30.11.22 г. СРЕДА . Группы 403,508, 306,408
Здравствуйте, уважаемые студенты, записывайте дату, тему и выполняйте необходимые записи(ВСЁ подряд не пишите, читайте, выбирайте, можно составить план, ЕСЛИ ЕСТЬ ВИДЕО, НАДО ПОСМОТРЕТЬ ,ВЫПОЛНИТЬ ПО НЕМУ ЗАПИСИ, МНОГО НЕ НУЖНО ПИСАТЬ. Материала может быть выложено много, но это не значит, что всё надо записывать! После этого, сфотографируйте и отошлите мне на почту rimma.lu@gmail.com . Тетрадь привезете, когда перейдем на очную форму обучения).Справа находится АХИВ БЛОГА , смотрите дату и номер своей группы
моя почта : rimma.lu@gmail.com Жду ваши фотоотчеты!
ГРУППА 403 экология1,2
ТЕМА 1,2 : Введение . Объект изучения экологии — взаимодействие живых систем. Роль экологии в формировании современной картины мира и в практической деятельности людей. Значение экологии в освоении профессий и специальностей среднего профессионального образования.
Слово «экология»
образовано от греческого «oikos», что означает дом (жилище, место обитания,
убежище) и «logos» - наука. В буквальном смысле экология – наука об организмах
«у себя дома». Наука, в которой особое внимание уделяется «совокупности» или
характеру связей между организмами и окружающей средой. В настоящее время
большинство исследователей считает, что экология – это наука, изучающая
отношения живых организмов между собой и окружающей средой, или наука,
изучающая условия существования живых организмов, взаимосвязи со средой, в
которой они обитают.
Экология приобрела практический интерес еще на заре развития
человечества. В примитивном обществе каждый индивидуум для того, чтобы выжить,
должен был иметь определенные знания об окружающей его среде, о силах природы,
растениях и животных. Можно утверждать, что цивилизация возникла тогда, когда
человек научился использовать огонь и другие средства и орудия, позволяющие ему
изменять среду обитания. Как и другие области знания, экология развивалась
непрерывно, но неравномерно на протяжении истории человечества. По дошедшим до
нас орудиям охоты, наскальным рисункам о способах культивирования растений,
лова животных, обрядам, люди еще на заре
становления человечества имели отдельные представления о повадках животных,
образе их жизни, о сроках сбора растений, употребляемых для их нужд, о местах
произрастания растений, о способах выращивания и ухода за ними. Некоторые
сведения подобного рода находим в сохранившихся памятниках древнеегипетской,
индийской, тибетской культур. Элементы экологии имеют место в эпических
произведениях и легендах.
Раньше казалось, что экология в
отличие, например, от медицины, успеху которой способствовали лабораторные
исследования, ограничивалась теоретическими изысканиями. В ХIХ – в начале ХХ
вв., а иногда и сейчас, непосредственное перенесение на природу методов,
выработанных в лабораторных условиях, часто приводило к непредвиденным,
катастрофическим последствиям. Эта ошибочная
практика постепенно заставила обратить внимание на экологию, учет
человеком в своей деятельности экологических законов.
В конце ХХ ст. происходит
«экологизация» науки. Это связано с осознанием огромной роли экологических
знаний, с пониманием того, что деятельность человека зачастую не просто наносит
вред окружающей среде, но изменяя условия жизни людей, угрожает самому
существованию человечества.
Рассматривая уровни организации
жизни – сообщество, популяции, организм, орган, клетку и ген мы видим, что они
расположены в иерархическом порядке – от малых систем к крупным. На каждом
уровне или ступени в результате взаимодействия с окружающей физической средой (энергией и веществом)
возникают характерные функциональные системы. Под системой понимаются
упорядоченно взаимодействующие и взаимозависимые компоненты, образующие единое
целое. Экология изучает главным образом, системы надорганизменных уровней
организации: популяционные, экологические.
