Какие органические вещества обеспечили воспроизводство организмов в период возникновения жизни

Обновлено: 04.07.2024

Нуклеиновые кислоты при полном их гидролизе распадаются на три типа веществ – азотистые основания (пуриновые и пиримидиновые основания), сахара (пентозы) и фосфорную кислоту. Пентозы нуклеиновых кислот представлены D-рибозой или 2-D-дезоксирибозой. Оба эти сахара содержатся в составе нуклеиновых кислот в фуранозной форме и имеют конфигурацию: Нуклеиновая кислота называется рибонуклеиновой (РНК), если в ее состав входит рибоза, или дезоксирибонуклеиновой (ДНК), если в ее состав входит дезоксирибоза. Недавно установлено, что рибоза и дезоксирибоза не являются единственными углеводами, входящими в состав нуклеиновых кислот: в ряде фаговых ДНК и РНК некоторых видов раковых клеток найдена глюкоза. Азотистые основания, которые обычно встречаются в нуклеиновых кислотах – это производные пурина аденин (А) и гуанин (G)-и производные пиримидина – цитозин (С), тимин (Т) и урацил (U). Сами пурин и пиримидин в состав нуклеиновых кислот не входят.

Состав молекул белков. Белки – органические вещества, в состав молекул которых входят углерод, водород, кислород и азот, а иногда – сера и другие химические элементы.

2. Что такое биологические полимеры?

Биологические полимеры — это органические соединения, входящие в состав клеток живых организмов и продуктов их жизнедеятельности.

Свойства биополимеров зависят от строения их молекул: от числа и разнообразия мономерных звеньев, образующих полимер.

3. Какие организмы называют автотрофами; гетеротрофами?

Автотрофы – организмы которые самостоятельно вырабатывают питательные вещества (растения).

Гетеротрофы – употребляют питательные вещества из других источников (животные).

Стр. 95. Вопросы для обсуждения и задания.

1. Какие космические факторы на ранних этапах развития Земли явились предпосылками для возникновения органических соединений?

На ранних этапах развития Земли органические соединения образовывались из неорганических абиогенным путем. Источником энергии для этих процессов служило ультрафиолетовое излучение Солнца. В атмосфере не существовало ни озона, ни кислорода, поэтому ультрафиолет ничем не задерживался и достигал поверхности планеты. Под его воздействием, а также при участии электрических грозовых разрядов из воды и газов образовывались простейшие органические вещества: формальдегид, глицерин, аминокислоты, мочевина и др.

2. Назовите основные стадии возникновения жизни согласно теории биопоэта.

Согласно теории биопоэза, сформулированной в 1947 г. английским физиком и историком науки Джоном Берналом (1901—1971), можно выделить три стадии возникновения жизни:

2. образование биологических полимеров и коацерватов (от лат. coacervus – сгусток);

3. формирование мембранных структур и первичных организмов (пробионтов).

Основное место протекания всех этих процессов – древний океан.

3. Как образовывались, какими свойствами обладали и в каком направлении эволюционировали коацерваты?

Образование коацерватов было бы невозможно без взаимодействия органических веществ друг с другом и с неорганическими соединениями. В результате такого взаимодействия из жирных кислот и спиртов образовались липиды, из аминокислот – пептиды, из нуклеотидов – нуклеиновые кислоты. Липиды формировали пленки на поверхности водоемов, а белки – растворенные в воде полимерные комплексы. Такие комплексы, сливаясь друг с другом, образовывали коацерваты – структуры, обособленные от остальной массы воды. В первичном океане коацерваты, или коацерватные капли, обладали способностью поглощать различные вещества. В результате этого внутренний состав коацервата претерпевал изменения, что вело или к его распаду, или к накоплению веществ, т. е. к росту и к изменению химического состава, повышающего устойчивость коацерватной капли. Судьба капли определялась преобладанием одного из указанных процессов. Академик А. И. Опарин отмечал, что в массе коацерватных капель должен был идти отбор наиболее устойчивых в данных конкретных условиях. Достигнув определенных размеров, материнская коацерватная капля могла распадаться на дочерние. Дочерние коацерваты, структура которых мало отличалась от материнской, продолжали свой рост, а резко отличавшиеся капли распадались. Продолжали существовать только те коацерватные капли, которые, вступая в какие-то элементарные формы обмена со средой, сохраняли относительное постоянство своего состава. В дальнейшем они приобрели способность поглощать из окружающей среды не всякие вещества, а лишь такие, которые обеспечивали им устойчивость, а также способность выделять наружу продукты обмена. Постепенно увеличивались различия между химическим составом капли и окружающей средой. В процессе длительного отбора (его называют химической эволюцией) сохранились лишь капли, которые при распаде на дочерние не утрачивали особенностей своей структуры, т. е. приобрели свойство самовоспроизведения. Коацерваты обладали некоторыми признаками живого, но для превращений их в первые живые организмы не хватало биологических мембран. Эволюция коацерватов завершилась образованием мембраны, отделяющей их от окружающей среды и состоящей из фосфолипидов.

4. Расскажите, как возникли пробионты.

5. Опишите, как могло происходить усложнение внутреннего строения первых гетеротрофов.

