ответы на билеты по КСЕ / тема7

Биологические уровни организации материи:

1. молекулярный – все состоит из молекул, макромолекул(биологические молекулы). С этого уровня начинается обмен вещ-в.

2. клеточный- структурной функцией всего живого является клетка.

3. Организменный- особь, различные специализированные органы.

4. Популяционновидовой(вид)

5. Биогеоценотический- существование нескольких видов в одной местности.

6. биосферный

Зарождение живой материи

-условия появления жизни: вода, температура и давление, атмосфера. Жизнь – особая форма существования при определенных физико-химич. условиях сложных открытых биологических макросистем, способных к саиовоспроизведению и саморегуляции с помощью генетической программы, записанной и воспроизводимой в орг. макромолекулах, нуклеиновых кислот.

Основополагающ. жизн. системы:

По-видимому, переход от неживой материи к живой произошел после возникновения 2 основ. жиз.сист.1)система обмена вещ-ва,2)сис-мы воспроизведения материальных основ жизни. Система обмена вещ-в поддерживает равновесное состояние живого организма. Сис-ма воспроиз-я мат-х основ жизни содержит в закодированном виде полную информацию для развития и воспроизведения живого организма.

Строение и разновидности клеток.

Все живые организмы способны порождать себе подобных. Для простейших организмов это достигается делением клетки на 2 равноценные(митоз). А для более сложных – при слиянии половых клеток(мейоз). В 1665 г Роберт Гук предложил понятие «клетка». Клетка- элементарная живая система, основа, строение жизнедеятельности всех животных и растений. Тело человека состоит из 10¹⁵ клеток. Строение клетки:

- состоят из плазматической мембраны(контролируемой переход вещ-в из окруж. среды в клетку и обратно )

-цитоплазмы(внеядерной части клетки с разнообразными структурами)

-клеточного ядра с носителем генетической информации.

Виды клеток:

-прокариоты- простейшие организмы, клетки которых не имеют оформленного ядра(вирусы, бактерии, сине-зеленые водоросли)

-эукариоты-высшие организмы(содержат ядро, отделенное оболочкой от цитоплазмы)

-соматические(смертные клетки, которые образуются после оплодотворения)

-половые.

Биосинтез белков и роль ферментов.

Белки – это высокомолекулярные органич. соединения, построенные из остатков 20 аминокислот. Это полимеры(макромолекулы, состоящие из большого числа мономеров). Образование молекул белков в клетках из аминокислот называется биосинтез.

Функции белков:

-строительная(участвуют в построении клеток и тканей)

-являются биокатализаторами(ферментами)

-выполняют защитную функцию, являются гормонами

-отвечают за все хим.реакции в живых организмах

-обеспечивают энергией и строительным материалом

-участвуют в синтезе РНК,ДНК, самих себя и др. белков.

Носители генетической информации

Хранение и передача наследственной информации в живых организмах обеспечивают природные органические полимеры-нуклеиновые кислоты(ДНК и РНК)

ДНК – биологическая макромолекула, носитель генетической(наследственной) информации в живых организмах. ДНК содержится в хромосомах, находящихся в ядрах клеток.

РНК – биологическая макромолекула, составная часть цитоплазмы живых клеток и вирусрв. Участвует в биосинтезе белков и передаче наследственных (генетических) свойств организма.

Структура ДНК иРНК

В 1953 г. Крик и Уотсон установили структуру ДНК. Это двойная закрученная спираль. В ДНК используется 4 типа азотистых основанимй(аденин, гуанин, тимин, цитозин). В РНК вместо тимина входит урацил.

Геном организма.

