Mjehurići tekućine okruženi proteinskim filmovima. Test iz biologije (11. razred) na temu: Nastanak i početne faze razvoja života na Zemlji. Nivoi organizacije žive materije
1.
a) sastav neorganskih jedinjenja; b) prisustvo katalizatora;
2.
3. Takvo opće svojstvo živih bića kao što je samoregulacija uključuje:
a) nasljednost; b) varijabilnost; c) razdražljivost; d) ontogeneza.
4. Suština teorije abiogeneze je:
5. Kristal nije živ sistem jer:
c) ne karakteriše ga razdražljivost; d) nisu sva svojstva živog bića inherentna njemu.
6. Eksperimenti Louisa Pasteura dokazali su mogućnost:
7.
a) radioaktivnost; b) prisustvo tečne vode; c) prisustvo gasovitog kiseonika; d) masa planete.
8. Ugljenik je osnova života na Zemlji, jer... on:
a) je najčešći element na Zemlji;
b) prvi od hemijskih elemenata je počeo da stupa u interakciju sa vodom; c) ima malu atomsku težinu;
9. Uklonite nepotrebno: a) 1668; b) F. Redi; c) meso; d) bakterije.
10.
a) L. Pasteur; b) A. Levenguk; c) L. Spallanzani; d) F. Redi.
Dio B Dopuni rečenice. 1. Teorija koja postulira stvaranje svijeta od strane Boga (Stvoritelja) je ....
2. Prenuklearni organizmi koji nemaju jezgro ograničeno ljuskom i organele sposobne za samoreprodukciju su ....
3. Fazno odvojeni sistem u interakciji sa spoljašnjim okruženjem poput otvorenog sistema je ....
4. Sovjetski naučnik koji je predložio koacervatnu teoriju nastanka života je ...
5. Proces kojim organizam dobija novu kombinaciju gena je ....
Dio C Dajte kratke odgovore na sljedeća pitanja.
1. Koje su zajedničke karakteristike žive i nežive materije?
2. Zašto u Zemljinoj atmosferi nije bilo kiseonika kada su se pojavili prvi živi organizmi?
3. Kakvo je bilo iskustvo Stenlija Milera? Šta je odgovaralo „primarnom okeanu“ u ovom iskustvu?
4. Koji je glavni problem prelaska sa hemijske na biološku evoluciju?
5. Navedite glavne odredbe teorije A.I. Oparina.
Tema “Postanak života na Zemlji” Opcija 2 Dio A Zapišite tačne odgovore.
1. Živa bića se razlikuju od neživih:
c) interakcija molekula međusobno; d) metabolički procesi.
2. Prvi živi organizmi na našoj planeti bili su:
a) anaerobni heterotrofi; b) aerobni heterotrofi; c) autotrofi; d) simbiontski organizmi.
3.
4. Suština teorije biogeneze je:
a) porijeklo živih bića od neživih bića; b) porijeklo živih bića od živih bića;
c) stvaranje svijeta od Boga; d) uvođenje života iz svemira.
5. Zvezda nije živ sistem jer:
c) nije razdražljiva; d) nisu mu sva svojstva živih bića svojstvena.
6.
a) spontano nastajanje života; b) nastanak živih bića samo iz živih bića;
c) unošenje „semena života“ iz Svemira; d) biohemijska evolucija.
7. Od ovih stanja najvažniji za nastanak života su:
a) radioaktivnost; b) dostupnost vode; c) dostupnost izvora energije; d) masa planete.
8. Voda je osnova života jer:
a) je dobar rastvarač; b) ima visok toplotni kapacitet;
c) povećava svoju zapreminu kada se zamrzne; d) ima sva navedena svojstva.
9. Uklonite nepotrebno: a) 1924; b) L. Pasteur; c) mesna čorba; d) bakterije.
10. Postavite sljedeća imena logičnim redoslijedom:
a) L. Pasteur; b) S. Miller; c) J. Haldane; d) A.I. Oparin.
Dio B Dopuni rečenice. 1. Proces formiranja od strane živih organizama organskih molekula od neorganskih usled energije sunčeve svetlosti - .... 2. Predćelijske formacije koje su imale neka svojstva ćelija (sposobnost metabolizma, samoreprodukcije itd.) - ....
3. Razdvajanje proteinskog rastvora koji sadrži druge organske supstance u faze sa višom ili nižom koncentracijom molekula - ....
4. Engleski fizičar koji je sugerisao da je adsorpcija jedna od faza koncentracije organskih supstanci tokom prebiološke evolucije - ....
5. Sistem karakterističan za sve žive organizme za snimanje nasljednih informacija u molekule DNK u obliku niza nukleotida - ....
Dio C
1. Kakvo je bilo iskustvo Stenlija Milera? Šta je odgovaralo „munji“ u ovom iskustvu?
2. Zašto masa planete na kojoj može nastati život ne bi trebala biti veća od 1/20 mase Sunca?
3. Kojoj fazi razvoja života na Zemlji se mogu pripisati riječi Gogoljevog junaka: „Ne sjećam se datuma. Nije bilo ni mjesec dana. Šta je to bilo?
4. Koji su uslovi neophodni da bi nastao život?
5. Šta je panspermija? Ko se od naučnika koje poznajete pridržavao ove teorije?
Tema “Postanak života na Zemlji” Opcija 3 Dio A Zapišite tačne odgovore.
1. Živa bića se razlikuju od neživih:
a) sastav neorganskih jedinjenja; b) sposobnost da se sama reprodukuje;
c) interakcija molekula međusobno; d) metabolički procesi.
2. Prvi živi organizmi na našoj planeti bili su:
a) anaerobni heterotrofi; b) aerobni heterotrofi; c) autotrofi; d) simbiontski organizmi.
3. Takvo opće svojstvo živih bića kao što je samoobnavljanje uključuje:
a) metabolizam; b) reprodukcija; c) razdražljivost; d) ontogeneza.
4. Suština kreacionizma je:
a) porijeklo živih bića od neživih bića; b) porijeklo živih bića od živih bića;
c) stvaranje svijeta od Boga; d) uvođenje života iz svemira.
5. Rijeka nije živi sistem jer:
a) nije sposobna za rast; b) nije sposobna za reprodukciju;
c) nije sposobna za razdražljivost; d) nisu mu sva svojstva živih bića svojstvena.
6. Eksperiment Francesca Redija dokazao je nemogućnost:
a) spontano nastajanje života; b) nastanak živih bića samo iz živih bića;
c) unošenje „semena života“ iz svemira; d) biohemijska evolucija.
7. Od ovih stanja najvažniji za nastanak života su:
a) radioaktivnost; b) dostupnost vode; c) beskonačno dugo evolucijsko vrijeme; d) određena masa planete.
8. Tokom perioda nastanka života nije trebalo da bude kiseonika u Zemljinoj atmosferi, jer:
a) aktivno je oksidaciono sredstvo; b) ima visok toplotni kapacitet;
c) povećava svoju zapreminu kada se zamrzne; d) sve gore navedeno u kombinaciji.
9. Uklonite nepotrebno: a) 1953; b) bakterije; c) S. Miller; d) abiogena sinteza.
10.
a) L. Pasteur; b) F. Redi; c) L. Spallanzani; d) A.I. Oparin.
Dio B Dopuni rečenice. 1. Formiranje organskih molekula iz neorganskih izvan živih organizama -….
2. Mjehurići tekućine okruženi proteinskim filmovima koji nastaju pri mućenju vodenih otopina proteina su ....
3. Sposobnost reprodukcije sličnih bioloških sistema, koja se manifestuje na svim nivoima organizacije žive materije, je ....
4. Američki naučnik koji je predložio termičku teoriju porekla protobiopolimera je ....
5. Proteinski molekuli koji ubrzavaju tok biohemijskih transformacija u vodenim rastvorima pri atmosferskom pritisku -
Dio C Dajte kratak odgovor na postavljeno pitanje.
1. Koja je glavna razlika između sagorijevanja drva i “sagorijevanja” glukoze u stanicama?
2. Koje su tri moderne tačke gledišta na problem nastanka života?
3. Zašto je ugljenik osnova života?
4. Kakvo je bilo iskustvo Stenlija Milera?
5. Koje su glavne faze hemijske evolucije?
Tema “Postanak života na Zemlji” Opcija 4 Dio A Zapišite tačne odgovore.
1. Živa bića se razlikuju od neživih:
a) sastav neorganskih jedinjenja; b) sposobnost samoregulacije;
c) interakcija molekula međusobno; d) metabolički procesi.
