Вопросы для самопроверки:

1. Каковы предпосылки возникновения теории Ч. Дарвина?

2. Каковы основные положения эволюционного в учения Ч. Дарвина?

3. Что является движущими силами эволюции в учении Дарвина?

4. Что понимают под изменчивостью, ее виды?

5. Что такое борьба за существование и какие у нее формы?

6. Чем отличается естественный отбор от искусственного?

7. Что такое стабилизирующий отбор и движущий отбор?

8. Каким образом получают новые породы животных? Приведите примеры.

9. Каким образом выводят новые сорта растений? Приведите примеры.

10. Какую роль в эволюции растений и животных играет искусственный отбор?

11. Какие признаки целостности характеризуют вид? Как объяснить реальность существования вида?

12. Как должны быть расположены таксономические единицы в системе, чтобы эта система отражала эволюционное развитие мира?

Темы рефератов

1. Теории возникновения жизни на Земле.

2. Гипотеза академика А.И. Опарина о происхождении жизни на Земле.

3. До Дарвинские теории об эволюции жизни на Земле.

4. Труды Ч. Дарвина и основные положения его учения.

5. Антропогенез - происхождение человека.

Тема 3. Вирусы как особая форма жизни на Земле

Цель: Изучить строение и биологию вирусов как доклеточной формы жизни.

Биологическая характеристика вирусов

В 1892 русский учёный Д.И. Ивановский описал необычные свойства возбудителя болезни табака – так называемой табачной мозаики. Этот возбудитель проходит через бактериальные фильтры. Таким образом, здоровые растения табака можно было заразить бесклеточным фильтром сока больного растения. Через несколько лет был обнаружен возбудитель ящура, который также проходил через бактериальные фильтры. В 1917 г. Ф. д^,Эррель открыл бактериофаг – вирус, поражающий бактерии. Так были открыты вирусы растений, животных и микроорганизмов. Эти три события положили начало новой науке – вирусологии, изучающей неклеточные формы жизни.

Вирусы играют большую роль в жизни человека. Они являются возбудителями ряда опасных заболеваний – оспы, гепатита, энцефалита, краснухи, бешенства, гриппа и др.

Рис. 1. Вирус герписа (А), Вирус гриппа (Б)

Вирусы могут проявлять свойства живых организмов только в клетках, это внутри клеточные паразиты, неспособные размножаться вне клетки. Если все клеточные организмы обязательно имеют две нуклеиновые кислоты – ДНК и РНК, то вирусы содержат только одну из них. Независимо от того, какая из нуклеиновых кислот содержится в вирусе, она выполняет функции носитель наследственной информации. На этом основании все вирусы делятся на две большие группы – ДНК-содержащие и РНК-содержащие.

В отличие от клеточных организмов у вирусов отсутствует собственная система метаболизма, в том числе и система, синтезирующая белки. Вирусы вносят в клетку только свою генетическую информацию. С матрицы – вирусной ДНК и РНК – синтезируется информационная РНК, которая служит основой для образования вирусных белков рибосомами инфицированной клетки. Молекула ДНК вирусов, или их геном, может встраиваться в геном клетки хозяина и существовать в таком виде, являясь как бы дополнительным геном, или даже не проявляя себя неопределённо долгое время. Таким образом, паразитизм вирусов носит особый характер – это паразитизм на генетическом уровне.

Просто организованные вирусы представляют собой нуклеопротеиды, т.е. состоят из нуклеиновой кислоты (ДНК и РНК) и нескольких белков, образующих оболочку вокруг нуклеиновой кислоты. Примером может служить вирус табачной мозаики (рис. 2, 3). Его оболочка содержит всего один вид белка с небольшой молекулярной массой. Сложно организованные вирусы имеют дополнительную оболочку, белковую или липопротеиновую. Иногда в наружных оболочках сложных вирусов помимо белков содержатся углеводы. Примером сложно организованных вирусов служат возбудитель гриппа и герпеса и др. Их наружная оболочка является фрагментом ядерной или цитоплазматической мембраны клетки хозяина, из которой вирус выходит во внеклеточную среду.

