синтез органических веществ протекает в хлоропластах, которые содержат хлорофилл. —вободный кислород, также образующийс€ в процессе фотосинтеза, выдел€етс€ в атмосферу. ѕути повышени€ продуктивности с/х растений: основыва€сь на механизмах вли€ни€ внутренних и внешних факторов, действующих на показатели фотосинтетической активности растений, в практике сельского хоз€йства используют р€д приемов, позвол€ющих увеличить интенсивность фотосинтеза и повысить урожайность с/х культур. ѕрежде всего это точное соблюдение оптимальной технологии: соблюдение режима орошени€, соблюдение режима минерального питани€, использование необходимых внекорневых подкормок микроэлементами, повышение в защищенном грунте концентрации углекислого газа за счет применени€ органических удобрений (внесение навоза), использовани€ сухого льда, поддымление парниковых рам. ѕри этом у огурцов не только повышаетс€ интенсивность фотосинтеза, но и увеличиваетс€ количество женских цветков. Ѕиосинтез белков: Ѕиосинтез белка Ч сложный многостадийный процесс синтеза полипептидной цепи из аминокислот, происход€щий на рибосомах с участием молекул м–Ќ  и т–Ќ . ѕроцесс биосинтеза белка требует значительных затрат энергии. Ётапы: транскрипци€Ч процесс биосинтеза всех видов –Ќ  на матрице ƒЌ , который протекает в €дре. ѕосле синтеза и–Ќ  она выходит из €дра и направл€етс€ в цитоплазму к месту синтеза белка на рибосомы. “рансл€ци€Ч процесс синтеза полипептидных цепей, осуществл€емый на рибосомах, где и–Ќ  €вл€етс€ посредником в передаче информации о первичной структуре белка. √ен и его роль в биосинтезе: биосинтез белков Ц очень энергоемкий процесс. ќтрезок ƒЌ , содержащий информацию о структуре определенного полипептида, называетс€ ген.  од ƒЌ : код ƒЌ  - это система кодировани€ аминокислот нуклеотидами ƒЌ . Ќуклеотид состоит из азотистого основани€, моносахарида (дезоксирибозы) и остатка фосфорной кислоты; азотистые основани€ могут быть различными: аденин (ј), тимин (“), гуанин (√) или цитозин (÷).  ажда€ аминокислота закодирована последовательностью из 3 нуклеотидов (триплетом = кодоном), например, “ј÷ - метионин, “√÷ - треонин и т. п. ¬сего из 4 нуклеотидов можно составить 64 различных комбинации-триплета. “аким образом, в случае замены некоторых нуклеотидов все равно будет закодирована та же аминокислота, и ошибка в биосинтезе белка исключаетс€. –еакции матричного синтеза: при реакци€х матричного синтеза образуютс€ полимеры, строение которых полностью определ€етс€ строением матрицы. ¬ основе реакций матричного синтеза лежит комплементарное взаимодействие между нуклеотидами. –епликаци€ (редупликаци€, удвоение ƒЌ ):матрица Ц материнска€ цепочка ƒЌ ; продукт Ц новосинтезированна€ цепочка дочерней ƒЌ ;  омплементарность между нуклеотидами материнской и дочерней цепочек ƒЌ . “ранскрипци€ (синтез –Ќ ): матрица Ц кодирующа€ цепочка ƒЌ ; продукт Ц –Ќ ;  омплиментарность между нуклеотидами кƒЌ  и –Ќ е. ¬заимосв€зь процессов пластического и энергетического обмена: сущность обмена: обмен веществ и превра≠щени€ энергии в клетке Ч совокупность химических реакций образовани€ органических веществ с использованием энергии и расщеплени€ органических веществ с освобождением энергии. ¬заимосв€зь: пластический обмен поставл€ет дл€ энергетического обмена органические вещества и ферменты, а энергетический обмен поставл€ет дл€ пластического Ч энергию, без которой не могут ид≠ти реакции синтеза. Ќарушение одного из видов клеточного обмена ведет к нарушению всех процес≠сов жизнеде€тельности, к гибели организма. ¬ирусы, особенности их строени€ и жизнеде€тельности: ¬ирусы Ц это мельчайшие формы субмикроскопических инфекционных агентов. ¬ирусы похожи на живые организмы в том, что они имеют свой набор генов и эволюционируют путЄм естественного отбора, а также в том, что способны размножатьс€, создава€ собственные копии путЄм самосборки. ¬ирусы имеют генетический материал, однако лишены клеточного строени€, а именно эту черту обычно рассматривают как фундаментальное свойство живой материи. ” вирусов нет собственного обмена веществ, и дл€ синтеза собственных молекул им необходима клетка-хоз€ин, по этой причине они не способны размножатьс€ вне клетки.

