Билеты по биологии за курс 10-11 классов

Билеты по биологии за курс 10-11 классов

служит так же, как и географическая изоляция, начальным этапом расхождения

популяций.

Большое значение в сохранении вида имеет этологическая изоляция —

осложнения спаривания, обусловленные особенностями поведения. Этологическая

изоляция свойственна только животным. Знаменитый тетеревиный ток — пример

этологической изоляции. Чужак не может конкурировать из-за отличия звуков и

поз во время ухаживания.

Эволюционная суть различных вариантов пространственной и экологической

изоляции одинакова — разрыв единого генофонда вида на два либо большее

число изолированных друг от друга генофондов (прекращение обмена между ними

генетическим материалом; независимое протекание в изолированных частях вида

эволюционного процесса). Его конечным результатом, хотя и с небольшой

вероятностью, становится образование новых видов. Именно поэтому первичные

формы изоляции рассматривают как пусковые механизмы видообразовательного

процесса.

БИЛЕТ№10

ВОПРОС 1.

Фотосинтез.

Первичным источником энергии в живых организмах является Солнце. Энергия,

приносимая световыми квантами (фотонами), поглощается пигментом

хлорофиллом, содержащимся в хлоропластах зеленых листьев, и накапливается в

виде химической энергии в различных питательных веществах.

[pic]

Автотрофы – организмы синтезирующие органические вещества из неорганических

(Растения, некоторые бактерии)

Гетеротрофы – организмы потребляющие органические вещества в готовом

виде(животные, грибы).

Молекулы хлорофила могут поглощать солнечные лучи разной длинны

Первый этап (световой) происходит в тиланойдах, цель: образование

аккумуляторов энергии: АТФ и НАДФ*Н (никатинамиддинуклеатидфосфат*Н)

Молекула хлорофила 1 , поглощает квант света, при этом из неё выбивается

электрон, он переходит на более высокий энергетический уровень, а затем

подхватывается молекулами переносчиками. Электрон перескакивает с одного

переносчика на другой теряя энергию, эта энергия идет на фосфорилированиена

(месте электрона образуется дырка ). В конце переносчиков электрон

подхватывается НАДФ+. Молекула хлорофила 2 под воздействием кванта света

теряет электрон (дырка). Электрон подхватывается молекулами переносчиками,

теряет энергию(на синтез АТФ). Электрон идет в хлорофил 1 (закрывает

дырку). Под воздействием кванта света идет фотолиз воды. Водород идет к

НАДФ, а электрон в дырку 2. Итог: синтез АТФ,НАДФ*Н и молекулярный

кислород.

Второй этап (темновой). Цель: синтез органических веществ. Где: строме (в

полости хлоропластов.) Углекислый газ связывается с производными рибозы с

образованием глюкозы

6CO2

18АТФ С6Н12О6 (ГЛЮКОЗА)

12НАДФ*Н

Значение фотосинтеза:

1 Насыщение атмосферы кислородом

2 Поглощение углекислого газа из атмосферы

3 Первичный источник органических веществ на планете – растения

4 Космическая роль зеленых растений: преобразуют солнечную энергию, в

энергию химических связей органических веществ (доступную всем живым

организмам)

ВОПРОС 2.

Подавляющее большинство ныне живущих организмов состоит из клеток. Лишь

немногие примитивнейшие организмы — вирусы и фаги — не имеют клеточного

строения. По этому важнейшему признаку все живое делится на две империи —

доклеточных (вирусы и фаги) и клеточных (сюда относятся все остальные

организмы: бактерии и близкие к ним группы; грибы; зеленые растения и

животные).

Представление о том, что все живое делится на два царства — животных и

растений,— ныне устарело. Современная биология признает разделение на пять

царств, прокариот, или дробянок, зеленых растений, грибов, животных

,отдельно выделяется царство вирусов — доклеточных форм жизни.

Вирусы и фаги. Империя доклеточных состоит из единственного царства —

вирусов. Это мельчайшие организмы, их размеры колеблются от 12 до 500 мкм.

Мелкие вирусы равны крупным молекулам белка. Вирусы — паразиты клеток.

Вирусы бактерий называют фагами или бактериофагами. Вирусы принципиально

отличаются от всех других организмов. Вот важнейшие особенности

доклеточных:

1. Они могут существовать только как внутриклеточные паразиты и не могут

размножаться вне клеток тех организмов, в которых паразитируют.

2. Содержат лишь один из типов нуклеиновых кислот — либо РНК, либо ДНК

(все клеточные организмы содержат и ДНК, и РНК одновременно).

3. Имеют очень ограниченное число ферментов, используют обмен веществ

хозяина, его ферменты, энергию, полученную при обмене веществ в клетках

хозяина.

Безъядерные и ядерные. Организмы с клеточным строением объединяются в

империю клеточных, или кариот (от греч. «карион» — ядро). Типичная

структура клетки, свойственная большинству организмов, возникла не сразу. В

клетке представителей древнейших из современных типов организмов (сине-

зеленых и бактерий) цитоплазма и ядерный материал с ДНК еще не отделены

друг от друга.

По наличию или отсутствию ядра клеточные организмы делят на два

надцарства: безъядерные (прокариоты) и ядерные (эукариоты) (от греч.

«протос» — первый и «эу» — собственно, настоящий). К первой группе относят

сине-зеленых и бактерии, ко второй — всех животных, зеленые растения и

грибы.