Постепенно количество органических веществ абиогенного происхождения стало уменьшаться. Это привело к жесткой конкуренции между пробионтами, которая ускорила возникновение автотрофов, использующих для создания органики энергию солнечного света. Первые автотрофы использовали бескислородный путь фотосинтеза. Позднее появились цианобактерии, способные к фотосинтезу с выделением кислорода. Следствием накопления кислорода в атмосфере стало, во-первых, возникновение аэробных организмов, во-вторых, формирование защитного озонового слоя.

6. Почему невозможно самозарождение жизни в современных условиях?

Подумайте и выполните.

1. Объясните, почему в настоящее время на нашей планете невозможно зарождение жизни из веществ неорганической природы.

В данное время возникновение жизни на Земле не возможно в виду отсутствия тех условий и процессов происходивших на Земле в начале зарождения жизни (температура около 3500 градусов на Земле; интенсивный радиоактивный распад молекул аммиака, метана, воды, сероводорода, углю газа).

2. Как вы считаете, почему именно море стало первичной средой развития жизни?

Море стало первичной средой развития жизни на земле по тому, что в нем была наибольшая концентрация тех веществ и молекул которые участвовали сначала в химической эволюции, а затем и в биологической.

Какие из­ме­не­ния про­изо­шли в раз­мно­же­нии цвет­ко­вых рас­те­ний, по срав­не­нию с па­по­рот­ни­ко­об­раз­ны­ми, в про­цес­се эво­лю­ции?

1) У по­кры­то­се­мен­ных рас­те­ний по­явил­ся цве­ток — спе­ци­а­ли­зи­ро­ван­ный орган, при­спо­соб­лен­ный к по­ло­во­му раз­мно­же­нию.

2) Двой­ное опло­до­тво­ре­ние, в ре­зуль­та­те ко­то­ро­го об­ра­зу­ет­ся семя.

3) Се­ме­на на­хо­дят­ся в пло­дах, ко­то­рые имеют раз­ные при­спо­соб­ле­ния к раз­мно­же­нию.

В чем за­клю­ча­ет­ся кон­вер­гент­ное сход­ство кро­ко­ди­ла, ля­гуш­ки и бе­ге­мо­та?

1) Эти жи­вот­ные имеют сход­ную среду оби­та­ния, к ко­то­рой воз­ник­ли оди­на­ко­вые при­спо­соб­ле­ния.

2) Сход­ное рас­по­ло­же­ние глаз и нозд­рей на го­ло­ве (на воз­вы­шен­но­сти), ко­то­рое яв­ля­ет­ся при­спо­соб­ле­ни­ем к луч­ше­му об­зо­ру и ды­ха­нию.

3) Об­те­ка­е­мая форма тела.

Муха-осо­вид­ка сход­на по окрас­ке и форме тела с осой. На­зо­ви­те тип ее за­щит­но­го при­спо­соб­ле­ния, объ­яс­ни­те его зна­че­ние и от­но­си­тель­ный ха­рак­тер при­спо­соб­ле­ния.

1) Тип при­спо­соб­ле­ния, когда не­за­щи­щен­ный ор­га­низм при­об­ре­та­ет при­зна­ки за­щи­щен­но­го ор­га­низ­ма на­зы­ва­ет­ся ми­мик­рия.

2) Сход­ство с осой пре­ду­пре­жда­ет воз­мож­но­го хищ­ни­ка об опас­но­сти быть ужа­лен­ным.

3) Но эта за­щи­та не дает пол­ной га­ран­тии вы­жи­ва­ния, так как мо­ло­дые птицы, у ко­то­рых не вы­ра­бо­тал­ся ре­флекс на осу, могут ее съесть.

Ка­ко­во зна­че­ние в эво­лю­ции га­ла­па­гос­ских вьюр­ков по­яв­ле­ния клю­вов раз­ной формы?

1) Дало воз­мож­ность ис­поль­зо­вать в пищу раз­ные корма,

2) это спо­соб­ство­ва­ло ослаб­ле­нию кон­ку­рен­ции.

3) В ре­зуль­та­те ди­вер­ген­ции при­зна­ков и изо­ля­ции по­пу­ля­ций про­изо­шло об­ра­зо­ва­ние новых видов.

Какие па­ле­он­то­ло­ги­че­ские на­ход­ки слу­жат до­ка­за­тель­ства­ми эво­лю­ции?

1) Ис­ко­па­е­мые остат­ки и от­пе­чат­ки древ­них ор­га­низ­мов,

2) пе­ре­ход­ные формы (на­при­мер, ар­хео­пте­рик­са),

3) фи­ло­ге­не­ти­че­ские ряды (на­при­мер, ло­ша­ди).

По­че­му боль­шин­ство ор­га­низ­мов в ходе эво­лю­ции пе­ре­шли к по­ло­во­му раз­мно­же­нию?

1) По­ло­вое раз­мно­же­ние уве­ли­чи­ва­ет раз­но­об­ра­зие потом­ства,

2) это уско­ря­ет есте­ствен­ный отбор,

3) есте­ствен­ный отбор — глав­ная на­прав­ля­ю­щая сила эво­лю­ции.

По­че­му пер­вые живые ор­га­низ­мы были ге­те­ро­тро­фа­ми?

1) Ге­те­ро­тро­фы — ор­га­низ­мы,ко­то­рые пи­та­ют­ся го­то­вы­ми ор­га­ни­че­ски­ми ве­ще­ства­ми.