8. –азмножение и индивидуальное развитие организмов. ƒеление клетки, мейоз и оплодотворение Ц основа размножени€ и индивидуального развити€ организмов. ƒеление клетки Ч биологический процесс, лежащий в основе размножени€ и индивидуального развити€ всех живых организмов. ћейозЧ это деление в зоне созревани€ половых клеток, сопровождающеес€ уменьшением числа хромосом вдвое. ќн состоит и двух последовательно идущих делений, имеющих те же фазы, что и митоз. ѕоловое размножение характеризуетс€ обменом генетической информации между женскими и мужскими особ€ми. ¬ процессе оплодотворени€ можно наблюдать различные варианты соединени€ гамет. ≈сли же в гаметах гены представлены различными аллел€ми Ч образуетс€ гетерозигота. ѕри оплодотворении образуетс€ нова€ комбинаци€ диплоидного набора. —ледовательно, образование нового организма начинаетс€ со сли€ни€ двух половых клеток, образующихс€ в результате мейоза. ¬о врем€ мейоза происходит перераспределение генетического материала у потомков или обмен аллел€ми и их соединение в новых вариаци€х, что и определ€ет по€вление нового индивида. ѕодготовка клетки к делению: митоз Ц непр€мое деление соматических клеток, в результате которого сначала происходит удвоение, а затем равномерное распределение наследственного материала между дочерними клетками. Ѕиологическое значение митоза: в результате митоза образуютс€ две клетки, кажда€ из которых содержит столько же хромосом, сколько их было в материнской. ƒочерние клетки генетически идентичны родительской. „исло клеток в организме увеличиваетс€, что представл€ет собой один из главных механизмов роста. ћногие виды растений и животных размножаютс€ бесполым путем при помощи одного лишь митотического делени€ клеток, таким образом, митоз лежит в основе размножени€. ћитоз обеспечивает регенерацию утраченных частей и замещение клеток, происход€щее в той или иной степени у всех многоклеточных организмов. ”двоение молекул ƒЌ : ћолекулы ƒЌ  обладают поразительным свойством, не присущим ни одной другой из известных молекул, - способностью к удвоению. — помощью специальных ферментов водородные св€зи, скрепл€ющие нити ƒЌ , разрываютс€, нити расход€тс€, и к каждому нуклеотиду каждой из этих нитей последовательно пристраиваютс€ комплементарные нуклеотиды. –азошедшиес€ нити исходной (материнской) молекулы ƒЌ  €вл€ютс€ матричными - они задают пор€док расположени€ нуклеотидов во вновь синтезируемой цепи. ¬ результате действи€ сложного набора ферментов происходит соединение нуклеотидов друг с другом. “аким образом, в результате удвоени€ создаютс€ две двойные спирали ƒЌ  (дочерние молекулы), кажда€ из них имеет одну нить, полученную от материнской молекулы, и одну нить, синтезированную вновь. ’ромосомы, их диплоидный и гаплоидный набор, посто€нство числа и формы: хромосомы - структурные элементы €дра клетки эукариот, содержащие ƒЌ , в которой заключена наследственна€ информаци€ организма. ƒиплоидный набор хромосом - Ётот набор €вл€етс€ таким собранием хромосом, при котором у каждой из них есть двойник, т.е. эти нуклепротеидные структуры расположены попарно. ƒиплоидный набор хромосом характерен дл€ всех животных, в том числе и человека. ” здорового человека их 46, т.е. 23 пары. √аплоидный набор хромосом - ќн представл€ет собой скопление совершенно разных хромосом, т.е. в организме-гаплоиде есть несколько этих нуклеопротеидных структур, непохожих друг на друга. √аплоидный набор хромосом характерен дл€ растений, водорослей и грибов. ƒеление клетки и его значение: различают несколько видов делени€ клеток: амитоз, митоз, мейоз. 1. јмитоз, или пр€мое деление. ¬ этом случае €дро делитс€ без видимых предварительных изменений. јмитоз встречаетс€ довольно редко. 