Билет 17

Основные формы, свойства и уровни организации живой материи. Молекулярно-генетическнй уровень.

Живая материя — вся совокупность организмов, способных к самовоспроизводству с передачей и накоплением в процессе эволюции генетической информации.

Уровни организации живой материи

Молекулярный - Начальный уровень организации живого. Клетки всех живых организмов имеют сходный химический состав. Предмет исследования -молекулы нуклеиновых кислот, белков, углеводов, липидов и других биологических молекул, т.е. молекул, находящихся в клетке. Клеточный - Изучение клеток (прокариоты и эукариоты), выступающих в роли самостоятельных организмов (бактерии, простейшие и некоторые дру­гие организмы) и клеток, составляющих многоклеточные организмы. Клетка - самостоятельный организм, т.к. выполняет все его функции. Тканевый - Клетки, имеющие общее происхождение и выполняющие сходные функции, образуют ткани. Выделяют несколько типов животных и растительных тканей, обладающих различными свойствами.

Органный - Начиная с кишечнополостных, формируются органы (системы органов), часто из тканей различных типов.

Организменный - Этот уровень представлен одноклеточными и многоклеточными организмами (у которых клетки узко специализированы на одну функцию).

Популяиионно-видовой - Единицей существования вида в природе является популяция группа особей одного вида, свободно скрещивающихся друг с другом, занимающая определенную территорию, и относительно изолированная от других популяций своего вида. Сейчас на Земле насчитывают около 500 тыс. видов растений и около 1,5 млн. видов животных.

Биогеоценотический - Представлен совокупностью популяций организмов разных видов, обитающих на определенной территории (тундра, пустыня, тайга, степь, болото, луг).

Биосферный - Высшая форма организации живого. Включает все биогеоценозы планеты, связанные общим обменом веществ и превращением энергии. Молекуляоно-генетический уровень.

Осуществление реализации наследственной информации: Информация о составе белка закодирована в гене (участке молекулы ДНК), в ядре. Синтез белка происходит в рибосомах. Процесс образования информационной РНК по гену ДНК называется транскрипцией («переписывание»). Информаци­онная РНК выходит из ядра в цитоплазму, и на нее запрыгивает рибосома. Начинается процесс трансляции (сборка молекулы белка из аминокислот). Транспортные РНК доставляют аминокислоты на рибосому.

Три расположенных друг за другом нуклеотида ДНК (триплет) кодируют одну аминокислоту.

Универсальность кода ДНК в том, что он одинаков для всех царств живой природы.

Синтез белка носит матричный характер: роль матрицы выполняет ген или информационная РНК.

Билет 18

Понятие "биосфера", ее функции и оболочки. Процесс фотосинтеза. Основы учения Вернандского о биосфере. Круговорот веществ в биосфере. Распределение на Земле солнечной энергии.

Биосфера - это область распространения жизни на Земле как целостной, активной и динамичной системы, которая охватывает нижнюю часть атмосфе­ры, практически всю гидросферу и верхнюю часть литосферы.

Биосфера - живая оболочка земли. Автором термина "биосфера" является французский естествоиспытатель Жан Батист Ламарк. Гидросферу формируют различные водоемы - океаны, моря, озера, реки и т. д., занимающие свыше 70% поверхности Земли.

Литосфера представляет собой твердую оболочку, состоящую из двух слоев - поверхностного, гранитного, мощность которого колеблется от 10 до 40 км, и нижнего, базальтового (30 км).

Сущность учения В. И. Вернадского заключена в признании исключительной роли «живого вещества», преобразующего облик планеты. Суммарный результат его деятельности за геологический период времени огромен. По словам Вернадского, «на земной поверхности нет химической силы более постоянно действующей, а потому более могущественной по своим конечным последствиям, чем живые организмы, взятые в целом». Именно живые организмы улавливают и преобразуют энергию Солнца и создают бесконечное разнообразие нашего мира. Вторым главнейшим аспектом учения В. И. Вернадского является разработанное им представление об организованности биосферы, которая проявляется в согласованном взаимодействии живого i неживого, взаимной приспособляемости организма и среды. «Организм, - писал В. И. Вернадский, -имеет дело со средой, к которой он не только приспособлен, но которая приспособлена к нему».

Круговорот воды. Под действием энергии Солнца вода испаряется с поверхности водоёмов и воздушными течениями переносятся на большие расстоя­ния. Выпадает в виде дождя. Циркуляция воды между океаном и сушей важнейшее звено в поддержании жизни на Земле.

Круговорот углерода. Углерод поступает в биосферу в результате фиксации его в процессе фотосинтеза. Часть его поступает в тело животных и осво­бождается в результате дыхания в виде С02, который вновь поступает в атмосферу. Кроме того, запасы углерода в атмосфере пополняются за счет вулканической деятельности и сжигания человеком горючих ископаемых.

Круговорот азота. Азот - один из основных биогенных элементов - в громадных количествах содержится в атмосфере, где составляет 80% от общей массы ее газообразных компонентов. Однако в молекулярной форме он не может использоваться ни высшими растениями, ни животными. В форму, пригодную для использования, атмосферный азот переводят электрические разряды (при которых образуются оксиды азота, в соединении с водой дающие азотистую и азотную кислоты), азотфиксирующие бактерии и синезеленые водоросли. Одновременно образуется аммиак, который другие хемосинтезирующие бактерии последовательно переводят в нитриты и нитраты. Последние наиболее усвояемы для растений. Биологическая фиксация азота на суше составляет примерно 1 г/м2, а в плодородных областях достигает 20 г/м2.

После отмирания организмов гнилостные бактерии разлагают азотсодержащие соединения до аммиака. Часть его уходит в атмосферу, часть восстанав­ливается денитрифицирующими бактериями до молекулярного азота, но основная масса окисляется до нитритов и нитратов и вновь используется. Не­которое количество соединений азота оседает в глубоководных отложениях и надолго (миллионы лет) выключается из круговорота.

Круговорот серы. Сера входит в состав белков и также представляет собой жизненно важный элемент. В виде соединений с металлами - сульфидов -она залегает в виде руд на суше и входит в состав глубоководных отложений. В доступную для усвоения растворимую форму эти соединения перево­дятся хемосинтезирующими бактериями, способными получать энергию путем окисления восстановленных соединений серы. В результате образуют сульфаты, которые используются растениями. Глубоко залегающие сульфаты вовлекаются в круговорот другой группой микроорганизмов, восстанав ливающих сульфаты до сероводорода.

Круговорот фосфора. Резервуаром фосфора служат залежи его соединений в горных породах. Вследствие вымывания он попадает в речные системы а частью используется растениями, а частью уносится в море, где оседает в глубоководных отложениях. Кроме того, в мире ежегодно добывается от 1; 2 млн.т. фосфорсодержащих пород. Большая часть этого фосфора также вымывается и исключается из круговорота. Благодаря лову рыбы часть фосф ра возвращается на сушу в небольших размерах (около 60 тыс.т. элементарного фосфора в год).

Из приведенных примеров видно, какую значительную роль в эволюции неживой природы играют живые организмы. Их деятельность существенно влияет на формирование состава атмосферы и земной коры. Большой вклад в понимание взаимосвязей между живой и неживой природой внес выдающийся советский ученый В.И.Вернадский. Он выявил геологическую роль живых организмов и показал, что их деятельность представляет собой важ­нейший фактор преобразования минеральных оболочек планеты.

На низких географических широтах поступает значительно больше солнечной энергии, чем на средних и тем более высоких широтах. Общей циркуляцией атмосферы называют замкнутые течения воздушных масс, происходящие в масштабах полушария или всего земного шара и приводящие к широтному и меридиональному переносу вещества и энергии в атмосфере. Главная причина возникновения воздушных течений в атмосфере — неравно- мерное распределение тепла на поверхности Земли, что приводит к неодинаковому нагреванию почвы и воздуха в различных поясах земного шара, поэтому солнечная энергия является первопричиной всех движений в воздушной оболочке Земли. _