Прокариоты (дробянки). К прокариотам относят наиболее просто устроенные

формы клеточных организмов. Сине-зеленые. В клетках сине-зеленых нет ядра,

вакуолей, отсутствует половое размножение, что резко отличает их от низших

растений . Сине-зеленые замечательны тем, что способны усваивать азот

воздуха и превращать его в органические формы азота. При фотосинтезе они

используют углекислый газ, выделяя молекулярный кислород. Они могут

использовать как солнечную энергию (автотрофность), так и энергию,

выделяющуюся при расщеплении готовых органических веществ (ге-

теротрофность).

Бактерии. Большинство бактерий получает энергию, используя органические

вещества, незначительная часть способна утилизировать солнечную энергию.

Микроорганизмы играют огромную роль в биологическом круговороте веществ в

природе и хозяйственной жизни человека. Изготовление простокваши, кефира,

ацидофилина, творога, сметаны, сыров, уксуса немыслимо без действия

бактерий.

В настоящее время многие микроорганизмы используются для промышленного

получения нужных человеку веществ. Микробиологическая промышленность стала

важной отраслью производства.

Печальную известность получили паразитические бактерии — возбудители

опаснейших заболеваний человека: чумы, холеры, туберкулеза, дизентерии и

множества других заболеваний. Вирусы и бактерии — основные возбудители

инфекционных заболеваний.

Эукариоты. Все остальные организмы относят к ядерным, или эукариотам.

Основные признаки эукариот показаны в таблице. Эукариоты делятся на три

царства: зеленые растения, грибы и животные.

Зеленые растения. Сюда относят зеленые растения с автотрофным питанием.

Очень редко встречается гетеротрофность (например, у насекомоядного

растения росянки и у паразитического растения омелы). Всегда есть пластиды.

Клетки, как правило, имеют наружную оболочку из целлюлозы.

Царство растений подразделяется на три полцарства: настоящие водоросли,

багрянковые (красные водоросли) и высшие растения.

Настоящие водоросли — это низшие растения. Среди типов этого полцарства

встречаются одноклеточные и многоклеточные, клетки которых по строению и

функциям различны . Замечательно, что в разных типах водорослей

прослеживаются тенденции перехода от одноклеточности к многоклеточности, к

специализации и разделению половых клеток на мужские и женские. Таким

образом, разные типы водорослей как бы делают попытку прорваться на

следующий этаж — на уровень многоклеточного организма, где разные клетки

несут различные функции. Переход от од-ноклеточности к многоклеточности —

пример ароморфоза в эволюции зеленых растений. К высшим растениям относят

группу растений, тело которых расчленено на корень, стебель и листья. Эти

части растений связаны друг с другом системой проводящих тканей, по которым

транспортируются вода и питательные вещества. Приобретение такой системы

было важнейшим ароморфозом в эволюции растений. К высшим растениям относят

споровые — мохообразные, папоротникообразные и семенные — голосеменные,

покрытосеменные (цветковые). Споровые растения — первые из зеленых

растений, вышедшие на сушу. Однако их подвижные, снабженные жгутиками

гаметы способны передвигаться только в воде. Поэтому такой выход на сушу

нельзя считать полным. Переход к семенному размножению позволил растениям

отойти от берегов в глубь суши, что считается еще одним важнейшим

ароморфозом в эволюции растений.

Грибы. Среди грибов различают разнообразные формы: хлебную плесень,

плесневый грибок пенициллум, ржавчинные грибы, шляпочные грибы, трутовики.

Общей особенностью для столь разнообразных форм является образование

вегетативного тела гриба из тонких ветвящихся нитей, образующих грибницу.

Животные Все животные — гетеротрофные организмы. Они активно добывают

органические вещества, поедая те или иные, как правило, живые организмы.

Добыча такого корма требует подвижности. С этим и связано развитие

разнообразных органов движения (например, ложноножки амебы, реснички

инфузорий, крылья насекомых, плавники рыб и т. д.,). Быстрые движения

невозможны без наличия подвижного скелета, к которому крепится мускулатура.

Так возникает наружный хитиновый скелет членистоногих, внутренний костный

скелет позвоночных. С подвижностью связана и другая важная особенность

животных: клетка животных лишена плотной наружной оболочки, сохраняя лишь

внутреннюю цитоплазматическую мембранную оболочку. Наличие в клетке

животных нерастворимых в воде твердых запасающих веществ (например,

крахмала) препятствовало бы подвижности клетки. Вот почему основным

запасающим веществом у животных является легкорастворимый полисахарид —

гликоген.

БИЛЕТ№11

ВОПРОС 1.

Вирусы— это неклеточная форма жизни. Они могут функционировать только

внутри одно- или многоклеточного организма. Вирусы были открыты в 1892 г.

Д.И.Ивановским при исследовании мозаичной болезни листьев табака. Вирусы не

имеют цитоплазмы, клеточных органоидов, собственного обмена веществ.