Ген – материальная единица наследственной информации. Ген расположен в определенном месте (в локусе хромосома). Ген представляет собой участок молекулы ДНК или РНК(у вирусов), содержит последовательный набор нуклеотидов или их азотистых оснований(в среднем около 1000 на 1 ген), который определяет состав и структуру синтезируемого белка и тем самым некоторый биологический признак организма по принципу 1 ген-1 полипептид(белок)

Геном – совокупность всех генов организма данного вида, как линейная последовательность нуклеотидов всех его ДНК из одинарного набора хромосом. Предполагается, что в геноме человека имеется 50-60 тыс.генов, которые сосредоточены примерно в 3.2-3.5 млрд.оснований ДНК. Генотип – совокупность всех наследственных задатков(генов), определяющих развитие конкретного организма.

Репликация ДНК, трансляция, транскрипция.

Репликация ДНК – процесс удвоения молекулы ДНК. Репликация обеспечивает точное копирование генетической информации, заключенной в молекулах ДНК и передает её по наследству от поколения к поколению. Комплементарность – строгое соответствие нуклеотидов друг к другу в парных цепях молекулы ДНК. Механизм реализации генетической информации в живом организме: ДНК-транскрипция-РНК-трансляция-белки.

Транскрипция –это формирование молекул информационной РНК(иРНК) на биологической матрице(молекуле ДНК) как «перезапись» наследственной информации для дальнейшего синтеза в живых клетках белков и некоторых других молекулах.

Трансляция – синтез в живых клетках белков путем считывания наследственной информации, закодированной в молекулах иРНК.

Свойства генетического кода

1. Триплетность – когда одной аминокислоте полипептидной цепи соответствуют 3 расположенных рядом нуклеотида ДНК, называемые триплетом или кодоном.

2. Код универсален – во всех живых организмах аминокислоты кодируются одинаковыми кодонами.

3. Код однозначен – каждый кодон кодирует только одну аминокислоту.

Современные представления о происхождении жизни и основные этапы эволюции биосферы

-концепция панспермии- концепция внеземного происхождения жизни(первичная макромолекула жизни была занесена из космоса)

- концепция стационарного состояния- жизнь существовала всегда.

Этапы биосферы

-Архей(возникновение жизней: появление хемосинтезирующих анаэробных бактерий)

-Протерозой(появление аэробных бактерий и первых эукариотов)

-Палеозой(появление почти всех типов животных, водорослей, первых наземных беспозвоночных, образование почвенного покрова)

-Мезозой(первые крокодилы, динозавры, птицы и млекопитающие)

-Кайнозой(появление травянистых растений)

Идея эволюции Ламарка и сущность эволюционной теории Дарвина.

Жан Батист Ламарк ввел термин «биология». Он предложил 1 более или менее целостную теорию эволюции живых организмов. Ламарк правильно обратил на поступательно-прогрессивный характер эволюции, но ошибочно посчитал главным её фактором, те изменения организмов, которые они стремятся приобрести в течение своей жизни, чтобы лучше приспособится к окружающей среде. По Ламарку – стремление организма лучше выполнить ту или иную жизненную функцию(добывание пищи) приводит к прижизненному росту соответствующего органа(классический пример-шея жирафа), что затем передается по наследству.

Ч.Дарвин. В 1859 году в Лондоне Дарвин издает труд под названием «о происхождении видов путем естественного отбора или сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь». Над ним он работал более 20 лет. В 1871 году выходит следующий труд Дарвина «Происхождение человека и половой отбор», в котором рассматриваются идеи эволюции путем естественного отбора и на человека. Дарвин не рассматривал проблемы возникновения жизни на Земле человека.

Основные факторы эволюции по Дарвину

-естественный отбор- длительный природный ненаправленный процесс постепенного вымирания живых организмов, плохо приспособленных к условиям окруж.среды и выживании видов, приспособленных к этим условиям.

- Изменчивость служит основой образования новых признаков и особенностей в строении и функциях организмов.

