ХИМИЧЕСКАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ
| Белки – макромолекула, полипептид, биополимеры, мономерами которых являются аминокислоты ( их 20), α-аминокислоты состоят из радикала, аминогруппы (-NН2), карбоксильной группы (-СООН), аминокислоты различаются строением радикала Связь между аминокислотами называется пептидной Простые белки (протеины) – при гидролизе только аминокислоты - альбумины, глобулины Сложные белки(протеиды)- при гидролизе аминокислоты и др. вещества – фосфопротеиды, гликопротеиды (муцин, фибриноген), хромопротеиды (гемоглобин(железо), хлорофилл(магний), миоглобин) Структурабелка: Первичная – чередование аминокислот в цепи – инсулин Вторичная – в виде спирали за счет водородных связей – кератин, фиброин Третичная – форма шара за счет дисульфидных мостиков Четвертичная – гемоглобин Форма белковой молекулы: фибрилла (нить) – миозин, кератин; глобула (шар) – гемоглобин, альбумин, инсулин Свойство – денатурация – изменение природной структуры до первичной структуры при нагревании и действии химических веществ. Обратный процесс ренатурация Функции: Строительная – коллаген, кератин - мембрана, рога, крылья, волосы Ферментативная – ферменты – биологические катализаторы – ускоряют протекание химических реакций - пепсин расщепляет белки Энергетическая – при распаде 1г белка выделяется 17,6 кДж энергии Регуляторная – гормоны – инсулин (гормон поджелудочной железы) – регулирует уровень глюкозы в крови и активизирует в клетках печени фермент, синтезирующий гликоген
Защитная – антитела (подавляют жизнедеятельность болезнетворных бактерий), фибриноген (свертывание крови) Механическая – коллаген и оссеин (белки костей и сухожилий) Транспортная – гемоглобин Сократительная (двигательная) – актин и миозин (белки мышц) Пигментная – меланин (пигмент кожи) | Нуклеиновые кислоты Сохраняют наследственную информацию Ф.Мишер обнаружил в ядре Э.Чаргафф определил 4 нуклеотида и правило комплементарности А=Т, Г≡Ц Дж.Уотсон и Ф.Крик определили двуспиральную структуру ДНК Мономер нуклеиновой кислоты – нуклеотид, состоит из азотистого основания, углевода и остатка фосфорной кислоты Различают ДНК и РНК Особенности ДНК(дезоксирибонуклеиновая кислота) Двуцепочечная Нуклеотид состоит из: Азотистое основание: пуриновые – аденин А и гуанин Г, пиримидиновые – тимин Т и цитозин Ц Углевод – дезоксирибоза Остаток фосфорной кислоты Процесс удвоения молекулы ДНК называется редупликацией, происходит в интерфазе полуконсервативным способом Находится только в ядре (хромосомах) Функция: Носитель наследственной информации, которая записана генах Ген – участок ДНК, несущий информацию о структуре белка В клетке выполняет роль матрицы Особенности РНК (рибонуклеиновая кислота) Одноцепочечная Нуклеотид состоит из: Азотистое основание: пуриновые – аденин А и гуанин Г, пиримидиновые – урацил У и цитозин Ц Углевод – рибоза Остаток фосфорной кислоты Присутствует в ядре, цитоплазме, рибосоме Существует 3 вида: Информационная – и-РНК – считывает информацию о наследственных признаках с молекулы ДНК и передает ее на рибосому Транспортная – т-РНК – форма клеверного листа, на вершине антикодон, к кодону присоединяется аминокислота перенос аминокислот к рибосоме при синтезе белка Рибосомная – р-РНК – содержится в рибосомах, где идет синтез белка | ||
| АТФ – аденозинтрифосфорная кислота Источник энергии Молекула состоит из азотистого основания (аденина), рибозы и 3 остатков фосфорной кислоты Синтез АТФ происходит в митохондриях |