Вирусы — инфекционные агенты Ни один из известных вирусов не способен к

самостоятельному существованию. Лишь попав в клетку, генетический материал

вируса воспроизводится, переключая работу клеточных биохимических

конвейеров на производство вирусных белков: как ферментов, необходимых для

репликации вирусного генома — всей совокупности его генов, так и белков

оболочки вируса. В клетке же происходит и сборка из нуклеиновых кислот и

белков многочисленных потомков одного попавшего в нее вируса. В зависимости

от длительности пребывания вируса в клетке и характера изменения ее

функционирования различают три типа вирусной инфекции. Если образующие

вирусы одновременно покидают клетку, то она разрывается и гибнет. Вышедшие

из нее вирусы поражают новые клетки. Так развивается литическая инфекция.

При вирусной инфекции другого типа, называемой персистентной (стойкой),

новые вирусы покидают клетку-хозяина постепенно. Клетка продолжает жить и

делиться, производя новые вирусы, хотя ее функционирование может

изменяться.

Третий тип инфекции называется латентным (скрытым). Генетический материал

вируса встраивается в хромосомы клетки и при ее делении воспроизводится и

передается дочерним клеткам. При определенных условиях в некоторых из

зараженных клеток латентный вирус активируется, размножается, и его потомки

покидают клетки. Инфекция развивается по литическому или персистентному

типу.

Строение вирусов Вне зависимости от типа инфекции и характера заболевания

все вирусы можно рассматривать как генетические элементы, одетые в защитную

белковую оболочку и способные переходить из одной клетки в другую.

Отдельные вирусные частицы — вирионы — представляют собой симметричные

тела, состоящие из повторяющихся элементов. В сердцевине каждого вириона

находится генетический материал, представленный молекулами ДНК или РНК.

Велико разнообразие форм этих молекул: есть вирусы, содержащие двух

цепочечную ДНК в кольцевой или линейной форме; вирусы с одно-цепочечной

кольцевой ДНК; одно-цепочечной или двух цепочечной РНК; содержащие две

идентичные одно-цепочечные РНК. Генетический материал вируса (геном)

окружен капсидом — белковой оболочкой, защищающей его как от действия

нуклеаз — ферментов, разрушающих нуклеиновые кислоты, так и от воздействия

ультрафиолетового излучения. Капсиды состоят из многократно повторенных

полипептидных цепей одного или нескольких типов белков. В основе

взаимодействия вирусных белков друг с другом и с нуклеиновой кислотой лежит

закон термодинамики, гласящий, что устойчивость системы приобретается при

достижении минимального уровня свободной энергии. Для каждого вируса

существует свой набор белков, который при сборке вириона дает оптимальную в

энергетическом плане форму капсида. Большинство вирусов построены по одному

из двух типов симметрии — спиральной или кубической.

Проникновение вируса в клетку Вирусы растений, клетки которых кроме

мембраны защищены прочной оболочкой из клетчатки, могут проникнуть в них

лишь в местах механических повреждений. Разносчиками этих вирусов могут

быть членистоногие — насекомые вроде тлей и клещи с сосущим ротовым

аппаратом. Они переносят ририоны на своих хоботках. И у человека

переносчиками вирусных болезней могут быть москиты (желтая лихорадка),

комары (японский энцефалит) или клещи (таежный энцефалит). Безоболочечные

клетки животных, защищенные одной мембраной, более уязвимы для вирусов в

первую очередь из-за своей способности к фаго- и пиноцитозу. Захватывая

питательные вещества, они часто «проглатывают» и вирионы. Если клетки

соединены друг с другом, как клетки нервной системы, вирус может

путешествовать по этим контактам, заражая одну клетку задругой. Обычно это

медленный процесс (так происходит заражение, например, после укуса бешеного

животного). Наконец, у многих вирусов развиваются специальные

приспособления для проникновения в клетку. Клетки, выстилающие дыхательные

пути, покрыты защитным слоем слизи. Но вирус гриппа разжижает слизь и

проникает к мембране (потому-то часто первый симптом гриппа — насморк).

Определенную группу представляют вирусы бактерий — бактериофаги, или фаги,

которые способны проникать в бактериальную клетку. Сначала бактериофаг

прикрепляется к поверхности клетки и растворяет в этом месте оболочку

бактерии. Дальше у бактерии, зараженной бактериофагом, начинает

синтезироваться ДНК бактериофага, а не собственная ДНК бактерии, и в

конечном итоге бактерия погибает. Поселяясь в клетках живых организмов,

вирусы вызывают многие опасные заболевания растений (мозаичная болезнь

томатов, огурцов; скручивание листьев и др.) и домашних животных (ящур,

чума свиней и птиц и т.д.), что резко снижает урожайность культур и

приводит к массовой гибели животных. Вирусы вызывают опасные заболевания у

человека (корь, оспа, полиомиелит и др.). В последние годы к ним

прибавилось еще одно заболевание — СПИД (синдром приобретенного

иммунодефицита). Болезнь поражает преимущественно иммунную систему, которая

осуществляет защиту организма от различных болезнетворных агентов.

Возбудитель болезни — вирус иммунодефицита человека (ВИЧ) — размножается

главным образом в клетках этой системы, в результате чего организм

становится беззащитным к микробам, в обычных условиях не вызывающим

заболевания. ВИЧ обладает уникальной изменчивостью, которая более чем в 100

раз превышает изменчивость вируса гриппа. Поэтому вакцина, приготовленная

против одной формы ВИЧ, может оказаться неэффективной против другой.

Предполагается, что ВИЧ может сохраняться в организме человека пожизненно.

Это значит, что до конца своей жизни инфицированные люди могут заражать

других. Возможны пути заражения при переливании крови, пересадке органов,

половых контактах.