2) В пер­вич­ном оке­а­не было много ор­га­ни­че­ских ве­ществ.

3) у ор­га­низ­мов еще не сфор­ми­ро­вал­ся ме­ха­низм ав­то­троф­но­го пи­та­ния.

Какие ор­га­ни­че­ские ве­ще­ства обес­пе­чи­ли вос­про­из­вод­ство ор­га­низ­мов в пе­ри­од воз­ник­но­ве­ния жизни?

1) Нук­ле­и­но­вые кис­ло­ты.

3) Они спо­соб­ны к ре­пли­ка­ции, то есть со­зда­нию новых копий, не­от­ли­чи­мых от ма­те­рин­ских мо­ле­кул.

В ре­зуль­та­те вул­ка­ни­че­ской де­я­тель­но­сти в оке­а­не об­ра­зо­вал­ся ост­ров. Опи­ши­те по­сле­до­ва­тель­ность фор­ми­ро­ва­ния эко­си­сте­мы на не­дав­но об­ра­зо­вав­шем­ся участ­ке суши. Ука­жи­те не менее трех эле­мен­тов от­ве­та.

1) пер­вы­ми по­се­ля­ют­ся мик­ро­ор­га­низ­мы и ли­шай­ни­ки, ко­то­рые обес­пе­чи­ва­ют об­ра­зо­ва­ние почвы;

2) на почве по­се­ля­ют­ся рас­те­ния, споры или се­ме­на ко­то­рых за­но­сят­ся вет­ром или водой;

3) по мере раз­ви­тия рас­ти­тель­но­сти в эко­си­сте­ме по­яв­ля­ют­ся жи­вот­ные, в первую оче­редь чле­ни­сто­но­гие и птицы.

До­мо­вая мышь — мле­ко­пи­та­ю­щее, длина тела ко­то­ро­го до­сти­га­ет 8 см. Оби­та­ет как в есте­ствен­ных усло­ви­ях, так и в жи­ли­ще че­ло­ве­ка. Раз­мно­жа­ет­ся не­сколь­ко раз в году, в по­ме­те 5-7 де­те­ны­шей. Какие кри­те­рии вида опи­са­ны в тек­сте? Ответ по­яс­ни­те.

1) мор­фо­ло­ги­че­ский — раз­ме­ры тела;

2) эко­ло­ги­че­ский — оби­та­ние в есте­ствен­ных усло­ви­ях и в жи­ли­ще че­ло­ве­ка;

3) фи­зио­ло­ги­че­ский — осо­бен­но­сти раз­мно­же­ния.

Объ­яс­ни­те, какие из­ме­не­ния пре­тер­пел ске­лет со­вре­мен­ной ло­ша­ди при пе­ре­хо­де её пред­ков к жизни на от­кры­тых про­стран­ствах.

Ана­лиз фи­ло­ге­не­ти­че­ско­го ряда ло­ша­ди по­ка­зы­ва­ет:

1) уве­ли­че­ние раз­ме­ров тела, удли­не­ние ко­неч­но­стей

2) от­сут­ствие клю­чи­цы в связи с бегом

3) ре­дук­ция паль­цев, сред­ний палец удли­ня­ет­ся, утол­ща­ет­ся и по­кры­ва­ет­ся ко­пы­том

Ка­ко­вы ос­нов­ные этапы эво­лю­ции хор­до­вых, обес­пе­чив­шие их рас­цвет и жизнь на суше? Ука­жи­те не менее четырёх эта­пов.

1) об­ра­зо­ва­ние ро­го­вых по­кро­вов, пе­рьев и шер­сти;

2) воз­ник­но­ве­ние яче­и­стых лёгких и двух кру­гов кро­во­об­ра­ще­ния с пол­ным раз­де­ле­ни­ем крови на ве­ноз­ную и ар­те­ри­аль­ную;

3) раз­мно­же­ние на суше;

4) об­ра­зо­ва­ние ры­чаж­ных ко­неч­но­стей;

5) фор­ми­ро­ва­ние слож­ной нерв­ной си­сте­мы.

Класс Мле­ко­пи­та­ю­щие — про­цве­та­ю­щая груп­па по­зво­ноч­ных жи­вот­ных. Объ­яс­ни­те, какие аро­мор­фо­зы поз­во­ли­ли им до­стичь био­ло­ги­че­ско­го про­грес­са. Ука­жи­те не менее четырёх при­зна­ков.

1) четырёхка­мер­ное серд­це и пол­ное раз­де­ле­ние ар­те­ри­аль­ной и ве­ноз­ной крови;

2) на­ли­чие во­ло­ся­но­го по­кро­ва;

3) вы­со­кая и по­сто­ян­ная тем­пе­ра­ту­ра тела, ме­ха­низ­мы тер­мо­ре­гу­ля­ции;

4) жи­во­рож­де­ние и вы­карм­ли­ва­ние потом­ства мо­ло­ком;

5) вы­со­кий уро­вень ор­га­ни­за­ции цен­траль­ной нерв­ной си­сте­мы, слож­ные формы по­ве­де­ния (раз­ви­тая кора го­лов­но­го мозга)

ТЕМА: РАЗВИТИЕ ЖИЗНИ (из заданий ЕГЭ, 2 часть)

Какие из­ме­не­ния про­изо­шли в раз­мно­же­нии цвет­ко­вых рас­те­ний, по срав­не­нию с па­по­рот­ни­ко­об­раз­ны­ми, в про­цес­се эво­лю­ции?