Геном вирусов может быть представлен молекулой ДНК, а также одно- или двунитевыми молекулами РНК. Так, ДНК встречается у вирусов оспы человека, оспы овец, свиней, аденовирусов человека; двунитевая РНК служит генетической матрицей у некоторых вирусов насекомых и других животных. Широко распространённы вирусы, содержащие однонитевую РНК (вирусы энцефалита, краснухи, кори, бешенства, гриппа и др.).

Как же вирус проникает в клетку и какое влияние он на неё оказывает? Вместе с капельками межклеточной жидкости случайно внутрь клетки могут попасть и вирусы, циркулирующие в жидкостях организма.

Как правило, проникновению вируса предшествует связывание его с особым белком-рецептором на поверхности клетки. Связанные с рецептором осуществляется с помощью специальных белков на поверхности вирусной частицы, которые «узнают» соответствующий рецептор на поверхности чувствительной клетки, к которому присоединился вирус, погружается в цитоплазму и превращается в вакуоль. Вакуоль, стенка которой состоит из цитоплазматической мембраны, может сливаться с другими вакуолями или ядром. Так вирус доставляется в любой участок клетки.

Инфекционный процесс начинается с проникновения в клетку вирусов и их размножения. Происходит редупликация вирусного генома и самосборка капсида. Для осуществления редупликации нуклеиновая кислота должна освобождаться от оболочки. Помимо редупликации геном вируса участвует в синтезе и РНК, необходимой для образования на рибосомах клетки-хозяина белков капсида. После синтеза новой молекулы нуклеиновой кислоты она одевается белками. Накопление вирусных частиц приводит к выводу их из клетки. Для некоторых вирусов это происходит путём «взрыва» в результате чего целостность клетки нарушается и она погибает. Другие вирусы выделяются способом, напоминающим почкование. В этом случае клетки организма могут долго сохранять свою жизнеспособность.

Иной путь проникновения в клетку у вирусов бактерий – бактериофагом. Толстые клеточные стенки бактерий не позволяют белку-рецептору вместе с присоединившимся к нему вирусом погружаться в цитоплазму, как это происходит при инфицировании клеток животных. Поэтому бактериофаг вводит полый стержень в клетку и выталкивает через него ДНК (или РНК), находящуюся в головке. Геном бактериофага попадает в цитоплазму, а оболочка остаётся снаружи. В цитоплазме бактериальной клетки начинается редупликация генома бактериофага, синтез его белков и формирование капсида. Через определённый промежуток времени бактериальная клетка гибнет и зрелые фаговые частицы выходят в окружающую среду. Таким образом, вирусы представляют собой автономные генетические структуры, не способные, однако, развиваться вне клетки. Полагают, что вирусы бактериофаги – обособившиеся генетические элементы клеток, которые эволюционировали вместе с клеточными формами жизни.

Задание 1. Изучить и зарисовать строение вируса табачной мозаики (рис. 2 и 3).

			1 3 2 4	1 - капсомеры (вместе образуют капсид, т.е. белковую оболочку), 2 – внутренняя часть вирусной частицы, 3 – генетический материал (ДНК или РНК), 4 – оболочка (только у некоторых более крупных вирусов).
Рис. 2. Вирус табачной мозаики: 1- белки капсулы, 2 - РНК		Рис. 3. Схематический разрез вируса

Задание 2. Указать в таблице 5 основные отличительные признаки вирусов.

Таблица 5.- Отличительные признаки вирусов

№ п/п	Признаки	Характеристика
1	Тип строения тела
2	Основные способы питания
3	Способы размножения
4	Представители
5	Значение

Задание 3. Изучить особенности строения и жизнедеятельности вируса бактериофага (рис.4.). Зарисовать строение бактериофага.

Рис. 4. Модель бактериофага:

А - до присоединения к бактериальной клетки;

Б - фаг выделяющий ДНК в клетку.