Фундаментальные законы и концепции естествознания

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

«АЛТАЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

С.В. Макарычев

Т.В. Лобанова

 

 

Фундаментальные законы и концепции естествознания

    Часть II

ВВЕДЕНИЕ

 

Человек всегда стремился познать окружающий его мир и определить то место, которое он в нем занимает. Как возникли современные животные и растения? Что привело к их поразительному разнообразию? Каковы причины исчезновения фауны и флоры далеких от нас времен? Каковы дальнейшие пути развития жизни на Земле? Вот лишь несколько вопросов из того огромного количества загадок, решение которых всегда волновало человечество и на которые пытается ответить биология. Ее название возникло из сочетания двух греческих слов вios – (жизнь), logos – (слово, учение). Термин биология был впервые предложен в 1802 г. Ж.Б. Ламарком.

Биология – это наука о живом, его строении, формах активности, сообществах живых организмов, их распространении и развитии, связях друг с другом и с неживой природой.

Важнейшим инструментом познания мира служит категория «живого», являющаяся ключевой, исходной для всей системы биологических наук.

В самом общем виде жизнь можно определить как активное, идущее с затратой полученной извне энергии на поддержание и самовоспроизведение специфической структуры.

Одним из сложнейших вопросов биологии является объяснение потрясающего разнообразия живого вещества по сравнению с неживым, а также того факта, что живое обладает свойством прогресса. Объяснение причин многообразия живого и прогресса живого является ключевой методологической задачей биологии.

Первые живые существа появились на нашей планете около 3 млрд. лет назад. От ранее существующих форм произошли современные организмы: более 1,5 млн. видов животных, 500 тыс. видов растений, значительное количество разнообразных грибов, а также множество прокариотических клеток, населяющих нашу планету. Ученые постоянно обнаруживают и описывают новые виды как существующие в современных условиях, так и вымершие в минувшие географические эпохи, число неописанных видов растений, животных и иных живых организмов оценивается по меньшей мере в 1 млн.

Живые организмы резко отличаются от объектов физики и химии – неживых систем – своей исключительной сложностью и высокой структурной и функциональной упорядоченностью. Эти отличия придают жизни качественно новые свойства. Живое представляет собой особую ступень развития материи.

Возникновение жизни и функционирование живых организмов обусловлены естественными законами. Познание этих законов позволяет составить современную научную картину мира и поможет сформировать научное мировоззрение. В этом заключается основная цель современного естествознания, где изучение живой материи занимает особое положение. Раскрытие общих свойств живых организмов, объяснение причин их многообразия, выявление связей между строением и условиями окружающей среды относятся к основным задачам биологии.

Важное место в этой науке занимают вопросы возникновения и законы развития жизни на Земле – эволюционное учение. Для живой природы постоянное развитие – наиболее важное и характерное свойство. В этой связи концепция развития в биологии представляет фундамент, на котором построена эволюционная биология. В настоящее время все эволюционные направления, так или иначе, базируются на последних достижениях смежных отраслей биологии и естествознания. Происходит, таким образом, своеобразный эволюционный синтез, приводящий к взаимному обогащению эволюционных теорий для микро -, макро – и мегаобъектов, которые представляют характерную особенность современного естествознания, заключающуюся в общем и в то же время едином подходе в многостороннем изучении единой природы в различных ее проявлениях. На протяжении всей истории развития биологии физические и химические методы были важнейшим инструментом исследования биологических явлений и процессов живой природы. Важность внедрения таких методов в биологию подтверждают экспериментальные результаты, полученные с помощью современных методов исследования, зародившихся в смежных отраслях – физике и химии. В этой связи в 1970 – х годах в науке появился новый термин «физико-химическая биология». Появление этого термина свидетельствует не только о синтезе физических, химических и биологических знаний, но и о качественно новом уровне развития естествознания, в котором происходит непременно взаимное обеспечение отдельных его отраслей. Физико – химическая биология содействует сближению биологии с точными науками – физикой и химией, а также становлению естествознания как единой науки о природе, в то же время изучение структуры, функций и репродукции фундаментальных молекулярных структур живой материи не лишает биологию ее индивидуальности, так как молекулярные структуры наделены биологическими функциями и обладают вполне определенной спецификой.

В данном учебном пособии рассматриваются особенности биологического уровня организации материи, принципы воспроизводства живых систем, происхождение жизни, эволюция живых систем, генетика и эволюция учение, закономерности самоорганизации, принципы универсального эволюционизма, многообразие живых организмов на Земле как основа организации и устойчивости биосферы, концепция биосферы и экология. Актуальной задачей современности является налаживание взаимоотношений между человеком и природой, принцип гармонизации системы «человек - биосфера», поэтому экология относится к быстроразвивающимся отраслям естествознания. Незнание или игнорирование законов природы приводит к тяжелым последствиям, как для окружающего мира, так и для человека. Исключительная способность живой природы к восстановлению создала иллюзию ее неуязвимости к разрушительным воздействиям человека, безграничности ее ресурсов. Вся хозяйственная деятельность человека сейчас должна строиться с учетом принципов организации биосферы.

 

ГЛАВА I

ОСОБЕННОСТИ БИОЛОГИЧЕСКОГО УРОВНЯ ОРГАНИЗАЦИИ МАТЕРИИ

СИСТЕМНОСТЬ ЖИВОГО

Мир живых существ, включая человека, представлен биологическими системами различной структурной организации и разного уровня соподчинения, или… Живая (биологическая) система – это совокупность взаимодействующих элементов,… Живой системе присущи такие качества, как множественность элементов, наличие связей между элементами и с окружающей…

ИЕРАРХИЧЕСКАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ

ЖИВОГО

Живая природа представляет собой сложно организованную иерархическую систему (рис.1). Ученые – биологи на основании особенностей проявления свойств живого выделяют несколько уровней организации живой материи.

1. Молекулярный. Любая живая система, как бы сложно она ни была организована, проявляется на уровне взаимодействия биологических макромолекул: нуклеиновых кислот, белков, полисахаридов, а также других важных органических веществ. С этого уровня начинаются разнообразные процессы жизнедеятельности организма: обмен веществ и превращение энергии, передача наследственной информации и др.

2. Клеточный. Клетка – структурная и функциональная единица, а также единица размножения и развития всех живых организмов, обитающих на Земле. На клеточном уровне сопрягаются передача информации и превращение веществ и энергии.

Рис. 1. Уровни организации

живых организмов

 

3. Тканевой.Ткань – совокупность сходных по строению клеток и межклеточного вещества, имеющих общее происхождение и обладающих одной функцией.

4. Органный. Орган – это структурно-функциональное объединение нескольких типов тканей, например, кожа человека как орган вместе выполняет целый ряд функций, среди которых наиболее значительная – защитная.

5. Организменный. Элементарной единицей организменного уровня служит особь, которая рассматривается в развитии – от момента зарождения до прекращения существования. Организм представляет собой целостную одноклеточную или многоклеточную живую систему, способную к самостоятельному существованию. Многоклеточный организм образован совокупностью тканей и органов, специализированных для выполнения различных функций.

6. Популяционно-видовой. Совокупность организмов одного и того же вида, объединенная общим местом обитания, создает популяцию, как систему надорганизменного порядка. В этой системе осуществляются простейшие, элементарные эволюционные преобразования.

 

7. Биогеоценотический.Биогеценоз – совокупность организмов разных видов и различной сложности организации со всеми факторами конкретной среды их обитания – компонентами атмосферы, гидросферы и литосферы. В процессе совместного исторического развития организмов разных систематических групп образуются динамичные, устойчивые сообщества. Основные функции биогеоценоза – аккумуляция и перераспределение энергии.

Биосферный. Биосфера – самый высокий уровень организации жизни на нашей планете. Система, охватывающая все явления жизни на нашей планете. В ней выделяют живое вещество - совокупность всех живых организмов, неживое, или костное вещество и биокосное вещество.По ориентировочным оценкам биомасса вещества составляет около 2,5 ·10¹²т. На этом уровне происходит круговорот веществ и превращение энергии, связанные с жизнедеятельностью всех живых организмов, обитающих на Земле. Уровни организации живого тесно связаны между собой и вытекают один из другого, что говорит о целостности живой природы.

Понятие эмерджментности живых систем

Эмерджментность (англ. emergence – возникновение, появление нового) в теории систем - наличие у какой – либо системы особых свойств, не присущих ее подсистемам и блокам, а также сумме элементов, не связанных особыми системообразующими связями; несводимость свойств системы к сумме свойств ее компонентов; синоним – «системный эффект».

В биологии и экологии понятие эмерджментности можно выразить так: одно дерево – не лес, скопление отдельных клеток – не организм. Например, свойства биологического вида или биологической популяции не представляют собой свойства отдельных особей, понятие рождаемость, смертность, неприменимы к отдельной особи, но применимы к популяции или виду в целом.

В эволюционистике эмерджментность выражается как возникновение новых функциональных единиц системы, которые не сводятся к простым перестановкам уже имеющихся элементов.

 

Критерии живых систем

В живых организмах 97,4% химического состава приходится на шесть элементов – органогенов: углерод (20%), водород (10%), кислород (62%), азот (3%),…

Узнать сколько серы

Вставить рисунок белка

рис.2 Лево – и правосторонняя форма аминокислоты

 

3. Хиральность молекул живого- одно из фундаментальных свойств живой материи. Это способность к стереоспецифической комплементарной репродукции. С позиции физики отличительной особенностью органических соединений, порожденных жизнью, служит их оптическая активность, выражающаяся в способности поворачивать плоскость поляризации проходящего через них света в одном направлении – либо влево, либо вправо в зависимости от конкретного соединения. Так, все белковые молекулы земных организмов поворачивают плоскость поляризации проходящего света влево, что указывает на их левую пространственную конфигурацию (L – конфигурацию), а молекулы нуклеиновых кислот ДНК и РНК, поворачивают плоскость поляризации проходящего света только вправо, т.е. обладают правой или D – конфигурацией.

Между тем в неживом веществе того же химического состава реализуется смесь с равновероятным содержанием молекул обеих возможных конфигураций, поэтому поворота плоскости поляризации проходящего через них света не происходит.

Сохранение в процессах, связанных с жизнью, органических молекул только одной из двух возможных пространственных структур, называют хиральностью (хираль - рука), что означает понятие ассиметрии (ассиметрия - отсутствие у объекта свойства быть зеркально симметричным).

4. Энергозависимость и открытость живых систем.Живые тела представляют собой «открытые» для поступления энергии системы. Это понятие заимствовано из физики. Под «открытыми» системами понимают динамичные, т.е. не находящиеся в состоянии покоя системы, устойчивые лишь при условии непрерывного доступа к ним энергии и материи извне. Живые организмы существуют до тех пор, пока в них поступает энергия и материя в виде пищи из окружающей среды.

5. Обмен веществ. Все живые организмы способны к обмену веществ с окружающей средой, поглощая из нее вещества, необходимые для питания, и выделяя продукты жизнедеятельности.

В неживой природе также существует обмен веществами, однако при небиологическом круговороте веществ они просто переносятся с одного места на другое или меняется их агрегатное состояние: например смыв почвы, превращение воды в пар или лед.

В отличие от обменных процессов в неживой природе у живых организмов они имеют качественно иной уровень. В круговороте органических веществ самыми существенными стали процессы превращения веществ – процессы синтеза и распада. Живые организмы поглощают из окружающей среды различные вещества. Вследствие целого ряда сложных химических превращений вещества из окружающей среды уподобляются веществом живого организма и из них строится его тело. Эти процессы называются ассимиляцией, или пластическим обменом.

Другая сторона обмена веществ - процессы диссимиляции,в результате которых сложные вещества и соединения распадаются на простые, при этом утрачивается их сходство с веществами организма и выделяется энергия необходимая для реакций биосинтеза. Поэтому диссимиляцию называют энергетическим обменом. Обмен веществ обеспечивает гомеостаз организма.

 

 

Следует отметить, что живые организмы в отличие от объектов неживой природы отграничены от окружающей среды оболочками. Эти оболочки затрудняют обмен веществ между организмом и внешней средой, сводят к минимуму потери вещества и поддерживают пространственное единство живой материи.