2. Prvi živi organizmi na našoj planeti bili su:
a) anaerobni heterotrofi; b) aerobni heterotrofi; c) autotrofi; d) simbiontski organizmi.
3. Takvo opće svojstvo živih bića kao što je samoreprodukcija uključuje:
a) metabolizam; b) reprodukcija; c) razdražljivost; d) ontogeneza.
4. Suština teorije panspermije je:
a) porijeklo živih bića od neživih bića; b) porijeklo živih bića od živih bića;
c) stvaranje svijeta od Boga; d) donošenje "semena života" na Zemlju iz Svemira.
5. Glečer nije živi sistem jer:
a) nije sposoban za rast; b) nije sposoban za reprodukciju;
c) nije sposoban za razdražljivost; d) nisu sva svojstva živog bića inherentna njemu.
6. Eksperiment L. Spallanzanija dokazao je nemogućnost:
a) spontano nastajanje života; b) nastanak živih bića samo iz živih bića;
c) unošenje „semena života“ iz Svemira; d) biohemijska evolucija.
7. Od ovih stanja najvažniji za nastanak života su:
a) radioaktivnost; b) dostupnost vode; c) prisustvo određenih supstanci; d) određena masa planete.
8. Ugljik je osnova života jer... on:
a) je najčešći element na Zemlji; c) ima malu atomsku težinu;
b) prvi od hemijskih elemenata je počeo da stupa u interakciju sa vodom;
d) sposoban da formira stabilna jedinjenja sa dvostrukim i trostrukim vezama.
9. Uklonite nepotrebne stvari: a) DNK; b) genetski kod; c) hromozom; d) ćelijska membrana.
10. Postavite sljedeća imena logičnim redoslijedom:
a) A.I. Oparin; b) L. Pasteur; c) S. Miller; d) J. Haldane.
Dio B Dopuni rečenice. 1. Organizmi koji imaju jezgro ograničeno ljuskom, imaju samoreproducirajuće organele, unutrašnje membrane i citoskelet - ....
2. Sistem karakterističan za sve organizme za snimanje nasljednih informacija u molekule DNK u obliku niza nukleotida - ....
3. Sposobnost reprodukcije biološki sličnih sistema, koja se manifestuje na svim nivoima organizacije žive materije, je ....
4. Tvorci niskotemperaturne teorije o porijeklu protobiopolimera su ....
5. Predćelijske formacije koje su imale neka svojstva ćelija: sposobnost metabolizma, samoreprodukcije itd. - ....
Dio C Dajte kratak odgovor na postavljeno pitanje.
1. Koju je ulogu imala proučavanje meteorita u razvoju teorije o nastanku života?
2. Šta su racemizacija i kiralnost?
3. Zašto je voda u tečnoj fazi bila neophodan uslov za nastanak života?
4. Kakvo je bilo iskustvo Stenlija Milera? Kakav je bio gasni sastav „atmosfere“?
5. Koje su glavne faze u proučavanju pitanja porijekla života na Zemlji?
OdgovoriOpcija 1 dio A : 1d, 2a, 3c, 4a, 5d, 6b, 7b, 8d, 9d, 10d, b, c, a.
Dio B : 1 - kreacionizam; 2 - prokarioti; 3 - koacervat; 4 - A.I. Oparin; 5 - seksualni proces.
Dio C. 1. Živa i neživa materija sastoje se od istih hemijskih elemenata; fizički i hemijski procesi uz njihovo učešće odvijaju se po opštim zakonima.
2. Kiseonik je jako oksidaciono sredstvo i svi novonastali organski molekuli bi odmah oksidirali.
3. “Primarni okean” u ovom eksperimentu odgovarao je tikvici s kipućom vodom.
4. Glavni problem prelaska sa hemijske na biološku evoluciju je objasniti pojavu samoreproducirajućih bioloških sistema (ćelija) uopšte i genetskog koda posebno.
5. Glavne odredbe Oparinove teorije:
Život je jedna od faza u evoluciji Univerzuma;
- nastanak života je prirodan rezultat hemijske evolucije jedinjenja ugljenika;
- za prelazak sa hemijske evolucije na biološku evoluciju neophodni su formiranje i prirodna selekcija integralnih multimolekularnih sistema, izolovanih od okoline, ali u stalnoj interakciji sa njom.
Opcija 2 dio A : 1 b, d, 2a, 3b, 4b, 5d, 6a, 7b, 8d, 9a, 10 a, d, c, b.
Dio B : 1 - fotosinteza; 2 - protobiont; 3 - koacervacija; 4 - J. Bernal; 5 - genetski kod.
Dio C . 1. Godine 1953. S. Miller je stvorio eksperimentalnu instalaciju u kojoj su simulirani uslovi prvobitne Zemlje i abiogenom sintezom dobijeni molekuli biološki važnih organskih jedinjenja. “Munja” u ovom eksperimentu simulirana je visokonaponskim električnim pražnjenjima.
2. Ako je masa planete veća od 1/20 mase Sunca, na njoj počinju intenzivne nuklearne reakcije, što povećava njenu temperaturu i ona počinje svijetliti svojom svjetlošću.
3. Do početne faze biohemijske evolucije Zemlje.
4. Da bi život nastao, neophodni su sledeći osnovni uslovi:
Prisustvo određenih hemikalija (uključujući vodu u tečnoj fazi);
- dostupnost izvora energije;
- restaurirajuća atmosfera.
Dodatni uslovi mogu uključivati masu planete i određeni nivo radioaktivnosti.
5. Panspermija je unošenje "semena života" na Zemlju iz svemira. Navijači: J. Liebig, G. Helmholtz, S. Arrhenius, V.I. Vernadsky.
Opcija 3 dio A : 1 b, d, 2a, 3a, 4c, 5d, 6a, 7b, 8a, 9b, 10 b, c, a, d.
Dio B : 1 - abiogena sinteza; 2 - mikrosfere; 3 - samoreprodukcija; 4 - S. Fox; 5 - enzimi.
Dio C . 1. Kada drvo sagorijeva, sva oslobođena energija se raspršuje u obliku svjetlosti i topline. Kada se glukoza oksidira u stanicama, energija se skladišti u visokoenergetskim vezama ATP-a.
2. Postoje tri glavna pristupa problemu nastanka života:
Nema problema, jer život je ili stvorio Bog (kreacionizam) ili postoji u Univerzumu od njegovog nastanka i nasumično se širi (panspermija);
- problem je nerešiv zbog nedovoljnog znanja i nemogućnosti reprodukcije uslova u kojima je nastao život;
- problem se može riješiti (A.I. Oparin, J. Bernal, S. Fox, itd.).
3. Ugljik je četvorovalentan i sposoban je da formira stabilna jedinjenja sa dvostrukim i trostrukim vezama, što povećava reaktivnost njegovih jedinjenja.
4. Godine 1953. S. Miller je stvorio eksperimentalnu instalaciju u kojoj su simulirani uslovi prvobitne Zemlje i abiogenom sintezom dobijeni molekuli biološki važnih organskih jedinjenja.
5. Atomi --> jednostavna hemijska jedinjenja --> jednostavna bioorganska jedinjenja --> makromolekuli --> organizovani sistemi.
Opcija 4 dio A : 1 b, d, 2a, 3b, 4d, 5d, 6a, 7c, 8d, 9d, 10 b, a, d, c.
Dio B : 1 - eukarioti; 2 - genetski kod; 3 - samoreprodukcija; 4 - C. Simonescu, F. Denes; 5 - protobiont.
Dio C . 1. Analiza hemijskog sastava meteorita pokazala je da neki od njih sadrže aminokiseline (glutaminsku kiselinu, prolin, glicin i dr.) i masne kiseline (17 vrsta). Dakle, organska materija nije isključivo vlasništvo Zemlje, već se može naći iu svemiru.
2. Racemizacija je reakcija interkonverzije D- i L-oblika bilo kojeg stereoizomera; kiralnost je postojanje dva ili više zrcalnih asimetričnih stereoizomera hemijskog jedinjenja.
3. Organizmi se sastoje od 80% vode ili više.
4. Godine 1953. S. Miller je stvorio eksperimentalnu instalaciju u kojoj su simulirani uslovi prvobitne Zemlje i abiogenom sintezom dobijeni molekuli biološki važnih organskih jedinjenja.
Sastav gasa „atmosfere“: metan, amonijak, vodena para, vodonik.