Происхождение вирусов в процессе эволюции пока не ясно. Предполагается,

что вирусы представляют собой сильно дегенерировавшие клетки или их

фрагменты, которые в ходе приспособления к паразитизму утратили все, без

чего можно обойтись, за исключением своей наследственной информации и

защитной белковой оболочки.

ВОПРОС 2.

Развитие представлений о возникновении жизни

Теория возникновения жизни на Земле. С глубокой древности и до нашего

времени было высказано бессчетное количество гипотез о происхождении жизни

на Земле. Все их многообразие сводится к двум взаимоисключающим точкам

зрения. Сторонники теории биогенеза (от греч. «био» — жизнь и «генезис» —

происхождение) полагали, что все живое происходит только от живого. Их

противники защищали теорию абиогенеза («а» — лат. отрицательная приставка);

они считали возможным происхождение живого из неживого.

Многие ученые средневековья допускали возможность самозарождения жизни.

По их мнению, рыбы могли зарождаться из ила, черви из почвы, мыши из грязи,

мухи из мяса и т.д.

Против теории самозарождения в XVII в. выступил флорентийский врач

Франческо Реди. Положив мясо в закрытый горшок, Ф.Реди показал, что в

гнилом мясе личинки мясной мухи не само зарождаются. Сторонники теории

самозарождения не сдавались, они утверждали, что самозарождение личинок не

произошло по той лишь причине, что в закрытый горшок не поступал воздух.

Тогда Ф.Реди поместил кусочки мяса в несколько глубоких сосудов. Часть из

них оставил открытыми, а часть прикрыл кисеей. Через некоторое время в

открытых сосудах мясо кишело личинками мух, тогда как в сосудах, прикрытых

кисеей, в гнилом мясе никаких личинок не было.

В XVIII в. теорию самозарождения жизни продолжал защищать немецкий

математик и философ Лейбниц. Он и его сторонники утверждали, что в живых

организмах существует особая «жизненная сила». По мнению виталистов (от

лат. «вита» — жизнь), «жизненная сила» присутствует всюду. Достаточно лишь

вдохнуть ее, и неживое станет живым.

Микроскоп открыл людям микромир. Наблюдения показывали, что в плотно

закрытой колбе с мясным бульоном или сенным настоем через некоторое время

обнаруживаются микроорганизмы. Но стоило прокипятить мясной бульон в

течение часа и запаять горлышко, как в запаянной колбе ничего не возникало.

Виталисты выдвинули предположение, что длительное кипячение убивает

«жизненную силу», которая не может проникнуть в запаянную колбу.

Споры между сторонниками абиогенеза и биогенеза продолжались и в XIX в.

Даже Ламарк в 1809 г. писал о возможности самозарождения грибков.

Эксперимент Пастера. Французская Академия наук в 1859 г. назначила

специальную премию за попытку осветить по-новому вопрос о самопроизвольном

зарождении. Эту премию в 1862 году получил знаменитый французский ученый

Луи Пастер. Пастер провел эксперимент, соперничавший по простоте со

знаменитым опытом Реди. Он кипятил в колбе различные питательные среды, в

которых могли развиваться микроорганизмы. При длительном кипячении в колбе

погибали не только микроорганизмы, но и их споры. Помня об утверждении

виталистов, что мифическая «жизненная сила» не может проникнуть в запаянную

колбу, Пастер присоединил к ней S-образную трубку со свободным концом.

Споры микроорганизмов оседали на поверхности тонкой изогнутой трубки и не

могли проникнуть в питательную среду. Хорошо прокипяченная питательная

среда оставалась стерильной, в ней не наблюдалось самозарождения

микроорганизмов, хотя доступ воздуха (а с ним и пресловутой «жизненной

силы») был обеспечен. Пастер своими опытами доказал невозможность

самопроизвольного зарождения жизни. Представлениям о «жизненной силе» —

витализму — был нанесен сокрушительный удар.

Абиогенный синтез органических веществ. Эксперимент Пастера

продемонстрировал невозможность самопроизвольного зарождения жизни в

обычных условиях. Вопрос о возникновении жизни на нашей планете долгое

время еще оставался открытым.

В 1924 г. известный биохимик академик А.И. Опарин высказал предположение,

что при мощных электрических разрядах в атмосфере Земли, которая 4-4,5

млрд. лет назад состояла из аммиака, метана, углекислого газа и паров воды,

могли возникнуть простейшие органические соединения, необходимые для

возникновения жизни. Предсказание А.И. Опарина оправдались. В 1955 г.

американский исследователь С.Миллер, пропуская электрические разряды

напряжением до 60000 В через смесь СН4, NH3, H2 и паров H2O под давлением в

несколько паскалей при температуре +80°С, получил простейшие жирные

кислоты, мочевину, уксусную и муравьиную кислоты и несколько аминокислот, в

том числе глицин и аланин. Аминокислоты — это те «кирпичики», из которых

построены молекулы белков. Поэтому экспериментальное доказательство

возможности образования аминокислот и неорганических соединений —

чрезвычайно важное указание на то, что первым шагом на пути возникновения

жизни на Земле был абиогенный (небиологический) синтез органических

веществ.

БИЛЕТ№12

ВОПРОС 1.

Деление клеток. Митоз.