6. Авторегуляция и гомеостаз.Авторегуляция–это способность живых организмов, обитающих в непрерывно меняющихся условиях окружающей среды, поддерживать постоянство своего химического состава и интенсивность течения физиологических процессов – гомеостаз.

При этом недостаток поступления каких – либо питательных веществ мобилизирует внутренние ресурсы организма, а избыток вызывает запасание этих веществ. Подобные реакции осуществляются разными путями благодаря деятельности регуляторных систем – нервной, эндокринной и некоторых других. Сигналом для включения той или иной регулирующей системы может быть изменение концентрации какого – либо вещества или состояния какой – либо системы.

7. Самовоспроизведение.Любой вид состоит из особей, каждая из которых рано или поздно перестанет существовать, но благодаря самовоспроизведению, или репродукции жизнь вида не прекращается. На организменном уровне самовоспроизведение проявляется в виде бесполого или полового размножения особей. При размножении живых организмов потомство обычно похоже на родителей. Размножение – это свойство живых организмов воспроизводить себе подобных. Благодаря репродукции не только целые организмы, но и клетки, органеллы клеток (митохондрии, пластиды и др.) после деления сходны со своими предшественниками. В основе самовоспроизведения лежат реакции матричного синтеза, т.е. образование новых молекул и структур, которое обусловлено информацией, заложенной в последовательности нуклеотидов ДНК.

Следовательно, самовоспроизведение – одно из основных свойств живого, тесно связанное с явлением наследственности.

Наследственность – это способность организмов передавать свои признаки, свойства и особенности развития из поколения в поколение. Она обусловлена относительной стабильностью, т.е. постоянством строения молекул ДНК и воспроизведением ее химического строения (редупликацией) с высокой точностью.

Изменчивость –свойство живых организмов приобретать новые признаки и свойства. В основе наследственной изменчивости лежат изменения молекул ДНК. Изменчивость создает разнообразный материал для отбора наиболее приспособленных к конкретным условиям существования в природных условиях, что, в свою очередь, приводит к появлению новых форм жизни, новых видов организмов.8. Каталитический характер химии живого. В основе жизнедеятельности живого лежит ферментативный катализ. Специфические свойства ферментативного катализа: чрезвычайно высокие избирательность и скорость, главные причины которых – комплементарность фермента и реагента, высокомолекулярный характер фермента.

9. Способность к росту и развитию.Расти – значит увеличиваться в размерах и массе с сохранением общих черт строения. Рост сопровождается развитием. Способность к развитию – всеобщее свойство материи. Под развитием понимают необратимое направленное закономерное изменение объектов живой и неживой природы. В результате развития возникает новое качественное состояние объекта, вследствие которого изменяется его состав или структура. Развитие живой формы материи представлено индивидуальным и историческим развитием. На протяжении индивидуального развития (онтогенеза) постепенно и последовательно проявляются индивидуальные свойства организмов.Филогенез, или эволюция, - это необратимое и направленное развитие живой природы, сопровождающееся образованием новых видов и прогрессивным усложнением жизни. В результате исторического развития (филогенеза) возникло все многообразие живых организмов на Земле.

10. Раздражимость -неотъемлемая черта, присущая всему живому; она является выражением одного из общих свойств всех тел природы – свойства отражения. Это свойство выражается реакциями живых организмов на внешнее воздействие. Благодаря свойству раздражимости организмы избирательно реагируют на условия окружающей среды.

11. Дискретность и целостность – Само слово дискретность произошло от латинского «discretus», что означает прерывистый, разделенный. Дискретность - всеобщее свойство материи. Каждый атом состоит из элементарных частиц, атомы образуют молекулу, простые молекулы входят в состав сложных соединений или кристаллов и т.д.

Жизнь на Земле проявляется в виде дискретных (прерывистых) форм. Отдельный организм или иная биологическая система (вид, биоценоз и др.) состоит из отдельных изолированных, т.е. обособленных или ограниченных в пространстве, но тем не менее тесно связанных и взаимодействующих между собой частей, образующих структурно-функциональное единство, таким образом, живая система является целостной. Например, любой вид организмов включает отдельные особи. Тело высокоорганизованной особи образует пространственно отграниченные органы, которые в свою очередь состоят из отдельных клеток. Энергетический аппарат клетки представлен отдельными митохондриями, аппарат синтеза белка – рибосомами и т.д. вплоть до макромолекул, каждая из которых может выполнять свою функцию, лишь будучи пространственно изолированной от других. Дискретность строения организма – основа его структурной упорядоченности. Она создает возможность постоянного самообновления его путем замены «износившихся» структурных элементов (молекул, ферментов, органоидов клетки, целых клеток) без прекращения выполняемой функции. Дискретность вида предопределяет возможность его эволюции путем гибели или устранения от размножения неприспособленных особей и сохранения индивидов с полезными для выживания признаками.

12. Единый принцип структурной организации.Все живые организмы, к какой бы систематической группе они ни относились, имеют клеточное строение. Клетка является структурно – функциональной единицей, а также единицей развития всех обитателей Земли.

13. Ритмичность.Периодические изменения в окружающей среде оказывают глубокое влияние на живую природу и на собственные ритмы живых организмов. Ритм – это повторение одного и того же события или воспроизведение одного и того же состояния через равные промежутки времени. Под ритмичностью живых систем понимают периодические изменения интенсивности физиологических функций и формообразовательных процессов с различными периодами колебаний (от нескольких секунд до года и столетия). Хорошо известны суточные ритмы сна и бодрствования у человека; сезонные ритмы активности и спячки у некоторых млекопитающих (суслики, ежи, медведи) и многие другие.

Ритмичность обеспечивает согласование функций организма с окружающей средой, т.е. приспособление к периодически изменяющимся условиям существования.

Строго научное разграничение живого и неживого встречает определенные трудности. Имеются как бы переходные формы неживого к живому. Так, например, вирусы вне клеток другого организма не обладают ни одним из атрибутов живого. У них есть наследственный аппарат, но отсутствуют основные необходимые для обмена веществ ферменты, и поэтому они могут расти и размножаться, лишь попадая в клетки другого организма и используя его ферментативные системы. Поэтому, в зависимости от того, какой признак живого мы считаем самым важным, мы относим вирусы к живым системам или нет.

 

Вопросы для повторения:

1. В чем заключается системность живого?

2. Какие качества присущи живой системе?

3.Какова иерархическая организация живого?

4.В чем заключается единство химического состава живого?

5.В чем заключается симметрия и ассиметрия живого?

6.В чем заключается хиральность молекул живого?

7.В чем заключается энергозависимость и открытость живых систем?

8.В чем заключается обмен веществ и энергии живых систем?

9.В чем сущность самовоспроизведения?

10.Что такое гомеостаз?

11. В чем заключается каталитический характер химии живого?

12.В чем заключается способность к росту и развития?

13.В чем раздражимость живой материи?

14.В чем заключается дискретность и целостность живой материи?

15.В чем заключается единый принцип структурной организации живой материи?

16.В чем заключается ритмичность живой материи?

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ЖИВОГО

Таблица 1.

Содержание в клетке химических соединений

В % на сырую массу) Ю.И. Полянский

Основу живых систем составляют шесть элементов, получивших название органогенов. Это углерод, водород, кислород, азот, фосфор и сера, общая весовая… Картина собственно химического мира тоже весьма отчетливо свидетельствует об… Столь резкая диспропорция между едва обозримым множеством органических соединений и каким – то минимумом составляющих…

Вода, ее роль для живой природы

1. Высокая полярность воды и как следствие – химическая активность. Под действием некоторых катализаторов – ферментов – она вступает в реакции… 2. Высокая растворяющая способность. Дипольный характер строения молекул… 3.Высокая теплоемкость воды, высокие теплоты испарения и плавления – основа для поддержания температурного гомеостаза…

Органические вещества

Многообразие органических химических соединений обусловлено образованием различных полимеров из мономеров и сочетанием полимеров друг с другом… Особенностями органических биополимеров как высокомолекулярных соединений…  

ГЛАВА II

ПРИНЦИПЫ ВОСПРОИЗВОДСТВА ЖИВЫХ СИСТЕМ

  Биологические полимеры - белки  

Рис 3.3. стр. 96 Захаров

Температура всегда влияет на скорость химических реакций. Большинство реакций с неорганическими катализаторами идет при очень высоких температурах. При повышении температуры скорость реакции, как правило, увеличивается. Для ферментативных реакций это увеличение ограничено определенной (оптимальной) температурой.

Рис. 3.4. СТР. 97 Захаров

Дальнейшее повышение температуры вызывает изменение в структуре молекула фермента, ее активность снижается, а затем прекращается. Для большинства ферментов температурный оптимум близок 35 – 40⁰ С.

Ферменты активны только при физиологических значениях кислотности раствора, только при такой концентрации ионов водорода, которая совместима с жизнью и нормальным функционированием клетки, органа или системы.

Реакции с участием неорганических катализаторов протекают при высоких давлениях, а ферменты работают при нормальном (атмосферном) давлении.

И самое важное отличие ферментов от других катализаторов то, что скорость реакций, катализируемых ферментами, в десятки тысяч, а иногда и в миллионы раз выше той скорости, которая может быть достигнута при участии неорганических катализаторов.

Пероксид водорода без катализаторов разлагается медленно: РИС. Захаров стр.97

В присутствии неорганического катализатора (солей железа) эта реакция идет несколько быстрее. А каталаза (фермент, имеющийся практически во всех клетках) разрушает пероксид водорода с невероятной скоростью: одна молекула каталазы расщепляет в 1 мин. более 5 млн. молекул Н₂О_2. Биологические катализаторы уменьшают энергию активации – ту энергию, которую необходимо сообщить реагирующим молекулам в момент их взаимодействия, чтобы реакция стала возможной.

2. Строительная (пластическая) функция: белки участвуют в образовании всех клеточных мембран и органоидов клетки, а также внеклеточных структур.

3. Транспортная функция белков заключается в присоединении химических элементов (например, кислорода гемоглобином) или биологически активных веществ (гормонов) и переносе их к различным тканям и органам тела. Специфические транспортные белки перемещают РНК, синтезированные в клеточном ядре, в цитоплазму. Широко представлены транспортные белки в наружных мембранах клеток; они переносят различные вещества из окружающей среды в цитоплазму.

4. Защитная функция: при поступлении в организм чужеродных белков или микроорганизмов в белых кровяных тельцах – лейкоцитах образуются особые белки – антитела. Они связываются с несвойственными организму веществами (антигенами) по принципу соответствия пространственных конфигураций молекул (принцип – «ключ - замок»). В результате этого образуется безвредный, нетоксичный комплекс – «антиген - антитело», который в последствие фагоцитируется и переваривается другими формами лейкоцитов.

5. Регуляторная функция: регуляторные белки участвуют в обмене веществ. Инсулин ре­гулирует обмен глюкозы. Соматотропин (гормон роста) регулирует рост костей, гистоны (белки, соединенные с ДНК) - генную активность.

6. Пищеварительная функция: пищеварительные белки питают зародыш на ранних стадиях развития и запасают биологически ценные вещества: ферритин запасает железо в селезенке.

7. Двигательная функция: сократительные белки обеспечивают движение клеток; внутриклеточных структур. Например, миозин - сокращение мышечного волокна; тубулин - растяжение хромосом к по­люсам клетки.

8. Энергетическая функция: при полном расщеплении 1 г белка образуется 17,6 кДж энергии. Однако белки в таком качестве используются редко. Аминокислоты, высвобождающиеся при расщеплении белковых молекул, участвуют в реакциях пластического обмена для построения новых белков.