5. Od antičkih vremena do eksperimenata F. Redija - period univerzalnog vjerovanja u mogućnost spontanog nastajanja živih bića; 1668-1862 (prije eksperimenata L. Pasteura) - eksperimentalno razjašnjenje nemogućnosti spontanog generiranja; 1862-1922 (prije govora A.I. Oparina) - filozofska analiza problema; 1922-1953 - razvoj naučnih hipoteza o nastanku života i njihovo eksperimentalno ispitivanje; od 1953. do danas - eksperimentalna i teorijska proučavanja puteva tranzicije od hemijske evolucije do biološke.
Bilješka
Odgovori u dijelu A vrijede 1 bod, dijelu B - 2 boda, dijelu C - 3 boda. Maksimalan broj bodova za test je 35.
Ocjena 5 : 26-35 bodova; razred 4 : 18-25 bodova; razred 3 : 12-17 bodova; razred 2 : manje od 12 bodova.
"PORIJEKLO ŽIVIH BIĆA"
IN U srednjem vijeku ljudi su spremno vjerovali da su guske nastale od jele, a jagnjad rođena od plodova dinje. Početak ovih ideja, nazvanih “Teorija spontanog nastajanja”, postavio je starogrčki filozof Aristotel. U 17. veku F. Redi je sugerirao da se živa bića rađaju samo iz živih bića i da ne postoji spontano nastajanje. Stavio je zmiju, ribu, jegulju i komad govedine u četiri tegle i pokrio ih gazom da ne propušta zrak. Napunio je još četiri slične tegle istim komadima mesa, ali ih je ostavio otvorene. U eksperimentu, Redi je promijenio samo jedan uvjet - da li je tegla otvorena ili zatvorena. Muve nisu mogle ući u zatvorenu teglu. Nakon nekog vremena, crvi su se pojavili u mesu koje je ležalo u otvorenim (kontrolnim) posudama. U zatvorenim teglama nisu pronađeni crvi.
U 19. vijeku Ozbiljan udarac teoriji spontanog nastajanja zadao je L. Pasteur, koji je sugerisao da je život unesen u hranljive podloge zajedno sa vazduhom u obliku spora. Naučnik je dizajnirao tikvicu sa vratom sličnim vratu labuda, napunio je mesnim bujonom i skuvao na šporetu na alkohol. Nakon ključanja, tikvica je ostavljena na stolu, a sva sobna prašina i mikrobi u vazduhu, koji su lako prodirali unutra kroz otvor vrata, taložili su se na zavoju, a da nisu ušli u čorbu. Sadržaj tikvice je dugo ostao nepromijenjen. Međutim, ako slomite vrat (naučnik je koristio kontrolne tikvice), čorba se brzo zamutila. Tako je Pasteur dokazao da život ne nastaje u bujonu, već se donosi izvana zajedno sa zrakom koji sadrži spore gljivica i bakterije. Shodno tome, naučnici su, provodeći svoje eksperimente, opovrgli jedan od najvažnijih argumenata pristalica teorije spontanog nastajanja, koji su vjerovali da je zrak "aktivni princip" koji osigurava nastanak živih bića iz neživih stvari.
C2. Popunite tabelu „Uporedne karakteristike eksperimenata F. Redija i L. Pasteura“ u kolone označene brojevima 1, 2, 3. Prilikom izvršavanja zadatka nije potrebno ponovo crtati tabelu. Dovoljno je zapisati broj kolone i sadržaj elementa koji nedostaje.
KOMPARATIVNE KARAKTERISTIKE EKSPERIMENTA
F. REDI I L. PASTER
C3. Koristeći sadržaj teksta “Uporedne karakteristike eksperimenata F. Redija i L. Pasteura” i poznavanje predmeta objasniti šta je meso i mesna čorba u opisanim ogledima i zašto su bili potrebni.
|
(dozvoljena je druga formulacija odgovora koja ne narušava njegovo značenje) |
Poenta |
|
Kolone tabele se popunjavaju na sledeći način: 1) Predmet proučavanja. 2) Boce sa grlom u obliku labudovog vrata, alkoholna lampa. 3) Otvorite tegle bez gaze. |
|
|
Tri kolone tabele su tačno popunjene. |
|
|
Bilo koje dvije kolone tabele su ispravno popunjene. |
|
|
Bilo koja kolona tabele je ispravno popunjena. |
|
|
Sva polja su popunjena pogrešno ili nisu popunjena. |
|
|
Maksimalni rezultat |
C3. Tačan odgovor mora sadržavati sljedeće elemente:
1) Meso i mesna juha su hranljivi mediji.
2) Meso je medij za razvoj larvi muva.
3) Mesna juha je medij za razvoj bakterija i spora gljivica.
« Nastanak i početne faze nastanka života"
I. 1.Šta teorija abiogeneze kaže: a) spontano nastanak života; b) porijeklo života; c) mogućnost nastanka živih bića od neživih bića; d) razvoj nežive materije.
2. Šta je suština Rihterove teorije: a) nastanak života iz oblaka gasa i prašine; b) život na Zemlji nastao je iz neorganskih supstanci;
c) život je donesen sa drugih planeta;
d) život je nastao iz neživih tvari
3. Kakva je bila priroda ideja starih ljudi o nastanku života: a) haotična; b) spontano materijalistički; c) metodički;
d) naučni
4. Šta znači pojam “spektroskopija”: a) tačka na pravoj liniji; b) najvažnija dodirna tačka između astronomije i hemije; c) spektralna analiza;
d) proučavanje spektra
5. Protozvijezde su: a) oblaci; b) oblaci; c) zvijezde; d) planete
6. Koji hemijski element ulazi u sastav zvezdane i sunčeve materije: a) barijum; b) hlor; c) vodonik; d) kiseonik
7. Koja je velika zasluga teorije A. Oparina u: a) stvaranju koacervatne teorije; b) koncentracije hemikalija; c) u razlici između brzine i vremena; d) dobijanje organskih supstanci
8. Ko je dobio aminokiseline: a) Haeckel i Muller;
b) Aristotel i Empedokle; c) Jurij i Miler;
d) Pasteur i Pflueger
9. Koacervati su: a) molekuli okruženi gustom ljuskom;
b) molekule okružene vodenom ljuskom, koje su kombinovane u multimolekularne komplekse; c) makromolekule koje se raspadaju u monomere; d) molekule koje sagorevaju u atmosferskom kiseoniku
10. Organske materije koje se ne rastvaraju u vodi nazivaju se:
a) hidrofobni; b) hidratacija; c) hidrogenizovani; d) hidrofilna
11. Suština procesa fotosinteze je: a) metabolizam;
b) u transportu materija; c) sinteza organskih supstanci; d) prisustvo vakuola
12. Važna supstanca neophodna za proces fotosinteze:
a) prisustvo leukoplasta; b) prisustvo hloroplasta; c) prisustvo kariotipa;
d) prisustvo plazma membrane
13. Šta važi za autotrofne organizme: a) bakterije; b) biljke;
c) pečurke; d) životinje
14. Bakterije koje žive u okruženju bez kiseonika nazivaju se: a) anaerobne;
b) protobiontima; c) aerobni; d) autotrofna
15. Fagocitoza je proces: a) apsorpcije tečnih proizvoda;
b) oslobađanje ugljičnog dioksida; c) apsorpcija čvrstih čestica;
d) metabolizam
II. Izaberite one ispravne od predloženih presuda.
Teorija abiogeneze pretpostavlja mogućnost nastanka živih bića samo od živih bića.
L. Pasteur je svojim eksperimentima dokazao mogućnost spontanog nastajanja života.
Najznačajnija karakteristika hipoteze A. I. Oparina je postepeno usložnjavanje hemijske strukture i morfološke razmjene prekursora života na putu do živih organizama.
Najniži i najstariji nivo organizacije života je ćelijski nivo života.
Koacervati nisu u stanju da adsorbuju supstance iz rastvora koji ih okružuje.
Tijelo je složen sistem sposoban za samoregulaciju.
Koacervati su prva drevna živa bića.
Život je nastao biogeno.
Živa bića karakteriše sposobnost istorijskog razvoja i promene od jednostavnog ka složenom.
L. Pasteur je svojim eksperimentima dokazao nemogućnost spontanog nastajanja života.
III. Match.
A – abiogeneza. B – Oparinova hipoteza. B – koacervati. G – otvoreni sistem. D – heterotrofi. E – autotrofi. F – biogeohemija. Z – život. I - smrt. K – planeta.
