Главная страница
qrcode

По отношению к окружающей среде открытая система


НазваниеПо отношению к окружающей среде открытая система
Дата14.11.2019
Размер0.83 Mb.
Формат файлаdocx
Имя файлаOtvety_na_ekzamen_BIO.docx
ТипДокументы
#38658
страница1 из 18
Каталог
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   18

Что такое жизнь?

Жизнь - макромолекулярная открытая система, которой свойственны:
Обмен веществ или метаболизм
  • Живая система по отношению к окружающей среде - открытая система
  • Структурированность
  • Способность противостоять нарастанию энтропии
  • Самообновление
  • Хранение и использование генетической информации
  • Способность к росту и дифференцировке в онтогенезе
  • Раздражимость и возбудимость
  • Размножение
  • Дискретность
  • Эволюция
  • Способность живых организмов к взаимодействии с другими в составе биологических сообществ — биоценозов, составляющих биосферу
    Обмен веществ или метаболизм - способ взаимодействия живых существ с окружающей средой, сущностью которого являются взаимосвязанные и сбалансированные процессы ассимиляции или анаболизм и диссимиляции или катаболизм
    ассимиляция - образование новых и обновление существующих элементов организма
  • диссимиляция - расщепление органических соединений для обеспечения организма необходимыми веществами и энергией
    Обязательным условием обмена веществ является постоянный приток веществ в организм из окружающей среды и выделении продуктов диссимиляции (веществ и энергии) во внешнюю среду.
    Организм (живая система) - по отношению к окружающей среде открытая система, с которой он постоянно обменивается веществом и энергией.


    Структурированность - выделение однородных частей системы с определенными физическими свойствами и отделенными от других частей границей раздела (в клетке водная и липидная фазы, органеллы), непременное условие эффективной реализации в весьма малых объемах (клетка) большого количества метаболических реакций.

    Живой организм отличается высокой степенью структурированности и низкой энтропией, благодаря постоянному притоку извне энергии, используемой на поддержание внутренних структур, и способности противостоять нарастанию энтропии

    Живой организм – это энергетическая система, подчиняющаяся законам термодинамики

    Самообновление – воссоздание структур, взамен утрачиваемых, благодаря использованию живыми системами для построения своих структур и обеспечения всех сторон жизнедеятельности биологической (генетической) информации. Хранение и использование биологической (генетической) информации на основе уникальных информационных макромолекул биополимеров - белков и нуклеиновых кислот составляет важное свойство жизни.
    рост - увеличение массы и линейных размеров особи за счёт увеличения числа и размеров клеток и неклеточных образований
  • дифференцировка - превращение в процессе индивидуального развития организма (онтогенеза) первоначально одинаковых, неспециализированных клеток зародыша в специализированные клетки тканей и органов
  • Раздражимость - свойство организмов отвечать на воздействия внешней среды изменениями своего состояния или деятельности
  • Возбудимость - способность живых клеток воспринимать изменения внешней среды и отвечать на эти изменения реакцией возбуждения

    Иерархические уровни организации жизни
    молекулярно-генетический
  • клеточный
  • организменный или онтогенетический
  • популяционно-видовой
  • биогеоценотический

    Уровни иерархической системы жизни определяются на основе выделения
    элементарной единицы и элементарного явления
  • элементарная единица - структура или объект, закономерные изменения которого, обозначаемые как элементарное явление, составляют специфический для этого уровня вклад в процесс сохранения и развития жизни

    Молекулярно-генетический уровень
    Элементарная единица ген (фрагмент молекулы нуклеиновой кислоты), в котором записан определенный объем биологической (генетической) информации.
  • Элементарное явление - редупликацияили самовоспроизведения биологической информации, что обеспечивает преемственность и сохранность свойств организмов в ряду поколений. Редупликация является основой наследственности. Биологическая информация, заключенная в ДНК переходит в действующую форму, будучи перенесена в молекулы белков благодаря механизму матричного синтеза иРНК, контролирующей биосинтез белков. Матричный синтез информационных макромолекул это также элементарное явление.

    Клеточный уровень
    Элементарная единица – клетка
  • Элементарное явление - реакции клеточного метаболизма. В клетке поступающие вещества превращаются в субстраты и энергию и используются в соответствие с генетической информацией в процессе белков и других веществ, необходимых организму.
  • На клеточном уровне сопрягаются механизмы передачи биологической информации и превращения веществ и энергии. Элементарное явление на этом уровне служит энергетической и вещественной основой жизни на всех других уровнях ее организации.

    Организменный уровень
    Элементарной единицей - особьот зарождения до прекращения существования в качестве живой системы, что позволяет также назвать этот уровень онтогенетическим.
  • Элементарное явление - закономерные изменения организма в индивидуальном развитии.
  • Эти изменения обеспечивают рост организма, дифференциацию его частей и одновременно интеграцию развития в единое целое. В онтогенеза в условиях внешней среды происходит воплощение наследственной информации в биологические структуры и процессы, на основе генотипа формируется фенотип организмов данного вида.