КЛЕТКА – элементарная единица жизни
|
|
|
| Р.Гук обнаружил клетку, Р.Броун открыл ядро М.Шлейден, Т.Шванн – сформулировали положения клеточной теории Р.Вирхов –доказал, что клетки образуются путем деления исходной материнской клетки |
| Строение клетки Клетка эукариот состоит из трех частей: мембраны, ядра и цитоплазмы Плазматическая мембрана – образована фосфолипидами и белками, имеет поры для поступления воды и веществ – характерно фагоцитоз (захват твердых частиц), пиноцитоз (захват капелек воды или жидких частиц) Наружная мембрана у животной клетки мягкая(гликокаликс), у растительной - клетчатка Цитоплазма – полужидкое вещество, имеет цитозоль - гиалоплазма (вязкий раствор солей и органических веществ между органоидами) – внутренняя среда клетки Одномембранные органоиды клетки: Лизосома – «пищеварительная система» - внутри имеет ферменты гидролиза – расщепление макромолекул Сферосома – для запасания фосфолипидов, белков, присуща клеткам растений, открыл М.А.Айтхожин Эндоплазматическая сеть – ЭПС – система канальцев и полостей – различают 2 вида: гладкая без рибосом (синтез липидов, углеводов) и шероховатая с рибосомами (синтез белка), обеспечивает транспорт веществ Комплекс Гольджи – стопки уплощенных дискообразных полостей или цистерн с пузырьками – упаковка веществ, формирование лизосом Настоящая вакуоль – органоид растений и грибов, заполнен клеточным соком – хранилище веществ, поддерживает водный обмен, тургорное давление Двумембранные органоиды клетки: Митохондрии – полуавтономный органоид(имеет свою ДНК), внутренняя мембрана образует складки – кристы, где происходит синтез АТФ – энергетические станции клетки Пластиды – органоид растительной клетки, существует 3 вида: Хлоропласты – зеленые пластиды, пигмент хлорофилл, содержит ДНК – внутренняя мембрана уложена в стопочки – граны с тиакоидами – происходит фотосинтез – синтез углеводов и АТФ Строма – внутреннее содержимое хлоропласта Лейкопласты – бесцветные пластиды – запас крахмала, белка и жира Хромопласты – пигмент каротин – окраска плодов, цветков, конечный этап развития пластид Лейкопласты могут превращаться в хлоропласты (позеленение клубня картофеля), хлоропласты в хромопласты (пожелтение листьев, окраска плодов) Немембранные органоиды клетки: Клеточный центр – состоит из 2 центриолей, расположенный перпендикулярно друг другу – деление клетки, присущ животной клетке Рибосомы – мельчайшие органоиды из 2 частей большой и малой, состоит из р-РНК и белков, синтез белка Комплексы рибосом, РНК и белка называются информосомами, открыл в растительной клетке М.А. Айтхожин Ядро – главный органоид эукариотической клетки, содержит хромосомы – хранение наследственной информации Части ядра: Ядро – двумембранный органоид, мембрана имеет поры для транспорта веществ Ядерный сок (кариоплазма) – вязкая полупрозрачная жидкость из белка, нуклеотидов, РНК, хроматина Хроматин – нитевидная структура ядра, содержит ДНК и белки(гистоны), когда он спиралевидно закручен получаются хромосомы Диплоидный набор хромосом – двойной – 2n, характерен для соматических клеток (клеток организма), в клетках тела человека – 23 пары хромосом или 46 Гаплоидный набор хромосом – одинарный – 1n, характерен для половых клеток (гамет) Ген – участок хромосомы, в котором записана информация об одном белке Ядрышки – р-РНК, формирование частей рибосом, при делении исчезает |
ДЕЛЕНИЕ КЛЕТКИ.
|
|
|
|
|
|
| Период жизни клетки от одного деления до следующего называется клеточным циклом Делится на 2 периода: интерфазу и сам процесс деления ядра (кариокинез)(митоз, мейоз) Интерфаза – фаза подготовки к делению, фаза роста, происходит рост клетки, накопление энергии в виде АТФ, питательных веществ и репликация (самоудвоение молекул ДНК) К концу интерфазы и началу деления каждая хромосома клетки содержит по две молекулы ДНК(хроматиды и центромера) | |
| МИТОЗ – непрямое деление клетки, когда из одной материнской образуется 2 дочерние клетки, набор хромосом не меняется, он диплоидный, дочерние клетки копируют материнскую, митоз характерен для соматических клеток (клеток тела и органов) Стадии митоза: Профаза – ядрышки и ядерная оболочка разрушаются, хромосомы спирализуются, становятся видимые в микроскоп, формируется веретено деления Метафаза – хромосомы располагаются по экватору, нити веретена деления крепятся к хроматиде в центромере Анафаза – хроматиды расходятся к полюсам клетки Телофаза – деспирализация хромосом, формируется оболочка ядра, заканчивается кариокинез (деление ядра), идет цитокинез (деление цитоплазмы, равномерное распределение органоидов) | МЕЙОЗ –способ деления, в результате которого образуются половые клетки (гаметы), споры у растений, из одной материнской клетки образуется 4 дочерних, идет в две стадии Редукционное – первое мейотическое деление – уменьшение числа хромосом Профаза 1 – спирализация хромосом, конъюгация (сближение гомологичных хромосом), кроссинговер (обмен участками) Метафаза 1 – пары хромосом выстраиваются по экватору Анафаза 1 – гомологичные хромосомы расходятся к полюсам клетки Телофаза 1 – формирование ядерной оболочки Интерфазы нет, хромосомы остаются удвоенными Эквационное деление – выравнивающее - второе мейотическое деление – протекает также как митоз, но В анафазе 2 к полюсам деления движутся хроматиды, образуется 4 клетки с гаплоидным набором хромосом, клетки разные, отличаются от материнской |
| АМИТОЗ - прямое деление клетки– хромосомы по дочерним клеткам распределяются неравномерно – эндосперм (запас питательных веществ, триплоидный - у покрытосеменных, гаплоидный - у голосеменных), клетки зародышевых оболочек у человека, амеба | |
| ГАМЕТОГЕНЕЗ Процесс формирования половых клеток (гамет) называется гаметогенезом Половые клетки формируются в половых железах – яйцеклетки – в яичниках, сперматозоиды – в семенниках Яйцеклетки крупнее сперматозоидов, малоподвижны, имеют запас питательных веществ Половые клетки не способны размножаться, только оплодотворяются или погибают Процесс слияния ядер половых клеток называется оплодотворением, восстанавливается диплоидный набор хромосом, обновляется генетический материал | |
| Сперматогенез – процесс образования мужских гамет – сперматозоидов Проходит в 4 стадии: Размножения – идет митоз, образуются диплоидные сперматогонии Роста – стадия интерфазы, образуются сперматоциты 1 порядка Созревания – идет мейоз, образуются 4 клетки с гаплоидным набором хромосом Формирования – формирование хвоста с запасом митохондрий для энергии при движении, перед ядром скапливаются лизосомы для растворения оболочки яйцеклетки | Овогенез – процесс образования и развития женских половых клеток – яйцеклеток Проходит в 4 стадии: Размножения – идет митоз, образуются диплоидные овогонии Роста – процессы роста и синтеза, интерфаза, образуются овоциты 1 порядка (фолликулы) Созревания – идет мейоз, образуется 1 яйцеклетка и 3 полярных тельца гибнут Формирования – яйцеклетка покрывается вспомогательными клетками, образуя «лучистый венец», препятствует проникновению сразу 2 сперматозоидов |
ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ
| Питание организмов Автотрофы – сами образуют органические вещества, производители, продуценты, бывают фототрофы и хемотрофы Фототрофы – используют солнечную энергию, проходит фотосинтез, имеют хлорофилл, поглощают углекислый газ, растения, цианобактерии Фотосинтез - процесс образования органических веществ за счет энергии света, открыл К.А.Тимирязев Хемотрофы – используют химическую энергию и неорганические вещества , проходит хемосинтез, серобактерии, железобактерии, метанобактерии, азотфиксирующие, нитратные Хемосинтез – извлечение энергии путем окисления различных неорганических веществ, открыл С.Н.Виноградский Гетеротрофы – питаются готовыми веществами богатые энергией, потребители, консументы или редуценты(разрушители) Сапрофиты – питаются готовыми веществами мертвых тел – животные, шляпочные, плесневые грибы, бактерии гниения Паразиты – питаются готовыми веществами живых тел – грибы-паразиты, болезнетворные бактерии, вирусы | Дыхание Процесс диссимиляции, расщепления органических веществ для получения энергии Этапы: Подготовительный – пищеварение – разложение органических веществ до мономеров: белки – до аминокислот, жиры – до глицерина и жирных кислот, углеводы – до глюкозы, АТФ не образуется, энергия в виде тепла, проходит в лизосомах, пищеварительная система Бескислородный– анаэробный – гликолиз – реакция, которая происходит при расщеплении глюкозы без участия кислорода, разложение глюкозы до пировиноградной кислоты или молочной, синтез 2 молекул АТФ, происходит в цитоплазме клеток Брожение – разновидность гликолиза у микроорганизмов Кислородный – аэробный – полное расщепление пировиноградной кислоты до углекислого газа и воды, участвует кислород, синтезируется 36 молекул АТФ, протекает в митохондриях Дыхание – биологическое окисление, при котором поглощается кислород и выделяется углекислый газ, синтезируется 38 молекул АТФ из одной молекулы глюкозы, похоже на горение |
| Обмен веществ и энергии – метаболизм- комплекс реакций, происходящих между организмом и внешней средой, бывает: Пластический обмен – анаболизм, ассимиляция – синтез органических веществ с затратой энергии, синтез макромолекул из простых веществ с использованием энергии – биосинтез белка - белки образуются из аминокислот, происходит в растущем организме, при обновлении Реакции биосинтеза белка: Транскрипция (переписывание) – синтез молекул и-РНК на матрице одной из цепи ДНК, происходит в ядре Информация о структуре белка переносится от ДНК к месту синтеза белка и-РНК В гене заложена информация о строении белка Трансляция ( передача) – синтез белка на матрице и-РНК Энергетический обмен – катаболизм, диссимиляция – распад органических веществ с накоплением энергии – дыхание Клетка принимает органические вещества, богатые энергией, происходит их окисление ферментами до простых веществ с небольшой энергией: Белки – аминокислоты – углекислый газ, вода, аммиак Жиры – глицерин и жирные кислоты – углекислый газ, вода Полисахариды – глюкоза – углекислый газ, вода При этом часть энергии сохраняется в виде АТФ для движения, реакций синтеза | Фотосинтез Процесс преобразования солнечного света в энергию химических связей органических веществ, протекает в 2 стадии Стадии фотосинтеза: Световая – проходит только днем, на свету Происходящие процессы: Фотолиз – разложение воды под действием света, при этом образуется кислород и водород Синтез АТФ на гранах хлоропласта Темновая – цепь последовательных реакций, катализируемых ферментами хлоропластов, протекает и днем и ночью, происходит синтез глюкозы, в последствии крахмала, из углекислого газа и водорода – цикл Кальвина Фотосинтез протекает в клетках, содержащих хлорофилл, поглощается углекислый газ, выделяется кислород, вес увеличивается - растения, цианобактерии, эвглена зеленая Биосинтез - это образование белков, жиров, углеводов образование в клетке сложных органических веществ из более простых |
Формы размножения организмов
| Размножение – общее свойство живых организмов, воспроизведение себе подобных Способы размножения: Бесполое – более древний способ, без участия половых клеток (гамет), участвует одна материнская особь или клетка Половое – участвуют половые клетки (гаметы), чаще нужны 2 особи (исключение гермафродизм и партеногенез), потомки все индивидуальны, отличаются от предков Формы бесполого размножения: Простое деление – бактерии Митоз – одноклеточные(амеба, эвглена) Вегетативное размножение – частями своего тела – высшие растения: картофель клубнями, смородина, тополь - черенками Клонирование – искусственный способ бесполого размножение, выращивание целой особи из соматической клетки – овечка Долли Почкование – губки, гидра, дрожжи Стробиляция (фрагментация) – тело взрослой особи распадается на отдельные фрагменты – половое поколение медузы, морская звезда, океанический червь полола Спорообразование – размножение специализированными гаплоидными клетками – спорами, не содержат питательные вещества, у высших грибов и растений образуются мейозом, у низших – при митозе – мхи, папоротники, хвощи, плауны, шляпочные грибы Формы полового размножения: Партеногенез – зародыш развивается из неоплодотворенной яйцеклетки, оплодотворения не происходит, участвует одна материнская особь – одуванчик, самки дафнии, трутни(самцы пчел), самки тутового шелкопряда (Б.