1. Что изучает наука биология, когда и кто ввел этот термин. Задачи, решаемые современной биологией.

Биология - наука о жизни (живой природе). Объектами изучения являются живые существа и их взаимодействие с окружающей средой. Биология изучает все аспекты жизни, в частности, структуру, функционирование, рост, происхождение, эволюцию и распределение живых организмов на Земле.

Термин «биология» предложен в 1802году Ж. Б. Ламарком.

Задачи:

• теоретические (их решение вносит вклад в формирование общей картины мира и понимание места и роли человека во вселенной)

• прикладные (позволяет поянть механизмы наследования различных заболеваний, механизмы старения и смерти, взаимодействие человека и природных сообщест)

2. Определение жизни Ф. Энгельса, современное определение жизни.

Жизнь - способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка. ( Ф. Энгельс)

Жизнь – способ саморегуляции высокоорганизованного материального субстрата, основными хим. элементами которого выступают белки, жиры, углеводы, нукл.кистолы, и некоторые минеральные соединения.

3. Сущность жизни. Отличительны е особенности живой материи.

Сущность жизни – это самосохранение, путем приспособления к окружающей среде.

Свойства живой материи:

• Особенности хим. состава. Все живые существа представляют собой совокупность белков и нуклеиновых кислот.

• Обмен веществ (метаболизм)

  • ассимиляция (анаболизм) – построение сложных веществ из более простых

  • диссимиляция (катаболизм) – расщепление сложных веществ до более простых с выделением энергии

• Размножение – способность воспроизводить себе подобных

• Наследственность – способность передавать свои признаки из поколения в поколение

• Изменчивость – способность принимать новые признаки

• Рост – способность живого увеличиваться в размерах

• Раздражимость – способность реагировать избирательно на изменение окр.среды

  • рефлекс – реакция на раздражение посредством нервной системы

  • таксис (у одноклеточных) – движение от или к раздражителю

  • трализм (у растений) – рост в направлении раздражителя

• Дискретность – способность живых систем ограничивать себя от внешней среды

• Саморегуляции – способность поддерживать постоянство внутренней среды

• Ритмичность – повторение одного и того же события через равные промежутки времени

• Энергозависимость – необходимость в поступлении энергии и «вне»

4. История становления классификации живых организмов

Впервые систематику ввел Аристотель, предложив разделить растений и животных. Критерием служили подвижность и чувствительность.

Создателем научной систематики стал Карл Линней. Он выделил два царства: растения и животные. К двум критериям различий растений и животных он добавил способ питания: автотрофный у растений и гетеротрофный у животных. В 1736 году в трудах «Система природы» Линней разделили всех животных на 6 классов: звери, птицы, гады, рыбы, насекомые, черви. Он предложил бинарную номенклатуру ( род и вид).

В середине 19 века Геккель вводит самостоятельное царство – протисты (одноклеточные)

В первой половине 20 века становится понятно что главным критерием станет клетка. И происходит деление на два надцарства: ядерные (эукариоты) и безядерные (прокариоты).

5. Современная классификация живых организмов: основные таксоны, схема современной классификации живых организмов, характеристика надцарств и царств

Основные таксоны: надцарство – царство – тип (отдел) – класс – отряд (порядок) – семейсво – род – вид

6. Классификация бактерий: по форме клетки (кокки, бациллы, вибрионы, спириллы); по способу питания (автотрофы и гетеротрофы); группы гетеротрофных бактерий (спрофиты, симбионты, парпзиты)

Классификация по форме клетки:

• Кокки (шаровидные бактерии). Они встречаются в виде одиночных шариков, или шариков, связанных между собой. Их подразделяют на: монококки (единичные), тетракокки (4), сарцины (8), стафилококки (гроздья), стептококки (цепочки кокков).

• Бациллы (палочковидные бактерии). Они имеют цилиндрическую форму клеток с округлыми или заостренными концами. Они могут располагаться одиночно, или образуют цепочки.

• Вибрионы – один неполный завиток спирали.

• Спириллы – несколько спиралевидных завитков.

• Спирохеты – извитая форма с большим количеством завитков.

Классификация по способу питания:

• Автотрофы способны строить сложные соединения углерода из CO₂ и H₂0. К ним относятся нитрифицирующие бактерии, железобактерии и др.

• Гетеротрофы нуждаются в готовых органических соединениях.

  • Сапрофиты используют готовые органические соединения, но независимы от других организмов (микробы вызывающие процессы гноения и брожения).

  • Паразиты это микробы зависящие в получении питательных веществ от микроорганизма. Различают облигатные паразиты и факультативные. Облигатные способны размножаться только в живой клетке, они не живут в пит.среде (риккетсии, хламидии).

  • Симбионты живут внутри других организмов или на их поверхности.

7. Роль бактерий в природе и жизни человека, использование микроорганизмов человеком.

