WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 |   ...   | 7 | 8 || 10 | 11 |   ...   | 27 |

• жизнь занесена на нашу планету извне – теория панспермии;

• жизнь возникла в результате процессов, подчиняющихся физическим и химическим законам, – биохимическая эволюция.

Основные результаты выполненных исследований проблемы происхождения жизни на Земле могут быть сведены к следующим:

– органические вещества, являющиеся обязательной составной частью материального субстрата жизни, могли абиогенно возникнуть в условиях первобытной земли;

– основой возникновения и усложнения этих органических веществ является химическая эволюция углеродистых соединений, находящихся под воздействием различных видов энергии;

– первичный океан обогащался органическими молекулами, что привело к образованию бульона;

– при определенной концентрации бульона органические молекулы под воздействием энергии образовывали в растворе мономеры, которые затем полимеризовались, создавая нуклеиновые кислоты, белки и другие важные биологические полимеры;

– первоначально эти полимеры возникали со случайным, беспорядочным расположением мономеров, затем постепенно при их взаимодействии возникли сложные системы – полипептиды и полинуклеотиды, в которых полимеры приобрели упорядоченную и более совершенную последовательность мономеров, одновременно с этим полимеры развивали определенные функции – способность к каталитической активности и способность к самовоспроизведению (связываться друг с другом по принципу комплементарности, т.е. неферментативный синтез дочерних полинуклеотидных цепей);

– многомолекулярные дискретные открытые системы многократно возникали, распадались и нарождались вновь, при этом совершенствовались, давая начало новым первым примитивным живым существам с циклическим обменом веществ.

В процессе становления жизни условно можно выделить четыре этапа:

1. синтез низкомолекулярных органических соединений из газов первичной атмосферы;

2. полимеризация мономеров с образованием цепей белков и нуклеиновых кислот;

3. образование фазообособленных систем органических веществ, отделенных от внешней среды мембранами;

4. возникновение простейших клеток, обладающих свойствами живого, в том числе репродуктивным аппаратом, гарантирующим передачу дочерним клеткам всех химических и метаболических свойств родительской клетки.

Первые этапы (три) относят к периоду химической эволюции, с четвертого начинается биологическая эволюция.

Прокариоты – организмы, клетки которых не имеют ограниченного мембраной ядра - бактерии, археи. Аналог ядра – структура, состоящая из ДНК, белков и РНК Генетическая система прокариот (генофор) закреплена на клеточной мембране и соответствует примитивной хромосоме. При удвоении генофора его две копии расходятся, увлекаемые растущей клеточной мембраной. Митоз у прокариот отсутствует. Они лишены хлоропластов, митохондрий, аппарата Гольджи, центриолей, имеющихся у эукариот. Рибосомы прокариот отличаются по числу белков и коэффициенту седиментации от цитоплазматических рибосом эукариот. Основной структурный компонент клеточной стенки у многих прокариот – гликопротеид муреин.

Прокариоты способны осуществлять ряд специфических физиологических процессов, например, некоторые прокариоты фиксируют азот. По строению клетки прокариот противопоставляют эукариотам, к которым относят все остальные организмы. Различия между прокариотами и эукариотами так существенны, что в системе организмов их выделяют в надцарство. Прокариоты относятся к наиболее древним организмам.

Протерозойская эра – следует за археем, предшествует палеозою. Длительность около 2 млрд лет (2600-650 млн лет). Характеризуется активными процессами осадкообразования. Протерозой – время массового развития сине-зеленых водорослей (цианобактерий). В протерозое возникли первые эукариоты – сначала одноклеточные, а затем – многоклеточные.

Самодостаточный мир РНК (концепция) - это биологический мир, в котором молекулы РНК функционировали и как генетический материал и как энзимоподобные катализаторы (Гильберт, 1986) Свойства органической природы:

• живые организмы характеризуются высокоупорядоченным строением;

• живые организмы получают энергию из окружающей среды и используют для поддержания и усиления своей высокой упорядоченности;

• живые организмы активно реагируют на окружающую среду;

• живые организмы развиваются и размножаются;

• информация, необходимая каждому организму для того, чтобы выжить, развиваться и размножаться, расщепляется в нем и передается от каждого индивидуума его потомкам;

• живые организмы адаптированы к своей окружающей среде.