- Наследственность закрепляет эти признаки

Как уже отмечалось выше, механизм эволюции определен Ч. Дарвином в его классической триаде: наследственность, из­менчивость, естественный отбор. Достижения генетики, молеку­лярной биологии, общие положения теории самоорганизации потребовали пересмотра основ дарвиновской теории эволюции. Изменчивость в классической триаде предполагает случайное возникновение наследуемого изменения признака, подвергаю­щегося затем действию естественного отбора, беспощадно от­браковывающего все то, что не приспособлено к условиям суще­ствования объекта. По современным понятиям минимальной, элементарной единицей эволюции биосферы считается не особь, а популяция — совокупность индивидов одного вида, способных скрещиваться между собой. Закрепление признака означает, что частота его появления в популяции превышает некоторый по­роговый уровень. Дарвиновская изменчивость теперь связывает­ся с мутациями, спонтанно возникающими в генном наследст­венном аппарате (геноме). Мутировавший ген создает у особи новый признак. Если он полезен для популяции, то закрепляет­ся в ней. Эффективность мутировавшего гена определяется час­тотой возникновения в популяции признака, связанного с этим геном. Изложенные представления позволили сформировать синтез классического дарвинизма с новейшими достижениями генетики, получивший название синтетической теории эволюции. Но и такой синтез не решил всех трудностей классической тео­рии эволюции.

Популяции и биоценозы

Популяция- совокупность живых организмов 1 вида, населяющие определенную территорию и относительно изолирована от других таких же совокупностей. Популяция рассматривается как элементарная единица эволюционного процесса.

Биоценоз – совокупность всех живых организмов, населяющих территорию с однородными условиями жизни и взаимодействующие между собой. Биогеоценоз - это сложный природный комплекс(экосистема) с более или менее однородными условиями окружающей среды (атмосферы, гидросферы) и устойчивым характером взаимодействия с ней обитающих в этих условиях

Человек – феномен природы

С биологической точки зрения появление человека разум­ного — вполне ординарное событие. Но человек — носитель ра­зума, мысли, это особый феномен природы. Изменение биологического состояния, приведшее к пробуждению мысли, не просто соответствует критической точке, пройденной индивидом или даже видом. Будучи более обшир­ным, это изменение затрагивает саму жизнь в ее органической трансфор­мацию, затрагивающую состояние всей планеты.

На протяжении I— 2 млрд. лет в биосфере шел направлен­ный процесс развития, и он никогда не поворачивал вспять. В ходе такого процесса сформировался мозг, материальная основа разума. Элементы разумного поведения проявляют высшие жи­вотные и некоторые птицы. Но полноценное проявление разума в биосфере присуще только человеку, так как лишь в его соци­альном сообществе сформировалась, а затем с ускорением во времени развивалась коллективная память, названная В.И. Вер­надским научной мыслью.

Научная мысль — это созданный человеком разумным на оп­ределенной стадии его развития независимый от отдельной осо­би коллективный аппарат сбора, накопления, обобщения и хра­нения знания. И только человек в состоянии использовать этот аппарат для решения своих практических проблем. Преимущество человека перед другими высшими животными должно быть закреплено в материальном носителе разума — в мозге. Чем же мозг человека отличается, например, от мозга своих ближайших родственников — приматов? Как это ни по­кажется странным, но сравнительно недавно специалисты не могли обнаружить принципиальных различий в строении мозга человека и шимпанзе. Выделить такие отличия удалось только на новом уровне понимания строения и функционирования мозга, достигнутого в последние 30—40 лет. Выяснено, что про­стейшей структурной единицей мозга служит не нервная клетка (нейрон), как считалось раньше, а структурный ансамбль таких клеток со сложными, но фиксированными разветвлениями взаимосвязей. Один ансамбль обычно управляет (или анализиру­ет) одним процессом или одной функцией организма. Структурные ансамбли мозга человека и приматов, ведающие такими функциями, как зрение, слух, двигательные реакции нот и тела с многими другими, практически не различаются между собой. Существенные отличия выявлены в размерах и связях структурных ансамблей, ведающих у человека речью и двига­тельными реакциями рук, особенно кистей, чем определяется способность человека к трудовой деятельности. Выделяются у человека лобные доли, которые согласно сложившимся пред­ставлениям осуществляют интеграцию различных функций мозга в целенаправленные поведенческие реакции, а также уча­ствуют в ассоциативных и обобщающих мыслительных процес­сах. У человека рекордная для животного мира относительная площадь лобных долей мозга, достигающая 25%. Комментарии здесь излишни. В истории человечества немало примеров, показывающих, что не только отдельная личность, но и целые сообщества людей обязаны вести непрекращающуюся борьбу за овладение, сохра­нение и приумножение того, что выделяет людей из животного мира. Малейшее ослабление усилий или, что еще хуже, созна­тельное пробуждение в людях низменных начал в ущерб разуму с поразительной быстротой ведут к потере культурных завоева­ний, к возрождению дикости и агрессивности даже в условиях технической развитости.