Органические молекулы - углеводы

В животной клетке углеводы находятся в количествах, не превышающих 1-2, иногда 5%. Наиболее богаты углеводами растительные клетки, где их содержание… Простые углеводыназываются моносахаридами. В зависимости от числа атомов… Если в одной молекуле объединяются два моносахарида, такое соединение называют дисахаридом.К дисахаридам относится…

Органические молекулы – жиры и липоиды

Содержание жира в клетке колеблется в пределах 5-15% от массы сухого вещества. В клетках жировой ткани количество жира возрастает до90%.… Важная роль жиров и как растворителей гидрофобных органических соединений,… Жиры и липоиды выполняют и строительную функцию, они входят в состав клеточных мембран. Благодаря плохой…

Биологические полимеры – нуклеиновые кислоты

Нуклеиновые кислоты - это ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) и РНК (рибонуклеиновая кислота). Они были открыты в 1869 году Ф. Мишером в ядрах… ДНК Биополимер, мономером которого является нуклеотид. ДНК – полинуклеотид с очень большой молекулярной массой. В одну…

Биосинтез белка в клетке

1. Транскрипция. 2. Трансляция. 1. Транскрипция - это переписывание информации о первичной структуре белка с определенного участка ДНК (гена) на…

ГЛАВА III

МНОГООБРАЗИЕ ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ – ОСНОВА ОРГАНИЗАЦИИ И УСТОЙЧИВОСТИ БИОСФЕРЫ

Лучше всего изучены живые организмы, проживающие в умеренной зоне Европы и Америки, причем в атмосфере, а хуже всего - живые организмы Арктики и… Ежегодно исследователи описывают в среднем один новый вид млекопитающих и три… Совокупность всех живых организмов на Земле дей­ствует как единая мощная сила, преобразующая по­верхностные слои…

Биологическое разнообразие жизни на земле

 

Вирусы.

Так были открыты вирусы растений, животных и микроорганизмов. Эти три события положили начало новой науке – вирусологии, изучающей неклеточные формы… Вирусы играют большую роль в жизни человека. Они являются возбудителями ряда… Если у всех клеточных организмов обязательно имеются две нуклеиновые кислоты – ДНК и РНК, то вирусы содержат только…

Вирусо-генетическая теория рака

 

Прокариоты

К прокариотам относятся бактерии и сине-зеленые водоросли. Основное их отличие состоит в том, что они не имеют четко оформленного ядра (рис. 4).

Бактерии

Мельчайшие организмы, обладающие клеточным строением. Размеры от 0,1 до 10 мкм (1 мкм =1/10³ мкм). Освоили самые разнообразные среды обитания: живут в почве, пыли, воде, воздухе, на внешних покровах и внутри организма. В 1 см³ парного молока свыше 3000 млн. бактерий. Существуют археобактерии - древнейшие и эубактерии - настоящие. Археобактерий по строению очень похожи на эубактерий, но отличаются по ряду физиологических и биохимических свойств.

Рис. 4. Схема прокариотической клетки

Строение бактерии

У некоторых бактерий есть пили - это тонкие выросты, придающие липкость, т.е. служат для прикрепления клеток друг к другу.   Формы бактериальной клетки:

Размножение

По способу питания бактерии делятся на анаэробные, живущие в бескислородной среде и аэробы, живущие в среде с кислородом. Факультативные бактерии… Рис. 5. Микрофотография коньюгирующих бактерий  

Эукариоты.

Эукариоты (греч. eu – хорошо, caryon – ядро ореха)– это организмы, имеющие в своем строении клеток четко оформленное ядро (рис. 7).

Открыл клетку Р. Гук в 1665 г. Он использовал первый микроскоп, построенный в Голландии в конце XVI века, и сделав срез пробки и сердцевины бузины, заметил, что в состав их входит множество мелких образований по форме напоминающих ячейки пчелиных сот. Он дал им название ячейки или клетки (лат. cellula).

 

 

Рис. 7. Многообразие эукариотических клеток

 

В 1838 – 1839 гг. М. Шлейден и Т. Шванн создали клеточную теорию.

Основные положения клеточной теории

2. Все клетки имеют одинаковое мембранное строение, химический состав и одинаковый обмен веществ; 3. Ядро – главная составная часть клетки; 4. Дочерние клетки получаются в результате деления материнской на две (сформулировано Р. Вирховым в 1859 г. – «всякая…

Строение хромосомы.

  Рис. 11. Строение хромосомы Хромосомы · 1 -…  

РАЗДЕЛ IV

РАЗМНОЖЕНИЕ И РАЗВИТИЕ ЖИВЫХ СИСТЕМ

Существует два типа размножения бесполое и половое. Бесполое размножение осуществляется при участии лишь одной родительской особи.… У одноклеточных животных и растений в благоприятных условиях существования размножение осуществляется путем простого…

Где Он

Мейоз

Мейоз - это деление половых клеток на стадии созревания, при котором из одной материнской клетки с диплоидным набором хромосом получается 4 с гаплоидным набором хромосом (рис. 28). В мейоз входят 2 деления: уменьшительное и уравнительное. Перед мейозом есть интерфаза. В ней идет синтез ДНК, удвоение хромосом, синтез АТФ. Хромосомы в виде тонких длинных нитей.

Уменьшительное деление

Профаза I. В ней идут процессы похожие на процессы в профазе митоза. Центриоли расходятся к полюсам клетки; ядрышки и ядерная оболочка растворяются; идет спирализация ДНК, хромосомы по мере прохождения профазы укорачиваются и утолщаются. Но есть и существенные отличия. В начале профазы хромосомы в виде тонких длинных нитей, каждая из них состоит из двух хроматид, т.к. они удвоились ещё в интерфазе, но спирализация ДНК в хромосомах только началась. Затем гомологичные хромосомы начинают сближаться и соединяться друг с другом по всей длине хромосомы. Этот процесс носит название конъюгация. После сближения гомологичные хромосомы начинают перекручиваться относительно друг друга, между ними начинается обмен участками - генами, т.е. они обмениваются наследственной информацией. Затем гомологичные хромосомы начинают отталкиваться друг от друга центромерами, но остаются соединенными в местах их обмена. Процесс отталкивания центромерами продолжается и места, соединяющие 2 хромосомами сползают к их конкам, образуется комплекс из 2-х хромосом.

 

Рис. 28. Схема поведения хромосом в процессе мейоза

Метафаза I. Эти комплексы хромосом выстраиваются по экватору клети. От каждой центромеры прорастает по одной нити к центриолям (рис. 29).

Анафаза I. Нити веретена деления натягиваются и сокращаются, места, соединяющие гомологичные хромосомы рвутся, и целые хромосомы отходят к полюсам клетки.

Телофаза I. Клетка делится пополам. Образуются ядрышки и ядерная оболочка. В результате уменьшительного деления мейоза из одной материнской клетки с диплоидным набором хромосом получилось 2 дочерние с гаплоидным набором хромосом, т.к. к полюсам клетки отошли не половинки хромосом, а целые хромосомы.

Уравнительное деление II проходит точно по типу митоза. Полученные в результате уменьшительного деления клетки вступают в это деление практически без интерфазы. Синтез ДНК и удвоение хромосом не происходит.

Профаза II. Центриоли расходятся по полюсам, формируются веретена деления клетки, растворяются ядрышки и ядерная оболочка. Хромосомы свободно лежат в цитоплазме.

Метафаза II. Хромосомы располагаются по экватору. От каждой центромеры хромосомы прорастает по две нити веретена деления.

Анафаза II. Нити веретена деления сокращаются, центромера делится пополам и половинки хромосом отходят к полюсам клетки.

Телофаза II. Цитоплазма клетки делится пополам. Возникают ядрышко и ядерная оболочка. Идет деспирализация ДНК, хромосомы удлиняются и становятся в виде тонких длинных нитей. Из двух клеток с гаплоидным набором хромосом образуется 4 с гаплоидным набором хромосом.

Биологическая сущность мейоза состоит в том, что происходит уменьшение числа хромосом, возникают гаметы (половые клетки) с гаплоидным набором хромосом.

 

Рис 29. Схема процесса мейоза

 

 

Оплодотворение

Процесс слияния сперматозоида и яйцеклетки, сопровождающейся объединением геномов отцовского и материнского организмов и завершающийся образованием зиготы.

У человека процесс оплодотворения происходит в маточной трубе, куда после овуляции попадают яйцеклетка и многочисленные сперматозоиды. При контакте с яйцеклеткой сперматозоиды выделяют ферменты, разрушающие ее оболочки и обеспечивающие проникновение спермия внутрь. После проникновения сперматозоида яйцеклетка формирует на поверхности толстую непроницаемую оболочку оплодотворения, препятствующую полиспермии.

Сущность оплодотворения заключается в объединении гаплоидных геномов отцовского и материнского организмов и формировании уникальной комбинации генов в генотипе зиготы потомка (рис. 30).

Рис. 30. Схема оплодотворения:

А – слияние сперматозоида с яйцеклеткой;

Б – ядро сперматозоида в цитоплазме зиготы;

1 – женское ядро, 2 – сперматозоид, 3 – воспринимающий бугорок,

4 – центриоль, 5 – мужское ядро;

В – первое деление зиготы

Индивидуальное развитие организмов

Онтогенез - индивидуальное развитие организма от образования, зиготы до смерти. Онтогенез делится на 2 этапа: эмбриональное развитие и постэмбриональное развитие.

Эмбриональное развитие начинается с образования зиготы и заканчивается моментом рождения (на примере ланцетника). Он делится на стадии: 1. дробления или бластулы; 2. образование зародышевых листков или гаструлы и 3. образование осевых органов и мезодермы.

1. Дробление - зигота делятся в продольном направлении на две одинаковые по величине клетки, называемые бластомерами. Каждый из этих бластомеров делится в продольном направлении и образуется 4 клетки. Эти клетки делятся в поперечном направлении, в результате этого возникает 8 клеток. Дробление продолжается, что приводит к образованию 16, 32, 64, до 1000. Увеличение клетки при этом не происходит. Клетки передвигаются на периферию и образуется однослойный зародыш – бластула.

2. Гаструла – бластомеры выпячиваются внутрь и образуется двухслойный зародыш или гаструла (рис. 31).

 

Рис. 31. Гаструляция у ланцетника:

А – бластула, Б, В, Г – гаструляция;

1 – эктодерма, 2 - энтодерма

 

3. Образование осевых органов и мезодермы. Клетки эктодермы делятся и возникает нервная пластинка. Она опускается под эктодерму, растёт, образуя желобок. Размножение клеток идет далее, образуется нервная трубка. Она тянется вдоль тела от переднего конца к заднему. Из энтодермы обособляется хорда. Из эктодермы формируется третий зародышевый листок – мезодерма. Энтодерма сворачивается и образуется кишечная трубка.

Нервная трубка, хорда, кишечная трубка - это осевые органы. Нервная трубка дает начало Ц.H.C., хорда - позвоночнику, из выростов кишечной трубки развивается желудок, печень и другие органы пищеварения. Из мезодермы формируются хрящевые и костные элементы скелета, мускулатура, кровеносная, выделительная и половая системы (рис. 32).

Постэмбриональное развитие - это период с момента рождения до смерти. Различают 2 вида постэмбрионального развития: прямое, когда рождающийся организм сходен со взрослым (пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие), непрямое, когда эмбриональное развитие приводит к образованию личинки, которая, отличается от взрослого организма (насекомые, земноводные). Может свободно жить и питаться. Эволюционно выше стоит онтогенез человека, т.к. в организме матери образуется плацента.

 

 

Рис. 32. Начало развития оплодотворённого яйца ланцетника

 

Вопросы для повторения

1. В чем заключается биологический смысл бесполого размножения?

2. Опишите формы бесполого размножения.

3. Опишите фазы митоза.

4. В чем заключается биологический смысл митоза?

5. В чем заключается биологический смысл полового размножения?

6. Опишите строение половых клеток.

7. Опишите уменьшительное деления мейоза.

8. Опишите уравнительное деление мейоза.

9. Опишите процесс оплодотворения.

10. Что такое онтогенез?

11. Опишите эмбриональное развитие организмов.

12. Опишите постэмбриональное развитие организмов.

 

 

РАЗДЕЛ V

ПРОИСХОЖДЕНИЕ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ

До конца 50 –х годов в научной и философской литературе общепринятым было знаменитое определение Ф. Энгельса, которое утверждало, что «жизнь есть… Интересны также определения Э. Шредингера, как апериодического пентакристалла.… Современному состоянию исследований в области молекулярной биологии соответствует следующее определение явления жизни:…

Исторические концепции происхождения жизни на Земле

1.Креационизм (creatio – создание, творение).Направление в естественных науках, объясняющих происхождение мира актом сверхъестественного творения и… Так, в Библии акт творения, продолжавшийся в течение шести дней, изображается… 1 – й день: Бог создал небо и землю, а также свет и воду, т.е. материал, который стал началом единой Вселенной.