Бактерии очень многообразны благодаря этому и роль их велика .Бактерии участвуют в почвообразовательных процессах способствуют гниению трупов растений и животных. Человек очень широко использует микроорганизмы в своей практической деятельности.

Он использует их в кисломолочной промышлености в виноделии хлебопечении и т. д.

Без бактерий не получить кефир. сметану. творог .Они способствуют закваске капусты -питаясь сахаром продукта выделяют молочную кислоту что придает кислый вкус продукта и сохраняет его от порчи.

8. Патогенные микроорганизмы и способы их передачи

Микроорганизмы, вызывающие заболевания человека и животных, называются патогенными (болезнетворными). Они отличаются специфическим действием — каждый вид микроба вызывает определенное заболевание. Большинство патогенных микробов являются паразитами, но некоторая часть имеет сапрофитный тип питания.

• воздушно – капельный

• физический контакт

• переносчики инфекций

• фекальное загрязнение

• передача с пищей

• загрязнение ран

9. Строение вирусов.

Просто организованные вирусы состоят из нуклеиновой кислоты и нескольких белков, образующих вокруг неё оболочку — капсид. Примером таких вирусов является вирус табачной мозаики. Его капсид содержит 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 возбудители гриппа и герпеса. Их наружная оболочка — это фрагмент ядерной или цитоплазматической мембраны клетки-хозяина, из которой вирус выходит во внеклеточную среду.

10. Размножение вирусов на примере бактериофага.

1. Фаг приближается к бактерии, и хвостовые нити связываются с рецепторными участками на поверхности бактериальной клетки.

2. Хвостовые нити изгибаются и «заякоривают» шипы и базальную пластинку на поверхности клетки; хвостовой чехол сокращается, заставляя полый стержень входить в клетку; этому способствует фермент лизоцим, который находится в базальной пластинке; таким образом нуклеиновая кислота (ДНК или РНК) вводится внутрь клетки.

3. Нуклеиновая кислота фага кодирует синтез ферментов фага, используя для этого белоксинтезирующий аппарат хозяина.

4. Фаг тем или иным способом инактивирует ДНК и РНК хозяина, а ферменты фага совсем расщепляют её; РНК фага подчиняет себе клеточный аппарат.

5. Нуклеиновая кислота фага реплицируется и кодирует синтез новых белков оболочки.

6. Новые частицы фага, образовавшиеся в результате спонтаной самосборки белковой оболочки вокруг фаговой нуклеиновой кислоты; под контролем РНК фага синтезируется лизоцим.

7. Лизис клетки: клетка лопается под воздействием лизоцима; высвобождается около 200-1000 новых фагов; фаги инфицируют другие бактерии.

8. Стадии 1-7 по времени занимают около 30 минут; этот период называется латентным периодом.

11. Вирусы являются возбудителями многих опасных болезней человека, животных и растений. Они передаются при непосредственном физическом контакте, воздушно-капельным, половым путём и другими способами. Вирусы могут также переноситься другими организмами (переносчиками): так, вирус бешенства переносится собаками, рогатым скотом, летучими мышами и другими млекопитающими.

Более десяти групп вирусов патогенны для человека. Среди них имеются как ДНК-вирусы (вирус оспы, группа герпеса, аденовирусы (заболевания дыхательных путей и глаз), паповавирусы (бородавки), гепаднавирусы (гепатит B)), так и РНК-вирусы (пикорнавирусы (гепатит A, полиомиелит, ОРЗ), миксовирусы (грипп, корь, свинка), арбовирусы (энцефалит, желтая лихорадка)). К вирусным заболеваниям относится и обнаруженный в 1981 году вирус иммунодефицита человека, вызывающий СПИД.

12. Теория креационизма.

Философско-методологическая концепция, в рамках которой основные формы органического мира (жизнь), человечество, планета Земля, а также мир в целом, рассматриваются как намеренно созданные неким сверхсуществом или божеством.

13. Теория абиогенеза и биогенеза

Абиогенез - теория возникновения живых существ из веществ неорганической природы. До середины 19 в. под А. понималось самопроизвольное зарождение, т. е. внезапное возникновение из неживых материалов сложноорганизованных живых существ. Так, ещё в 17 в. верили в самозарождение червей, рыб, лягушек и даже мышей из росы, ила, грязи.

Биогенез - теории, отрицающие появление жизни на Земле в результате возникновения живых существ из неживой материи.

Опыт Ван Гельмонта. Известен опыт ван Гельмонта, когда взяв 200 фунтов сухой земли и ивовую ветвь весом 5 фунтов, выращивал её, поливая только дождевой водой. Вес ивы через 5 лет составлял 164 фунта, а вес земли уменьшился всего на 2 унции. Ван Гельмонт сделал ошибочный вывод, что материал, из которого образовалось дерево, произошёл из воды, использованной для полива.