Nebesko telo.
Nastanak živih tijela iz tvari neorganske prirode.
Metoda postojanja proteinskih tijela, čija je bitna tačka stalna izmjena supstanci sa njihovom okolinom.
U vodama primarnog okeana prije više od 3,5 milijardi godina došlo je do stvaranja organskih tvari iz neorganskih, dok je u okruženju bez kisika atmosfera bila zasićena aldehidima, alkoholom i aminokiselinama.
Mjehurići tekućine okruženi proteinskim filmovima.
Živo telo.
Organizmi koji sintetiziraju organske tvari neophodne za život iz neorganskih.
Nauka koja proučava hemijski sastav žive materije i geohemijske procese koji se stalno dešavaju u biosferi uz učešće živih organizama.
Organizmi koji za svoju ishranu koriste gotove organske supstance.
Smrt pojedinca u populaciji.
Odgovori: 1c, 2c, 3b, 4b, 5a, 6c, 7a, 8c, 9b, 10a, 11c, 12b, 13b, 14c, 15c
Odgovori: 3,6,10
Odgovori: 1-k, 2-a, 3-z, 4-b, 5-c, 6-d, 7-e, 8-g, 9-d, 10-i.
FEDERALNA AGENCIJA ZA OBRAZOVANJE
Državna obrazovna ustanova visokog obrazovanja
Srednji tehnički fakultet
Departman za matematičke i prirodne nauke
BIOLOGIJA
Bilješke sa predavanja
za studente 1. godine
svim oblicima obrazovanja
Kemerovo 2010
Sastavio:
učiteljica,
Pregledano i odobreno na sastanku
Odsjek za matematiku i prirodne nauke
srednji tehnički fakultet
Predmet opšte biologije ispituje glavne aspekte postojanja i funkcionisanja živih sistema u odnosu na životnu sredinu. Takođe, osnove selekcije živih organizama i genetski inženjering. Mnogo pažnje se posvećuje otkrivanju teorije evolucije.
© Kem TIPP, 2010
PREDGOVOR
Naše vrijeme karakterizira izuzetno povećana međuzavisnost ljudi. Čovjekov život, njegovo zdravlje, njegovi radni i životni uslovi gotovo u potpunosti zavise od ispravnosti odluka tolikog broja ljudi. Zauzvrat, aktivnosti pojedinca utiču na sudbinu mnogih drugih. Zato je veoma važno da nauka o životu postane sastavni deo pogleda na svet svakog čoveka, bez obzira na njegovu specijalnost. Graditelju, tehnologu, melioratoru je potrebno znanje iz biologije na isti način kao i doktoru ili agronomu, jer će samo u tom slučaju razumjeti posljedice svojih proizvodnih aktivnosti za prirodu i čovjeka.
Svrha ovog kursa predavanja je da da ideju o građi žive materije, njenim najopštijim zakonitostima, da upozna raznolikost života i istoriju njegovog razvoja na Zemlji. U skladu s tim, posebna pažnja se poklanja analizi odnosa između organizama i uslova stabilnosti ekosistema. Predmet daje primjere koji karakteriziraju ljudsku podređenost svim poznatim biološkim zakonima.
1. ODJELJAK NASTANAK I POČETNE FAZE RAZVOJA ŽIVOTA NA ZEMLJI
Tema 1.1 Raznolikost živog svijeta. Basic
svojstva živih bića
Terminologija
1. Neorganska jedinjenja- elementi i jednostavne i složene supstance koje su formirane od njih, a nalaze se u velikim količinama izvan živih organizama.
2. Organska jedinjenja- spojevi ugljika sa drugim elementima, koji se nalaze uglavnom u živim organizmima.
3. Biopolimeri– organska jedinjenja velike molekularne težine, čiji su monomeri jednostavni organski molekuli.
4.Cell– strukturna i funkcionalna jedinica, kao i jedinica razvoja svih živih organizama.
5. Tekstil– skup ćelija slične strukture, povezanih obavljanjem zajedničkih funkcija.
6. Orgulje- skup prostorno izolovanih tkiva specijalizovanih za obavljanje određenih funkcija.
7. Biološki sistem– biološki objekti različitog stepena složenosti, koji imaju više nivoa organizacije. Ima svojstva cjeline.
Biologija je nauka o životu. Biologija proučava strukturu, manifestaciju životne aktivnosti i stanište svih živih organizama na planeti. Živa bića na planeti predstavljena su izuzetnom raznolikošću oblika, mnogo vrsta živih bića. Naučnici neprestano pronalaze i opisuju nove vrste, kako postojeće tako i izumrle u prošlim epohama.
Jedan od glavnih zadataka biologije je da otkrije opšta svojstva živih organizama i objasni razloge njihove raznolikosti, identifikujući veze između strukture i uslova života.
Od velikog značaja u nauci su pitanja porekla i zakonitosti razvoja života na Zemlji – doktrina evolucije. Razumijevanje ovih zakona je osnova naučnog pogleda na svijet.
Prema predmetu proučavanja, biologija je podijeljena u zasebne nauke:
botanika;
zoologija;
Anatomija;
Lijek;
Ekologija itd.
Svaka od ovih nauka ima svoje podjele i, zahvaljujući akumuliranom znanju, sve je više specijalizovana.
U skladu sa nivoom organizacije žive materije razlikuju se naučne discipline: molekularna biologija, citologija - proučavanje ćelija, histologija - proučavanje tkiva itd.
Biologija koristi različite metode učenja:
1. istorijski;
2. deskriptivna;
3. instrumental.
U različitim oblastima biologije sve više raste značaj graničnih disciplina: biofizike, biohemije, bionike.
Nastanak života i funkcioniranje živih organizama određuju prirodni zakoni. Poznavanje njih omogućava vam da stvorite tačnu sliku svijeta i koristite je u praktične svrhe.
Najnovija dostignuća u biologiji dovela su do pojave novih pravaca u nauci, koji su postali samostalne sekcije u kompleksu. (Genetski inženjering). Praktična primjena dostignuća moderne biologije trenutno omogućava dobijanje novih bioloških supstanci - hrane, lijekova, materijala. Izuzetna sposobnost prirode da se samoizliječi stvorila je iluziju njene neranjivosti i neograničenosti njenih resursa. Ali to nije istina. Stoga se sve ljudske aktivnosti moraju zasnivati na principima organizacije biosfere.
Značaj biologije za ljude je ogroman. Opšti biološki zakoni se koriste za rješavanje raznih pitanja u mnogim sektorima nacionalne ekonomije. U poljoprivredi je postignut veliki uspjeh u razvoju novih sorti gajenih biljaka, rasa domaćih životinja i sojeva mikroorganizama. U budućnosti će se praktični značaj biologije još više povećati. To je zbog brzog rasta populacije planete i sve većeg gradskog stanovništva. U takvoj situaciji važno je intenziviranje poljoprivredne proizvodnje. U tome će važnu ulogu imati naučno utemeljeno korištenje prirodnih resursa.
Prva živa bića pojavila su se na našoj planeti prije 3 milijarde godina. Iz ovih ranih oblika nastalo je bezbroj vrsta živih organizama koji su se pojavili, cvjetali neko vrijeme, a zatim izumrli. Od prethodno postojećih oblika, moderni živi organizmi su evoluirali, formirajući četiri carstva prirode:
Više od 1,5 miliona životinjskih vrsta;
350 hiljada biljnih vrsta;
Značajan broj vrsta gljiva;
Mnogi organizmi su prokarioti.
Svijet živih bića, uključujući ljude, predstavljen je biološkim sistemima različitih strukturnih organizacija. Svi živi organizmi se sastoje od ćelija. Ćelija može biti zaseban organizam ili dio višećelijske biljke ili životinje. Može biti jednostavno ili složeno. Svaka stanica je cijeli organizam sposoban obavljati sve funkcije kako bi osigurao život. Ćelije koje čine višećelijski organizam su specijalizirane - obavljaju jednu funkciju i nisu u stanju postojati izvan tijela. U višim organizmima, međusobna povezanost i međuovisnost ćelija dovodi do stvaranja novog kvaliteta koji nije jednak jednostavnom zbroju. Njihova kombinacija u procesu evolucije tvori integralni organizam sa određenim svojstvima svojstvenim samo njemu.
Nivoi organizacije žive materije
Živa priroda je složeno organizovan sistem.
