Учение о биосфере. Роль В.И. Вернадского в формировании современного научного представления о биосфере. Роль живого в-ва в эвол. Биосферы

Биосфера-это область распространения жизни, включающая организмы и среду их обитания. Целостное представление о биосфере было создано в первой половине 20 века В.И. Вернадским. Он ввел понятие живого в-ва-совокупности всех организмов. Вернадский первым начал рассматривать жизнь как своеобразное живое вещ-во, хар-ся весом, химическим составом, энергией и геохимической активностью. По Вернадскому наша планета и космос – единая система, в которой живое в-во связывает в единое целое процессы, протекающие на земле с процессами космического пр-ния. История челов-ва неразрывно связана с развитием биосферы. В будущем развитие окружающей среды и общества будет неразрывным-биосфера перейдет в сферу разума- в ноосферу. Произойдет великое объединение, в рез-те развитие планеты сделается направленным силой разума.

Вернадский рассмотрел типы в-ва, слагающие биосферу:

1)живое;

2)биогенное-живые организмы в нем после его образования малоактивные;

3)косное в-во;40биокосное-почва, нефть, вода;

5)в-во, наход-ся в радиоактивном распаде;

6)В-во космического пр-ния. Роль живого в-ва: энергетическая, концентрационная, деструктивная, средообразующая и транспортная.

Роль живого в-ва особенно ярко проявилась в формировании и стабилизации газового состава атмосферы. С появлением фотосинтетиков атмосфера из восстановительной превратилась в окислительную. Благодаря живому в-ву изменяется химическая активность-организмы концентрируют в себя хим. В-ва из океана. Вернадский док-л, что пр-ми жизнедеят-ти явл-ся не только горомадные запасы горючих ископаемых, но и все осадочные породы. Живое в-во не только функционирует как единое целое их потоков атомов и Энергии, но и эволюционирует как единая система.Новые ф-мы жизни не только пр-дят от предшественников, а их появление подготовлено соответсвующими биосферными изменениями природной среды. В ходе эволюции жизни и биосферы степень возд-я живого в-ва на косные системы возрастала, что обусловлено увеличением емкости и интенсивности биологического круговорота химических элементов, аккумуляцией солнечной энергии в биосфере. Солнечная энергия, аккумлированная в пр-се фотосинтеза в течении нескоьких млрд лет обеспечивала своей энергие пр-сы жизнедеят-ти организмов, учавствовала в геохимич и геологических пр-сах – складывалась в биосфере в в-ва осадочных пород. Рост инф-ции проявляется в увеличении многообразия и структурированности биосферы. С появлением чела возникает новый ф-р эволюции биосферы-осознанная деят-ть. Челов-во продолжает выполнять ф-ции живого в-ва в ускорении миграции атомов,, накопленик энергии в биосфере, трансформации геосферы, преобразованием облика планеты.Технический прогресс породил необходимость в ограничении масштабов его воздействия на живое в-во и др. компоненты биосферы инче будут разрушены мех-мы саморегуляции биосферы. Управление челов-вом как биологическим видом, неотъемлимой частью общей оранизованности биосферы, и обеспечении коэволюции человека и биосферы требует новой морально-правовой организации сообщ-ва людей на планете.

28.1 Класс двудольные, признаки подразделения на подклассы, п\кл Магнолиидные, порядок Магнолиицветные, сем. Магноливые, дегенеративные признаки примитивной организации магнолицветных. Филогенетическое значение магнолиидных.

Признак: 2 семядоли, корневая система стержневая, листья черешчятые. Жилкования пальчатое перестое, следовательность листов 1-3. Провод-е пучки располог-ся по кругу открытые – эвстелла; цветки 5-ти реже 4-х членные. Оболочка пыльцевого зерна 3-х бороздчатая, жизненные формы – деревья кустарники, травы. Среди двудольных есть с признаками однод-х (лютиковые - одна семядоля, подорожник - дуговое жилкование). Как исключ-е у кувшинкоцветных закладыв-ся 2 семядоли, а развив-ся 1.