В чем за­клю­ча­ет­ся кон­вер­гент­ное сход­ство кро­ко­ди­ла, ля­гуш­ки и бе­ге­мо­та?

Муха-осо­вид­ка сход­на по окрас­ке и форме тела с осой. На­зо­ви­те тип ее за­щит­но­го при­спо­соб­ле­ния, объ­яс­ни­те его зна­че­ние и от­но­си­тель­ный ха­рак­тер при­спо­соб­ле­ния.

Ка­ко­во зна­че­ние в эво­лю­ции га­ла­па­гос­ских вьюр­ков по­яв­ле­ния клю­вов раз­ной формы?

Какие па­ле­он­то­ло­ги­че­ские на­ход­ки слу­жат до­ка­за­тель­ства­ми эво­лю­ции?

По­че­му боль­шин­ство ор­га­низ­мов в ходе эво­лю­ции пе­ре­шли к по­ло­во­му раз­мно­же­нию?

По­че­му пер­вые живые ор­га­низ­мы были ге­те­ро­тро­фа­ми?

Какие ор­га­ни­че­ские ве­ще­ства обес­пе­чи­ли вос­про­из­вод­ство ор­га­низ­мов в пе­ри­од воз­ник­но­ве­ния жизни?

В ре­зуль­та­те вул­ка­ни­че­ской де­я­тель­но­сти в оке­а­не об­ра­зо­вал­ся ост­ров. Опи­ши­те по­сле­до­ва­тель­ность фор­ми­ро­ва­ния эко­си­сте­мы на не­дав­но об­ра­зо­вав­шем­ся участ­ке суши. Ука­жи­те не менее трех эле­мен­тов от­ве­та.

До­мо­вая мышь — мле­ко­пи­та­ю­щее, длина тела ко­то­ро­го до­сти­га­ет 8 см. Оби­та­ет как в есте­ствен­ных усло­ви­ях, так и в жи­ли­ще че­ло­ве­ка. Раз­мно­жа­ет­ся не­сколь­ко раз в году, в по­ме­те 5-7 де­те­ны­шей. Какие кри­те­рии вида опи­са­ны в тек­сте? Ответ по­яс­ни­те.

Объ­яс­ни­те, какие из­ме­не­ния пре­тер­пел ске­лет со­вре­мен­ной ло­ша­ди при пе­ре­хо­де её пред­ков к жизни на от­кры­тых про­стран­ствах.

Ка­ко­вы ос­нов­ные этапы эво­лю­ции хор­до­вых, обес­пе­чив­шие их рас­цвет и жизнь на суше? Ука­жи­те не менее четырёх эта­пов.

Класс Мле­ко­пи­та­ю­щие — про­цве­та­ю­щая груп­па по­зво­ноч­ных жи­вот­ных. Объ­яс­ни­те, какие аро­мор­фо­зы поз­во­ли­ли им до­стичь био­ло­ги­че­ско­го про­грес­са. Ука­жи­те не менее четырёх при­зна­ков.


1) эра мезозойская; период юрский;
2) с рептилиями животное сближает наличие челюстей с зубами, длинного хвоста из несросшихся позвонков и развитых пальцев с когтями на передних конечностях;
3) с птицами животное сближает наличие перьевого покрова и крыльев



2. На рисунке изображены отпечатки листа, семени и реконструкция вымершего растения, обитавшего 350-285 млн. лет назад. Используя фрагмент геохронологической таблицы, определите, в какой эре и каких периодах обитал данный организм. Это растение имеет признаки двух отделов, последовательно свормировавшихся в ходе эволюции. Назовите эти отделы. Какие черты внешнего строения позволяют отнести изображенное растение к этим отделам? Как называют группу вымерших растений, имевших такие признаки?

1) Эра Палеозойская, периоды каменноугольный и пермский.
2) Отдел Папоротниковидные: отпечаток листа (вайи), характерного для папоротников.
3) Отдел Голосеменные: наличие семян.
4) Группа Семенных папоротников.



1. Палеозойская эра, девонский период.
2. Класс Земноводные.
3. Развитые пятипалые конечности, один шейный позвонок, отсутствие грудной клетки.



1. Мезозойская эра, триасовый период.
2. Животное имеет признаки классов Пресмыкающихся и Птиц.
3. Признаки пресмыкающихся: зубы, длинный хвост, когти на пальцах передней конечности.
4. Признаки птиц: крылья, перья, цевка.

5. Какие ароморфозы обеспечили развитие древнейших организмов в архее и протерозое? Укажите не менее четырех ароморфных признаков и их значение в эволюции.

1) появление фотосинтеза обеспечило синтез органических веществ, накопление кислорода в воде и атмосфере, образование озонового экрана;
2) появление аэробного типа обмена веществ обеспечило синтез большого количества АТФ и снабжение организмов энергией;
3) половой процесс привел к появлению у организмов разнообразных признаков – материала для эволюции;
4) появление многоклеточности, дифференциация клеток, формирование тканей и органов;
5) появление эукариот, что обеспечило разнообразие организмов разных царств живой природы.

6. В истории развития биологии рассматривают разные гипотезы возникновения жизни на Земле. Какие основные вещества и структуры, по гипотезам А.И. Опарина и Д. Холдейна, образовались в результате химической эволюции в процессе возникновения жизни на Земле? Какие условия способствовали этому процессу?