Postoji nekoliko nivoa organizacije živih bića:
1. Molekularno(0,1 – 1 mm.) 10m.
Od ovog nivoa počinju najvažniji životni procesi u tijelu. Svaki sistem, ma koliko složen bio, odvija se na nivou interakcije bioloških makromolekula - proteina, polišećera, DNK.
2. Cellular(10nm – 1µm) 1m.
Cell- najmanja strukturna jedinica svih živih bića. Ne postoje nećelijski oblici života. Virusi su izuzetak jer žive samo u ćeliji.
3. Fabric(10µm – 100µm) 1m.
Tekstil je skup ćelija slične strukture, ujedinjenih zajedničkom funkcijom.
4.Orgulje(100µm – 1mm) 1m.
Orgulje je strukturna i funkcionalna kombinacija nekoliko vrsta tkiva.
5. Organski(1mm – 1dm) 1m.
Organizam je najjednostavniji jednoćelijski ili višećelijski sistem sposoban za samostalno postojanje. Formira ga skup tkiva i organa.
6. Populacija-vrsta.
Skup organizama iste vrste, ujedinjenih zajedničkim staništem, stvara populaciju u kojoj se odvijaju elementarne evolucijske transformacije.
7. Biogeocenotic.
Biogeocenoza je skup organizama različitih vrsta i različite složenosti organizacije sa svim faktorima okoline.
8. Biosfera.
Ovo je najviši nivo organizacije života. Uključuje živu materiju, inertnu materiju i bio-inertnu materiju.
Biomasa planete je 2,5·1012 tona, od čega 99% mase kopnenih organizama predstavljaju zelene biljke. Na nivou biosfere postoji cirkulacija supstanci i transformacija energije povezana sa životnom aktivnošću svih živih organizama na planeti.
Kriterijumi za žive sisteme
Ovo je sistem procjena koje razlikuju žive sisteme od neživih objekata.
1. Karakteristike hemijskog sastava.Živi organizmi sadrže iste hemijske elemente kao i neživi objekti. Međutim, njihov omjer nije isti. Elemente nežive prirode predstavljaju: O2, Si, Fe, Mg, Al, S, MeO, MeS, MeCO3 itd. U živim organizmima 98% sastava čini O2, C, N2, H2. Oni su dio složenih organskih molekula: proteina, DNK, ugljikohidrata, masti.
2. Metabolizam. Svi živi organizmi su sposobni da razmjenjuju tvari sa svojom okolinom. Najvažniji procesi su sinteza i raspadanje. Živi organizmi upijaju različite tvari iz okoline i prerađuju ih. Dio ide na izgradnju tijela, dio na nadoknadu troškova energije. Ovo je asimilacija ili plastična razmjena. To je disimilacija ili razmjena energije, kada se organska jedinjenja razlažu na jednostavna i energija se oslobađa. Metabolizam osigurava homeostazu tijela - to je postojanost njegove strukture i funkcija.
3. Jedinstven princip strukturalne organizacije. Svi organizmi na bilo kom nivou složenosti i veličine sastoje se od ćelija.
4. Reprodukcija. Na nivou organizma, reprodukcija se manifestuje u obliku umnožavanja jedinki. Potomstvo je slično roditeljima. Samoreprodukcija se zasniva na reakciji sinteze šablona tokom samoduplikacije DNK.
5. Nasljednost. To je sposobnost organizama da svoje karakteristike, svojstva i sposobnosti prenose s generacije na generaciju. Nasljeđe osigurava materijalni kontinuitet kroz niz generacija.
6. Rast i razvoj. Sposobnost razvoja je univerzalno svojstvo materije. Razvoj se shvata kao nepovratna, usmerena promena prirodnih objekata. Kao rezultat, nastaje novo, kvalitativno stanje objekta, mijenja se njegov sastav i struktura.
A) individualna – ontogeneza.
B) istorijski – filogenija.
7. Razdražljivost. To je svojstvo živih organizama da selektivno reagiraju na vanjske utjecaje. Višećelijski organizmi reagiraju na stimulaciju pomoću refleksa. Organizmi koji nemaju nervni sistem reaguju tropizmom - smjerom rasta, kretanjem (heliotropizam - kretanje prema suncu).
8. Diskretnost. Ovo je svojstvo žive materije. Ide od jednostavnog do složenog. Diskretna struktura organizma je osnova njegovog strukturnog poretka.
9. Autoregulation. To je sposobnost živih organizama u promjenjivom okruženju da održe konstantnost hemijskog sastava i intenziteta fizioloških procesa. Ova aktivnost je regulisana funkcijom posebnih sistema.
10. Energetska zavisnost.Živa tijela su energetski otvoreni sistemi. U njima se metabolički procesi odvijaju kroz membrane (membrane, koža). Oni održavaju konzistentnost sastava i jedinstvo sistema. Živi organizmi postoje sa stalnim snabdevanjem materijom i energijom izvana.
Život– ovo je aktivno, uz trošenje energije primljene izvana, održavanje i samoreprodukcija određene strukture.
Kontrolna pitanja
1. Suština pojma “Biologija”.
2. Odsjek za biologiju po predmetu studija.
3. Podjela biologije prema nivou organizacije.
4. Značaj biologije za ljude.
5. Raznolikost živog svijeta.
6. Biološki sistemi.
7. Nivoi organizacije živih bića.
8. Kriterijumi za žive sisteme.
Tema 1.2 Pojava života na Zemlji
Terminologija
1. Nebula- velika akumulacija gasa i prašine u svemiru.
2. Galaxy– zvijezda i okolne planete.
3. zvezdani sistem- sistem zvezda sa okolnim planetama, koji se razvijaju iz jedne magline.
4. Planeta- nebesko tijelo koje se kreće u bliskoj kružnoj orbiti oko zvijezde, sijajući reflektiranom svjetlošću.
5. Abiogena sinteza– formiranje organskih molekula iz neorganskih izvan živih organizama.
6. Energija– opšta kvantitativna mjera zamaha materije.
7. Rješenje– homogene mješavine dvije ili više tvari raspoređenih u rastvaraču.
8. koacervacija – razdvajanje BMC rastvora na faze sa višim i nižim koncentracijama molekula.
9. Coacervate- tečni mjehurići okruženi proteinskim filmovima.
10. Adsorpcija– apsorpcija tvari iz tečnog medija površinom čvrstog tijela.
Pitanje nastanka života na Zemlji, a vjerovatno i na drugim planetama drugih zvjezdanih sistema, zabrinjava čovjeka od vremena kada je počeo da se prepoznaje kao ljudsko biće, počeo da razumije sebe i svijet oko sebe. Prvi pokušaji teorijskog rješavanja problema sežu u antičko doba i nose otiske tih epoha i pogleda. Od davnina postoje dva gledišta o ovom pitanju: jedno potvrđuje mogućnost nastanka živih bića od neživih stvari - to je teorija abiogeneze, drugo - teorija biogeneze - poriče spontano porijeklo život. Savremeni pogledi nam samo dozvoljavaju da ovaj spor stavimo na naučnu osnovu i time potkrijepimo ispravnost teorije abiogeneze.
Predstave antičkih i srednjovjekovnih filozofa
Opšti nivo znanja u antičkom svetu bio je nizak, a pogledi fantastični. Nepoznavanje načina razmnožavanja organizama bio je razlog zašto se smatralo mogućim nastanak živih bića iz mrtvih ostataka ili neorganskih supstanci. Ove stavove podržavala je i crkva. Otkriće mikroskopa proširilo je razumijevanje strukture organizama; teorija o porijeklu živih bića od neživih je odbačena. Eksperimenti Italijana Redija (sredina 17. veka) dokazali su da sva živa bića potiču od živih bića. Međutim, teorija o spontanom nastanku živih bića iz neživih bića je dugo vremena postojala u ušima naučnika. Eksperimenti Francuza L. Pasteura konačno su raspršili ovu teoriju. Na osnovu Pasteurovog rada razvijene su metode sterilizacije i konzerviranja. To se dogodilo 1870.
Nakon toga, ovo pitanje je prebačeno na ćeliju, a mikroorganizmi više nisu razmatrani. Uporedo sa Pasteurovim radom nastala je i teorija o večnosti života. Prema Rihterovoj teoriji, 1865. godine život je donet na Zemlju sa drugih planeta. Ova teorija ne otkriva suštinu nastanka života, već samo pokušava da objasni njegovu pojavu.