РАЗДЕЛ VI

ЭВОЛЮЦИЯ ЖИВЫХ СИСТЕМ

Предпосылки создания теории эволюции Ч. Дарвина.Под эволюцией органического мира понимают процесс исторического развития от древнейших форм до… 1) Идея исторического развития живой природы и изменяемости организмов… 2) Развитие эволюционная идея получила в XVIII веке. В биологии зарождается новое направление называемое…

Эволюционная учение Ч. Дарвина

    чистокровная верховая, целый ряд тяжеловозных пород и др., около 30 различных пород овец, 10 пород свиней, среди них…

Генетика и эволюция

Ген – материальный носитель наследственности. Представляет собой участок молекулы ДНК в хромосоме. Основными свойствами генетического материала… В процессе взаимодействия генотипа и внешней среды формируется фенотип —… Программа структуры организма, его поведения и будущего записана в генах, которые, по словам Дж. Уотсона, занимают…

Моногибридное скрещивание.

Г. Мендель проводил опыты с горохом. Для скрещивания он взял формы отличающиеся по одному признаку: семена одного сорта гороха были желтые, а… Схема скрещивания А – желтый   Родители … Все особи первого поколения оказались желтыми, такое преобладание признака одного из родителей Г. Мендель назвал…

Изменчивость живых организмов

Модификационная (фенотипическая) изменчивость. Эта изменчивость ненаследственная. Она не затрагивает гены и хромосомы, возникает под влиянием… Пределы модификационной изменчивости признака называют нормой реакции. Одни…

Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости Н.И. Вавилова

Закон гомологических рядов объясняется сходностью происхождения генотипов. В процессе возникновения новых видов от одного предка различия между ними…

Синтетическая теория эволюции. Ее основные положения.

1) Популяция – элементарная эволюционная структура. 2) Генофонд популяции – элементарный наследственный материал. Генофонд - это… 3) Изменение генофонда популяции – элементарное явление эволюции. В природных условиях на популяции действуют внешние…

Популяционные волны

Популяционными волнами называют периодически и непериодические колебания численности особей популяции. Причинами этих колебаний могут быть различные абиотические и биотические факторы среды. При резком сокращении численности популяции (сезонные колебания, сокращение кормовых ресурсов) среди оставшихся в живых немногочисленных особей могут быть редкие генотипы. Если в дальнейшем численность восстановиться за счет этих особей, то это приведет к случайному изменению частот генов в генофонде данной популяции. Таким образом, популяционные волны являются поставщиком эволюционного материала.

Если популяция мала по численности, то в результате случайных событий некоторые особи независимо от своей генетической конституции могут оставить или не оставить потомство, вследствие этого частоты некоторых генов могут резко меняться за одно или несколько поколений. Случайное изменение частот генов в генофонде популяции называют дрейфом генов.

Изоляция

Пространственная изоляция связана с территориально – географическими (горные хребты, водные преграды, места, непригодные для жизни) и экологическими… Изоляция – закрепляет и усиливает генетические различия между популяциями. Мутации, популяционные волны, изоляция – случайны и носят ненаправленный характер, направленность эволюционного…

Естественный отбор

Различают три основных формы естественного отбора: стабилизирующий, движущий и разрывающий. Стабилизирующий отбор способствует сохранению признаков вида в относительно… Движущий отбор благоприятствует изменению среднего значения признака в измененных условиях среды. Вариационная кривая…

Микроэволюция

Можно выделить два основных пути видообразования: аллопатрическое и симпатическое. Аллопатрическое или географическое, связанное с пространственной…  

Макроэволюция

Эволюционный процесс связан с развитием живой природы от простого к сложному, он самопроизволен, необратим, направлен и имеет прогрессивный… Ароморфозы – крупные эволюционные изменения. Усложняется строение и функции… Идиоадаптации – мелкие приспособления к специфическим условиям среды, существенно не меняющие уровня организации.…

Методы исследования эволюции

Рис. 45. Сравнение зародышей позвоночных на разных стадиях развития.  

Развитие жизни на Земле

Историю Земли принято делить на промежутки времени, границами которых являются крупные геологические события: горообразовательные процессы, поднятия… Геохронологическая таблица - это история Земли, разделенная на эры и периоды.… Хронологию основных эволюционных событий воссоздала наука палеонтология, наука, изучающая историю жизни на Земле по…

Геохронологическая таблица и история развития живых организмов

(возраст = годы х 10^-6)

 

Эра	Период	Воз-раст	Группы животных	Группы растений
Кайнозойская (новая жизнь)	Антропоген	1,5	Современный животный мир. Эволюция и господство человека	Современный растительный мир
Неоген	23,5	Доминируют млекопитающие, птицы, насекомые.	Широко распространяются цветковые растения, особенно травянистые.
Палеоген		Появляются парапитеки и дриотипеки. Появляются первые приматы (лемуры, приматы), Исчезают многие группы пресмыкающихся, головоногих моллюсков.	Сокращается флора голосеменных.
Мезозойская (средняя жизнь)	Мел		Преобладают костистые рыбы, первоптицы, мелкие млекопитающие; появляются и распространяются плацентарные млекопититющие и современные птицы; вымирают гигантские пресмыкающиеся.	Доминируют современные покрытосеменные; сокращаются папоротники и голосеменные
Юра		Господство гигантских пресмыкающихся; костистые рыбы, насекомые, головоногие моллюски; появляется археоптерикс; вымирают древние хрящевые рыбы	Господствуют современные голосеменные; появляются первые покрытосеменные, вымирают древние голосеменные
Триас		Преобладают земноводные, головоногие моллюски, травоядные и хищные пресмыкающиеся, появляются костистые рыбы, яйцекладущие и сумчатые млекопитающие	Преобладают древние голосеменные; появляются современные голосеменные; вымирают семенные папоротники
Палеозойская (древняя жизнь)	Пермь		Господство морских беспозвоночных, акулы; быстро развиваются пресмыкающиеся и насекомые; возникают зверозубые и травоядные пресмыкающиеся; вымирают стегоцефалы и трилобиты.	Богатая флора голосеменных, семенных и травянистых папоротников; появляются древние голосеменные; вымирают древовидные хвощи; плауны и папоротники.
Карбон	75 – 65	Доминируют земноводные, моллюски, акулы, двоякодышащие рыбы; появляются и быстро развиваются крылатые насекомые, пауки, скорпионы, возникают первые пресмыкающиеся; заметно уменьшаются трилобиты и стегоцефалы.	Обилие древовидных папоротникообразных, образующих «каменноугольные леса», возникают семенные папоротники; исчезают псилофиты.
Девон		Преобладают панцирные, моллюски, трилобиты, кораллы; появляются кистеперые, двоякодышащие и лучеперые рыбы, стегоцефаллы	Богатая флора псилофитов; появляются мхи, папоротникообразные, грибы
Силур		Богатая флора трилобитов, моллюсков, ракообразных, кораллов; появляются панцирные рыбы, первые наземные беспозвоночные (многоножки, скорпионы, бескрылые насекомые)	Обилие водорослей; растения выходят на сушу – появляются пселофиты
Ордовик Кембрий		Преобладают губки, кишечнополосные, черви, иглокожие, трилобиты; появляются бесчелюстные позвоночные, моллюски	Процветание всех отделов водорослей
Протерозой-ская (ранняя Жизнь)			Широко распространены простейшие; появляются все типы беспозвоночных; иглокожих; появляются первичные хордовые – подтип Бесчерепные	Широко распространены синезеленые и зеленые водоросли, бактерии; появляются красные водоросли
Архейская			Возникновение жизни: прокариоты (бактерии, синезеленые водоросли), эукариоты (простейшие), примитивные многоклеточные
	Образование Земли

В архейскую эру, которая охватывает 900 млн. лет – следы жизни незначительны. В протерозойскую эру (длительность 2000 млн. лет) эволюция шла очень медленными темпами. В древнейших отложениях этой эры найдены первые следы органических остатков. Земля сплошь была покрыта океаном. На Земле обитали бактерии, сине - зеленые водоросли, примитивные беспозвоночные морские животные. В палеозойскую эру (365 млн. лет) эволюция живого шла быстрыми темпами. Образовались большие пространства суши и на ней появились наземные растения. Особенного развития получили папоротники. Они образовывали дремучие леса. Морские животные тоже усовершенствовались, что привело к образованию огромных панцирных рыб, а впоследствии появление рыб всех известных крупных систематических групп. В каменноугольном периоде, на который падает расцвет палеозойской фауны и флоры, уже появились земноводные. В пермский период, завершающий палеозойскую эру, быстрое развитие получают рептилии.

Еще быстрее животный и растительный мир стал развиваться в мезозойскую эру (средняя жизнь) (165 млн. лет). Уже в самом начале пресмыкающиеся стали господствовать на суше – начинается «век динозавров»; появляются черепахи, крокодилы и др. Возникают первые млекопитающие – сумчатые. Всеобщее распространение получают хвойные деревья. Возникли, развились и начали господствовать разнообразные птицы и млекопитающие. Появляются первые покрытосеменные растения.

70 млн. лет назад наступила кайнозойская эра (новая жизнь). Виды млекопитающих и птиц продолжали совершенствоваться. Появляются приматы. В растительном царстве преобладающая роль перешла к цветковым. Животный и растительный мир приобретает современные черты. С возникновением человека, происшедшим около 2 миллионов лет назад, начинается нынешний период кайнозойской эры – четвертичный – антропоген. Наиболее значительные изменения в кайнозойскую эру связаны с возникновением большого числа культурных растений и домашних животных. Все это результат целенаправленной деятельности человека. Эволюция живого продолжается, но теперь она идет под непосредственным влиянием человека.

Основные таксономические группы растений и животных и последовательность их эволюции:

- рыбы

- земноводные (амфибии)

- пресмыкающиеся (рептилии)

- птицы

- млекопитающие

- голосеменные

- покрытосеменные

- цветковые

Закономерности самоорганизации. Принципы универсального эволюционизма.

Понятие природы. Два взгляда на природу.   1. Понятие «природа» общее – одно из наиболее широких понятий. Этим понятием охватывается все сущее, вся Вселенная и…

Концепция самоорганизации в науке. Формирование идеи самоорганизации.

Самоорганизация – наблюдаемая способность материи к созданию все более сложных и упорядоченных структур в ходе эволюции.

Формирование идей самоорганизации.

«…Бранил Гомера, Феокрита, зато читал Адама Смита И был глубокий эконом, то есть умел судить о том, как государство богатеет и чем живет

Отличие равновесных систем от неравновесных

Самоорганизация – источник и основа эволюции

2. Синергетика в настоящее время, выдвинула принцип коэволюции – совместного развития. Не подлежит сомнению, что внешние условия, среда обитания… 3. В диссипативных структурах спонтанный порядок возникает благодаря усилению… 4. Эволюция системы соответствующим образом влияет на развитие среды, поэтому нужно говорить не об эволюции, а о…

Как же происходит эволюция?

2. Этот процесс остается незаметным на макроуровне, пока изменения не достигнут некоторой критической точки. В критической точке открывается два… 3. Возникает новая система или структура, более сложная и… Синергетика сформулировала принцип самодвижения в неживой природе, создание более сложных систем из более простых. С…

Эволюции в социальных и гуманитарных системах

Видные ученые характеризуют социальную эволюцию как продолжение биологической или генетической эволюции. Мощным средством приспособления к… 1) Становление человека и переход его к цивилизации занял не меньше 100 тыс.… 2) Такая первобытная инстинктивная мораль постепенно пришла в резкое противоречие с новыми условиями жизни, когда люди…

Как возник такой порядок? Какие факторы способствовали и тем самым содействовали эволюции общества?