2. ћитоз, или непр€мое деление. Ёто сложный поэтапный процесс. ¬с€ подготовка к делению происходит во врем€ интерфазы: удваиваетс€ генетический материал; увеличиваетс€ число органоидов клетки; синтезируютс€ белки, необходимые дл€ делени€; запасаетс€ энерги€ дл€ делени€. 3. ћейоз Ц способ делени€, при помощи которого у животных образуютс€ гаметы с уменьшенным в два раза, т.е. гаплоидным, набором хромосом; у растений мейоз идет при образовании микро- и мегаспор. ћейоз представл€ет собой два последовательных делени€: во врем€ первого к полюсам клетки расход€тс€ гомологичные хромосомы, кажда€ из которых состоит из двух хроматид, а во врем€ второго делени€ к полюсам клеток расход€тс€ хроматиды. “аким образом, в результате мейоза получаютс€ четыре клетки, кажда€ из которых содержит один (гаплоидный) набор хромосом. ѕоловое и бесполое размножение организмов: половое - с помощью гамет, сперматозоидов и €йцеклеток. √ермафродит Ц это организм, который образует и женские, и мужские гаметы (большинство высших растений, кишечнополостные, плоские и некоторые кольчатые черви, моллюски). Ѕесполое Ц 1. ƒеление одноклеточных; 2. —порообразование (споры грибов); 3. ѕочкование (очерние особи формируютс€ из выростов тела материнского организма (почек) Ц у кишечнополостных (гидра), дрожжей); 3. ‘рагментаци€ (материнский организм делитс€ на части, кажда€ часть превращаетс€ в дочерний организм). ѕоловые клетки. ћейоз: образование половых клеток, как правило, св€зано с прохождением мейоза на какой-либо стадии жизненного цикла организма. ¬ большинстве случаев, половое размножение сопровождаетс€ сли€нием половых клеток, или гамет, при этом восстанавливаетс€ удвоенный, относительно гамет, набор хромосом. ¬ зависимости от систематического положени€ эукариотических организмов, половое размножение имеет свои особенности, но как правило, оно позвол€ет объедин€ть генетический материал от двух родительских организмов и позвол€ет получить потомков с комбинацией свойств, отсутствующей у родительских форм. –азвитие €йцеклеток и сперматозоидов: в половых железах (гонадах) взрослого организма Ч семенниках и €ичниках Ч некоторые клетки размножаютс€ посредством мейоза, образу€ соответственно сперматозоиды и €йцеклетки, то есть гаплоидные клетки. Ёти гаметы содержат по одному набору из 23 хромосом. ѕри оплодотворении образуетс€ зигота с двойным набором хромосом; а при митотическом делении из нее вырастает взрослый организм, и цикл начинаетс€ сначала. ќплодотворение: оплодотворение Ч это процесс объединени€ мужской и женской гамет, который приводит к формированию зиготы и последующему развитию нового организма. ¬ процессе оплодотворени€ происходит установление диплоидного набора хромосом в зиготе, что определ€ет выдающеес€ биологическое значение этого процесса. ¬ зависимости от видовой принадлежности организмов у животных, размножающихс€ половым путем, различают наружное и внутреннее оплодотворение. Ќаружное оплодотворение происходит в окружающей среде, в которую поступают мужские и женские половые клетки. ¬нутреннее оплодотворение обеспечиваетс€ переносом сперматозоидов из мужского организма в женский в результате полового акта. “акое оплодотворение встречаетс€ у млекопитающих, причем центральным моментом здесь €вл€етс€ исход встречи между половыми клетками. –азвитие зародыша (на примере животных): ¬ характере и длительности зародышевого развити€ разных животных существуют заметные различи€, св€занные гл. обр. с биологией размножени€ (тип осеменени€ и др.) и приспособленностью каждого вида к определЄнным услови€м среды. Ќапр., у некоторых земноводных вылупление личинок происходит рано, и основное развитие протекает в послезародышевый период в водной среде. ¬месте с тем у большинства многоклеточных животных развитие зародыша проходит через одни и те же стадии. ѕри этом зародыши