Симбиогенез – гипотеза о происхождении организмов путем симбиоза, рассматривает симбиоз в качестве особого способа эволюции организмов - как средство для построения сложных организмов из нескольких простых. Современные исследователи считают, что некоторые клеточные структуры эукариот возникли не путем внутриклеточной дифференцировки, а в результате серии симбиозов. Так, возникновение митохондрий рассматривают как результат внедрения древней аэробной бактерии в анаэробный прокариотный организм, а развитие ресничек, жгутиков, центриолей, митотического веретена хромосом – как результат симбиоза со спирохетоподобной бактерией. Появление хлоропластов связывают с превращением сине-зеленых водорослей (цианобактерий) в эндосимбионтов первичных эукариот.

Таким образом, согласно этим представлениям, современная эукариотная клетка рассматривается как симбиотический организм.

Специализация биологическая – приспособление организма к особым, специфическим условиям существования, обычно ограниченным в экологическом смысле (например, паразитизм, обитание в подземных условиях, глубоководных зонах Мирового океана, горячих источниках и др.).

Уровни организации живого Молекулярно-генетический уровень. Основные внутриклеточные управляющие системы (хромосомы и некоторые другие органеллы и биологически активные макромолекулы) на молекулярно-генетическом уровне осуществляют авторепродукцию клеток и организмов и передают наследственную информацию от поколения к поколению. Элементарные единицы этого уровня – гены. Основными элементарными явлениями являются – способность генов к конвариантной редупликации, локальным структурным изменениям (мутациям) и способность передавать хранящуюся в них информацию внутриклеточным управляющим системам.

Генетическая информация, передающаяся посредством конвариантной редупликации, прежде чем появиться на эволюционной арене, должна быть реализована, декодирована, расшифрована. Это происходит на следующем, онтогенетическом уровне.

Онтогенетический уровень. Единицей жизни на этом уровне является особь с момента ее возникновения до смерти. С эволюционной точки зрения особь – морфофизиологическая единица, происходящая от одной зиготы, споры, почки, и индивидуально подлежащая действию элементарных эволюционных факторов.

Онтогенез – это процесс развертывания, реализации наследственной информации, закодированной в управляющих структурах зародышевой клетки. На онтогенетическом уровне происходит не только реализация наследственной информации, но и апробация ее посредством проверки согласованности в реализации наследственных признаков и работы управляющих систем во времени и пространстве в пределах особи. Через оценку индивидуума в процессе естественного отбора происходит проверка жизнеспособности данного генотипа. Элементарными структурами на онтогенетическом уровне организации жизни служат клетки, а элементарными явлениями - процессы, связанные с дифференцировкой.

Особи в природе не абсолютно изолированы друг от друга, а объединены более высоким рангом биологической организации на популяционно-видовом уровне.

Популяционно-видовой уровень. На популяционно-видовом уровне организации жизни в ряду поколений протекает исторический процесс изменения форм организмов, приводящий к образованию пусковых механизмов эволюции, дифференциации, возникновению адаптации, видообразованию и к эволюционному процессу.

Элементарная структура на этом уровне – популяция – минимальная самовоспроизводящаяся группа особей одного вида, на протяжении эволюционно длительного времени населяющая определенное пространство, образующая самостоятельную генетическую систему и формирующая собственную экологическую нишу. Элементарное эволюционное явление – изменение генотипического состава популяций. Элементарный эволюционный материал – мутации. Элементарные эволюционные факторы – мутационный процесс, популяционные волны, изоляция, дрейф генов и естественный отбор.

Популяции и виды всегда существуют в определенной среде, включающей как биотические, так и абиотические компоненты – биогеоценозах. Биогеоценоз – элементарная единица следующего уровня организации жизни на Земле.

Биогеоцвнотический (экосистемный) уровень. Биогеоценозы – среда для эволюции входящих в них популяций. Популяции разных видов в биогеоценозах воздействуют друг на друга. Жизнь биогеоценоза регулируется в основном силами, действующими внутри самой системы, поэтому можно говорить о саморегуляции биогеоценоза. Автономность и саморегуляция биогеоценоза определяют его ключевое положение в биосфере нашей планеты как элементарной единицы на биогеоценотическом уровне.

Эукариоты – организмы, клетки которых содержат оформленные ядра (ядерные). К эукариотам относятся все высшие растения и животные, а также одноклеточные и многоклеточные водоросли, грибы и простейшие. Ядерная ДНК у эукариот заключена в хромосомах, обычно не кольцевидная, соединена с гистонами и, как правило, образует серию клубочков вокруг октомеров гистонов – нуклеосом. Эукариоты обладают ограниченными мембраной клеточными органоидами (иногда с собственной ДНК) – хлоропластами, митохондриями и др. Противопоставляют прокариотам.

Тестовые задания 1. Согласно аксиоме 1 теоретической биологии – все живые организмы являются единством: 1) фенотипа и генотипа, 2) популяции и вида, 3) особи и популяции, 4) кариотипа и генотипа, 5) фенотипа и генетической программы для его построения.

2. Согласно аксиоме 2 теоретической биологии – генетические программы образуются ### путем.

3. Согласно аксиоме 3 теоретической биологии – в процессе передачи из поколения в поколение генетические программы в результате различных причин изменяются: 1) векторизировано, 2) случайно, 3) закономерно, 4) не направленно.

4. Согласно аксиоме 4 теоретической биологии – случайные изменения генетических программ при становлении фенотипа многократно усиливаются и подвергаются: 1) корректировке, 2) исправлению, 3) естественному отбору, 4) отбору условиями внешней среды, 5) уничтожению.

5. Специфическое свойство для жизни на Земле: 1) развитие, 2) дыхание, 3) конвариантная редупликация, 4) воспроизведение с изменениями, 5) обмен веществ и энергии.

6. Элементарной неделимой единицей жизни на земле является: 1) индивид, 2) особь, 3) вид, 4) популяция.

7. Основная форма организации органической материи ###.

8. Конвариантная редупликация означает: 1) матричное копирование, 2) воспроизведение по матричному принципу, 3) сохранение специфического, 4) воспроизведение с изменениями, 5) наследственность и изменчивость.

9. Важными этапами химической эволюции живого являются: 1) объединение полипептидов с полинуклеотидами, 2) полимеризация мономеров с образованием полимеров, 3) редупликация нуклеиновых кислот, 4) пространственно-временное разобщение начальных и конечных продуктов синтеза, 5) синтез низкомолекулярных органических соединений из неорганических элементов.

10. Живые организмы поддерживают свою хиральную чистоту имея в молекулах белков и нуклеиновых кислот только: 1) «левые» аминокислоты, 2) «правые» сахара, 3) «левые» сахара, 4) «правые» аминокислоты, 5) «левые» и «правые» аминокислоты 11. Пробионты были: 1) анаэробами, 2) фототрофами, 3) хемотрофами, 4) гетеротрофами, 5) аэробами.

12. Первыми аэробами на Земле были: 1) архебактерии, 2) цианеи, 3) сине-зеленые бактерии, 4) зеленые водоросли.

13. Эукариоты появились в 1) архее, 2) мезозое, 3) протерозое, 4) палеозое, 5) кайнозое 14. Первыми наземными растениями были: 1) сигиллярии, 2) лепидодендроны, 3) псилофиты, 4) прогимноспермы, 5) риниофиты 15. Кайнозой – время расцвета: 1) насекомых, 2) птиц, 3) млекопитающих, 4) пресмыкающихся, 5) рыб.

16. Современная система органического мира отражает ### процесс на Земле.

17. Генофонд вида представляет: 1) гаплоидный набор генов, 2) случайный набор аллелей, 3) определенную сбалансированную генетическую систему, 4) определенный набор аллелей, 5) жестко детерминированную генетическую систему.

18. Правильная последовательность эр геохронологической шкалы Земли: 1) палеозой, 2) протерозой, 3) архей, 4) кайнозой, 5) мезозой.

19. Появление фотосинтеза привело к возникновению: 1) многоклеточности, 2) полового процесса, 3) бактерий, 4) аэробного дыхания.

20. Правильная последовательность возникновения событий: 1) аэробное дыхание, 2) клеточная мембрана, 3) метаболизм, 4) многоклеточность, 5) половой процесс.

21. Согласно гипотезе абиогенеза первые живые организмы появились 1) 6 млрд лет, 2) 4.5 млрд лет, 3) 3.8 млрд лет, 4) 2.5 млрд лет 22. Опыты Л. Пастера опровергли гипотезу: 1) возникновения живого из неживого, 2) появления живого только из живого, 3) занесения «семян жизни» из космоса, 4) божественного творения.

23. Накопление свободного кислорода в атмосфере Земли вследствие процесса оксигенного фотосинтеза привело к возникновению: 1) многоклеточности, 2) бактерий, 3) аэробных организмов, 4) полового процесса.

Часть Микроэволюция Учение о микроэволюции – центральный раздел современного эволюционного учения, рассматривает механизм эволюционного процесса и включает главы, посвященные различным факторам эволюции, эволюционному материалу и эволюционному явлению, наконец, виду, видообразованию и возникновению различных адаптации как главным результатам эволюционного процесса на этом уровне.

4.1. Критерии и структура вида Вид – основная категория таксономической иерархии и одна из самых фундаментальных категорий биологии. Это обособившаяся в процессе эволюции система клонов или популяций, объединенная общими признаками (морфологическими, экологическими, биохимическими, генетическими, цитологическими...), общим происхождением и общим географическим ареалом и достаточно четко отделенная от близких видов как совокупностью своих признаков, так и различными изолирующими барьерами.

Вид – качественный этап эволюционного процесса, потому что это – наименьшая неделимая генетически устойчивая система органического мира.

Контрольные вопросы и задания 1. Рассмотрите морфологические признаки разных видов синиц (большая синица, гаичка буроголовая, синица хохлатая, лазоревка), выявите их отличительные признаки и заполните таблицу 14.

На чем основан морфологический критерий определения вида Почему для систематики морфологический критерий является недостаточным Применим ли морфологический критерий для выделения видов-двойников Рис. 32. Виды синиц: 1 – большая; 2 – лазоревка; 3 – хохлатая; 4 – гаичка Таблица 14.

Сравнительная характеристика видов синиц Виды синиц Большая синица Гаичка буроголоваяСиница хохлатая Лазоревка Длина тела Наличие "шапочки" Наличие хохолка Окраска темени Окраска брюшка Особенности биологии 2. Определите по определителю бабочек белянок (капустница, брюквенница, репница). Выявите отличительные признаки для каждого вида и заполните таблицу 15.

1 Рис. 33. Бабочки белянки 1 – капустница; 2 – брюквенница; 3 – репница Таблица 15.

Морфофизиологические отличия у белянок Виды белянок Признаки капустница брюквенница репница Размах передних крыльев Окраска вершины передних крыльев Окраска нижней стороны заднего крыла Привлекающий запах чешуек самцов 3. Любой вид в природе имеет определенное местообитание.

Границы распространения определяют его ареал, где вид возник, определился, существовал или существует в настоящее время, устанавливая тесные взаимоотношения с абиотическими и биотическими факторами среды. Морфология организмов, ограниченность видового ареала, территория, на которой вид оказывается адаптивным, составляют основу географического критерия вида. Рассмотрите различные виды зайцев (русак, беляк, толай), с помощью определителя установите видовую принадлежность и заполните таблицу 16.

Какими фактами можно доказать, что описываемые виды зайцев являются самостоятельными Какие изменения претерпевает вид в пределах ареала Как можно использовать географический и экологический критерии при определении зайцев в природе 1 Рис. 34. Виды зайцев (1 – беляк; 2 – русак; 3 – толай) Таблица 16.

Pages:     | 1 |   ...   | 7 | 8 || 10 | 11 |   ...   | 27 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.