Способность к делению — важнейшее свойство клеток. Без деления невозможно

представить себе увеличение числа одноклеточных существ, развитие сложного

многоклеточного организма из одной оплодотворенной яйцеклетки,

возобновление клеток, тканей и даже органов, утраченных в процессе

жизнедеятельности организма.

Деление клеток осуществляется поэтапно. На каждом этапе деления

происходят определенные процессы. Они приводят к удвоению генетического

материала (синтезу ДНК) и его распределению между дочерними клетками.

Период жизни клетки от одного деления до следующего называется клеточным

циклом.

Подготовка к делению. Эукариотические организмы, состоящие из клеток,

имеющих ядра, начинают подготовку к делению на определенном этапе

клеточного цикла, в интерфазе. Именно в период интерфазы в клетке

происходит процесс биосинтеза белка, удваиваются все важнейшие структуры

клетки. Вдоль исходной хромосомы из имеющихся в клетке химических

соединений синтезируется ее точная копия, удваивается количество ДНК.

Удвоенная хромосома состоит из двух половинок — хроматид. Каждая из

хроматид содержит одну молекулу ДНК.

Интерфаза в клетках растений и животных в среднем продолжается 10-20 ч.

Затем наступает процесс деления клетки — митоз. Во время митоза клетка

проходит ряд последовательных фаз, в результате которых каждая дочерняя

клетка получает такой же набор хромосом, какой был в материнской клетке.

Различают 4 фазы митоза: профаза, метафаза, анафаза и телофаза.

В профазе спирализируются и вследствие этого утолщаются хромосомы,

состоящие из двух сестринских хроматид, удерживаемых вместе центромерой. К

концу профазы ядерная мембрана и ядрышки исчезают и хромосомы

рассредоточиваются по всей клетке. В цитоплазме к концу профазы центриоли

отходят к полюсам и образуют веретено деления.

В метафазе происходит дальнейшая спирализация хромосом. В эту фазу они

наиболее видны. Их центромеры располагаются по экватору. К ним

прикрепляются нити веретена деления.

В анафазе центромеры делятся, сестринские хроматиды отделяются друг от

друга и за счет сокращения нитей веретена отходят к противоположным полюсам

клетки.

В телофазе цитоплазма делится, хромосомы раскручиваются, вновь образуются

ядрышки и ядерные мембраны. В животных клетках цитоплазма

перешнуровывается, в растительных — в центре материнской клетки образуется

перегородка.

Так из одной исходной клетки (материнской) образуются две новые — дочерние,

с диплоидным набором хромосом.

Амитоз, или непрямое деление, встречается у одноклеточных организмов, а

также в некоторых высокоспециализированных, с ослабленной физиологической

активностью клетках тканей растений и животных. Например, амитоз можно

наблюдать в тканях растущего клубня картофеля, эндосперме. Такой тип

деления характерен для клеток печени, роговицы глаза. При амитозе

происходит простая перетяжка ядра на две равные или неравные части, а затем

клетка делится. Компоненты клетки, в том числе и ДНК, распределяются

произвольно. Амитоз в отличие от митоза и мейоза является самым экономичным

способом деления клетки, так как затраты энергии при этом незначительны.

ВОПРОС 2.

Современные взгляды на возникновение жизни ,Гипотеза А.И.Опарина. Наиболее

существенная черта гипотезы А.И.Опарина — постепенное усложнение химической

структуры и морфологического облика предшественников жизни (предбионтов) на

пути к живым организмам.

Большое количество данных говорит о том, что средой возникновения жизни

могли быть прибрежные районы морей и океанов. Здесь, на стыке моря, суши и

воздуха, создавались благоприятные условия для образования сложных

органических соединений. Например, растворы некоторых органических веществ

(Сахаров, спиртов) обладают большой устойчивостью и могут существовать

неограниченно долгое время. В концентрированных растворах белков,

нуклеиновых кислот могут образовываться сгустки подобно водным растворам

желатина. Такие сгустки называют коацерватными каплями, или коацерватами.

Коацерваты способны адсорбировать различные вещества. Из раствора в них

поступают химические соединения, которые преобразуются в результате

реакций, проходящих в коацерватных каплях, и выделяются в окружающую среду.

Коацерваты — это еще не живые существа. Они проявляют лишь внешнее

сходство с такими признаками живых организмов, как рост и обмен веществ с

окружающей средой. Поэтому возникновение коацерватов рассматривают как

стадию развития преджизни.

Коацерваты претерпели очень длительный отбор на устойчивость структуры.

Устойчивость была достигнута вследствие создания ферментов, контролирующих

синтез тех или иных соединений. Наиболее важным этапом в происхождении

жизни было возникновение механизма воспроизведения себе подобных и

наследования свойств предыдущих поколений. Это стало возможным благодаря

образованию сложных комплексов нуклеиновых кислот и белков. Нуклеиновые

кислоты, способные к самовоспроизведению, стали контролировать синтез

белков, определяя в них порядок аминокислот. А белки-ферменты осуществляли

процесс создания новых копий нуклеиновых кислот. Так возникло главное

свойство, характерное для жизни, — способность к воспроизведению подобных

себе молекул.

Живые существа представляют собой так называемые открытые системы, то

есть системы, в которые энергия поступает извне. Без поступления энергии

жизнь существовать не может. Как вы знаете, по способам потребления

энергии организмы делятся на две большие группы: автотрофные и

гетеротрофные. Автотрофные организмы прямо используют солнечную энергию в

процессе фотосинтеза (зеленые растения), гетеротрофные используют энергию,

которая выделяется при распаде органических веществ.