Posebno mjesto u rješavanju pitanja imaju materijalističke teorije. Ključno pitanje ovdje je razlika između živih i neživih stvari. Naučnici uzimaju stvaranje proteinskih spojeva kao osnovu za porijeklo živih bića. Prema teoriji Engleza Ellen 1899. Prva pojava azotnih jedinjenja na Zemlji poklapa se sa periodom kada se vodena para kondenzovala u vodu i prekrila površinu planete. Voda je bila zasićena solima koje su od velikog značaja za stvaranje i aktivnost proteina. U ovoj vrućoj otopini, uz prisustvo ultraljubičastog zračenja, električnih pražnjenja i velike količine ugljičnog dioksida, započelo je rađanje živih bića, koja su potom prošla dug put evolucije.
Istražujući pitanje porijekla živih bića, treba istovremeno razumjeti procese koji se dešavaju tokom formiranja planete. Astronomija i hemija daju odgovor na ova pitanja. Glavni metod istraživanja svemira je spektroskopija. Analiziranje svjetlosti koju emituju zvijezde pruža bogate informacije o njihovom hemijskom sastavu. Od kraja 19. vijeka. Registrovano je 2 miliona. spektri od 15 hiljada zvezda i Sunca. Zaključak - isti hemijski elementi postoje svuda i važe isti fizički zakoni. Formiranje planete.
Najčešći element je vodonik (H-H, H-He). U svemiru formiranom od vodonika, zvijezde se formiraju kao primarna supstanca. Glavna nuklearna reakcija je fuzija jezgri vodika kako bi se formirao atom helija i oslobodila energija. Ova energija pokreće univerzum. Prema zakonu održanja mase, energija oslobođena tokom formiranja pretvara se u energiju zračenja. Dalja interakcija elemenata dovodi do stvaranja drugih hemijskih elemenata. Ove reakcije se izražavaju u formiranju složenijih molekula i njihovih agregata – čestica prašine. Oni formiraju nakupine plinova i prašine u svemiru. Na primjer, džinovska maglina u sazviježđu Orion. Njegov prečnik je 15 svetlosnih godina, količina prašine je dovoljna da formira 100 hiljada zvezda veličine Sunca. Maglina Mliječni put ima prečnik od 100 hiljada svjetlosnih godina. Orionova maglina nam je najbliža, na udaljenosti od 1500 svjetlosnih godina. Zemlja i druge planete Sunčevog sistema formirane su od oblaka gasa i prašine prije 4,5 milijardi godina. Uprkos zajedničkom poreklu planeta, život se pojavio samo na Zemlji i dostigao izuzetnu raznolikost. Za nastanak života na Zemlji bili su neophodni kosmički i planetarni uslovi. Prvo, ovo su optimalne veličine planete. Drugo, kretanje po kružnoj orbiti osigurava stalnu toplinu. Treće, konstantno zračenje zvijezde. Sve ove uslove je zadovoljila Zemlja, na kojoj su prije oko 4,5 milijardi godina stvoreni uslovi za viši stepen razvoja materije i njenu evoluciju ka nastanku života.
Moderne ideje o poreklu života. Sve moderne ideje o nastanku života na Zemlji zasnivaju se na prepoznavanju abiogenog, odnosno nebiološkog porijekla organskih tvari iz neorganskih molekula. Ovo je mišljenje ruskog naučnika (1924).
Hemijska evolucija
U prvim fazama, Zemlja je imala veoma visoku temperaturu. Kako se hladio, teški elementi su se pomerali u njegov centar, dok su laki elementi ostajali na površini. Metali su oksidirani i u atmosferi nije bilo slobodnog kisika. Sastojao se od H2, CH4, NH3, HCN i bio je redukcijske prirode. To je poslužilo kao preduvjet za nastanak organskih tvari nebiološkim putem. Sve do početka 20. vijeka vjerovalo se da se mogu pojaviti samo u tijelu. S tim u vezi, nazvani su organskim, a tvari mineralima, neorganskim. Godine 1953 dokazano je da se propuštanjem struje kroz mešavinu gasova H2, CH4, NH3, HCN u odsustvu kiseonika dobija mešavina aminokiselina. Nakon toga, mnoga organska jedinjenja su dobijena abiogenim putem. Svi su naknadno otkriveni u svemiru.
Prije više od 4 milijarde godina, cijeli globus je bio “Millerova boca”. Vulkani su eruptirali, lava je tekla, para se kovitlala, munje su sijevale. Kako se planeta hladila, vodena para se kondenzovala i padala na planetu milionima godina. Nastao je primarni okean, vruć i zasićen solima; osim toga, tamo su dospjeli nastali šećeri, aminokiseline i organske kiseline. Ublažavanjem klime postalo je moguće stvaranje složenijih spojeva, što je rezultiralo pojavom primarnih biopolimera - polinukleotida i polipeptida.
Primordijalni okean sadržavao je različite organske i neorganske molekule u rastvorljivom obliku. Njihova koncentracija se stalno povećavala i postepeno su vode postajale „čoha“ hranljivih organskih jedinjenja. Svaki molekul ima specifičnu strukturnu organizaciju: neki su disocirani, neki imaju hidratantne ljuske. Organski molekuli imaju veliku molekularnu težinu i složenu strukturu. Molekuli okruženi vodenom ljuskom spajaju se i formiraju visokomolekularne komplekse - koacervate. U primordijalnom okeanu, kapljice koacervata apsorbirale su druge tvari ili su bile uništene ili uvećane. Kao rezultat toga, kapi su postale složenije i prilagođene vanjskim uvjetima. Među koacervatima počeo je odabir najotpornijih oblika. Pojavile su se razlike između hemijskog sastava unutrašnjeg i spoljašnjeg okruženja. Kao rezultat kemijske evolucije, sačuvani su oni oblici koji nisu izgubili svoje strukturne karakteristike prilikom raspadanja u forme kćeri. Ovo je sposobnost da se sama reprodukuje. U procesu evolucije, povezivanje nukleinskih kiselina i proteinskih molekula dovelo je do pojave genetskog koda. Ova sekvenca nukleotida služila je kao informacija za sekvencu aminokiselina u proteinskom molekulu. (Reprodukcija vlastite vrste). Postepeno, lipidni slojevi oko koacervata su transformisani u vanjsku membranu. To je unaprijed odredilo put dalje evolucije. Formiranje primarnih ćelijskih organizama označilo je početak biološke evolucije.
Pojava prokariota
Selekcija koacervata se nastavila oko 750 miliona godina. Kao rezultat toga, pojavili su se prokarioti bez nuklearne energije. Po načinu rješenja bili su heterotrofi - koristili su organsku tvar primarnog okeana. U nedostatku atmosferskog kiseonika, imali su anaerobni metabolizam. To je neefikasno. Postepeno su se zalihe hrane u okeanu iscrpljivale. Počelo je takmičenje za hranu.
Organizmi sposobni da koriste sunčevu energiju za sintezu organske materije našli su se u povoljnijoj poziciji. Tako je nastala fotosinteza. To je dovelo do pojave novog izvora energije. Tada su fotosintetski organizmi naučili da koriste vodu kao izvor vodonika. Njihova apsorpcija ugljičnog dioksida bila je praćena oslobađanjem kisika i ugradnjom ugljika u organske spojeve. (Danas, prokarioti na površini oceana proizvode do 78% obnovljivog kisika.)
Prelazak iz primarne atmosfere u okruženje kiseonika je veoma važan događaj. U gornjim slojevima formira se ozonski zaslon i javlja se povoljniji tip metabolizma kisika. Novi oblici života počeli su se pojavljivati na Zemlji uz veću upotrebu okoliša.
Pojava eukariota
Eukarioti su nastali kao rezultat simbioze različitih prokariota. Tako su nastali preci primitivnih živih bičastih protozoa. Simbioza flagelata sa fotosintetskim algama ili biljkama.
Mogućnosti jednoćelijskih organizama u ovladavanju svojim staništem bile su ograničene. Prije 2,6 milijardi godina pojavili su se višećelijski organizmi. Osnova modernih ideja o poreklu objašnjava se teorijom fagocitela. Višećelijski organizmi su evoluirali iz kolonijalnih flagelata. Postoje i danas. Ove kolonije su se pretvorile u jednostavan, ali integralan organizam.
Dakle, pojava života na Zemlji povezana je sa dugim procesom hemijske evolucije. Formiranje membrane-ljuske doprinijelo je početku biološke evolucije. I najjednostavniji i najsloženiji imaju ćeliju u srži svoje strukturne organizacije.