Открытость системы – необходимое, но недостаточное условие для ее самоорганизации. Не всякая открытая система самоорганизуется и строит структуры.… В социальных системах самоорганизация дополняется организацией, т.к. в…  

Универсальный эволюционизм, как научная программа современности

- все существует в развитии; - развитие как чередование медленных количественных и быстрых качественных… - законы природы как принципы отбора допустимых состояний из всех мысленных;

РАЗДЕЛ VII

БИОСФЕРА И ЭКОЛОГИЯ

Экосистемы (многообразие живых организмов - основа организации и устойчивости биосферы). Понятия об экосистеме и биогеоценозе

Все организмы и факторы среды находятся в тесной или отдаленной связи между собой. Но так как земная поверхность неоднородна, возникли более или… Экосистема –совокупность совместно обитающих организмов и неорганических… Биогеоценоз– исторически сложившийся комплекс взаимосвязанных видов или популяций разных видов, обитающих на…

Виды природных экосистем

Биогеоценозы способны формироваться на любом участке земной поверхности, сухопутном и водном. Природные биогеоценозы (естественные экологические системы) могут быть лесными, степными, луговыми, болотными и др. (озеро, лес, пустыня, тундра, океан). Совокупность всех биогеоценозов земли образуют биосферу – земную оболочку, населенную живыми существами.

Рост потребностей человечества привел к созданию искусственных экологических систем - агроценозов (сады, парки, культурные пастбища, животноводческие комплексы).

 

Биотическая структура экосистем

Биотический компонент составляют живые организмы, которые по функциям, выполняемым в экосистеме, подразделяются на продуценты, консументы и… Основу биогеоценозов составляют продуценты (растения, хемо– и…

Энергетические потоки в экосистемах.

Энергия определяется как способность совершать работу. Экосистему можно уподобить единому механизму, потребляющему энергию и питательные вещества… Питательные вещества первоначально происходят из абиотического компонента… Движущей силой этих круговоротов служит энергия Солнца. Фотосинтезирующие организмы используют непосредственно энергию…

Солнце как источник энергии

Рис. 50. Поток солнечной энергии на Земле и ее трансформации (по Т.А.…  

Пищевые (трофические) цепи, пирамиды

В типичных пищевых цепях хищников плотоядные животные оказываются крупнее на каждом следующем трофическом уровне: Растительный материал (нектар) → муха → паук → землеройка…

Сок розового куста → тля → божья коровка → паук → насекомоядная птица → хищная птица.

Существует два главных типа пищевых цепей – пастбищные и детритные.В пастбищных цепях первый трофический уровень занимают зеленые растения, второй –… Тело погибших растений и животных еще содержат энергию и строительный… Детрит → детритофаг → хищник;

Мертвое животное → личинки падальных мух → травяная лягушка → уж.

Экологические пирамиды (схемы пищевых сетей) Существуют пирамиды численности, биомассы, энергии. 1. При составлении пирамид численности сначала подсчитывают число различных организмов на данной территории. Подсчеты…

Экологические факторы

Экологический фактор – любой элемент среды, способный оказывать влияние (прямое или косвенное) на живые организмы хотя бы на протяжении одной из стадий их индивидуального развития. Все экологические факторы делятся на биотические и абиотические факторы, антропогенные факторы.

Абиотические факторы –это факторы неживой природы: свет, температура, влажность, особенности рельефа, химический состав воздушной, водной и почвенной среды.

Биотические факторы –совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на другие.

Антропогенные факторы –влияние человека на другие виды и среду обитания.

Формы биотических отношений

Межвидовые взаимодействия: 1. Хищничество (хищник - жертва)– распространенный тип взаимоотношений, при… Изучение динамики численности «хищник - жертва» играет большую роль в оптимальной эксплуатации природных ресурсов,…

Среда обитания и экологическая ниша

К среде обитания относят те элементы среды, с которыми данный организм вступает в прямые или непрямые отношения. На Земле существуют 4 основные… В водной среде большое значение имеют такие факторы, как плотность воды,… Наземно-воздушная среда освоена в ходе эволюции позднее водной, она требует более высокого уровня организации живого.…

Почва - среда обитания множества микроорганизмов, корней растений. Первостепенное значение имеют такие факторы: структура, химический состав, влажность. Обитателей почвенной среды называют эдафобионтами или геобионтами.

Тела многих организмов служат жизненной средой для других организмов (паразитов, симбионтов). Главную роль здесь играет обилие пищи, относительная стабильность условий, защищенность от неблагоприятных внешних факторов, активное сопротивление организма – хозяина.

У организмов, живущих в определенной среде, вырабатываются специфические приспособления к экологическим условиям именно этой среды.

Толерантность, пределы толерантности

Рис. 55. Зависимость действия экологического фактора от его интенсивности  

Закон минимума

Интенсивность тех или иных биологических процессов часто оказывается чувствительной к двум или большему числу факторов окружающей среды. В этом случае решающее значение будет принадлежать такому фактору или ресурсу, который имеется в минимальном с точки зрения потребностей организма количестве (Ю. Либих). В целом закон звучит так «Успешное функционирование популяций или сообществ живых организмов зависит от комплекса условий; ограничивающим или лимитирующим фактором является любое состояние среды, приближающееся или выходящее за границу устойчивости для организмов интересующей нас группы». В роли ограничивающего фактора могут выступать как основные, так и второстепенные экологические факторы.

Понятие о биосфере

Среды обитания живого сосредоточены в литосфере (в верхней части земной коры), в гидросфере (океаны, моря, реки, озера), в нижних слоях атмосферы… Вещество биосферы состоит из несколько существенно разнородных компонентов: … Живое вещество – представлено совокупностью всех живых организмов. Живое вещество обладает колоссальной энергией,…

Биогенная миграция атомов химических элементов

Живое вещество характеризуется исключительно высокой функциональной активностью. Она связана с его способностью к неограниченному развитию и… По мнению В.И. Вернадского, вышеуказанная «пленка жизни» длительное время…

Структура и основные циклы биохимических круговоротов

Чтобы биосфера продолжала существовать и на Земле не прекра­щалось развитие жизни, должны происходить непрерывные химичес­кие превращения ее живого… Из-за геологических изменений лика Земли часть вещества био­сферы может… Круговорот веществ— это многократное участие веществ в про­цессах, протекающих в атмосфере, гидросфере, литосфере, в…

РАЗДЕЛ VIII

ЧЕЛОВЕК В БИОСФЕРЕ

История развития представлений о происхождении человека

Антропогенез – процесс исторического развития человека. Это отрасль науки о человеке - антропологии, изучающая эволюцию человека. С древних времен человека интересовал вопрос о его происхождении. 1. Библия отвечает на этот вопрос так: «И сказал бог: «Сотворим человека по образу нашему, по подобию нашему».…

Схема эволюции человека

Согласно палеонтологическим данным, от примитивной группы древних насекомоядных млекопитающих около 35 млн. лет назад обособилась группа животных, давшая впоследствии приматов.Приматы относятся к наиболее высоко организованным млекопитающим и обладают рядом антропоидных черт: значительно развит головной мозг, глазницы направлены вверх, конечности хватательного типа, на всех пальцах развиты ногти, одна пара сосков и др. От приматов в палеогене кайнозойской эры отделилась ветвь, давшая предков современных человекообразных обезьян – парапитеков –небольшие животные, ведущие древесный образ жизни, питающиеся растениями и насекомыми. Их челюсти и зубы были подобны челюстям и зубам человекообразных обезьян. 17-18 млн. лет тому назад парапитеки дали начало гиббонам и орангутангам, а также вымершей ветви (8 млн. лет назад) древесных обезьян – дриопитекам.У последних за более чем 10 млн. лет обитания в тропических лесах сформировались передние конечности, приспособленные к лазанию по деревьям и добыванию пищи, большой головной мозг с высоким развитием двигательных отделов, бинокулярное зрение и др.

В связи с похолоданием климата и вытеснением тропических и субтропических лесов к югу в конце палеогена сформировались обширные открытые пространства с растительностью саванного типа. Популяции дриопитеков расселились по разным местообитаниям: предковые формы современных человекообразных обезьян – в дождевые тропические леса, где они передвигались, главным образом, цепляясь руками за ветки и раскачиваясь. От них образовались два вида: горилла и шимпанзе. Другие были вынуждены приспосабливаться к жизни на открытых пространствах, они были вынуждены встать на нижние конечности, видимо, чтобы лучше обозревать местность. Прямохождение закрепилось под давлением естественного отбора и сыграло огромную роль в эволюции антропоидов, так как оно освободило передние конечности, что позволило им использовать их для добывания пищи, ухода за детенышами и выполнения различных других функций хватательного типа. Освободившиеся от функции передвижения верхние конечности, наряду с развитым головным мозгом, органами чувств и стадным образом жизни явились необходимыми адаптациями к развитию в последующем трудовой деятельности. Таким образом, в палеогене линия людей (семейство гоминиды – прямоходящие приматы) отделилась от линии, ведущей к современным человекообразным обезьянам (рис. 59).

Рис. 59. Генеалогическое древо человека.

1 - плезиадацис, 2 - дриопитек африканский, 3 - рамапитек, 4 - австралопитек,

5 - австралопитек войсен, 6-7 - Homo erectus, 8 - неандерталец, 9 - Homo sapiens,

10 - современный человек.

Приматы

В процессе эволюции приматов уменьшилась острота вос­приятия высокочастотных звуков и обоняния. Высокое каче­ство зрения при развитой передней… Гамадрилы (разновидность павианов, относящихся к низ­шим обезьянам) используют… Для всех человекообразных обезьян вместе с человеком ха­рактерны округлая голова с выступающим лицевым отделом,…

Палеонтологические доказательства происхождения человека.

Основные этапы эволюции рода Homo и его предшественников

Стадиальная концепция).

Протоантропы (австралопитеки)– вымершая группа гоминид (скелетные ос­танки найдены в Южной Африке) — вели стадный образ жизни и занимались охотой и… Позднее (2 - 3 млн. лет назад) австралопитеки дали начало более прогрессивной… В течение длительной фазы предшественников человека действовали преимущественно эволюционные факторы генетичес­кой…

Этапы эволюции человека

Социальные закономерности, создавшие наряду с генетической системой наследования информации новую систему передачи из поколения в поколение… Древнейшие люди (архантропы). К настоящему времени известно несколько… Перспективным направлением эволюции было возникновение и дальнейшее развитие способности к изготовлению орудий труда,…

Факторы антропогенеза

Историческое развитие человекообразных обезьян и человека осуществлялось под влиянием тех же факторов биологической эволюции: мутационного процесса,… Если особенности строения и физиологии человека передаются по наследству на… Для древнейших и древних людей были характерны значитель­ные сдвиги в морфологии особей и одновременно относительно…

Экологические последствия неолитической революции

1) Сокращение численности популяций.Животные, птицы и насеко­мые находят смерть на дорогах под колесами автотранспорта, а также при проведении… Загрязняющие вещества влияют на эмбрионы, развивающиеся зародыши, отравляя их,… Загрязнители разной природы, действуя одновременно, оказыва­ют кумулятивный эффект. Под влиянием загрязняющих веществ…

Влияние человека на функции живого вещества в биосфере.

б) транспортная и рассеивающая функции живого вещества.Переме­щая большие массы биологической продукции в пространстве, человек нарушает при этом… Рассеивающая функция усиливается в результате использования человеком… в) деструкционная и концентрационная функции.Усиление чело­веком деструкционных (разрушительных) явлений в биосфере (в…

Изменение временного фактора развития биосферных процессов.

В заключение отметим, что принцип Ле Шателье - Брауна в рам­ках биосферы нарушается современным человечеством. Н.Ф. Реймерс указывает: «Если в конце…   Вопросы для повторения:

Экологические кризисы в развитии биосферы и цивилизаций

    № Название кризиса Время Причины…  

Загрязнение окружающей среды

Разнообразные виды вмешательства человека в естественные про­цессы в биосфере можно сгруппировать по следующим категориям загрязнений (рис. 62): ингредиентное загрязнение, или внесение химических веществ, которые… параметрическое (физическое) загрязнение, связанное с измене­нием качественных параметров окружающей среды;

Индикаторы глобального экологического кризиса

Воздействие человека на биосферу в целом и на отдельные ее компоненты (атмосферу, гидросферу, литосферу и биотические сообщества) достигло в настоящее время беспрецедентных размеров. Современное состояние планеты Земля оценивается как глобальный экологический кризис. Особенно возросли темпы роста ингредиентных и параметрических загрязнителей, причем не только в количественном, но и в качественном отношениях.

Индикаторами глобального экологического кризиса являются: усиление парникового эффекта; проблема истощения озонового слоя; кислотные осадки; деградация лесных, земельных и водных ресурсов; снижение биоразнообразия.