Очевидно, первые организмы были гетеротрофными, получающими энергию путем

бескислородного расщепления органических соединений. На заре жизни в

атмосфере Земли не было свободного кислорода. Возникновение атмосферы

современного химического состава теснейшим образом связано с развитием

жизни. Появление организмов, способных к фотосинтезу, привело к выделению в

атмосферу и воду кислорода. В его присутствии стало возможным кислородное

расщепление органических веществ, при котором получается во много раз

больше энергии, чем при бескислородном. В 1924 г. известный биохимик

академик А.И. Опарин высказал предположение, что при мощных электрических

разрядах в атмосфере Земли, которая 4-4,5 млрд. лет назад состояла из

аммиака, метана, углекислого газа и паров воды, могли возникнуть простейшие

органические соединения, необходимые для возникновения жизни. Предсказание

А.И. Опарина оправдались. В 1955 г. американский исследователь С.Миллер,

пропуская электрические разряды напряжением до 60000 В через смесь СН4,

NH3, H2 и паров H2O под давлением в несколько паскалей при температуре

+80°С, получил простейшие жирные кислоты, мочевину, уксусную и муравьиную

кислоты и несколько аминокислот, в том числе глицин и аланин. Аминокислоты

— это те «кирпичики», из которых построены молекулы белков. Поэтому

экспериментальное доказательство возможности образования аминокислот и

неорганических соединений — чрезвычайно важное указание на то, что первым

шагом на пути возникновения жизни на Земле был абиогенный (небиологический)

синтез органических веществ.

БИЛЕТ№13

ВОПРОС 1.

Мейоз. Половое размножение животных, растений и грибов связано с

формированием специализированных половых клеток. Особый тип деления клеток,

в результате которого образуются половые клетки, называют мейозом. В

отличие от митоза, при котором сохраняется число хромосом, получаемых

дочерними клетками, при мейозе число хромосом в дочерних клетках

уменьшается вдвое.

Процесс мейоза состоит из двух последовательных клеточных делений —

мейоза 1 (первое деление) и мейоза 2 (второе деление). Удвоение ДНК и

хромосом происходит только перед мейозом 1.

В результате первого деления мейоза образуются клетки с уменьшенным вдвое

числом хромосом. Второе деление мейоза заканчивается образованием половых

клеток. Таким образом, все соматические клетки организма содержат двойной,

диплоидный (2п), набор хромосом, где каждая хромосома имеет парную,

гомологичную хромосому. Зрелые половые клетки имеют лишь одинарный,

гаплоидный (п), набор хромосом и соответственно вдвое меньшее количество

ДНК.

Оба деления мейоза включают те же фазы, что и митоз: профазу, метафазу,

анафазу, телофазу.

В профазе первого деления мейоза происходит спирализация хромосом. В

конце профазы, когда спирализация заканчивается, хромосомы приобретают

характерные для них форму и размеры. Хромосомы каждой пары, т.е.

гомологичные, соединяются друг с другом по всей длине и скручиваются. Этот

процесс соединения гомологичных хромосом носит название конъюгации. Во

время конъюгации между некоторыми гомологичными хромосомами происходит

обмен участками — генами (кроссинговер), что означает обмен наследственной

информацией. После конъюгации гомологичные хромосомы отделяются друг от

друга.

Когда хромосомы полностью разъединяются, образуется веретено деления,

наступает метафаза мейоза и хромосомы располагаются в плоскости экватора.

Затем наступает анафаза мейоза, и к полюсам клетки отходят не половинки

каждой хромосомы, включающие одну хроматиду, как при митозе, а целые

хромосомы, каждая из которых состоит из двух хроматид. Следовательно, в

дочернюю клетку попадает только одна из каждой пары гомологичных хромосом.

Вслед за первым делением наступает второе деление мейоза, причем этому

делению не предшествует синтез ДНК. Интерфаза перед вторым делением очень

короткая. Профаза 2 непродолжительна. В метафазе 2 хромосомы выстраиваются

в экваториальной плоскости клетки. В анафазе 2 осуществляется разделение их

центромер и каждая хроматида становится самостоятельной хромосомой. В

телофазе 2 завершается расхождение сестринских хромосом к полюсам и

наступает деление клетки. В результате из двух гаплоидных клеток образуются

четыре гаплоидные дочерние клетки.

Происходящий в мейозе перекрест хромосом, обмен участками, а также

независимое расхождение каждой пары гомологичных хромосом определяет

закономерности наследственной передачи признака от родителей потомству. Из

каждой пары двух гомологичных хромосом (материнской и отцовской), входивших

в хромосомный набор диплоидных организмов, в гаплоидном наборе яйцеклетки

или сперматозоида содержится лишь одна хромосома. Она может быть:

1. отцовской хромосомой;

2. материнской хромосомой;

3. отцовской с участком материнской;

4. материнской с участком отцовской.

Эти процессы возникновения большого количества качественно различных

половых клеток способствуют наследственной изменчивости.

В отдельных случаях вследствие нарушения процесса мейоза, при не

расхождении гомологичных хромосом, половые клетки могут не иметь

гомологичной хромосомы или, наоборот, иметь обе гомологичные хромосомы. Это

приводит к тяжелым нарушениям в развитии организма или к его гибели.

ВОПРОС 2.

Ароморфоз — крупное эволюционное изменение. Оно обеспечивает повышение

уровня организации организмов, преимущества в борьбе за существование,

возможность освоения новых сред обитания. Факторы, вызывающие ароморфозы, —

наследственная изменчивость, борьба за существование и естественный отбор.

Основные ароморфозы в эволюции многоклеточных животных:

1) появление многоклеточных животных от одноклеточных, дифференциация

клеток и образование тканей;

2) формирование у животных двусторонней симметрии, передней и задней частей

тела, брюшной и спинной сторон тела в связи с разделением функций в

организме (ориентация в пространстве — передняя часть, защитная — спинная

сторона, передвижение — брюшная сторона);

3) возникновение бесчерепных, подобных современному ланцетнику, панцирных

рыб с костными челюстями, позволяющими активно охотиться и справляться с

добычей:

4) возникновение легких и появление легочного дыхания наряду с жаберным;

5) формирование скелета плавников с мышцами, подобных пятипалой конечности

наземных позвоночных, позволившими животным не только плавать, но и ползать

по дну, передвигаться по суше;

6) усложнение кровеносной системы от двухкамерного сердца, одного круга

кровообращения у рыб до четырех камерного сердца, двух кругов

кровообращения у птиц и млекопитающих. Развитие нервной системы:

паутинообразная у кишечно-полостных, брюшная цепочка у кольчатых червей,

трубчатая нервная система, значительное развитие больших полушарий и коры

головного мозга у птиц, человека и других млекопитающих. Усложнение органов

дыхания (жабры у рыб, легкие у наземных позвоночных, появление у человека и

других млекопитающих в легких множества ячеек, оплетенных сетью

капилляров).

Возникновение в клетках хлоропластов с хлорофиллом, фотосинтеза — важный

ароморфоз эволюции органического мира, обеспечивший все живое пищей и

энергией, кислородом.

Появление от одноклеточных многоклеточных водорослей — ароморфоз,

способствующий увеличению размеров организмов. Ароморфные изменения —

причина появления от водорослей более сложных растений — псилофитов. Их

тело состояло из различных тканей, ветвящегося стебля, ризоидов (выростов

от нижней части стебля, укрепляющих растение в почве).

Дальнейшее усложнение растений в процессе эволюции: появление корней,

листьев, развитого стебля, тканей, позволивших им освоить сушу

(папоротники, хвощи, плауны).

Ароморфозы, способствующие усложнению растений в процессе эволюции:

возникновение семени, цветка и плода (переход семенных растений от

размножения спорами к размножению семенами). Спора — одна

специализированная клетка, семя — зачаток нового растения с запасом

питательных веществ. Преимущества размножения растений семенами —

уменьшение зависимости процесса размножения от окружающих условий и

повышение выживаемости.

Причина ароморфозов — наследственная изменчивость, борьба за существование,

естественный отбор.

БИЛЕТ№14

ВОПРОС 1.

Формы размножения организмов ( БЕСПОЛОЕ.)

Способность к размножению, или самовоспроизведению, является одним из

обязательных и важнейших свойств живых организмов. Размножение поддерживает

длительное существование вида, обеспечивает преемственность между

родителями и их потомством в ряду многих поколений. Оно приводит к

увеличению численности особей вида и способствует его расселению. У

растений, подавляющее большинство которых ведет прикрепленный образ жизни,

расселение в процессе размножения — единственный способ занять большую

территорию обитания. У большинства многоклеточных организмов часть клеток

специализировалась на выполнении функции размножения, возникли

репродуктивные органы. В них образуются клетки, способные дать начало

новому организму. Если новый организм возникает из половых клеток, то

говорят о половом размножении. Если же образование нового организма связано

с соматическими клетками, то такой способ размножения называют бесполым.

Бесполое размножение характеризуется тем, что в нем участвует одна особь.

В некоторых случаях для воспроизводства потомства образуются

специализированные клетки — споры, каждая из которых прорастает и дает

начало новому организму. Спорообразование встречается у простейших

(малярийный плазмодий), грибов, водорослей и лишайников.

Вегетативное размножение. Размножение при помощи вегетативных органов (у

растений) и частей тела (у животных) называется вегетативным. Оно основано

на способности организмов восстанавливать (регенерировать) недостающие

части. Этот способ размножения широко распространен в природе, но с

наибольшим разнообразием оно осуществляется у растений, особенно у

цветковых. При делении путем митоза одноклеточных бактерий, водорослей,

простейших образуются два дочерних организма. У одноклеточных водорослей,

грибов и лишайников размножение осуществляется соответственно обрывками

нитей, гиф и обломками слоевищ. Примером вегетативного размножения может

служить почкование. Оно характерно для некоторых кишечно-полостных (гидры)

и дрожжевых грибков. Если при этом дочерние особи не отделяются от

материнской, могут возникать колонии. У цветковых растений в природе новые

особи могут возникать из вегетативных органов: стебля (кактусы, ряска,

элодея), листа (фиалка, бегония), корня (малина, осот), видоизмененных

побегов: клубня (картофель), луковицы (лук, чеснок, тюльпан), корневища

(пырей, хвощ), усов (земляника). Вегетативное размножение растений широко

используются в с/х практике. Вегетативным путем удается размножать далеко

не все растения. Ученые изучают механизмы размножения для того, чтобы

научиться управлять ими. Используя клеточные культуры, можно вначале

размножить клетки с нужной наследственной информацией, а затем вырастить из

них целое растение. У многоклеточных животных в силу высокой специализации

клеток организма размножение встречается значительно реже. Кроме

кишечнополостных оно наблюдается у губок, плоских червей. При любой форме

бесполого размножения — частями тела или спорами — наблюдается увеличение

численности особей данного вида без повышения их генетического

разнообразия: все особи являются точной копией материнского организма. Эта

особенность используется человеком для получения однородного, с хорошими

признаками потомства плодово-ягодных, декоративных и других групп растений.

Новые признаки у таких организмов появляются только в результате мутаций.

ВОПРОС 2.

Движущие силы антропогенеза

Дарвин показал, что основные факторы эволюции органического мира, то есть

наследственная изменчивость, борьба за существование и естественный отбор,

приложимы и к эволюции человека. Благодаря им организм древней

человекообразной обезьяны претерпел ряд морфофизиологических изменений, в

результате которых выработалась вертикальная походка, разделились функции

рук и ног.

Для объяснения антропогенеза недостаточно одних биологических

закономерностей. Качественное своеобразие его вскрыл Ф.Энгельс, указав на

социальные факторы: труд, общественную жизнь, сознание и речь. Труд —

важнейший фактор эволюции человека

Труд начинается с изготовления орудий труда. Это, по словам Энгельса,

«первое основное условие всей человеческой жизни, и притом в такой степени,

что мы в известном смысле должны сказать: труд создал самого человека».

Основной движущей силой антропогенеза явился труд, в процессе которого

человек сам создает орудия труда. Наиболее высокоорганизованные животные

могут употреблять предметы в качестве готовых орудий, но не способны

создать их. Животные только пользуются дарами природы, человек же изменяет

ее в процессе труда. Животные также изменяют природу, но не преднамеренно,

а лишь потому, что находятся и живут в природе. Их воздействие на природу

сравнительно с воздействием на нее человека ничтожно.

Морфологические и физиологические преобразования наших обезьяноподобных

предков правильнее будет назвать антропоморфозами, так как вызвавший их

основной фактор — труд — был специфичен только для эволюции человека.

Особенно важным было возникновение прямой походки. Размеры и масса тела

обезьян увеличились, возник S-образный изгиб позвоночного столба, придавший

ему гибкость, образовалась сводчатая пружинящая стопа, расширился таз,

упрочился крестец, челюстной аппарат стал более легким и т.д. Прямохождение

установилось не сразу. Это был весьма длительный процесс отбора

наследственных изменений, полезных в трудовой деятельности.

Предположительно он длился миллионы лет. Биологически прямохождение

принесло человеку немало осложнений. Оно ограничило быстроту его

передвижения, лишило подвижности крестец, что затруднило роды; длительное

стояние и ношение тяжестей иногда приводит к плоскостопию и расширению вен

на ногах. Зато благодаря прямохождению освободились руки для орудий труда.

Возникновение прямохождения, по мнению Ч.Дарвина, а затем Ф.Энгельса, стало

решающим шагом на пути от обезьяны к человеку. Благодаря прямохождению у

обезьяноподобных предков человека руки освободились от необходимости

поддерживать тело при передвижении по земле и приобрели способность к

разнообразным движениям.

В начале процесса формирования человека рука у него была слаборазвитой и

могла производить лишь самые простые действия. Особи с наследственными

изменениями верхних конечностей, полезными для трудовых операций,

преимущественно сохранялись благодаря естественному отбору. Ф.Энгельс

писал, что рука не только орган труда, но и продукт труда. Различие между

рукой человека и рукой человекообразных обезьян огромно: ни одна обезьяна

не может изготовить своей рукой даже самый простой каменный нож.

Понадобилось весьма длительное время для того, чтобы наши обезьяноподобные

предки перешли от использования предметов окружающей природной среды в

качестве орудий к их изготовлению. Самые примитивные орудия труда облегчают

зависимость человека от окружающей природы, расширяют его кругозор,

открывая в предметах природы новые, неизвестные свойства; наконец, они

используются для дальнейшего совершенствования орудий труда.

Развитие трудовой деятельности приводит к ослаблению действия

биологических закономерностей и усилению роли социальных факторов в

антропогенезе.

Общественный образ жизни как фактор эволюции человека. С самого начала труд

был общественным, так как обезьяны жили стадами. Ф.Энгельс указывал, что

неправильно было бы искать предков человека, самого общественного существа

в природе, среди необщественных животных. Стадность обезьяньих предков

человека развивалась в общественное поведение под воздействием особого

фактора. Таким фактором был труд, тесно связанный с преобразованием руки в

орган труда. Труд способствовал сплочению членов общества; они коллективно

защищались от зверей, охотились и воспитывали детей. Старшие члены общества

обучали младших отыскивать природные материалы и изготовлять орудия, учили

приемам охоты и сохранения огня. С развитием трудового процесса все яснее

становилась польза взаимной поддержки и взаимопомощи.

Древнейшие орудия охоты и рыбной ловли свидетельствуют о том, что наши

предки уже на ранних стадиях употребляли мясную пищу. Обработанная и

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5