разных групп организмов более сходны между собой (особенно на ранних стади€х), чем взрослые особи. √лавные этапы зародышевого развити€ Ц дробление, гаструл€ци€ и образование органов (органогенез) и тканей (гистогенез). ¬ результате дроблени€ зиготы образуетс€ бластула, перва€ многоклеточна€ стади€ зародыша, имеюща€ определЄнное строение. ѕутЄм т. н. гаструл€ции бластула переходит в гаструлу. ¬ зародыше на стадии гаструлы происходит перемещение клеточных масс (т. н. морфогенетические движени€) и выделение клеточных слоЄв Ц зародышевых листков, наружного Ц эктодермы и внутреннего Ц энтодермы. «атем различными способами у зародышей (кроме губок и кишечнополостных) закладываетс€ средний зародышевый листок Ц мезодерма. — обособлением зародышевых листков определ€етс€ общий план строени€ организма, сходный даже у эволюционно далЄких групп животных. “ак, у всех позвоночных из эктодермы развиваетс€ эпителий кожи, еЄ производные (волос€ной покров, перь€), нервна€ система, из энтодермы Ц пищеварительный тракт и св€занные с ним органы, из мезодермы Ц скелет, мышцы, кровеносна€ и выделительна€ системы. ѕроцессы органогенеза и гистогенеза Ц следующий после гаструл€ции этап зародышевого развити€. ƒл€ этого периода характерна активна€ дифференцировка, т. е. возникновение специализированных клеток и формирование из них специализированных органов и тканей. ѕостэмбриональное развитие: в развитие человека выдел€ют следующие периоды: детство, отрочество, юность, молодость, зрелость, старость.  аждый период характеризуетс€ р€дом изменений в организме. —тарение и смерть Ц последние этапы индивидуального развити€. —тарение характеризуютс€ многими морфологическими и физиологическими имени€ми, ведущими к общему понижению жизненных процессов и устойчивости организма. ѕричины и механизмы старени€ до конца не изучены. —мерть завершает индивидуальное существование. ќна может быть физиологической, если наступает в результате старени€, и патологической, если вызвана преждевременно каким-нибудь внешним фактором (ранение, болезнь). ¬редное вли€ние никотина и алкогол€ на развитие человека: курение табака Ц одна из самых распространенных вредных привычек, привод€ща€ иногда к серьезным нарушени€м здоровь€. ядовитые свойства никотина доказываютс€ просто: пи€вка, поставленна€ курильщику, вскоре отваливаетс€ в судорогах и погибает от высосанной крови, содержащей никотин. ѕродолжительность жизни курильщиков на 7 Ц 15 лет меньше, чем их некур€щих собратьев. ѕодсчитано, что курение ответственно за 90% случаев смерти от рака легкого, 75% Ч от бронхита и 25% Ч от ишемической болезни сердца у мужчин в возрасте до 65 лет. јлкоголь €вл€етс€ не только наркотическим веществом, но и €дом дл€ печени. ќн оказывает отрицательное вли€ние на различные виды обмена веществ в организме. Ќар€ду с расстройствами обменных процессов (углеводного, жирового и др.) страдают и функции эндокринных органов (половые железы и др.). ” людей, злоупотребл€ющих спиртными напитками, нарушаетс€ способность печени обезвреживать токсически действующие продукты, участвовать в обмене веществ, иммунологических и других защитных реакци€х организма.

 

 

 



<== предыдуща€ лекци€ | следующа€ лекци€ ==>
ќбща€ биологи€. 1. Ёволюционное учение. ƒодарвинский период: јнатомы пытались познать и функцию организма. –анние исследовани€ по физиологии касаютс€ кровообращени€. ¬ | Microsoft Project 2003
ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2015-08-18; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 2850 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

Ћибо вы управл€ете вашим днем, либо день управл€ет вами. © ƒжим –он
==> читать все изречени€...

1415 - | 1217 -


© 2015-2024 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.018 с.