Формирование ноосферы

Под влиянием научной мысли и человеческого труда на про­тяжении последних 5—7 тыс. лет начался и в нарастающем тем­пе продолжает происходить стихийный процесс видоизменения биосферы и ее перехода в качественно новое состояние — ноо­сферу. Под ноосферой Вернадский понимал не выделенный над биосферой "мыслящий пласт", а качественно новое состояние самой биосферы, ее очередную трансформацию в ходе эволю­ции. Известны и более ранние переходы биосферы в качествен­но новые состояния, сопровождавшиеся почти полной ее пере­стройкой. Но этот переход представляет собой нечто особенное, ни с чем не сравнимое.Свой анализ процесса трансформации биосферы в ноосфе­ру В.И. Вернадский заканчивает такими обобщениями.

• Ход научного творчества является той силой, при помощи которой человек меняет биосферу. Изменение биосферы после появления в ней человека — неизбежное явление, сопутствующее росту научной мысли.

• Изменение биосферы не зависит от человеческой воли, оно стихийно, как природный естественный процесс.

• Научная работа человечества есть природный процесс, со­ провождаемый переходом биосферы в новое более упоря­ доченное состояние — ноосферу.

• Такой переход выражает собой «закон природы». Поэтому появление в биосфере рода Homo (человека) есть начало новой эры в истории планеты.

• Человек может рассматриваться как определенная функ­ ция биосферы, в определенном ее пространстве—времени Во всех своих проявлениях человек составляет определен­ ную закономерную часть биосфы.

• Взрыв научной мысли в XX столетии подготовлен всем прошлым биосферы и имеет глубочайшие корни в ее строении. Он не может остановиться и пойти назад. Био­ сфера же неизбежно, рано или поздно, перейдет в ноосфе­ ру. И в истории народов, населяющих планету, произойдут

нужные для этого события, а не события, этому противо­речащие.

Что может сказать по поводу перехода биосферы в новое со­стояние современная научная концепция развития? Во-первых, процесс трансформации биосферы — это объективная реальность. Мы все, живущие на Земле, являемся свидетелями и в определен­ной мере участниками этого переходного процесса, даже если не отдаем себе отчет в характере происходящего. Процесс преобразо­вания биосферы начался не вчера и завершится не завтра. По че­ловеческому масштабу времени трансформация растянута на не­сколько поколений, но в геологическом измерении она мгновен-на и ее следует рассматривать как скачок в развитии биосферы. Во-вторых, современные представления об этом процессе близки к представлениям В.И. Вернадского.

• Во всех своих проявлениях человек составляет определен­ ную закономерную часть биосфы.

• Взрыв научной мысли в XX столетии подготовлен всем прошлым биосферы и имеет глубочайшие корни в ее строении. Он не может остановиться и пойти назад. Био­ сфера же неизбежно, рано или поздно, перейдет в ноосфе­ ру. И в истории народов, населяющих планету, произойдут