Вещества и структуры:
1) абиогенный синтез органических веществ (мономеров) из неорганических соединений;
2) абиогенный синтез биополимеров из мономеров;
3) образование коацерватных капель, или коацерватов, из биополимеров;
4) формирование липидно-белковых мембран на границе разных сред (воды, суши, воздуха)
5) образование пробионтов.
Условия:
6) электрические разряды;
7) солнечная радиация;
8) водная среда.

7. Почему ныне живущую кистеперую рыбу латимерию нельзя считать предком земноводных? Приведите не менее трех доказательств.

1) предки земноводных жили в пресных водоемах, в прибрежной зоне, а латимерия приспособлена к жизни в глубинах соленых водоемов (океане);
2) предки земноводных могли дышать атмосферным кислородом с помощью легких, а латимерия атмосферным кислородом не дышит;
3) предки земноводных могли передвигаться по дну водоема с помощью парных плавников, латимерия с помощью парных плавников может только плавать в воде

8. Объясните, какие изменения претерпел скелет современной лошади при переходе её предков к жизни на открытых пространствах.

1) постепенное уменьшение числа пальцев до одного, образование рогового копыта;
2) увеличение длины конечностей, размеров тела;
3) удлинение черепа, увеличение размеров позвонков шейного отдела

9. Как повлияло появление фотосинтезирующих организмов на дальнейшую эволюцию жизни на Земле? Укажите не менее трех последствий.

1) Фотосинтезирующие организмы создают питание для гетеротрофов, это способствовало эволюции животных.
2) Накопление в атмосфере кислорода привело к возникновению кислородного дыхания – самого выгодного способа энергетического обмена.
3) Возникновение озонового экрана уменьшило поток солнечной радиации, падающей на землю, и позволило организмам выйти из океана на сушу.



10. На рисунке изображены отпечатки листа (1), семени (2), реконструкции шишек и вымершего растения (3), обитавшего 350-275 млн. лет назад. Используя фрагмент геохронологической таблицы, определите, в какой эре и каких периодах обитал данный организм. Это растение палеоботаники считают предковой формой одного из современных отделов растений. Назовите этот отдел. Приведите соответствующее доказательство. От какой древней группы растений могли произойти растения названного отдела? Ответ обоснуйте.

1) эра - палеозойская, периоды - каменноугольный, пермский;
2) отдел Голосеменные: наличие шишек и семян, развивающихся в шишках;
3) древние голосеменные произошли от семенных папоротников, у которых впервые появились семена



1) данный организм обитал в палеозойской эре, в каменноугольном периоде;
2) данное животное можно отнести к классу насекомых, потому что у него (1) три пары ног, (2) тело, состоящее из головы, груди и брюшка, (3) имеются крылья;
3) данное животное не могло участвовать в опылении растений, так как цветковые растения (которые опыляются насекомыми) появились гораздо позже - в меловом периоде мезозоя



1) эра – мезозойская, период – юрский;
2) тип Моллюски – наличие (внешней спирально закрученной) раковины;
3) камеры обеспечивали движение моллюска в толще воды (плавучесть) за счет изменения давления воздуха в камерах (плотности тела): при уменьшении плотности тела моллюск всплывал, при увеличении – погружался.



1) эра – палеозойская, период – пермский;
2) класс Млекопитающие – дифференцированные зубы, наличие волос;
3) занимало третий (четвертый-пятый) трофический уровень, так как являлось хищником, имело хорошо развитые клыки.

14. В чем состоит значение высших растений в историческом преобразовании биосферы? Приведите не менее четырех значений.

1) создали разнообразные экосистемы;
2) создание экологических ниш для разных видов животных;
3) обеспечили формирование почв, увеличили их плодородие;
4) увеличили общую биомассу (продукцию органических веществ) в биосфере;
5) из их остатков сформировались залежи каменного угля, торфа, нефти, газа.

Нуклеиновые кислоты при полном их гидролизе распадаются на три типа веществ – азотистые основания (пуриновые и пиримидиновые основания), сахара (пентозы) и фосфорную кислоту. Пентозы нуклеиновых кислот представлены D-рибозой или 2-D-дезоксирибозой. Оба эти сахара содержатся в составе нуклеиновых кислот в фуранозной форме и имеют конфигурацию: Нуклеиновая кислота называется рибонуклеиновой (РНК), если в ее состав входит рибоза, или дезоксирибонуклеиновой (ДНК), если в ее состав входит дезоксирибоза. Недавно установлено, что рибоза и дезоксирибоза не являются единственными углеводами, входящими в состав нуклеиновых кислот: в ряде фаговых ДНК и РНК некоторых видов раковых клеток найдена глюкоза. Азотистые основания, которые обычно встречаются в нуклеиновых кислотах – это производные пурина аденин (А) и гуанин (G)-и производные пиримидина – цитозин (С), тимин (Т) и урацил (U). Сами пурин и пиримидин в состав нуклеиновых кислот не входят.

Состав молекул белков. Белки – органические вещества, в состав молекул которых входят углерод, водород, кислород и азот, а иногда – сера и другие химические элементы.

2. Что такое биологические полимеры?

Биологические полимеры — это органические соединения, входящие в состав клеток живых организмов и продуктов их жизнедеятельности.