Биосфера
↑
Экосистемы
↑
Сообщества
↑
Популяции
↑
Организмы
Рис.1.1. – Уровни организации
живых систем, изучаемые экологией
Самой крупной и наиболее
близкой к идеалу по «самообеспечению» веществом и энергией является биологическая
система – биосфера. Она включает все живые организмы Земли, находящиеся во
взаимодействии с физической средой как единое целое, чтобы поддерживать эту
систему в состоянии устойчивого равновесия, получая поток энергии от Солнца, ее
источника и переизлучая эту энергию в космическое пространство.
Иерархический подход дает
удобную основу для подразделения и изучения экологических ситуаций. На этом
основании можно дать определение экологии как науки, ее содержания,
предмета и задач.
Экология – это наука,
исследующая закономерности жизнедеятельности организмов (в любых ее
проявлениях, на всех уровнях интеграции) в их естественной среде обитания, с
учетом изменений, вносимых в среду деятельностью человека.
Основным содержанием
современной экологии является исследование взаимоотношений организмов друг с
другом и со средой на популяционно-биоценотическом уровне и изучение
функционирования биологических макросистем более высокого ранга: биоценозов
(экосистем), биосферы, их продуктивности и энергетики. (Биоценоз – это
«объединение живых организмов, соответствующее по своему составу, числу видов и
особей некоторым средним уровням среды…»)
Предметом исследования
экологии являются биологические макросистемы (популяция, биоценозы) и их
динамика во времени и пространстве.
Основные задачи экологии
могут быть сведены к изучению динамики популяций, к изучению биоценозов и
экосистем. Структура биоценозов, на уровне формирования которых происходит
освоение среды, способствует наиболее экономическому и полному использованию
жизненных ресурсов. С этой точки зрения, главная теоретическая и практическая задача
экологии заключается в том, чтобы вскрыть
законы этих процессов и научиться управлять ими в условиях неизбежной
индустриализации и урбанизации нашей планеты.
Роль экологии в формировании современной картины мира и в практической деятельности людей
На сегодняшний день роль экологии в жизни и практической деятельности человека растет. Это связано с обострением экологической ситуации на Земле, вызванной ростом населения, большим потреблением энергии, обострением социальных противоречий. Дальнейшее развитие и даже существование современной цивилизации возможно только в гармонии с окружающей средой, что требует глубокого знания и соблюдения биологических закономерностей, широкого использования биотехнологии.
Значение экологии в освоении профессий и специальностей среднего профессионального образования
Для будущих ветеринарных врачей небезынтересными будут вопросы экологии популяций, сообществ и экосистем. Изучая экологию микроорганизмов, необходимо иметь в виду, что они не только обитатели, но и созидатели современной биосферы, и сами служат экологическим фактором практически для всех живых организмов, с которыми они взаимодействуют как косвенно, через процессы круговорота элементов, так и непосредственно, являясь комменсалами, симбионтами или паразитами. При изучении экологии патогенных микроорганизмов внимание ученых привлечено к вопросу о возможности их размножения, а, следовательно, и обитания в окружающей среде. Построенные на новых данных обобщения способствовали возврату в эпизоотологию и эпидемиологию представлений об особой группе инфекций.
Предназначение дисциплины «Экология» обосновано необходимостью сохранения экологического благополучия на Земле, которое всецело зависит, прежде всего, от уровня экологических знаний. Человек в конкурентной борьбе за выживание в природной окружающей среде начал строить свои искусственные антропогенные экосистемы.
ГРУППА 508 БИОЛОГИЯ 12,13
ТЕМА 12,13 : Ядро. Прокариоты и эукариоты.
Лаб.работа №3 «Строение растительной, животной, грибной и бактериальной клеток под микроскопом»
Ядро. Прокариоты и эукариоты
Строение ядра. В отличие от некоторых низших растений и простейших, клетки которых содержат несколько ядер, высшие животные, растения и грибы состоят из клеток, в которых находится одно ядро. Оно имеет форму шара с диаметром от 3 до 10 мкм (рис. 11, 8). Ядро окружено оболочкой, состоящей из двух мембран, каждая из которых подобна плазматической мембране. Через определенные интервалы обе мембраны сливаются друг с другом, образуя отверстия диаметром 70 нм — ядерные поры. Через них осуществляется активный обмен веществами между ядром и цитоплазмой. Размеры пор позволяют проникать из ядра в цитоплазму даже крупным молекулам РНК и частицам рибосом.
В ядре хранится наследственная информация не только о всех признаках и свойствах данной клетки, о процессах, которые должны протекать в ней (например, синтез белка), но и о признаках организма в целом. Информация записана в молекулах ДНК, которые являются основной частью хромосом. Кроме того, в состав хромосом входят различные белки. В период между делениями клетки хромосомы представляют собой длинные, очень тонкие нити, увидеть которые можно только в электронный микроскоп.
Рис. 17. Схема упаковки ДНК в хромосоме
Средняя длина молекулы ДНК, составляющей основу каждой из 46 хромосом человека, около 5 см. Как же упакованы эти молекулы в ядре с диаметром всего около 5 мкм? Выделяют четыре уровня упаковки ДНК в хромосоме (рис. 17). На первом уровне двойная спираль ДНК диаметром 2 нм наматывается на белковый комплекс, содержащий 8 молекул гистонов — белков с повышенным содержанием положительно заряженных аминокислотных остатков лизина и аргинина. Образуется структура диаметром 11 нм, напоминающая бусы на нитке. Каждая «бусина» — нуклеосома содержит около 150 пар нуклеотидов. На втором уровне нуклеосомы сближаются с помощью гистона, отличающегося от тех, которые входят в состав нуклеосомы. Образуется фибрилла диаметром 30 нм. На третьем уровне упаковки формируются петли, содержащие от 20 ООО до 80 000 пар нуклеотидов ДНК. В «устье» каждой петли находятся белки, которые узнают определенные нуклеотидные последовательности и при этом имеют сродство друг к другу. Типичная хромосома млекопитающих может содержать до 2500 петель. Перед делением клетки молекулы ДНК удваиваются, петли укладываются в стопки, хромосома утолщается и становится видимой в световой микроскоп. На этом четвертом уровне упаковки каждая хромосома состоит из двух идентичных хроматид, каждая из которых содержит по одной молекуле ДНК. Участок соединения хроматид носит название центромеры. В целом «укорочение» ДНК достигает 104. Это соответствует тому, как если бы нитку длиной с Останкинскую башню (500 м) упаковали в спичечный коробок (5 см).
В ядрах всегда присутствует одно или несколько ядрышек (рис. 11, 9). Ядрышко формируется определенными участками хромосом; в нем образуются рибосомы.
Ядро благодаря наличию в нем хромосом, содержащих наследственную информацию, выполняет функции центра, управляющего всей жизнедеятельностью и развитием клетки.
Ведущая роль ядра в наследственности. Итак, в ядре клеток заключены хромосомы, которые содержат ДНК — хранилище наследственной информации. Этим определяется ведущая роль клеточного ядра в наследственности. Данное важнейшее положение современной биологии не просто вытекает из логических рассуждений, оно доказано рядом точных опытов. Приведем один из них. В Средиземном море обитает несколько видов одноклеточных зеленых водорослей — ацетабулярий. Они состоят из тонких стебельков, на верхних концах которых располагаются шляпки. По форме шляпок различают виды ацетабулярий.
В нижнем конце стебелька ацетабулярии находится ядро. У ацетабулярии одного вида искусственно удалили шляпку и ядро, а к стебельку подсадили ядро, извлеченное у ацетабулярии другого вида. Что же оказалось? Через некоторое время на водоросли с подсаженным ядром образовалась шляпка, характерная для того вида, которому принадлежало пересаженное ядро (рис. 18).
Рис. 18. Схема опыта с ацетобулярией
А и Б - разные виды ацетобулярий
Хотя ядру принадлежит ведущая роль в явлениях наследственности, из этого, однако, не следует, что только ядро ответственно за передачу всех свойств из поколения в поколение. В цитоплазме также существуют органоиды (хлоропласты и митохондрии), содержащие ДНК и способные передавать наследственную информацию.
Таким образом, именно в ядре каждой клетки содержится основная наследственная информация, необходимая для развития целого организма со всем разнообразием его свойств и признаков. Именно ядро играет центральную роль в явлениях наследственности.
Как же обстоит дело у тех организмов, клетки которых не имеют ядер?
Прокариоты и эукариоты. Все организмы, имеющие клеточное строение, делятся на две группы: доядерные (прокариоты) и ядерные (эукариоты).
Клетки прокариот, к которым относятся бактерии, в отличие от эукариот, имеют относительно простое строение. В прокариотической клетке нет организованного ядра, в ней содержится только одна хромосома, которая не отделена от остальной части клетки мембраной, а лежит непосредственно в цитоплазме. Однако в ней также записана вся наследственная информация бактериальной клетки.
Цитоплазма прокариот по сравнению с цитоплазмой эукариотических клеток значительно беднее по составу структур. Там находятся многочисленные, более мелкие, чем в клетках эукариот, рибосомы. Функциональную роль митохондрий и хлоропластов в клетках прокариот выполняют специальные, довольно просто организованные мембранные складки.
Клетки прокариот, так же как и эукариотические клетки, покрыты плазматической мембраной, поверх которой располагается клеточная оболочка или слизистая капсула. Несмотря на относительную простоту, прокариоты являются типичными независимыми клетками.
Сравнительная характеристика прокариот и эукариот
Сравнительная характеристика клеток эукариот. По строению различные эукариотические клетки сходны. Но наряду со сходством между клетками организмов различных царств живой природы имеются заметные отличия. Они касаются как структурных, так и биохимических особенностей.
Для растительной клетки характерно наличие различных пластид, крупной центральной вакуоли, которая иногда отодвигает ядро к периферии, а также расположенной снаружи плазматической мембраны клеточной стенки, состоящей из целлюлозы. В клетках высших растений в клеточном центре отсутствует центриоль, встречающаяся только у водорослей. Резервным питательным углеводом в клетках растений является крахмал.
В клетках представителей царства грибов клеточная стенка обычно состоит из хитина — полисахарида, из которого также построен наружный скелет членистоногих животных. Имеется центральная вакуоль, отсутствуют пластиды. Только у некоторых грибов в клеточном центре встречается центриоль. Запасным углеводом в клетках грибов является гликоген.
В клетках животных отсутствует плотная клеточная стенка, нет пластид. Нет в животной клетке и центральной вакуоли. Центриоль характерна для клеточного центра животных клеток. Резервным углеводом в клетках животных также является гликоген.
- Покажите связь строения ядра с его функцией в клетке.
- Как можно доказать ведущую роль ядра в клетке?
- Имеются ли принципиальные различия между прокариотами и эукариотами? Поясните ответ.
ТЕМА: Лаб.работа №3 «Строение растительной, животной, грибной и бактериальной клеток под микроскопом».
ГРУППА 306 Биология 15
Тема 15: Биологическое окисление.
Биологическое окисление. Анаэробный этап клеточного дыхания.
И гетеротрофные, и автотрофные организмы способны получать энергию для обеспечения клеточных нужд (биосинтез различных веществ, транспорт и движение) путём окисления органических веществ. Для гетеротрофов окисление органических веществ является единственным способом получения энергии. Фотоавтотрофы используют энергию света для того, чтобы синтезировать сахара, а полученные сахара используются либо для синтеза других веществ и построения тела в ходе процессов анаболизма, либо как источник энергии в катаболизме. Фотосинтезирующие организмы расходуют свои запасы органических веществ случае отсутствия света, например, в темное время суток, а также в клетках, которые находятся в тех частях организма, куда не проникает свет.
Суть биологического окисления
Окисление — это процесс отдачи веществом электронов окислителю. Окисление может происходить в ходе различных процессов:
- Отдача веществом только электронов. Такое окисление имеет место, например, при превращении
в составе цитохромов или же как реакция свободного железа при хемосинтезе. - Окислительно-восстановительные реакции органических веществ в клетках часто сопровождаются передачей не только электронов, но и атомов О или Н.