Опыт Ф.Реди. Реди осуществил свой знаменитый опыт: положил по куску испорченного мяса в два сосуда: один

из них оставил открытым, второй плотно закрыл марлей. В первом сосуде собирались мухи и вскоре в мясе появились личинки, вылупившиеся из маленьких яичек. Во втором сосуде личинок не было, потому что не было и яиц. Таким образом, мухи - сделал вывод ученый - не зарождались в мясе, но появлялись из яиц, отложенных другими мухами.

Опыт Л.Спалланцани. Он брал множество склянок с семенным отваром, некоторые из которых закрывал пробкой. другие же запаивал на огне горелки. Одни он кипятил по целому часу, другие же нагревал только несколько минут. По прошествии нескольких дней Спалланцани обнаружил, что в тех склянках, которые были плотно запаяны и хорошо нагреты, никаких маленьких животных нет — они появились только в тех бутылках, которые были неплотно закрыты и недостаточно долго прокипячены, причём вероятнее всего, проникли туда из воздуха или же сохранились после кипячения, а вовсе не зародились сами по себе. Таким образом, Спалланцани не только доказал несостоятельность концепции самозарождения, но также выявил существование мельчайших организмов, способных переносить непродолжительное — в течение нескольких минут — кипячение.

Опыт Л.Пастера. Пастер поручил своим помощникам приготовить весьма необычные колбы — их горлышки были вытянуты и загнуты книзу наподобие лебединых шей (S-образно), Балар подсказал эту идею и выдул на огне первый экземпляр. В эти колбы он наливал отвар, кипятил его, не закупоривая сосуд, и оставлял в таком виде на несколько дней. По прошествии этого времени в отваре не оказывалось ни одного живого микроорганизма, несмотря на то, что не нагретый воздух свободно проникал в открытое горлышко колбы. Пастер объяснял это тем, что все микробы, содержащиеся в воздухе, просто-напросто оседают на стенках узкого горлышка и не добираются до питательной среды. Свои слова он подтвердил, хорошенько встряхнув колбу, так чтобы бульон ополоснул стенки изогнутого горлышка, и обнаружив на этот раз в капле отвара микроскопических животных.

14. Теория панспермии.

В 1865 г. немецкий врач Г.Рихтер выдвинул гипотезу космозоев (космических зачатков), в соответствии с которой жизнь является вечной и зачатки, населяющие мировое пространство, могут переноситься с одной планеты на другую. Его гипотеза была поддержана многими выдающимися учеными.

15. Теория стационарного состояния.

Согласно теории стационарного состояния, Земля никогда не возникала, а существовала вечно; она всегда была способна поддерживать жизнь, а если и изменялась, то очень незначительно.

16. Теория биохимической эволюции: случайно или закономерно возникла жизнь; атмосфера первобытной Земли, опыты С. Миллера; появление первичных живых организмов, концерватная гипотеза А. И. Опарина.

1. Случайно или закономерно возникла жизнь

   1. Водород преобладающий элемент во вселенной. В термоядерных реакциях водород превращается в гелий, а гелий в углерод. Таким образом, жизнь состоит из самых распространенных хим.элементов.

   2. Солнце – желтый карлик. Карлики – это звезды главной последовательности. Следовательно жизнь возникла на планете, вращающейся вокруг звезды одного из самых распространенных типов.

   3. У каждой звезды есть зона жизни. Это такое расстояние от звезды, находясь на котором, планета будет облаать оптимальными для появления жизни параметрами.

   4. Одно из главных условий появления жизни – наличие воды, ее круговорота и атомсферы.

2. Атмосфера первобытной Земли. Опыты Миллера

4,5 млрд лет назад температура быто 4-8тыс. градусов и Земля представляла собой раскаленный шар. По мере того, как она остывала, углерод и металлы конденсироавлись, образуя земную кору. Атмосфера была иной, легкие газы (водород, гелий, азот, кислород) из атмосферы уходили, поскольку гравитационное поле нашей недостаточно плотной планеты не могло их удержать, т.е. свободного кислорода на Земле не было. Простые соединения содержащие эти элементы, должны были удерживаться (метан, аммиак, вода, диоксид углерода). Отсутствие кислорода – важное условие появления биополимеров.

Через несколько миллионов лет температура упала ниже 100 градусов, водяной пар сконденсировался и образовался мировой океан.

В условиях высоких температур. жесткого УФ-излучения и электрических разрядов, на поверхности водоемов появились минокислоты, молекулы сахаров, азотистые соединения и другие органические вещества.

Мировой океан с растворенными в нем органическими веществами называется первичный бульон. Формированием первичного бульона заканчивается стадия развития биополимеров.

Эксперимент Миллера – Юри

Известный классический эксперимент, в котором симулировались гипотетические условия раннего периода развития Земли для проверки возможности химической эволюции. Был проведён в 1953 году Стэнли Миллером и Гарольдом Юри. Аппарат, спроектированный для проведения эксперимента, включал смесь газов, соответствующую тогдашним представлениям о составе атмосферы ранней Земли, и припускавшиеся через неё электрические разряды.