Глава 5.6. Понятие о биосфере. 42

В двадцатых годах нашего века, еще до развития концепции экосистем, В. И. Вернадский разработал представление о биосфере, как глобальной геохимической и энергетической системе, в которой основной ход изменений определяется жизнью.

Биосфера- это экосистема планеты, поддерживающая глобальный круговорот веществ.

Участие отдельного организма в геологической истории земли ничтожно, однако общее их количество бесконечно велико и разнообразно, распространение повсеместно. Они обладают избирательным характером биохимической деятельности и исключительно высокой химической активностью по сравнению с другими компонентами природы.

Всю совокупность живых организмов на планете В. И. Вернадский рассматривал как живое вещество.

Совокупность веществ в биосфере, в образовании которых живые организмы не участвуют - косное вещество.

Биогенное вещество создается и перерабатывается совокупностью всех живых организмов (уголь, битум, нефть, известняк).

Биокосное вещество - созданное живыми организмами и косными процессами, представляя системы равновесия тех и других (почвы, природные воды).

Рассматривая биосферу Земли как единую экосистему, можно убедиться, что ее вещество заметно не уменьшается и не увеличивается, а только переходит из одного состояния в другое. Продуценты из абиотического окружения получают неорганические вещества и, используя энергию солнца, отдают органические соединения, которые потребляют консументы, а последние, отмирая, являются пищей для редуцентов, участвующих в процессах минерализации. Таким образом, создается круговорот биогенных элементов и поток энергии в границах совокупности организмов. Постоянное поступление энергии Солнца питает этот циклический процесс и компенсирует неминуемую утрату энергии из системы в виде теплового излучения.

В Течение многих миллионов лет существования жизни живая материя превратила огромно количество солнечной энергии в механическую и химическую, определила состав атмосферы, осадочных пород почвы, гидросферы, неузнаваемо изменила общий облик планеты. Следовательно, можно говорить о неразрывной связи между неорганической и органической материей.

Глава 5.7. Основные понятия современной генетики.

5.7.1. Наследственность – свойство живых организмов сохранять и передавать из поколения в поколение сходные признаки и обеспечивать специфический для данного вида характер индивидуального развития в определенных условиях среды.

Единицей наследственности является ген. Гены – дискретные единицы. Наследование признаков происходит независимо друг от друга, и соответственно независимо будет происходить и проявление признаков.

Материальным носителем наследственной информации является молекула ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота ). Молекула ДНК – органический полимер, мономером которого являются нуклеотиды, состоящие из пятиуглеродного сахара (дезоксирибоза), азотистого основания и остатка фосфорной кислоты.

Именно формирование связей между остатками фосфорной кислоты соседних нуклеотидов приводит к образованию полимерной цепочки ДНК. В состав ДНК входит 4 разновидности нуклеотидов, отличающихся по азотистым основаниям. Это может быть:

• аденин ( А ); гуанин ( Г );цитозин ( Ц ); тимин (Т ).

Между азотистыми основаниями могут устанавливаться специфические водородные связи: между аденином и тимином, а также между гуанином и цитозином. Благодаря формированию этих связей, молекула ДНК может представлять собой не одиночную, а двойную полимерную цепь, в которой каждое азотистое основание нуклеотида одной цепи связано водородной связью с комплиментарным азотистым основанием нуклеотида другой цепи.

Принцип комплиментарности лежит в основе и передачи наследственной информации и ее реализации (экспрессии генов)

Наследственная информация представляет собой исключительно информацию о первичной структуре молекул белка данного организма.

5.7.2. Белки – органические полимеры, состоящие из аминокислот. В белках всех организмов на Земле содержится 20 различных аминокислот, и свойства белков зависят исключительно от той последовательности, в которой эти аминокислоты составляют единую молекулу белка. Белки выполняют в организмах самые разнообразные функции: строительную, транспортную, информационную, каталитическую. Тот факт, что катализаторами абсолютного большинства клеточных реакций являются высокоспецифичные белки ферменты, ставит зависимость результата химической реакции от строения и свойств белка – фермента. В свою очередь любой признак организма – это результат конкретных химических реакций. Следовательно, информация о любом признаке может быть сведена к информации о порядке соединения аминокислот в молекуле соответствующего белка – фермента. Кодируется эта информация в молекулах ДНК с помощью генетического кода.

Каждой аминокислоте в молекуле белка соответствует определенная последовательность нуклеотидов в молекуле ДНК.

Основные свойства генетического кода:

1.Одной аминокислоте соответствуют 3 располагающиеся рядом нуклеотида, которые называются триплетом или кодоном.

2.Вырожденность. Поскольку вероятность сочетаний из 3-х нуклеотидов значительно больше 20, одна и та же аминокислота может кодироваться не одним, а двумя или тремя триплетами, но любой триплет кодирует только одну строго определенную аминокислоту.

3.Универсальность. Одни и те же аминокислоты кодируются одни и теми же триплетами у всех живых организмов на Земле, что является решающим доказательством единства происхождения всего живого.

Участок молекулы ДНК, несущий информацию о структуре молекулы одного белка и называется ген. Одна молекула ДНК содержит множество разных генов, которые отделяются специальными триплетами, некодирующими никакой аминокислоты и называемыми терминаторами. Это: ТАА, ТАГ, ТГА – своего рода границы между генами в молекуле ДНК.