Свойства биополимеров зависят от строения их молекул: от числа и разнообразия мономерных звеньев, образующих полимер.

3. Какие организмы называют автотрофами; гетеротрофами?

Автотрофы – организмы которые самостоятельно вырабатывают питательные вещества (растения).

Гетеротрофы – употребляют питательные вещества из других источников (животные).

Стр. 95. Вопросы для обсуждения и задания.

1. Какие космические факторы на ранних этапах развития Земли явились предпосылками для возникновения органических соединений?

На ранних этапах развития Земли органические соединения образовывались из неорганических абиогенным путем. Источником энергии для этих процессов служило ультрафиолетовое излучение Солнца. В атмосфере не существовало ни озона, ни кислорода, поэтому ультрафиолет ничем не задерживался и достигал поверхности планеты. Под его воздействием, а также при участии электрических грозовых разрядов из воды и газов образовывались простейшие органические вещества: формальдегид, глицерин, аминокислоты, мочевина и др.

2. Назовите основные стадии возникновения жизни согласно теории биопоэта.

Согласно теории биопоэза, сформулированной в 1947 г. английским физиком и историком науки Джоном Берналом (1901—1971), можно выделить три стадии возникновения жизни:

2. образование биологических полимеров и коацерватов (от лат. coacervus – сгусток);

3. формирование мембранных структур и первичных организмов (пробионтов).

Основное место протекания всех этих процессов – древний океан.

3. Как образовывались, какими свойствами обладали и в каком направлении эволюционировали коацерваты?

Образование коацерватов было бы невозможно без взаимодействия органических веществ друг с другом и с неорганическими соединениями. В результате такого взаимодействия из жирных кислот и спиртов образовались липиды, из аминокислот – пептиды, из нуклеотидов – нуклеиновые кислоты. Липиды формировали пленки на поверхности водоемов, а белки – растворенные в воде полимерные комплексы. Такие комплексы, сливаясь друг с другом, образовывали коацерваты – структуры, обособленные от остальной массы воды. В первичном океане коацерваты, или коацерватные капли, обладали способностью поглощать различные вещества. В результате этого внутренний состав коацервата претерпевал изменения, что вело или к его распаду, или к накоплению веществ, т. е. к росту и к изменению химического состава, повышающего устойчивость коацерватной капли. Судьба капли определялась преобладанием одного из указанных процессов. Академик А. И. Опарин отмечал, что в массе коацерватных капель должен был идти отбор наиболее устойчивых в данных конкретных условиях. Достигнув определенных размеров, материнская коацерватная капля могла распадаться на дочерние. Дочерние коацерваты, структура которых мало отличалась от материнской, продолжали свой рост, а резко отличавшиеся капли распадались. Продолжали существовать только те коацерватные капли, которые, вступая в какие-то элементарные формы обмена со средой, сохраняли относительное постоянство своего состава. В дальнейшем они приобрели способность поглощать из окружающей среды не всякие вещества, а лишь такие, которые обеспечивали им устойчивость, а также способность выделять наружу продукты обмена. Постепенно увеличивались различия между химическим составом капли и окружающей средой. В процессе длительного отбора (его называют химической эволюцией) сохранились лишь капли, которые при распаде на дочерние не утрачивали особенностей своей структуры, т. е. приобрели свойство самовоспроизведения. Коацерваты обладали некоторыми признаками живого, но для превращений их в первые живые организмы не хватало биологических мембран. Эволюция коацерватов завершилась образованием мембраны, отделяющей их от окружающей среды и состоящей из фосфолипидов.

4. Расскажите, как возникли пробионты.

5. Опишите, как могло происходить усложнение внутреннего строения первых гетеротрофов.

Постепенно количество органических веществ абиогенного происхождения стало уменьшаться. Это привело к жесткой конкуренции между пробионтами, которая ускорила возникновение автотрофов, использующих для создания органики энергию солнечного света. Первые автотрофы использовали бескислородный путь фотосинтеза. Позднее появились цианобактерии, способные к фотосинтезу с выделением кислорода. Следствием накопления кислорода в атмосфере стало, во-первых, возникновение аэробных организмов, во-вторых, формирование защитного озонового слоя.

6. Почему невозможно самозарождение жизни в современных условиях?

Подумайте и выполните.

1. Объясните, почему в настоящее время на нашей планете невозможно зарождение жизни из веществ неорганической природы.

В данное время возникновение жизни на Земле не возможно в виду отсутствия тех условий и процессов происходивших на Земле в начале зарождения жизни (температура около 3500 градусов на Земле; интенсивный радиоактивный распад молекул аммиака, метана, воды, сероводорода, углю газа).

2. Как вы считаете, почему именно море стало первичной средой развития жизни?

Море стало первичной средой развития жизни на земле по тому, что в нем была наибольшая концентрация тех веществ и молекул которые участвовали сначала в химической эволюции, а затем и в биологической.

ОТВЕТ:Процесс образования новых подвидов и видов.

2. Какое явление называют макроэволюцией?

ОТВЕТ:Процесс образования надвидовых систематических групп.

3. Муха-осовидка сходна по окраске и форме тела с осой. Назовите тип ее защитного приспособления, объясните его значение и относительный характер приспособления.