    Популяционно-видовой уровень
    элементарная единица - популяция (совокупность особей одного вида), представляющая открытую генетическую систему
  • элементарные явления - эволюционно значимые изменения генофонда популяции под действием элементарных эволюционных факторов (мутационный процесс, колебания численности особей, естественный отбор

    Биогеоценотический (экосистемный) уровень
    Элементарная единица – биогеоценозы (динамичные, устойчивые во времени сообщества организмов разных систематических групп)
  • Элементарное явление - потоки энергии и круговоротами веществ.
  • Биогеоценозы объединены на планете в единый комплекс — область распространения жизни - биосферу

    В настоящее время активно ведутся исследования пространственно-временной организации биологических систем. Основы хронотопобиологии были сформулированы крупным российским учёным, академиком РАМН Юрием Александровичем Романовым. Ф. Халберг в 1964 году выдвинул представление о хрономе. Термин «хроном» происходит от слов chromos – время, nomos – правило, закон. Хроном характеризует комплексную временную организацию биологических систем, которые генетически детерминированы и организованы во времени.

    Хроном – закодированная в процессе эволюции временная структура, которая имеет тенденцию к прогрессирующему изменению и может быть синхронизирована с окружающей средой. Введение представления о хрономе позволяет сделать попытку выразить более открыто структуру временной организации биологической системы.




      Зарождение жизни
    1. Возраст Земли - в 4,5 - 4,6 млрд. лет
    2. Появление воды - 3,8 - 4 млрд. лет.
    3. Зарождение жизни - 3, 5 млрд. лет

      Гипотеза абиогенного зарождения жизни - жизнь возникла на Земле в результате благоприятной совокупности физических и химических условий, сделавших возможным абиогенное образование органических веществ из неорганических.
      А.И. Опарин и Дж. Холдейн
    4. в условиях, имевших место на планете несколько миллиардов лет назад, образование живого вещества было возможно:
      атмосфера восстановительного типа (наличие в атмосфере кислорода)
    5. вода
    6. источники энергии (ультрафиолетовое, космическое излучения, теплота остывающей земной коры, вулканическая деятельность, атмосферные электрические явления, радиоактивный распад)
    7. приемлемая температура

      Основные гипотезы

      Живые системы характеризуются очень высоким уровнем структурной и функциональной организации на молекулярном уровне, высочайшей информационной плотностью, самоорганизацией, способностью к самовосстановлению и т. п.

      Существуют следующие пять основных групп теорий о происхождении жизни.

      Креационизм, утверждающий, что жизнь была создана сверхъестественным существом (Богом, космическим разумом и т.п.), к этому направлению примыкают теологи и философы-идеалисты. Этот процесс был произведен один раз, больше он не повторится и поэтому не доступен экспериментальной проверке. Поэтому эту теорию обычно выносят за рамки научного исследования.

      Остальные направления материалистичны.

      Теория самопроизвольного зарождения - жизнь самозарождается при создании для этого подходящих условий, и это на протяжении всей истории Земли на ней происходило неоднократно, однако попытки создания жизни в искусственных лабораторных условиях (в «пробирке») химическим путем пока не удались.

      Теория стационарного состояния. Жизнь существовала всегда, и только изменялись ее формы.

      Теория панспермии. Жизнь на Землю была занесена из космоса, поскольку в нем зародыши жизни и белковые элементы непрерывно переносятся с планеты на планету (основание – найденные на метеоритах органические соединения).

      Теория биохимической революции - жизнь произошла естественным путем в результате саморазвития химических и физических процессов (примыкает ко второй группе теорий).

      Последняя группа теорий в настоящее время является господствующей. Согласно ней биологической эволюции предшествовала длительная химическая эволюция – возникновение все более сложных химических соединений.