Кл Magnoliopsidea- двудольные

п\кл1 Ranunkculididea – ранункулидиды

2 Hamamelidea – гамамилиды

3 Caryophyllidea- кариофиллиды

4 Dilleniidea- деллинииды

5 Rosidae- розиды

6 Asteridae – астериды

п\кл Магнолидные относятся наиболее архаичные из ныне живущих. Однако примитивность отдельных представителей относительна. У всех видов на ряду с примитивными имеются и специализированные признаки, сложного строения. Сочетание простых и сложных признаков – гетеробатмия – эвол-я разноступенчатости признаков. Примитивные признаки: большое число тычинок спиральное расположение, апокарпный гинецей, плод многолистовка. Сложные признаки – зигоморфный цветок, редукция венчика, опыление шмелями. Включает 8 порядков. Центральное место занимает порядок магнолиалис - отличит-я особенность примитивное строение цветка, большое кол-во элементов цветка в спирали, пластинчатые тычинки. Сильно вытянутое цветоложе, у некоторых древесина без сосудов, сост-т из трахеид.

Сем- Gegeneerineaceae, входит 1 род сост-т из 1 вида degeneriea vitiensis- дегенерея фиджийская описан в 42-м году, сущ-т только на островах Фиджи. Наиболее приметив-е из цветковых. Дерево высотой 2 м листья простые, цельные с перистым жилкованием без прилистников, древесина из сосудов, цветки одиночные актиноморфные, на длинной цветоножке, одиночное расположение цветков явление вторичное док-во: ниже цветка на цветоножке имеется 2-3 прицветничка, ранние в их пазухах находились цветки, следоват-но были соцветия. Цветки обоеполые, околоцветник двойной, чашечка из 3-х мелких чашелистиков, венчик из 12 желто-корич-х лепестков расположенных по кругу, тычинки многочисленны в несколько рядов. Наиболее примитивные тычинки по форме пластинчатые и имеют 3 жилки, средняя из которых дихотомически разветвлена. На внут-й поверх-ти между жилками расположены 4 микроспорангия сближенных по парно, если тычинка не имеет пыльника - микроспорофилл. Далее в глубь цветка располагаются стерильные тычинки, они не имеют микроспорангии - сочные для приманки жуков. Пыльцевые зерна однобороздные, гинецей апокарпный, плодолистик завершает короткое несколько вдавленное на верхушке цветоложе. Плодолистик можно назвать мегаспорофиллом, посредине жилки сложен пополам боковые кроя сближены, отогнуты наружу и густо опушены. Выполняют функ-ю рыльца. Семязачатки (≈25) прикрепляются к внутренней стороне плодолистиков м\д жилками – дримисовая плоцентация. Плод листовка. Сухой многосемянной до 5 см, раскрывается после опадания на землю. Семена содержат очень мощный эндосперм, зародыш очень слаборазвит, имеет 3-4 семядоли. Признаки простого строения: тычинки - микроспорофиллы, гинецей мегаспорофилл, дримисовая плоцентация, низбегающее рыльце, однобороздная пыльца, большое число лепестков и тычинок, плод листовка, наличие эндоспермия и слаборазвитого зародыша. Признаки специализации: 1 плодолистик, круговое расположение орг-в цветка.