ОТВЕТ: Тип приспособления, когда незащищенный организм приобретает признаки защищенного организма называется мимикрия. Сходство с осой предупреждает возможного хищника об опасности быть ужаленным. Но эта защита не дает полной гарантии выживания, так как молодые птицы, у которых не выработался рефлекс на осу, могут ее съесть.

4. Какова роль кроссинговера в эволюционном процессе?

ОТВЕТ: Кроссинговер – перекрест гомологичных хромосом в мейозе, приводит к разнообразию гамет и, как следствие, генетическому разнообразию потомства. Это, в свою очередь, обеспечивает эффективность действия естественного отбора и возникновения большего разнообразия приспособлений к условиям окружающей среды.

5. Какова роль движущих сил эволюции в формировании приспособленности организмов?

ОТВЕТ: Благодаря наследственной изменчивости и половому размножению популяция становится неоднородной. В ней происходит борьба за существование, которая приводит к естественному отбору. Естественный отбор в ряду многих поколений сохраняет полезные в данных условиях признаки, так формируются приспособления к среде.

6. Назовите тип защитного приспособления от врагов, объясните его назначение и относительный характер у мелкой рыбки морского конька – тряпичника, обитающей на небольшой глубине среди водных растений.

ОТВЕТ: Морской конек зависает среди водорослей и становится незаметным для хищников. Сходство формы тела и окраски животного с неподвижными природными объектами называется маскировка. Но такое сходство не дает им полной гарантии выживания, так как при движении рыбы, или на открытом пространстве рыбки становятся заметными для хищников. В этом заключается относительный характер приспособленности.

7. Назовите тип защитного приспособления, объясните его значение и относительный характер у гусеницы бабочки-пяденицы, которая живет на ветвях деревьев и в момент опасности становятся похожей на сучок.

ОТВЕТ:Подражание неподвижным телам природы ( подражательное сходство), покровительственная окраска и форма – это маскировка. Гусеница неподвижно замирает на ветке и становится похожей на сучок и незаметной для насекомоядных птиц. Но это не дает полной гарантии выживания, потому что при движении и на другом фоне гусеница становится заметной для птиц.

8. Назовите ароморфозы, которые позволили древним земноводным освоить сушу?

ОТВЕТ:Появление легочного дыхания(позволяет усваивать атмосферный кислород), конечностей (для передвижения на суше), трехкамерного сердца и двух кругов кровообращения (усиливает обмен веществ).

9. Назовите ароморфозы, которыми сопровождалась эволюция пресмыкающихся при освоении ими суши?

ОТВЕТ: Переход только на легочное дыхание (появление ячеистых легких); появление сухой ороговевшей кожи без желез (защита от высыхания); внутреннее оплодотворение, возникновение зародышевых и яйцевых оболочек.

10. Назовите ароморфозы, которыми сопровождалась эволюция птиц?

ОТВЕТ: Теплокровность, 4-х камерное сердце, появление альвеолярных легких, двойное дыхание, развитие больших полушарий и др.

11. Назовите ароморфозы, которыми сопровождалась эволюция млекопитающих?

ОТВЕТ: Теплокровность, 4-х камерное сердце, появление альвеолярных легких, появление коры больших полушарий, выкармливание детенышей молоком, живорождение, появление многослойной кожи, богатой железами

12. Каково значение в эволюции галапагосских вьюрков появления клювов разной формы?

ОТВЕТ: Дало возможность использовать в пищу разные корма, а это способствовало ослаблению конкуренции. В результате дивергенции признаков и изоляции популяций произошло образование новых видов.

12. Почему высокая численность вида является показателем биологического прогресса?

ОТВЕТ: Большая численность способствует расширению ареала, увеличивает вероятность встречи особей и их свободного скрещивания, увеличивается разнообразие особей из-за большой перекомбинации генов, обогащается генофонд вида.

12. Какие палеонтологические находки служат доказательствами эволюции?

ОТВЕТ: Ископаемые остатки и отпечатки древних организмов, переходные формы (например, археоптерикса), филогенетические ряды (например, лошади).

12. Объясните причину индустриального меланизма у бабочек березовой пяденицы с позиции эволюционного учения и определите форму отбора.

ОТВЕТ: Индустриальный меланизм - это явление, когда из-за развития промышленности и загрязнения воздуха в Англии в 19-20 веках произошло увеличение числа темноокрашенных бабочек по сравнению со светлоокрашенными. Причина изменения направления естественного отбора в пользу темноокрашенных бабочек – загрязнение стволов берез копотью в промышленных районах, что дает преимущество в маскировке темноокрашенным бабочкам. Это появление движущей формы естественного отбора.

12. Почему большинство организмов в ходе эволюции перешли к половому размножению?

ОТВЕТ:Половое размножение увеличивает разнообразие потомства, что ускоряет естественный отбор- главную направляющую силу эволюции.

12. Почему со временем повышается устойчивость насекомых-вредителей к ядохимикатам?

ОТВЕТ: В популяции насекомых –вредителей из-за появления мутаций со временем появляются особи, устойчивые к ядохимикатам. Эти особи сохраняются естественным отбором и их количество в последующих поколениях увеличивается. Поэтому прежние дозы или виды ядохимикатов уже перестают действовать на вредителей.

12. Пчеловидные мухи, не имеющие жалящего аппарата, по внешнему виду сходны с пчелами. Объясните на основе эволюционной теории возникновение данного вида приспособления.