      Теория абиогенного происхождения жизни

      Наибольшее признание и распространение в XX столетии получила гипотеза происхождения жизни на Земле, предложенная А.И.Опариным и Дж.Холдейном. Суть их гипотезы сводится к существованию на Земле продолжительного периода абиогенного образования органических соединений. Процессы химической эволюции привели к появлению пробионтов. Земля возникла около 4,5 млрд лет назад. Остывание ее началось около 4 млрд лет назад; возраст земной коры оценивается примерно в 3,9 млрд лет. К этому моменту образовалась первичная атмосфера Земли. Древняя атмосфера Земли не содержала свободного кислорода и была насыщена вулканическими газами, в состав которых входили оксиды серы, азота, аммиак, оксид и диоксид (двуокись) углерода, пары воды и ряд других компонентов. Мощное космическое излучение и излучение Солнца (озонового слоя в атмосфере не было), частые и сильные электрические разряды, активная вулканическая деятельность, сопровождавшаяся выбросами больших масс радиоактивных компонентов, привели к образованию органических соединений. Значительная часть образующихся мономеров разрушалась под действием высоких температур и многочисленных химических реакций. На фоне высокой химической активности среды происходили процессы усложнения органических соединений, и они могли вступать в соединения друг с другом. Затем формировались коацерваты. Следующим этапом в образовании жизни стало формирование мембран. Возникновение пробионтов. По завершении химической эволюции наступил этап биологической эволюции уже живой материи. Произошло это 3,5—3,8 млрд лет назад. Существует мнение, что дальнейшая эволюция жизни пошла от общего предка, от которого произошли первые прокариоты. Именно это обеспечило большое сходство строения всех прокариот, а впоследствии и эукариот.




        Этапы эволюции:

        В этом едином процессе можно выделить три основных этапа. Это предбиологическая эволюция – до возникновения жизни; биологическая эволюция – этап до появления человека; и, наконец, социальная эволюция – это развитие человеческого общества.

        1. Химический.

        Теория химической пребиотическая эволюция— первый этап эволюции жизни, в ходе которого
        2.Биологический.

        Биологическая эволюция— необратимое и направленное историческое развитие
        3.Социальный.

        Социальная эволюция— «процесс структурной реорганизации во времени, в результате которой возникает социальная


          Клеточная теория - это обобщенное представление о строении, функционировании, воспроизведении клеток как элементарных единиц живой материи и их роли в формировании многоклеточных организмов.
          Клеточная теория
          Клетка есть наименьшая единица жизни. Р.Вирхов - "Клетка есть последний морфологический элемент всех живых тел, и мы не имеем права искать настоящей жизнедеятельности вне ее".
        1. Все клетки имеют принципиально одинаковое строение, все клетки гомологичны. Клетки построены по единому принципу (имеют клеточную оболочку, ядро и цитоплазму), имеют единые принципы метаболизма, использования и трансформации энергии.
        2. Клетки размножаются путем деления исходной клетки. Р.Вирхов - "всякая клетка от клетки" - "Omnia cellula a cellula".
        3. Клетка является структурно-функциональной единицей целостного многоклеточного организма. Многоклеточные организмы представляют собой сложные ансамбли специализированных клеток, объединенных в целостные системы тканей и органов, связанных между собой межклеточными, гуморальными, нервными, иммунными регуляциями.

          Прокариоты (лат.про – перед и гр.карион – ядро) – это древнейшие организмы, не имеющие оформленного ядра. Носителем наследственной информации у них является молекула ДНК, которая образует нуклеоид. В цитоплазме прокариотической клетки нет многих органоидов, которые имеются у эукариотической клетки (митохондрий, эндоплазматической сети, аппарата Гольджи и т.д.; функции этих органоидов выполняют ограниченные мембранами полости). В прокариотической клетке имеются рибосомы. Большинство прокариот имеет размер 1–5 мкм. Размножаются они путем деления без выраженного полового процесса. Прокариоты обычно выделяют в надцарство. К ним относят бактерии, сине-зеленые водоросли (цианеи, или цианобактерии), риккетсии, микоплазмы и ряд других организмов.
          относительно малые размеры (0,5-3,0 мкм)
        4. отсутствие обособленного ядра, генетический материал не отделен мембраной от цитоплазмы,
        5. генетический материал представлен ДНК единственной кольцевиднной хромосомы и не содержащей гистоновых белков
        6. отсутствие развитой внутриклеточной мембранной системы
        7. отсутствие клеточного центра
        8. неспособность к амебоидным движениям
        9. сравнительно короткое время генерации, то время образования новых клеток из предсуществующих
          Эукариоты(гр.эу – хорошо икарион – ядро) – организмы, в клетках которых есть четко оформленные ядра, имеющие собственную оболочку (кариолемму). Ядерная ДНК у них заключена в хромосомы. В цитоплазме эукариотических клеток имеются различные органоиды, выполняющие специфические функции (митохондрии, эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи, рибосомы и т.д.). Большинство эукариотических клеток имеет размер порядка 25 мкм. Размножаются они митозом или мейозом (образуя половые клетки – гаметы или споры у растений); изредка встречается амитоз – прямое деление, при котором не происходит равномерного распределения генетического материала (например, в клетках эпителия печени). Эукариоты также выделяют в особое надцарство, которое включает царства грибов, растений и животных.

          Клеточная теория позволила сформулировать вывод о том, что клетка – это важнейшая составляющая часть всех живых организмов. Клеточная теория позволила придти к выводу о сходстве химического состава всех клеток и еще раз подтвердила единство всего органического мира.
            1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   18

          перейти в каталог файлов


  • связь с админом