Сем. Магноливые – Магнолиация. Вкл-ет 230 видов, распрост-ны в субтроп-х обл-х, встреч-ся в 2-х обл-х Земли в Вост и Юго-вост Азии, на Юго-вост Северн Америки. Разорваность говорит об их древности. Деревья реже кустарники до 35-40 м (амерекан тюльпанное дерево до75м) Листья очередные простые, цельные с перистым жилкованием. Вечнозеленое или опадающее. Особ-ть наличие прилистников. Древесина образована сосудами. Цветки крупные, яркоокрашенные, обычно одиночны, расположены на концах ветвей или реже в пазухе листьев. Цветоложе вытянуто, коническое, околоцветник простой, у >> видов листочков немного, расположены по 3 в круге. Тычинки многочисленные свободные расположены спирально, пластинчатой формы, встреч-ся лентовидной формы. Пыльцевые зерна однобороздные. Гинецей состоит из большего числа плодолистиков расположен по спирали. Пестик им-т листовидную форму, но края плодолистиков срослись. Рыльце на верхушке. Число семязачатков в каждой плодолистике варьирует от многочисленных до 2х у >> родов. Многие им-т протогению. Опыл-ся жуками. Плод сухая многолистовка, в каждой листовке по 2 семени, при раскрывании повисают на шелковистых нитеобразных семяножках. Ярко розовые, красные, оранжевые. Привлекают птиц для распростр-я. Мощный эндосперм, кот. окружает маленький зародыш. Сем дел-ся на 2 п/сем: Mognoliadeae – монгноливые. Хар-но – листья простые цельные иногда 2х-лопастные, плодики раскрывающиеся. Относ-ся все виды кроме 2х. П/сем Liriodendroideae – лириодендровые (2 видв тюльпанного дерева). Листья лопастные, плодики раскрывающиеся орешки. Цветок отлич. от магнолиевых, простой венчиковидный околоцветник из 9 листочковь (3 наружных неокрашенных – зеленых, 6 распол в 2 круга с V-образным пятном), тычинок много – по спирали, но более сложного строения, хорошо развита тычиночная нить. Гинецей апокарпный из большого числа плодолистиков – по спирали. В пределах сем признаки древнего строения: сильно вытянутое цветоложе, большое число органов и их расположение по спирали, тычинки пластинчатые/лентовидные, однобороздная пыльца, апокарпный гинецей, эндосперм хор развит, первично простой околоцветник. Признаки специализации: круговое распол листочков околоцветника, плод многоорешек, наличие сосудов в древесине.

28.2. Понятие о биолог. окислении. Аккумуляция энергии в клетке. Роль АТФ в процессе жизнедеятельности. Пути образования и использования АТФ в клетке.

В центре обмена клетки стоит сис-ма: АТФ и продукты ее гидролиза – АДФ, АМФ, ФФ, Фи. В ходе гидролиза – _/онР^/он=О переносится на гидроксид ион. АТФ служит посредником – переносчиком фосфорильных групп и энергии от высокоэнергетических соединений к низкоэнергетичным. Перенос фосфорильных групп и энергии с АТФ на др. соединения осуществляют ферменты – киназы. Системы аккумуляции делятся на два типа, отличающихся принципами сопряжения. 1) Реакции фосфорилирования, не требующие нерастворимых мембранных структур – субстратное фосфорилирование. АТФ образуется путем переноса активного фосфора с продукта окисления субстрата на АДФ (гликолиз, брожение). 2) Мембранное фосфорилирование. Реакции протекают в сопрягающих мембранах. АТФ образуется путем фосфорилирования АДФ неорганическим фосфором за счет энергии электрохимического потенциала Н⁺ на мембране (фотосинтез, аэробное дыхание). Химическая энергия окисления трансформируется и накапливается (АДФ+Ф→АТФ+Н₂О; АТФ+Н₂О→АДФ+Ф и др.) в форме мембранного потенциала (ΔμН⁺). Обратный поток протонов к матриксной стороне мембраны осуществляется ч/з АТФ-синтетазный комплекс. К-е 2-я протона синтезируют 1 мол. АТФ. К-я пара электронов дыхательных субстратов, транспортируемая от НАДФ и О₂ извлекает 3 пары ионов Н⁺ из внутреннего матрикса, которые переносятся наружу в мембранное пространство. В результате при переносе 2-х электронов образуется 3 молекулы АТФ.

Гидролиз АТФ осуществляется при утечке протонов и энергия гидролиза идет на перекачку протонов. В некоторых случаях ΔμН⁺ преимущественнее: 1)не нужен поток энергии 2)энергия не тратится порциями 3)энергия может быстро перемещаться по мембранам. Биологическое окисление – перенос АТФ ч/з мембрану. АТФ накапливается в матриксе митохондрии, сильно заряженном отрицательно.