ОТВЕТ: Вид приспособленности, когда незащищенные виды становятся похожими на защищенные виды, называется мимикрия. Причина: у разных видов могут возникнуть сходные мутации по внешним признакам. Особи, незащищенного вида, имеющие сходство с особями защищенного вида, получают преимущество в выживании (реже склевываются птицами) и распространяются в популяции.

12. Назовите тип приспособления, значение защитной окраски, а также относительный характер приспособленности камбалы, которая живет в морских водоемах близ дна.

ОТВЕТ: Тип окраски – покровительственная – слияние с фоном морского дна; способность изменять окраску верхней стороны тела делает рыбу незаметной на фоне грунта, позволяя скрываться от врагов и от возможной добычи. Приспособленность не помогает при движении рыбы, и она становится заметной для врагов.

12. Популяцию считают единицей эволюции. Обоснуйте это утверждение.

ОТВЕТ:В популяции: накапливаются мутации, приводящие к изменению генофонда; происходит миграция особей и обмен генами; происходит борьба за существование и естественный отбор

21. Какие органические вещества обеспечили воспроизводство организмов в период возникновения жизни?

ОТВЕТ:Нуклеиновые кислоты.

21. Что представляют собой полученные в лабораторных условиях коацерваты?

ОТВЕТ:Сгусток органических веществ.

21. В основе какой теории лежит представление о возникновении жизни на Земле химическим путем?

ОТВЕТ:Теории абиогенного синтеза.

21. Почему первые живые организмы были гетеротрофами?

ОТВЕТ:В первичном океане было много органических веществ, и отсутствовали автотрофы.

21. Почему брожение считают эволюционно более древним типом энергетического обмена, чем дыхание?

ОТВЕТ:Брожение осуществляется без участия кислорода, которого не было в атмосфере.

Основы генетики

1. Почему генетикам необходимо знать гетерозиготность генотипов в популяциях человека?

ОТВЕТ:Для выявления наследственных заболеваний.

2. Каковы причины сцепленного наследования генов?

ОТВЕТ:Расположение генов в одной хромосоме.

3. Почему соматические мутации не передаютсяпо наследству при половом размножении?

ОТВЕТ:Возникают в клетках тела и исчезают со смертью организма.

4. Какова причина рождения детей с синдромом Дауна?

ОТВЕТ:Геномная мутация, т.е. наличие лишней хромосомы в 21-ой паре.

5. Что представляет собой гибридологический метод изучения наследственности?

ОТВЕТ:Подбор и скрещивание родительских форм, отличающихся рядом признаков и анализ наследования признаков потомством.

6. С помощью какого метода можно выявить болезнь Дауна?

ОТВЕТ:Цитогенетического (изучив и посчитав количество хромосом под микроскопом).

7. С какими структурами связана цитоплазматическая наследственность листьев томата?

ОТВЕТ:С хлоропластами и митохондриями, так как в них есть свои молекулы ДНК, свои гены.

8. Почему в фенотипе мух дрозофил длинные крылья встречаются чаще у серых особей?

9. Что представляет собой генофонд?

ОТВЕТ:Совокупность генов всех особей популяции и вида.

10. Какова сущность гипотезы чистоты гамет?

11. У матери, не являющейся носителем гена гемофилии, и больного гемофилией отца родились 2 дочери и 2 сына. Определите генотипы родителей, генотипы и фенотипы детей, если ген гемофилии является рецессивным и сцеплен с полом.

ОТВЕТ:генотипы родителей Х Н Х Н и Х h У; генотипы потомства - Х Н Х h иХ Н У; дочери – носительницы гена гемофилии, а сыновья – здоровы.

12. Отец имеет короткие ресницы (рецессивный аутосомный ген), а мать – длинные (доминантный ген), трое их детей имеют длинные ресницы, а двое – короткие. Определите виды гамет и генотипы родителей, а также генотипы потомства.

ОТВЕТ: Так как в потомстве наблюдается расщепление 1:1, значит отец имеет генотипаа, а мать –Аа. Гаметы отца –а,гаметы матери –А, а.Генотипы детейАа (с длинными ресницами),аа (с короткими ресницами).

13. Какова вероятность того, что зрячая собака несет ген слепоты, если от скрещивания с такой же собакой, родился один слепой щенок? (нормальное зрение - доминантный признак)

ОТВЕТ: Так как слепой щенок родился от скрещивания двух зрячих собак, значит, оба родителя имели рецессивный ген слепоты, т.е. вероятность равна 100%.

14. При неоднократном скрещивании серого кролика с гетерозиготной серой самкой, все их потомство было серым. Какой можно сделать вывод по этим результатам?

ОТВЕТ:Отсутствие расщепления в потомстве говорит, что самец был гомозиготным и серая окраска является доминантным.

15. Какое потомство получится при скрещивании гомозиготной комолой (безрогой) коровы с рогатым быком, если ген комолости доминирует? Какие законы наследственности подтверждаются при этом?

ОТВЕТ:А – комолость, а - рогатость;

ОТВЕТ: Все потомство будет комолой. Закон доминирования или единообразия, правило чистоты гамет.

16. От брака кареглазой женщины и голубоглазого мужчины родилась голубоглазая девочка.

Основные научные достижения Средневековья: Ситуация в средневековой науке стала меняться к лучшему с.

Читайте также: