Задачи и упражнения

1. Какие условия первичной атмосферы Земли способствовали синтезу органических соединений?

а) наличие возможных источников энергии для образования химических связей; б) присутствие значительного количества кислорода; в) наличие водяных паров с примесью других газов при почти полном отсутствии кислорода; г) наличие в атмосфере Земли разнообразных микроорганизмов.

2. Расположите названные структуры и процессы в последовательности их появления в процессе эволюции:

а) фотосинтез; б) прокариотические клетки; в) дыхание; г) хемосинтез; д) абиогенный синтез мономеров; е) эукариотические клетки; ж) образование наружной мембранной оболочки; з) образование комплекса самовоспроизводящихся молекул; и) брожение.

3. Самозарождение жизни на Земле в настоящее время является маловероятным, так как:

а) ультрафиолетовое излучение Солнца губительно действует на живые организмы; б) кислород атмосферы мог бы разрушить образовавшиеся органические соединения; в) на Земле слишком мало действующих вулканов; г) ныне существующие живые организмы использовали бы в качестве пищи вещества, из которых могла бы возникнуть жизнь.

4. Укажите биологические явления, характерные для определенных уровней организации живого – популяционно-видового (1), клеточного (2), организменного (3), биогеоценотического (4), молекулярно-генетического (5):

а) круговорот веществ и поток энергии; б) транскрипция; в) обмен генетической информацией при свободном скрещивании; г) наименьшая единица воспроизведения живого; д) трансляция; е) наименьшая единица, самостоятельно существующая в среде; ж) наименьшая единица эволюции; з) репликация ДНК.

Задания для самостоятельной работы

1. Охарактеризовать приведенные ниже понятия и объяснить взаимосвязь между ними:

а) абиогенный синтез простейших органических соединений;

б) небиологическая полимеризация малых органических молекул;

в) возникновение белкового синтеза, контролируемого нуклеиновыми кислотами;

г) формирование первых клеток.

2. Объяснить причины невозможности самозарождения жизни на Земле в современную эпоху.

3. Описать условия первичной атмосферы Земли, способствовавшие образованию органических соединений.

4. Охарактеризовать особенности нуклеиновых кислот, белков и липидов, лежащие в основе формирования клеточного уровня организации живой материи.

5. Показать отдельные этапы, из которых мог бы слагаться процесс развития жизни на Земле.

6. Дать определение жизни и описать основные свойства и уровни организации живого.

Литература: 1 (введение), 2 (глава 1), 3 (раздел 1).

КЛЕТКА

Раздел I. Основы цитологии

Цитология (от греч. цитос – клетка, логос – наука) – наука о клетке. Клетка является элементарной, т.е. наименьшей, самостоятельной единицей строения, функционирования и развития всех живых организмов.

Глава 2. Химический состав клетки

2.1. Атомный (элементарный) состав клетки

Из 112 химических элементов Периодической системы Д.И. Менделеева с состав живых организмов входит более половины, причем 24 из них являются обязательными и обнаруживаются почти во всех типах клеток. По процентному содержанию в клетке химические элементы делятся на три группы: макро-, микро- и ультрамикроэлементы.

Макроэлементы в сумме составляют порядка 97–98% всех элементов клетки и входят в состав жизненно важных биологических веществ. К относят водород (> 60%), кислород ( 25%), углерод ( 10%), азот ( 3%).

К микроэлементам принадлежат восемь элементов, содержание которых в клетке в сумме составляет 2–3 % – магний, натрий, кальций, железо, калий, сера, фосфор, хлор.

К группе ультрамикроэлементов относят цинк, медь, йод, фтор, марганец, кобальт, кремний и др. элементы, содержащиеся в клетке в исключительно малых количествах (суммарное содержание порядка 0,1%).

Несмотря на низкое содержание в живых организмах микро- и ультрамикроэлементы играют чрезвычайно важную роль – они входят в состав различных ферментов, гормонов, витаминов и обуславливают тем самым нормальное развитие и функционирование структур клетки и организма в целом.

Так, например, цинк – необходимый компонент почти ста ферментов и содержится в инсулине; кобальт входит в состав витамина В₁₂, регулирующего кроветворную функцию; железо является компонентом гемоглобина; йод – гормона щитовидной железы (тироксина). При недостатке этих элементов в организме развиваются различные патологические состояния (сахарный диабет, эндемический зоб, злокачественная анемия и др.).