Kontrolna pitanja
1. Istorija ideja o nastanku života.
2. Djela L. Pasteura.
3. Teorija vječnosti života.
4. Formiranje neorganskih supstanci i formiranje planete.
5. Teorija.
6. Biološka evolucija.
7. Pojava prvih višećelijskih organizama.
Poglavlje2 Citologija - PROUČAVANJE ĆELIJE
Tema 2.1 Hemijska organizacija ćelije. Makro i mikroelementi
Terminologija
1. Bioelementi– hemijski elementi koji su osnova organskih molekula.
2.Makronutrijenti– hemijski elementi uključeni u sastav organskih molekula u količinama većim od 1%.
3. Mikroelementi– hemijski elementi uključeni u sastav organskih molekula u količini koja ne prelazi 0,001%.
4. Homeostaza– stanje dinamičke ravnoteže prirodnog sistema, podržano aktivnostima regulatornih sistema.
5. Puferska rješenja– rastvor organskih ili neorganskih supstanci čija se pH vrednost ne menja kada se dodaju male količine lužine ili kiseline.
Najjednostavniji mikroorganizmi su pojedinačne ćelije. Tijelo svih višećelijskih organizama sastoji se od većeg ili manjeg broja ćelija, koje su blokovi koji čine živi organizam. Bez obzira da li je ćelija integralni sistem ili njegov dio, ona ima skup karakteristika zajedničkih za sve ćelije.
Hemijska organizacija ćelija
Ćelije sadrže oko 70 elemenata periodnog sistema, koji se nalaze i u neživoj prirodi. Ovo je jedan od dokaza zajedništva žive i nežive prirode. Međutim, omjer elemenata, njihov doprinos formiranju elemenata koji čine organizam i neživa bića, oštro se razlikuju.
Ovisno o odnosu elemenata u sastavu tijela, razlikuju se:
1. makroelementi (98% ćelijske mase) H2, O2, C, N.
2. elementi u tragovima (1,5%) S, P, K, Na, Ca, Mg, Mn, Fe, Cl. Svaki od njih obavlja vrlo važne funkcije u ćeliji.
3. ostalo (0,5%) B, Zn, Cu, I2, F2CO, Se.
Svi ovi elementi učestvuju u izgradnji organizma bilo u obliku jona ili u sastavu određenih jedinjenja – molekula organskih i neorganskih jedinjenja.
Neorganske supstance u ćeliji
To uključuje vodu i mineralne soli.
Voda– najčešće neorgansko jedinjenje u živim organizmima. Njegova količina se kreće od 10% u zubnoj caklini do 90% u zametnim ćelijama. Zavisi od starosti, doba dana, doba godine.
Molekuli vode su predstavljeni dipolima: u zavisnosti od temperature, molekuli mogu biti slobodni ili kombinovani u grupe uz prisustvo vodikovih veza. Priroda dipola određuje visoku hemijsku aktivnost vode. Voda igra ulogu medija u ćeliji, donosi i odnosi hranljive materije. Voda prolazi kroz brojne reakcije hidrolize. Imajući dobru toplotnu provodljivost, voda reguliše temperaturu u ćeliji.
mineralne soli - ovo je većina neorganskih jedinjenja. Oni su u obliku jona ili nedisociranih molekula. K+, Na+, Ca+2 su od velikog značaja. Oni obezbeđuju konstantan sadržaj vode, okruženje rastvora. Pufersko okruženje osigurava postojanost svih unutrašnjih procesa u ćeliji.
Organske supstance u ćeliji
Oni čine 20-30% ćelijske mase. To uključuje biopolimere - proteine, nukleinske kiseline, ugljikohidrate, masti, ATP, itd.
Različite vrste ćelija sadrže različite količine organskih jedinjenja. Složeni ugljikohidrati prevladavaju u biljnim stanicama, dok proteini i masti prevladavaju u životinjskim stanicama. Ipak, svaka grupa organskih supstanci u bilo kojoj vrsti ćelije obavlja funkcije: davanje energije, kao građevinski materijal, prenošenje informacija itd.
Vjeverice. Među organskim supstancama, ćelije i proteini zauzimaju prvo mjesto po količini i važnosti. Kod životinja oni čine 50% suhe mase ćelije.
Ljudsko tijelo sadrži mnoge vrste proteinskih molekula koje se razlikuju jedna od druge i od proteina u drugim organizmima.
 |
peptidna veza:
Kada se spoje, molekuli formiraju: dipeptid, tripeptid ili polipeptid. Ovo je spoj od 20 ili više aminokiselina. Redoslijed transformacije aminokiselina u molekulu je vrlo raznolik. Ovo omogućava postojanje varijanti koje se razlikuju po zahtjevima i svojstvima proteinskih molekula.
Redoslijed aminokiselina u molekulu naziva se struktura.
Primarni – linearni.
Sekundarni – spiralni.
Tercijarni - globule.
Kvartar - asocijacija globula (hemoglobin).
Gubitak strukturne organizacije molekulom naziva se denaturacija. Uzrokuju ga promjene temperature, pH i zračenja. Uz manju izloženost, molekul može vratiti svoja svojstva. Koristi se u medicini (antibiotici).
Funkcije proteina u ćeliji su različite. Najvažnija je izgradnja. Proteini su uključeni u formiranje svih ćelijskih membrana u organelama. Katalitička funkcija je izuzetno važna - svi enzimi su proteini. Motoričku funkciju obezbjeđuju kontraktilni proteini. Transport – sastoji se od vezivanja hemijskih elemenata i njihovog prenošenja u tkiva. Zaštitnu funkciju pružaju posebni proteini - antitijela formirana u leukocitima. Proteini služe kao izvor energije - uz potpunu razgradnju 1g proteina oslobađa se 11,6 kJ.
Ugljikohidrati. To su spojevi ugljika, vodonika i kisika. Predstavljen šećerima. Ćelija sadrži do 5%. Najbogatije su biljne ćelije - do 90% mase (krompir, pirinač). Dijele se na jednostavne i složene. Jednostavni - monosaharidi (glukoza) C6H12O6, grožđani šećer, fruktoza. Disaharid – (saharoza) C]2H22O11 šećer od repe i šećerne trske. Polišećeri (celuloza, skrob) (C6H10O5)n.
Ugljikohidrati obavljaju uglavnom građevinske i energetske funkcije. Kada se 1 g ugljikohidrata oksidira, oslobađa se 17,6 kJ. Skrob i glikogen služe kao energetske rezerve ćelije.
Lipidi. To su masti i materije slične mastima u ćeliji. Oni su estri glicerola i zasićenih i nezasićenih kiselina velike molekularne težine. Mogu biti čvrsta ili tečna – ulja. U biljkama se nalaze u sjemenu, od 5-15% suhe tvari.
Glavna funkcija je energija - kada se 1g masti razgradi, oslobađa se 38,9 kJ. Masti su rezerve hranljivih materija. Masti obavljaju građevinsku funkciju i dobar su toplinski izolator.
Nukleinske kiseline. To su složena organska jedinjenja. Sastoje se od C, H2, O2, N2, P. Sadrži se u jezgrima i citoplazmi.
 |
a) DNK je biološki polinukleotid koji se sastoji od dva lanca nukleotida. Nukleotidi - sastoje se od 4 azotne baze: 2 purina - adenina i valina, 2 pirimedina citozina i gvanina, kao i šećera - dezoksiriboze i ostatka fosforne kiseline.
U svakom lancu nukleotidi su povezani kovalentnim vezama. Lanci nukleotida formiraju spirale. DNK spirala prepuna proteina formira strukturu - hromozom.
b) RNK je polimer čiji su monomeri nukleotidi slični DNK, azotne baze - A, G, C. Umjesto timina nalazi se Urace. Ugljikohidrat u RNK je riboza, a tu je i ostatak fosforne kiseline.
Dvolančane RNK su nosioci genetske informacije. Jednolančani - nose informacije o redoslijedu aminokiselina u proteinu. Postoji nekoliko jednolančanih RNK:
Ribosomalni – 3-5 hiljada nukleotida;
Informacije – nukleotidi;
Transport - 76-85 nukleotida.
Sinteza proteina se odvija na ribosomima uz učešće svih vrsta RNK.
Kontrolna pitanja
1. Da li je ćelija organizam ili njegov dio?
2. Elementarni sastav ćelija.
3. Voda i minerali.
4. Organske supstance ćelije.
6. Ugljikohidrati, masti.
Tema 2.2 Struktura i funkcije ćelije
Terminologija
1. Biološka membrana– bimolekularni sloj fosfolipida sa različitim proteinskim molekulima koji su uronjeni u njega sa različitih strana.
2. Organoidi– strogo specijalizovane strukture koje su stalno prisutne u citoplazmi.
3. Citoskelet– sistem mikrotubula i proteinskih vlakana koji osigurava održavanje oblika ćelije i prostranosti struktura u citoplazmi.
4. Mitohondrije– energetske stanice ćelije na čijim su membranama na sređen način raspoređeni enzimi energetskog metabolizma.
5. Plastidi- organele u kojima se odvija fotosinteza.
6. Inkluzije- strukture koje nisu stalno prisutne u citoplazmi, koje su produkti vitalne aktivnosti ćelije i djeluju kao opskrba hranjivim tvarima.
Biohemijske transformacije su neraskidivo povezane sa različitim strukturama žive ćelije, koje su odgovorne za obavljanje određene funkcije. Takve strukture nazivaju se organele jer, kao i organi cijelog organizma, obavljaju određenu funkciju. Prema nivou organizacije (stepenu složenosti), sve ćelije se dele na nenuklearne - prokariote i nuklearne - eukariote. Bez nuklearne energije uključuju bakterije i plavo-zelene alge. Eukarioti uključuju ćelije gljiva, životinja i biljaka.
Dakle, moderna nauka razlikuje dva nivoa ćelijske organizacije: prokariotski i eukariotski. Prokarioti su zadržali osobine ekstremne antike: vrlo su jednostavno strukturirani. Na osnovu toga se izdvajaju u nezavisno kraljevstvo - drobilice.
Eukariotske ćelije sadrže jezgro ograničeno ljuskom, kao i složene "energetske stanice" - mitohondrije. Drugim riječima, sve stanice nuklearnih organizama su visoko organizirane, prilagođene potrošnji kisika i stoga mogu proizvesti velike količine energije.
Struktura prokariota
Bakterije su tipični prokarioti. Žive svuda: u vodi, zemljištu, hrani. Spisak životnih uslova pokazuje kakav visok stepen prilagodljivosti imaju prokarioti, uprkos jednostavnosti njihove strukture. Bakterije su primitivni oblici života i može se pretpostaviti da su nastale u najranijim fazama razvoja života na Zemlji. Bakterije su prvobitno živele u morima. Od njih su nastali savremeni mikroorganizmi. Čovjek se upoznao sa svijetom mikroba nakon što je napravio sočivo sa velikim uvećanjem.
Poreklo životaPoreklo života
1. Koacervati su bili prvi živi organizmi na Zemlji.
2. Teorija abiogeneze pretpostavlja mogućnost nastanka živih bića samo od živih bića.
3. Pasteur je svojim eksperimentima dokazao nemogućnost spontanog stvaranja života.
4. Najznačajnija karakteristika Oparinove hipoteze je postepeno usložnjavanje hemijske strukture i morfološke razmene prekursora. Život na putu do živih organizama.
5. Koacervati nisu u stanju da adsorbuju supstancu iz okolnog rastvora.
6. Život je nastao biogeno.
7. Život na Zemlji se pojavio prije oko 3,5 miliona godina
8. Trenutno je spontano stvaranje živih organizama nemoguće na Zemlji.
9. Koacervat su tekući mjehurići okruženi proteinskim filmovima.
10. Prvi živi organizmi na našoj planeti bili su aerobni heterotrofi.
Poreklo života
1. Koacervati su bili prvi živi organizmi na Zemlji.
2. Teorija abiogeneze pretpostavlja mogućnost nastanka živih bića samo od živih bića.
3. Pasteur je svojim eksperimentima dokazao nemogućnost spontanog stvaranja života.
4. Najznačajnija karakteristika Oparinove hipoteze je postepeno usložnjavanje hemijske strukture i morfološke razmene prekursora. Život na putu do živih organizama.
5. Koarvati nisu sposobni da adsorbuju supstancu iz okolnog rastvora.
6. Život je nastao biogeno.
7. Život na Zemlji se pojavio prije oko 3,5 miliona godina
8. Trenutno je spontano stvaranje živih organizama nemoguće na Zemlji.
9. Koacervat su tekući mjehurići okruženi proteinskim filmovima.
10. Prvi živi organizmi na našoj planeti bili su aerobni heterotrofi.
Poreklo života
1. Koacervati su bili prvi živi organizmi na Zemlji.
2. Teorija abiogeneze pretpostavlja mogućnost nastanka živih bića samo od živih bića.
3. Pasteur je svojim eksperimentima dokazao nemogućnost spontanog stvaranja života.
4. Najznačajnija karakteristika Oparinove hipoteze je postepeno usložnjavanje hemijske strukture i morfološke razmene prekursora. Život na putu do živih organizama.
5. Koaknervati nisu sposobni da adsorbuju supstancu iz okolnog rastvora.
6. Život je nastao biogeno.
7. Život na Zemlji se pojavio prije oko 3,5 miliona godina
8. Trenutno je spontano stvaranje živih organizama nemoguće na Zemlji.
9. Koacervat su tekući mjehurići okruženi proteinskim filmovima.
10. Prvi živi organizmi na našoj planeti bili su aerobni heterotrofi.
sažetak ostalih prezentacija“Koncepti nastanka života” - Problem. Primarni genetski materijal. Glavna poteškoća hipoteze. Problemi u savremenoj nauci. Biohemijska evolucija. Stepen poretka. Teorija panspermije. Nadbiskup Usher. RNA svijet. Interakcija. Postoje mnoge teorije o nastanku života. francuski naučnik. Italijanski biolog. Osnovni postulati teorije biohemijske evolucije. Ideja o spontanoj generaciji. Osnivač teorije panspermije.
“Problem nastanka i suštine života” - Prirodoslovni pristup. Oparin. Koncept stabilnog stanja. DNK molekule. Tijelo osobe težine 70 kg sadrži 45,5 kg kisika. Svojstvo kiralnosti. Kreacionizam. Virusi. Messenger RNA. Anaksagora. Koncept panspermije. Ideja o spontanoj generaciji. Osnovne odredbe. Simpozijumi o problemu nastanka života. Biopolimeri. Glavna zasluga Oparina. Koncept biohemijske evolucije.
"Kako je nastao život na Zemlji" - Koncept biogeneze. Promjene u Zemljinoj atmosferi. L. Pasteur. Van Helmont. Teorija stabilnog stanja. Spontano nastanak života. Pojava života na Zemlji. teorija A.I Oparina. F.Redi. Vitalizam. L. Spallanzani. Panspermija. Život na Zemlji. Prirodno poreklo života. Iskustvo S. Millera. Teorije o poreklu života. Mikroorganizmi. Atmosfera Zemlje. Kreacionizam. Teorija biohemijske evolucije.
“Koncepti nastanka života na Zemlji” - Radijacijska panspermija. Cell. Teorija evolucije. Shema pojave. Sovjetski biohemičar. Obrnuto usmjerena panspermija. Klice života. Eksperimenti na reprodukciji aminokiselina. Hemičar Stanley Miller. Biljna ćelija. Teorija panspermije. Kreacionizam. Šta je život. Vernadsky. Paracelsus. Hemijski elementi. Živi sadržaj ćelije. Polipeptidi. Teorija spontane generacije. Formaldehid. Savremeni pogled na nastanak života.
“Teorije o nastanku života” - Organska jedinjenja. Coacervate. Faze formiranja života prema Oparinu. Organizmi se razlikuju od neživih bića. Hipoteza biopoeze. Biogena metoda. Van Helmont. Oparinova teorija biohemijske evolucije. Hipoteza o spontanom nastanku života na Zemlji. Hipoteza stabilnog stanja. Francuski mikrobiolog Louis Pasteur. Hipoteza biohemijske evolucije. Hipoteza panspermije. Šta je život. Svojstva proteina.
“Najstariji organizmi na Zemlji” - Najstariji organizmi. Tip Brachiopod. Spisak privremenih jedinica. U kom periodu živimo? Sličnosti. Sličnosti i razlike. Oprema. Moderni predstavnici. Jan Baptist Van Helmont. Teorija je evolutivna. Predstavnici klase školjkaša. Rođenje života. Comb castle. Klasa Trilobiti. Class Bivalves. Geohronološka tabela. Teorija božanskog porekla.