а) Поскольку атом О обладает большей электроотрицательностью, чем атом С, увеличение количества атомов кислорода в соединении считается окислением.
При этом степень окисления углерода в соединении увеличивается (электроны от него смещаются к кислороду,-заряд на атоме С увеличивается).
Пример — окисление альдегида до карбоновой кислоты.б) Поскольку связь С–Н гораздо менее полярная, чем С–О, степень окисления углерода в соединениях с большим количеством атомов Н меньше (менее положительная), чем в соединениях с меньшим количеством атомов Н (при наличии других электроотрицательных атомов — О, N…).
Поэтому окислением может называться отдача органическим веществом атомов водорода.
Пример — окисление спирта в альдегид.
Переносчики водорода
Итак, биологическое окисление органических веществ часто происходит путем отдачи атомов водорода [H], то есть протонов
Таким образом, НАД переносит 2 электрона и 1 протон, второй протон выделяется в раствор. ФАД переносит 2 электрона и 2 протона.
Принимая на себя атомы водорода,
Этапы окисления энергетических субстратов
Процесс катаболизма энергетических субстратов (органических веществ) протекает с выделением энергии. Он состоит из следующих этапов:
- Подготовительный этап идет в полости пищеварительной системы или — при внутриклеточном пищеварении — во вторичных лизосомах. При этом полимеры расщепляются на мономеры, которые можно перенести через мембрану в цитоплазму клеток (или сначала в кровь, а затем в тканевую жидкость и в цитоплазму). Расщепление катализируют литические ферменты. Например, амилазы и мальтазы расщепляют в тонком кишечнике крахмал до глюкозы.
Энергия на этом этапе выделяется в виде тепла, АТФ не образуется.
Основным источником энергии для многих клеток служит окисление глюкозы или других сахаров, поэтому рассматривается в первую очередь механизм окисления глюкозы, хотя и другие вещества могут окисляться с целью получения энергии (аминокислоты, жирные кислоты…).
Внутриклеточное окисление глюкозы включает два этапа:
а) анаэробный этап в цитоплазме — гликолиз. У анаэробов на этом окисление глюкозы заканчивается, так как нет молекулярного кислорода для дальнейшего окисления;
б) аэробный этап в митохондриях при участии молекулярного кислорода.
Гликолиз
Первый этап внутриклеточного окисления углеводов осуществляется без участия кислорода и называется гликолиз (от «гликис» — сладкий, «лизис» — распад). Он происходит в цитоплазме.
На первых этапах гликолиза тратится две молекулы АТФ на фосфорилирование 1 молекулы сахара. Образующаяся гексоза (С6), несущая два остатка фосфорной кислоты, распадается на две фосфорилированные триозы (2*С3). Затем происходит окисление фосфотриозы (фосфорилированного C3-сахара — «половинки» глюкозы) до фосфоглицериновой кислоты (ФГК). Это окисление осуществляется путем отнятия двух атомов водорода и переноса их на
Образовавшаяся ФГК превращается далее в пировиноградную кислоту (ПВК), или пируват, при этом синтезируется еще две молекулы АТФ в расчете на 1 молекулу глюкозы. Таким образом, расщепление в гликолизе одной молекулы глюкозы дают в результате выигрыш в 2 молекулы АТФ. Пируват — это конечный продукт гликолиза.
В результате этого процесса в клетке будет накапливаться НАД∙Н, который необходимо снова превратить в
В условиях же бескислородной среды окисление НАДН до
Различают разные типы брожения:
а) Молочнокислое брожение. ПВК (пируват) превращается в молочную кислоту (лактат). Так происходит, например, при частых сокращениях мышц, когда поступление кислорода недостаточно, и основная часть АТФ получается за счет гликолиза. Накопление молочной кислоты является основным фактором усталости мышц. Аналогичный процесс происходит при росте ряда микроорганизмов в анаэробных условиях. Накапливающаяся при этом молочная кислота подавляет рост гнилостных бактерий и служит консервантом продуктов при приготовлении простокваши, йогурта, квашеной капусты, силоса на корм скоту.
б) Спиртовое брожение. Дрожжи на завершающем этапе гликолиза отщепляют от пировиноградной кислоты карбоксильную группу в форме углекислого газа, в результате чего образуется уксусный альдегид. Он восстанавливается путем переноса водородов с НАД∙Н до этилового спирта. На этом процессе основано пивоварение, виноделие, а также поднятие дрожжевого теста (за счет пузырьков образующегося углекислого газа).
ГРУППА 408 БИОЛОГИЯ 25,26
ТЕМА 25, 26:Бионика как одно из направлений биологии.
|
Бионика — одно из направлений биологии и кибернетики, изучающее особенности строения и жизнедеятельности организмов в целях создания более совершенных технических систем или устройств, характеристики которых приближаются к характеристикам живых систем.
Датой рождения бионики считается 13 сентября 1960 г.
В этот день открылся первый международный симпозиум на тему «Живые прототипы искусственных систем — ключ к новой технике».
Но и до официального признания бионика как таковая была известна. Изобретатели уже давно обращали внимание на различные явления природы, закономерности ее развития и находили правильные решения технических задач.
В процессе последовательного, беспощадного естественного отбора природа тысячелетиями совершенствовала свои системы, оттачивала отдельные органы животных.
В жестокой борьбе за существование выживали и давали потомство только самые совершенные формы организмов. В итоге столь продолжительной эволюции природа создала на Земле гигантскую сокровищницу, в которой не счесть изумительных образцов «живых инженерных систем», функционирующих очень точно, надежно и экономично, отличающихся поразительной целесообразностью и гармоничностью действий, способностью реагировать на тончайшие изменения многочисленных факторов внешней среды, запоминать и учитывать эти изменения, отвечать на них многообразными приспособительными реакциями. У природы для этого было много времени, а человек, создающий современные машины, должен решать технические задачи за короткий срок,за десятилетия, даже годы.
Многие «изобретения» природы еще в глубокой древности помогали решать ряд технических задач. Так, арабские врачи уже много сотен лет назад, проводя глазные хирургические операции, получили представление о преломлении световых лучей при переходе из одной прозрачной среды в другую. Изучение хрусталика глаза натолкнуло врачей древности на мысль об использовании линз,изготовленных из хрусталя или стекла, для увеличения изображения.
В области физики изучение многих основных принципов учения об электричестве было начато с исследования так называемого животного электричества. В частности, знаменитые опыты итальянского физиолога XVIII в. Луиджи Гальвани с лапкой лягушки привели в конечном итоге к созданию гальванических элементов —химических источников электрической энергии.
Луиджи Гальвани (1737-1798)
Еще в годы Первой мировой войны британский флот получилна вооружение гидрофоны — приборы для обнаружения германских подводных лодок по шуму их винтов в воде. Конструкция оказалась неудачной. Во время хода судна гидрофоны не воспринимали других звуков, так как все заглушалось шумом машины собственного корабля. На помощь пришли зоологи. Они напомнили,что тюлени прекрасно слышат в воде при любой скорости, и предложили придать гидрофонам форму ушной раковины тюленя. С тех пор англичане стали более успешно бороться с германскими подводными лодками.
Стремление ученых понять,в чем природа совершеннее, умнее, экономнее современной техники, их попытки найти и систематизировать новые методы для коренного усовершенствования существующих и создания принципиально новых машин, приборов, строительных конструкций и технологических процессов и породили новое научное направление, получившее название бионика.
Формы живого в природе и их промышленные аналоги.
Одной из основных задач, решаемых бионикой, является исследование принципов, позволяющих достичь высокой надежности биологических систем, моделирование компенсаторных функций организмов и их способностей к адаптации.
Примером высокой надежности приспособительных механизмов у некоторых организмов являются особые оболочки для защиты от действия окружающей среды и возможного нападения.
Бионика:подробно с иллюстрациями
Комментариев нет:
Отправить комментарий