Л.Астауров) Конъюгация – обмен генетическим материалом – бактерии, инфузория, спирогира Слияние гамет Гермафродизм – обоеполые организмы – дождевой червь, прудовик, печеночный сосальщик, гидра Самооплодотворение – самоопыляемые растения | Индивидуальное развитие организмов Онтогенез начинается после оплодотворения Эмбриология – наука, изучающая развитие эмбрионов, основоположник науки К.Бэр, открыл закон сходства эмбрионов Ф.Мюллер, Э.Геккель открыли биогенетический закон – онтогенез есть краткое повторение филогенеза Онтогенез состоит из 2 периодов: эмбриональный и постэмбриональный Эмбриогенез – развитие эмбриона с момента образования зиготы до рождения При партеногенезе онтогенезом можно считать начало митотического деления яйцеклетки Стадии развития зародыша: Бластула – клетки делятся митозом (дробление), образуются бластомеры – однослойный зародыш Гаструла – дифференциация клеток, появляются зародышевые листки (наружный слой – эктодерма, внутренний - энтодерма) – двухслойный зародыш, поздняя гаструла – трехслойный зародыш, т.к. появляется третий зародышевый листок – мезодерма Нейрула – стадия присущая только хордовым – нервная пластинка становится нервной трубкой Органогенез – формирование тканей и органов из эктодермы – покровы, сальные, потовые, молочные железы, волосы, ногти, рога и копыта, органы чувств и нервная система из мезодермы – мышцы, кости, связки, кровеносная система (сердце, сосуды, кровь), мочеполовая система из энтодермы – органы пищеварения, все железы, кроме кожных, дыхательная система Постэмбриогенез – развитие после рождения и до смерти Прямое развитие – без личиночной стадии, родившиеся организмы похожи на взрослых Откладывание яиц – пауки, птицы, пресмыкающиеся, дождевой червь Живорождение – млекопитающие Непрямое развитие – происходит превращение (метаморфоз) через личиночную стадию – лягушка, насекомые, сосальщики, беззубка, медуза |
ЭВОЛЮЦИОННОЕ УЧЕНИЕ
| Эволюция – это необратимый процесс исторического развития живых организмов; постепенный процесс изменения живых организмов от простых форм к более сложным; исторический процесс развития и совершенствования живых организмов Биологический прогресс – увеличение числа особи, разнообразие видов, расширение ареала – птицы, млекопитающие, покрытосеменные растения, насекомые Биологический регресс – уменьшение числа особей и систематических групп, сужение ареала – организмы-паразиты(аскарида, вши) Эволюционный успех – это успех в размножении Ученые: К.Линней – отец систематики, основоположник систематики, труд «Система природы», ввел систематические категории(вид- род – отряд - класс), бинарную номенклатуру (двойное название организмов), виды не меняются, они постоянны Ж.Б.Ламарк – создал первую эволюционную теорию, постепенное повышение уровня организации живых организмов (градации) посредством стремления его к совершенству через упражнения и неупражнения, от простого к сложному, труд «Философия зоологии», движущей силой эволюции по Ж.Б.Ламарку является стремление организма к совершенству Ч.Дарвин – сформулировал эволюционную теорию, основатель учения о происхождении видов, выдвинул три движущие силы эволюции: борьба за существование, естественный отбор, наследственная изменчивость, труд «Происхождение видов путем естественного отбора» | Борьба за существование – разнообразие форм взаимоотношений организмов между собой и с неживой природой Причина – неограниченность размножения приводит к избыточной численности, при ограниченности природных ресурсов ведет к конкуренции В борьбе за существования выживает организм более приспособленный к условиям окружающей среды, приводит к естественному отбору Виды борьбы за существование: Внутривидовая – между особями одного вида за пищу, территорию, внимание самки – в стае волков за лидерство, брачные турниры, березы в лесу за свет Межвидовая борьба – между особями разных видов – хищник-жертва (волк-заяц), сосна и береза за свет, муравьиный лев поедает муравьев Борьба с абиотическими факторами – взаимоотношение организма со средой и факторами неживой природы – наводнение, спячка, линька, сброс листвы Прямая борьба - открытое столкновение особей – медведи за территорию, хищник-жертва, паразит-хозяин, растение – травоядное животное Косвенная борьба происходит без открытых столкновений – разные формы привлечения у насекомоопыляемых растений Более острая , напряженная форма борьбы – внутривидовая, т.к. особи нуждаются в сходных условиях Если различные виды обладают сходными потребностями в пище, то возникают отношения называемые конкуренция - отношения между культурными растениями и сорняками, обитающими на одной территории |
ЭВОЛЮЦИОННОЕ УЧЕНИЕ
| есстественный отбор – главный направляющий эволюционный фактор, является результатом борьбы за существование, процесс, в результате которого выживают и оставляют после себя потомство особи с полезными в данных условиях наследственными изменениями Материал для отбора - особи с наследственной изменчивостью Виды отбора: Искусственный отбор – проводит человек, отбираются особи с нужными для него признаками, получает сорта растений, породы животных Естественный отбор – проводит природа, выживают особи, лучше приспособленные у условиям окружающей среды, образуются новые подвиды и виды растений и животных Формы отбора: (определил И.Шмальгаузен) Движущий отбор (ведущий) – возникает при меняющихся условиях, гибель птиц с короткими и длинными крыльями во время бури, индустриальный меланизм (вытеснение светлоокрашенных бабочек темноокрашенными в городах) Стабилизирующий отбор – происходит при постоянных условиях, кистеперая рыба, гаттерия (живые ископаемые) | Наследственная изменчивость – мутации или сочетания новых наследственных признаков, происходит на уровне молекул ДНК, генов, хромосом, наследуется, неопределенная, индивидуальная, бывает мутационная и комбинативная Модификационная(фенотипическая)– ненаследственная, возникает в пределах нормы реакции, определяемых генотипом, под влиянием условий окружающей среды, форма статистической обработки – вариационный ряд и вариационная кривая, пределы нормы реакции определяются внешними условиями Генотипическаяизменчивость – наследственная, затрагивает генотип Комбинативнаяизменчивость связана с получением новых сочетаний генов в генотипе, возникает при мейозе кроссинговер хромосом, независимое их расхождение и при оплодотворении (случайное сочетание гамет) Мутационная изменчивость (мутации) – наследственная Мутант – организм, Мутагены – факторы среды, вызывающие мутации – радиация, УФ-лучи, химические вещества Виды мутаций: Геномные – изменение числа хромосом – анеуплоидия (+- хромосома)синдром Дауна, Шершевского-Тернера, полиплоидия (увеличение числа хромосом) Хромосомные – изменение структуры хромосом – делеция (утрата участка), дупликация (удвоение), инверсия (поворот на 180), транслокация (перемещение участка хромосомы) Генные (точковые) – изменяют структуру генов (ДНК), мутации происходят в ДНК – серповино-клеточная анемия | ||
| Приспособленность –адаптация –результат эволюции (приспособленность живых организмов к условиям окружающей среды), повышает выживаемость, ведет к биологическому прогрессу, носит относительный характер Виды приспособленности: Пищевая специализация – разное строения клюва птиц Климатические приспособления – запас жира у белого медведя для защиты от холода, а у верблюда – от нехватки воды, листопад – к уменьшению испарения Покровительственная окраска (зеленая окраска у кузнечика,полосатая окраска зебры, предупреждающая окраска пчелы маскировка(палочник, морской конек), мимикрия (подражание – муха журчалка напоминает осу, муха шмелевка напоминает по форме и окраске земляного шмеля), демонстрация (круглоголовка), Приспособленность цветковых растений к перекрестному опылению Изменение формы тела (камбала) Большая плодовитость
 Мы поможем в написании ваших работ! | |||