 

Усиление парникового эффекта

Под парниковым эффектомпонимают возможное повышение гло­бальной температуры планеты в результате изменения теплового ба­ланса, обусловленное… Основным парниковым газом является диоксид углерода. Его вклад в парниковый… Начиная с середины XIX столетия содержание СО2 в атмосфере ме­нялось следующим образом (частей на миллион, или…

Проблема истощения озонового слоя.

Наиболее значительная потеря озона регистрируется над Антаркти­дой, где его содержание в озоновом слое за последние 30 лет уменьши­лось на 40 – 50… Рис. 63. Динамика «озоновой дыры» в пределах Антарктиды

Кислотные дожди.

Согласно расчетам, доля диоксида серы в образовании кислых осадков составляет около 70%. Появлению кислых осадков способ­ствует также СО2, из-за его… Общее количество выбросов SO2, и NO2 в мире ежегодно состав­ляет более 250 млн… Кислые осадки особенно типичны для Скандинавских стран, а также Англии, ФРГ, Бельгии, Дании, Польши, Канады, северных…

Закисление озер в мире

  Страна Состояние озер Канада Более 14 тыс. озёр сильно закислены; каждому 7-му озеру на востоке страны…   Действие кислых осадков и атмосферных загрязнений на леса способствует выщелачиванию из растений биогенов (особенно…

Деградация водных ресурсов

Под загрязнением водоемовпонимают снижение их био­сферных функций и экологического значения в результате поступления в них вредных веществ. Загрязнение вод проявляется в изменении физических и органолептических свойств… Россия обладает одним из самых высоких водных потенциалов в мире — на каждого жителя России приходится свыше 30 000…

Главные загрязнители воды

2) смыв ядохимикатов ливневыми осадками; 3) газодымовые выбросы; 4) утечки нефти и нефтепродуктов.

Приоритетные загрязнители водных экосистем по отраслям промышленности

Значительную опасность представляют газо-дымовые со­единения (аэрозоли, пыль и т. д.), оседающие из атмосферы на поверхность водосборных бассейнов и… Огромны масштабы нефтяного загрязнения природных вод. Миллионы тонн нефти… Кроме поверхностных вод постоянно загрязняются и под­земные воды, в первую очередь в районах крупных промыш­ленных…

Деградация земельных ресурсов

Почва — один из важнейших компонентов окружающей при­родной среды. Все основные ее экологические функции замы­каются на одном обобщающем показателе… В наибольшей степени деградируют почвы агроэкосистем. Причина неустойчивого… Деградация земельных ресурсов проявляется в виде: эрозии (ветровой и водной); загрязнении; вторичном засолении и…

Последствия воздействия некоторых тяжелых металлов на здоровье человека

По данным агрохимической службы России (1997), почти 0,4 млн га в нашей стране оказались загрязненными медью, свинцом, кадмием и др. Еще больше… Одной из серьезных экологических проблем России стано­вится загрязнение земель… Значительную угрозу для здоровья людей представляет за­грязнение почв различными патогенами, которые могут про­никать…

Уменьшение биоразнообразия

Скорость уменьшения биоразнообразия, как у нас в стра­не, так и во всем мире, за последние 30 - 40 лет резко увели­чилась. Снижение биоразнообразия… Антропогенные воздействия на главнейшие компоненты биотических сообществ… Главенствующее значение в природе и в жизни человека имеют леса. Россия богата лесом. Более 1,2 млрд га, или 75 % от…

Понятие ноосферы как этапа развития биосферы при разумном регулировании отношений человека и природы

Что же такое человечество? Естественное ли это продолжение природы и венец ее творения или оно представляет собой инородное тело, жизнедеятельностью… Деятельность человеческого общества, если рассмотреть ее объек­тивно, до сих… С целью определения и обозначения особого этапа в истории пла­неты Земля, при котором именно научное познание, а не…

Раздел . Экология и здоровье человека

Особенности роста и развития современного человека

  Рис. 69. Современный комплекс опасностей, угрожающих человеку

Группировка факторов риска по их удельному весу для здоровья

 

Факторы, влияющие на здоровье	Значение для здоровья, примерный удельный вес, %	Группа факторов риска
Образ жизни	49 - 53	Курение, употребление алкоголя, несба­лансированное, неправильное питание, вредные условия труда, стрессовые си­туации, низкий образовательный и культурный уровень
Генетика, биология человека	18 - 22	Предрасположенность к наследственным болезням
Внешняя среда, природно-климати­ческие условия	17 - 20	Загрязнение воздуха, почвы, резкая смена атмосферных явлений, повышенные космические и другие излучения
Здравоохранение	8 - 10	Неэффективность профилактических ме­роприятий, низкое качество медпомощи

Здоровье и факторы риска

Согласно Уставу Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), здоровье это «состояние полного физического, душевного и соци­ального благополучия, а… В настоящее время существует целый ряд определений здоровья, которые, как… Медики отмечают, что для каждого человека важна сиюминутная оценка здоровья и прогноз на предстоящую жизнь. Поэтому…

Элементы экологии внутренней среды человека

Раздел науки, который изучает взаимоотношения организма с компонентами его внутренней среды, называется эндоэкологией. Важнейшие явления, которые происходят во внутренней среде орга­низма,… 1. Состояние каждого организма обусловлено совокупностью его генотипа, фенотипа и динамики внешней и внутренней…

Загрязненная внешняя среда, окружающие предметы

 

Рис. 71. Основные пути поступления и выведения вредных веществ из организма

(по Мамедову Н.М., Суравегиной И.Т., 1996 г.).

 

Отметим, что атмосферный путь поступления токсичных веществ в организм человека является ведущим, так как в течение суток он пропускает через легкие почти 15 кг воздуха, потребляет около 2,5 кг воды и 1,5 кг пищи. Кроме того, при ингаляции химические веще­ства поглощаются организмом наиболее интенсивно.

Так, свинец, поступающий с воздухом, адсорбируется кровью при­близительно на 60 %, тогда как поступающий с водой - на 10 %, а с пищей на 5 %. Считается, что загрязнением атмосферы обусловлено до 30 % общих заболеваний населения промышленных центров. При этом авто­мобильный транспорт является причиной 10 – 25% заболеваний.

Трансформирующие агенты биосферы

Согласно академику Н.П. Дубинину, главными из возможных преобразований организмов являются: 1) онкогенез, или развитие злокачественных образований;… Канцерогенные вещества.Среди физических факторов и химичес­ких веществ,… К физическим канцерогенным факторам внешней среды относят УФ-лучи в больших дозах, рентгеновские лучи, радиоактивные…

Деградация генофонда человечества

Ген — единица наследственной (генетической) информации, спо­собная к воспроизведению и расположенная в определенном участке данной хромосомы; ген… Генофонд— совокупность всех генов данной популяции, группы популяций или вида… Генетика— наука о законах наследственности и изменчивости организмов. Основными разделами генетики в зависимости от…

Вредные привычки и среда обитания

Курение.Согласно данным Министерства здравоохранения Китая, в стране ежегодно умирают от болезней, вызванных курением, до 2 млн человек, а в целом… В табачном дыме более 400 компонентов, 40 из них имеют канцеро­генный эффект.…

Здоровый образ жизни граждан как основа устойчивого развития общества

По данным государственной статистики, в России с 1992 г. на метилась пугающая тенденция к сокращению численности населения которая сохранилась и до… Рис. 73. Рождаемость и смертность населения России (по данным Госкомстата РФ)

Раздел VIII. Взаимосвязь космоса и живой природы, космические циклы

На биосферу Земли влияют многие явления, происходящие за пределами земного шара, во Вселенной, причем воздействие многих космических объектов и тел на живую природу Земли циклично. Одним из основных космических объектов, оказы­вающих существенное влияние на биосферу Земли, является Солнце - главный источник энергии. От Солнца зависит суточная и годовая активность живых су­ществ, климат и т.д.

Солнечная активность изменяется циклически, а по­этому и ее воздействие на климат Земли циклическое. Про­должительность солнечных циклов различна, наиболее чет­ко выделены циклы длительностью 11, 22, 90, 178, 600, 1800 и т.д. лет. С такой же цикличностью происходят определен­ные изменения и в климате на Земле.

Например, соответственно 11-летнему и 22-летнему цик­лу солнечной активности бывают засухи. На основании этих циклов было предсказано наступление засушливого лета на Среднем Западе США в 1974 г. Даже предсказанная засуха может нанести огромный ущерб, а если к засухе не будет соответствующей подготовки, то ущерб окажется еще боль­шим.

Длительный анализ наблюдений показал, что суще­ствуют и более продолжительные циклы чередования влажных и засушливых лет - примерно 30 - 40 лет. Или, другими словами, каждая третья-четвертая засуха явля­ется особенно жестокой. Примерно 30-летний цикл сильней­ших засух наблюдается на Русской равнине.

Значительные изменения климата происходят в связи с 600-летними циклами солнечной активности. Однако особенно серьезно климат изменяется с пе­риодом, равным примерно 1800 лет. На основании исследо­ваний было установлено, что существуют циклы с гораздо большим периодом: с цикличностью в 180 - 200 млн лет по­вторялись ледниковые эпохи. Последний ледниковый пери­од по таким масштабам закончился совсем недавно, пример­но 40 тыс. лет назад.

Наиболее влажные периоды имели место примерно около 4500 и 2000 лет до н.э., перед началом новой эры (200 г. до н.э.), и примерно в 1500 г. н.э. Эти влажные периоды каждый раз сменялись сухими, что подтверждается многочисленными данными о колебаниях уровней морей и озер, уровней рек и их разливов. Поражает воображение прошлое сегодняшней Сахары, которая когда-то была цве­тущим краем с богатым животным и растительным миром. В тот период на рубеже V и IV столетий до н.э. в Сахаре и на всей Земле был влажный климат. Последний период сухо­го климата приходится на VI - X вв.. В этот период Исландия была покрыта березовыми лесами, а Гренландия была цвету­щей страной с плодородными землями. Примерно с XIII в. на­ступило похолодание, и Гренландия покрылась ледниками. На основании этих наблюдений можно предположить, что оче­редное «золотое время» с обилием растительности и живот­ных может наступить для Сахары примерно к XXXIII в.

Ученые установили, что погода и климат зависят не только от величины солнечной активности в 11-лет­нем цикле, но и от других характеристик изменения солнечной активности в целой серии циклов. Из-за этого имеются сменяющие друг друга климатические эпохи про­должительностью примерно 42 года. Климат такой эпохи отличается от климата предшествующей и последующей, но похож на климат той эпохи, которая была ранее предшеству­ющей. Таким образом, если необходимо успешно предска­зать климат на будущую эпоху, нужно анализировать не толь­ко что минувшую 42-летнюю эпоху, а и предшествующую ей. Например, одна из 42-летних эпох длилась с 1933 по 1975 г. Ее сменила эпоха, в которой мы живем. Для того чтобы пред­сказать климат нашей эпохи, необходимо внимательно про­анализировать процессы в атмосфере, гидросфере и биосфе­ре в периоды с 1878 по 1932 г. и с 1798 по 1832 г.

На примере изменения климата Земли в зависимости от солнечной активности наилучшим образом иллюст­рируется взаимосвязь живой природы и космоса. На резкие изменения солнечной активности реагируют скорость вращения Земли вокруг своей оси и характеристики атмо­сферы (циркуляция, давление, температура, атмосферные осадки); гидросферы (уровни океанов и морей, их ледовитость, температура воды, речной сток, уровни озер, колеба­ний размеров ледников и др.). И конечно же, вся живая при­рода приспосабливается к изменениям, происходящим в биосфере в зависимости от влияний космоса.

Под влиянием космических факторов изменяются ха­рактер атмосферной циркуляции, погода и климат на Земле, и все эти изменения не могут не сказываться на живых организмах. Ярким доказательством влияния кос­моса на живые организмы является анализ толщины годич­ных колец деревьев. Толщина годичных колец деревьев за­висит от количества осадков или, другими словами, от характера атмосферной циркуляции. Исследования среза дерева, возраст которого 3200 лет, показали, что обычно че­редуются 11 годичных колец быстрого роста (большой тол­щины) и 11 колец медленного роста-(тонких), что наглядно подтверждает связь растительного мира с 11 -летними сол­нечными циклами. На срезах деревьев устойчиво и четко вы­деляется и 22-летний цикл. Причем именно он является глав­ным периодом солнечной активности, оказывающим влияние на живые организмы.

Наукой доказано, что солнечное излучение влияет на ход развития растений и животных через свое влияние на свойства воды как среды обитания и как неотъем­лемого компонента живых организмов. Влияние Солнца на живые организмы также проявляется в смене суточной ак­тивности, в смене активности в связи с изменением времен года, которая, как известно, связана с движением Земли вок­руг Солнца. Солнечная активность влияет на процессы миг­рации птиц и рыб. Резкие изменения численности животных (как и изменения толщины годичных колец деревьев) наблю­даются также в периоды максимумов солнечной активности. А поскольку ее изменения, а также изменения климата носят циклический характер, то перемены в животном и раститель­ном мирах также происходят циклически.

Существенное влияние на живые организмы оказы­вает и изменяющееся в соответствии с космическими циклами магнитное поле Земли. Весьма чувстви­тельны к магнитному полю растения. Такие заключения были сделаны на основании исследований зародышей пшеницы, кукурузы, огурцов, свеклы, подсолнечника, гороха, дыни, ячменя, овса, а также семян сосны, ели и др.

Магнитное поле оказывает влияние и на соотно­шение полов растений, а соответственно и на их способность к плодоношению.

Магнитное поле Земли оказывает влияние и на жи­вотных, птиц и насекомых. Например, оно влияет на способность насекомых и птиц ориентироваться в пространстве. Птицы совершают как незначительные пе­релеты на 100 - 200 км, возвращаясь затем в свои гнездовья, так и сезонные миграции весной и осенью на расстояния в несколько тысяч километров, и именно благодаря магнитно­му полю они держат правильный курс. Любые изменения ус­ловий внешней среды, кроме магнитного поля, не сбивают их с курса, а если магнитное поле Земли меняется (например, во время магнитной бури), то птицы могут сбиться с правиль­ного пути.

Аналогичным образом магнитное поле влияет и на миграцию рыб и животных (например, леммингов), правда, способность ориентироваться в простран­стве с помощью магнитного поля сохранили только те рыбы и животные, которые постоянно перемещаются (мигрируют) на большие расстояния.

Огромное влияние на биосферу и живые организмы оказывает Луна, движение которой вызывает приливы и отливы воды, усиливая или ослабляя маг­нитное поле нашей планеты. Под воздействием Луны, таким образом, находятся все живые существа, так как в составе каждого из них есть вода.

Таким образом, влияние космоса и космических объек­тов на живые организмы велико. Конечно, есть более чувствительные и менее чувствительные объекты жи­вой природы, но в целом биосфера подвержена значительно­му влиянию космической активности.

Солнечные циклы и здоровье человека

Исследователи установили, что солнечная активность влияет на эпидемические процессы на Земле. Конечно, на них влияют и социальные факторы, но их… Конечно, цикл длительностью 5,5 года является не единственным для… А иногда циклы эпидемических процессов могут сбиваться, так как в периоды природной периодич­ности эпидемий активно…

Биоритмология: узловые годы жизни человека

Биоритмология разрабатывает законы осуществле­ния периодически повторяющихся биологических процессов и поведения различных биологических систем во… Круг вопросов, изучаемых биоритмологией, достаточно серьезен и имеет вполне… Идеи о ритмичном характере процессов в природе и в организме человека выдвигались в трудах античных философов…

Среднепериодные биоритмы

Цель изучения биоритмов — оптимизация жизнеде­ятельности человека. Выделяют короткопериодные и среднепериодные биологические ритмы. Среднепериодные… Суть теории критических дней заключается в том, что в организме человека… 1. физический — с периодом 23 дня;

Короткопериодные биоритмы

Основным суточно-солнечным циклом является чередование сна и бодрствования, которые неразрывно связаны и зависят один от другого. Если человек… В результате длительных исследований ученые выделили две основные фазы сна:… Длительность каждого полного цикла, состоящего из одного медленного и одного быстрого сна, в норме составляет от 60 до…

Физиологические особенности психики человека, основные эмоции

Психика и психическое отражение действительности это продукт активной деятельности субъекта (человека), но в то же время она выполняет функцию… Психикой у человека управляет высший отдел централь­ной нервной системы… Психика каждого отдельного человека очень сложна, многомерна, изменчива и весьма индивидуальна, на нее оказывают…

Эмоциональные реакции. Стресс и здоровье человека.

Как правило, эмоциональные реакции длятся не долго. Кратковременная, но интенсивная эмоциональная реакция называется аффектом. Состояние аффекта… Различают физиологический и патологический аффекты. Физиологический аффект… Патологический аффект возникает после сравни­тельно слабого раздражителя (например, незначительного оскорбления),…

Причины обострения экологических проблем

Но, к сожалению, экологическая обстановка и в России, и во всем мире такова, что следует всерьез задуматься о выживании людей. Загрязнение… 1) технико-экономический, связанный с угрозой истощения природных ресурсов; … 2) экологический в узком смысле этого слова, т.е. связанный с биологическим равновесием человеческого общества и…

Раздел IX. Принципы охраны природы и рационального природопользования

 

Традиционный ведомственный подход к освоению месторождений, отсутствие экономических стимулов и незаинтересованность предприятий в рациональном использовании ресурсов недр во многих случаях сформировали производства с фактически незавершенным технологическим циклом, когда непрофильные ценные компоненты сырья переводятся в отходы производства, а эти отходы наносят значительный вред окружающей среде. Большой ущерб природе наносится от стремления предприятий к выборочной обработке лучших участков месторождений, что приводит не только к оскудению недр, но и к накоплению запасов полезных ископаемых худшего качества и потере их промышленного значения. Неудовлетворительно используется при добыче нефтяной газ, который в огромных количествах попросту сжигается. Так, в России ежегодно в факелах сжигается более 10 млрд м³ природного газа. Положение дел в области охраны недр и горной экологии находится на грани резкого ухудшения.

Дабы сохранить природу и избежать экологического кризиса, необходимо перейти к комплексному и рациональному использованию природных ресурсов.

Комплексное использование природных ресурсов это одновременная добыча не только основных, но и сопутствующих полезных ископаемых, а также переработка отходов горного производства. Такая возможность закладывается на этапе геологических изысканий и проектирования предприятий горнодобывающих отраслей промышленности. Комплексное использование сырья дает возможность получать около 40 элементов в виде металлов высокой чистоты и химических соединений и организовать промышленное производство многих необходимых видов продукции.

Комплексное использование природных ресурсов сейчас развивается по следующим направлениям:

1) комплексное использование конкретного месторождения;

2) полное извлечение всех содержащихся полезных ископаемых при добыче и переработке;

3) утилизация отходов горного производства, повторное использование запасов месторождений отходов и сопутствующих минеральных ресурсов;

4) разработка и внедрение безотходных технологий.

Рациональный подход к природопользованию опирается на два фундаментальных принципа: наиболее полное использование природного ресурса (возможное, например, при комплексной добыче полезных ископаемых) и доведение неиспользованных отходов производства до такого состояния, при котором они безвредны для природы и могут быть ассимилированы экологическими системами.

Рациональный подход к природопользованию определил разработку и внедрение мало- и безотходных технологий. По мере развития современного производства с его масштабностью и темпами роста такие технологии становятся все более актуальными. Скорейшее их расширение и внедрение на всех предприятиях в ряде стран рассматривается как стратегическое направление рационального использования природных ресурсов и охраны окружающей среды.

Безотходная технология представляет собой такой метод производства продукции, при котором все сы­рье и энергия используются наиболее рационально и комплексно в цикле «сырьевые ресурсы — производство — потребление — вторичные ресурсы», и любые воздействия на окружающую среду не нарушают ее нормального функционирования. Конечно, безотходная технология не означает производства совсем без отходов, такого производства нет и вряд ли оно появится, но при безотходном производстве не нарушается нормальное функционирование природных систем.

Комплексное и рациональное использование природных ресурсов способствуют сохранению окружающей среды. Современная практика использования природных ресурсов выработала следующие принципы охраны природы, методы защиты биосферы и способы создания безотходных производств:

- исключение попадания вредных выбросов и отходов в окружающую среду;

- применение во всех отраслях народного хозяйства безотходных технологий и замкнутых циклов водопотребления;

- комплексное использование минеральных ресурсов;

- полная оценка геологических условий в промышленном строительстве;

- улучшение условий жизни людей во всех регионах страны за счет сохранения и улучшения окружающей среды, к главным компонентам которой относятся чистые воздух и вода, солнечный свет и умеренная температура, а также красота и величие природы, влияющие на психологический настрой человека.

Если все эти принципы будут соблюдаться, то у человечества есть шанс быть здоровым и сохранить красоту планеты Земля.

 

Биоэтика и её сущность

Биоэтика это новая наука, которая сформировалась в конце 1960-х — начале 1970-х гг. Ее возникновение обусловлено прежде всего достижениями генетики, медици­ны и ее техническим перевооружением. ВСТАВИТЬ ИЗ ЛЕКЦИЙ

В современном мире успешно развиваются такие направления медицины, как генная инженерия, транс­плантация органов, биотехнология и т.д. В наши дни медикам под силу долгое время поддерживать в жизнеспособном состоянии больных, страдающих от различных тяжелых заболеваний, в том числе утративших способность передвигаться. Эти успехи, с одной стороны, способствуют продле­нию жизни, корректируют наследственные недостатки и болезни, последствия различных травм и заболеваний, позволяют бороться с тяжелыми хроническими недугами, но, с другой стороны, обострили старые и вызвали новые моральные проблемы, с которыми сталкивается врач при общении с пациен­том, его родственниками и даже с целым обществом.

Этические аспекты медицины являются серьезной проблемой современной цивилизации. Например, продлять или не продлять жизнь пациенту, страдающему неизлечимым заболеванием, утратившему способность ходить и даже жить без медицинских аппаратов, тем более когда сам больной просит о смерти? Пересаживать или не пересаживать органы умерших людей? Кому в первую очередь давать органы, предназначенные для трансплантации: детям, старикам, зрелым людям, находящимся на пике своих возможностей в расцвете лет? Проблем, о которых идет речь, великое множество, они возникли как неизбежность и часто не имеют однозначного решения.

Одна из основных проблем, которую рассматривает биоэтика, это проблема генной инженерии: допустимо ли с точки зрения моральных норм хирургическое вмешательство в генотип человека? Генная инженерия открывает широкие просторы и множество путей решения проблем медицины, генетики, сельского хозяйства, с ее по­мощью можно целенаправленно манипулировать генетиче­ским материалом в целях создания новых или реконструкции старых генотипов. Актуальность генной инженерии чело­века проявляется в необходимости лечения больных с наследственными болезнями, обусловленными геномом. Имеющиеся в этой области достижения показывают перспективность генной терапии наследственных болезней. Заболевания на генном уровне все чаще обусловлены развитием цивилизации. В настоящее время человечество пока не склонно отказаться от определенной части техники и технологий, несущих не только комфорт и материальные блага, но и деградацию естественной среды обитания людей, поэтому в ближайшей перспективе сохранятся побочные явления научно-техниче­ского прогресса, отрицательно влияющие на организм человека, справиться с которыми отчасти под силу именно ген­ной инженерии.

Однако тут возникает законный вопрос о социально-этической стороне генной инженерии и генной тера­пии человека. Мы вмешиваемся в процесс эволюции и пытаемся искусственно влиять на природу, но где гарантии того, что генная терапия не будет использована во вред че­ловеку, как это произошло со многими открытиями в области физики, химии и других наук? Иными словами, человечество столкнулось с дилеммой: затормозить прогресс или дать миру новые источники тревог. К тому же, по мнению многих ученых и видных общественных деятелей, вмешательство в геном человека — это покушение на свободное развитие лич­ности, в связи с этим они выступают за приостановление исследований в области генной инженерии человека, тем самым допуская возможность ограничения процесса познания вообще. Но ведь само познание, научные исследования не несут в себе ни добра, ни зла. Главное, в чьих руках они находятся, важно, чтобы в использовании достижений действовал этический кодекс ученого — не навредить здоровью че­ловека, не нанести вреда личности, и именно за это борется биоэтика.

 

Глоссарий

 

Автотрофы – организмы, синтезирующее за счет энергии фотосинтеза или хемосинтеза из неорганических веществ все необходимые для жизни органические вещества.

Адаптация – процесс приспособления организма (или любой другой системы) к изменяющимся условиям существования.

Акклиматизация – приспособление живых организмов к новым условиям существования, к новым биоценозам.

Аминокислоты – класс органических соединений, содержащих карбоксильные и аминогруппы; обладают свойствами кислот и оснований.

Амфибии – (земноводные) класс позвоночных животных (саламандры, тритоны, жабы, лягушки и т.п.)

Анафаза– третья стадия клеточного деления, следующая за метафазой; характеризуется расхождением хромосом к полюсам клетки.

Аномалия – отклонения от нормы, от общей закономерности, неправильность, например аномалия развития.

Антибиотики – биологического происхождения, подавляющие рост бактерий и других микроорганизмов, а также вирусов и клеток; применяются в медицине.

Антисептики – химические вещества, вызывающие гибель микробов; применяются в хирургии при лечении ран, для дезинфекции.

Артерия– кровеносный сосуд, несущий кровь от сердца к органам и тканям.

Аутогенный – возникающий в самом организме; например, аутогенная тренировка – воздействие на свое физическое и психическое состояние при помощи самовнушения.

Бактерии – группа микроскопических, преимущественно одноклеточных организмов, обладающих клеточной стенкой, но не имеющих оформленного ядра.

Белки– высокомолекулярные органические вещества, построенные из остатков аминокислот; составляют основу процессов жизнедеятельности всех организмов.

Бентос – совокупность организмов, обитающих на грунте или в грунте дна водоемов.

Био… - первая составная часть сложных слов, обозначающая «жизнь», «связанный с жизнью», например биохимия.

Биология– совокупность наук о живой природе, изучающих сущность, происхождение, развитие и многообразие жизни и занимающихся поиском рациональных методов охраны и преобразования живой природы в соответствии с потребностями человека.

Бионика– направление кибернетики изучающее структуру и жизнедеятельность организмов с целью использования открытых закономерностей и обнаруженных свойств для решения инженерных задач и построения технических систем, приближающихся по своим характеристикам к живым организмам.

Биополимеры – высокомолекулярные соединения – белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды, а также их производные.

Биоритмы– биологические ритмы – циклические (суточные, сезонные и др.) колебания интенсивности и характера тех или иных биологических процессов и явлений, дающие организмам возможнось приспосабливаться к циклическим изменениям окружающей среды.

Биосфера – область распространения жизни на Земле, включающая верхнюю часть твердой оболочки Земли, гидросферу и нижнюю часть атмосферы.

Биота– исторически сложившаяся совокупность растений и животных, объеденных общей областью распространения.

Биотехнология – совокупность промышленных методов, использующих живые организмы и биологические процессы для производства ценных продуктов.

Биофизика– наука, изучающая физические и физико-химические процессы в живых организмах, а также структуру биологических систем на всех уровнях их организации.

Биохимия– наука, изучающая химический состав организмов, их структуру, свойства, локализацию, а также присущие живой материи химические процессы.

Биогеоценоз – однородный участок земной поверхности с определенным составом живых (биоценоз) и косных (приземной слой атмосферы, солнечная энергия, почва и др.) компонентов и динамическим взаимодействием между ними (обменом веществ и энергии).

Биоценоз– совокупность растений, животных и микроорганизмов, населяющих некоторый участок суши или водоема и характеризующихся определенными отношениями между собой и приспособленностью к условиям окружающей среды.

Ботаника – наука о растениях, изучающая закономерности их внешнего и внутреннего строения, систематику, особенности распространения, взаимоотношения со средой, структуру растительного покрова.

Вещество живое – совокупность живых организмов биосферы, численно выраженная в элементарном химическом составе, массе и энергии.

Вещество косное – материя, образующая биосферу и не входящая в состав живого вещества.

Вирус – возбудитель инфекционных заболеваний растений, животных и человека, размножающийся только внутри живых клеток.

Гармония– согласованность, стройность в сочетании чего-либо.

Ген – материальный носитель наследственности, единица наследственности (генетической) информации, способная к воспроизведению и расположенная в определенном участке хромосомы; обеспечивает преемственность в поколениях того или иного признака или свойства организма.

Генетика – наука о законах наследственности и изменчивости организмов.

Генный– прил. от сл. ген ; генная инженерия - создание с помощью генетических и биохимических методов новых, не существующих в природе сочетаний генов.

Гетеротрофы – организмы, которые используют для своего питания готовые органические вещества; к ним относятся человек, все животные, некоторые растения, большинство бактерий, грибы и др.

Гидро… - первая составная часть сложных слов, обозначающая «относящийся к воде, водным пространствам»; например, гидробиология.

Гипер… - приставка, обозначающая «превышение»; например, гипертония.

Гипертония – 1) повышение напряженности (тонуса) тканей и органов (например, кровеносных сосудов); 2) повышения кровяного давления.

Гипо.. – приставка, обозначающая «нахождение ниже чего-либо», а также «понижение против нормы» ; например, гипотония.

Гипогликемия – уменьшение содержания сахара в крови ниже 80-70 мг %.

Гипотония– 1) понижения напряженности тканей и органов (например, кровеносных сосудов); 2) понижение кровеносного давления.

Гормоны – биологически активное вещество, вырабатываемое железами внутренней секреции, выделяемое непосредственно в кровь и участвующее в регуляции функций организма.

Гравитация –всемирное тяготение.

Дистрофия –расстройство питательных тканей, органов или организма в целом при нарушении обмена веществ.

Доминанта –главенствующая идея, основной признак, важнейшая составная часть чего-либо.

Естествознание –совокупность наук о природе.

Зигота –клетка, образующаяся в результате слияния двух половых клеток в процессе оплодотворения у животных и растений; из зиготы развивается новая особь.

Зоо… -первая составная часть сложных слов, обозначающая «относящийся к животным, к животному миру»; например, зоология.

Зоология –наука, изучающая животный мир, строение и жизнедеятельность животных, их распространение, связь со средой обитания, закономерности индивидуального и исторического развития.

Иммунитет –невосприимчивость организма по отношению к возбудителям болезней или определенным ядам.

Иммунодефицит –снижение или отсутствие иммунитета вследствие дефекта иммунной системы организма; синдром приобретенного иммунодефицита (СПИД) – вирусное заболевание, приводящее к ослаблению защитных сил организма в результате поражения иммунной системы, передающееся половым путем или через кровь.

Инстинкт –врожденная форма поведения, свойственная данному виду животных, представляющая собой сложную цепь безусловных рефлексов, вызываемых определенными внешними и внутренними раздражителями.

Интеллект –ум, рассудок, разум; мыслительная способность человека; искусственный интеллект – название кибернетических систем,

моделирующих некоторые стороны интеллектуальной деятельности человека.

Кислоты нуклеиновые –высокомолекулярные органические соединения, образованные остатками нуклеотидов; присутствуют в клетках всех живых организмов и выполняют важнейшие функции по хранению и передаче генетической информации.

Кишечнополостные –тип низкоорганизованных беспозвоночных животных, в том числе морские (одиночные и колониальные), сидячие (полипы), свободноплавающие (медузы).

Клетка –элементарная живая система, основа строения и жизнедеятельности всех животных и растений; клетки существуют в составе многоклеточных организмов, а также как самостоятельные организмы (например, простейшие бактерии).

Клетчатка –полисахарид, образованный остатками глюкозы; главная составная часть клеточных стенок растений, обусловливающая механическую прочность и эластичность растительных тканей; другое название – целлюлоза.

Код генетический –передающаяся из поколения в поколение наследственная информация, состоящая в последовательном расположении ее материальных носителей (генов).

Консументы –организмы, являющиеся в пищевой цепи потребителями органического вещества, т.е. все гетеротрофные организмы; к консументам первого порядка относятся все растительноядные животные, к косументам второго порядка – хищники.

Концепция –определенный способ понимания, трактовки каких-либо явлений, основная точка зрения, руководящая идея для их освещения; ведущий замысел, конструктивный принцип различных видов деятельности.

Лейкоциты(белые кровяные клетки) –бесцветные клетки крови животных и человека (в отличие от красных кровяных клеток – эритроцитов), способные перерабатывать микроорганизмы и вырабатывать антитела.

Мануальный –произведенный с помощью рук.

Метафаза –вторая стадия клеточного деления, следующая за профазой; характеризуется движением хромосом к центру клетки и разъединением сестринских хромосом.

Микроорганизмы –общее название мельчайших организмов растительного и животного происхождения, видимых лишь в микроскоп.

Митоз –способ деления клеток, обеспечивающий тождественное распределение генетического материала между дочерними клетками и преемственность хромосом в ряду клеточных поколений.

Митохондрии –органоиды животных и растительных клеток, в которых протекают окислительно-восстановительные реакции, обеспечивающие клетки энергией.

Мозг –центральный отдел нервной системы животных и человека; состоит из нервной ткани: серого вещества (скопление главным образом нервных клеток) и белого вещества (скопление главным образом нервных волокон).

Мономеры –вещество, состоящее из молекул, способных реагировать между собой или молекулами других веществ с образованием полимера.

Мутация –внезапно возникающее естественное или искусственно вызываемое стойкое изменение наследственных структур.

Нейрон –нервная клетка, состоящая из тела и отходящих от него отростков – относительно коротких дендритов и длинного аксона; основная структурная и функциональная единица нервной системы.

Нейстон –совокупность организмов, обитающих у поверхностной пленки воды (сверху или снизу от нее) пресных и морских водоемов.

Неомобилизм –перемещение материковых плит в современную эпоху.

Ноосфера –состояние биосферы в современную эпоху; характеризуется существенным влиянием на геологическую историю Земли человеческого разума.

Нуклеиды –составная часть нуклеиновых кислот и других биологически активных соединений.

Нутриенты –вещества, которые входят в состав пищи человека и животных и которые усваиваются организмами для построения клеток и накопления энергии.

Органеллы –«органы» простейших, выполняющие различные функции: двигательные, сократительные, рецепторные, нападения, защиты, пищеварительные, секреторные.

Органоиды –постоянные специализированные структуры в клетках животных и растений.

Пептиды –органические вещества, состоящие из остатков аминокислот, соединенных связью аминогруппы одной аминокислоты с карбоксильной группой другой (пептидной связью).

Пигмент –окрашенные химические соединения; подразделяются на органические и неорганические; на практике применяются в виде тонких порошков для крашения пластмасс, резины, химических волокон, изготовления красок.

Планктон –совокупность организмов, обитающих в толще воды и переносящихся водными течениями.

Пластиды –цитоплазматические органеллы растительных клеток, нередко содержат пигменты, обусловливающие окраску пластид.

Популяция –совокупность особей одного вида, длительно занимающая определенное пространство и воспроизводящая себя в течение большого числа поколений.

Полисомы –соединение нескольких рибосом; другое название – полирибосомы.

Продуценты –организмы, способные к фото- и хемосинтезу и являющиеся в пищевой цепи первым звеном, созидателем органических веществ из неорганических, то есть все автотрофы.

Прокариоты –организмы, не обладающие оформленными клеточными ядрами и типичным хромосомным аппаратом.

Протоплазма –содержимое живой клетки; состоит из клеточной мембраны, цитоплазмы и ядра, но не включает внешнюю клеточную оболочку.

Профаза –первая стадия деления клетки; характеризуется конденсацией и спирализацией хромосом, разрушением ядерной оболочки и формированием аппарата клеточного деления.

Психика –свойства мозг отражать действительность в виде ощущений, восприятий, представлений, мыслей, чувств, воли и т.п.

Психология –наука, изучающая формы и закономерности психической деятельности.

Расы –исторически сложившиеся группы человечества, характеризующиеся общими наследственными признаками (цветом кожи, глаз, волос, формой черепа, ростом и др.), общностью происхождения и областью расселения; современное человечество подразделяют на три расы: негроидную, европеоидную и монголоидную.

Реакция –1) действие, возникающее в ответ на то или иное воздействие; 2) ответ организма на внешние или внутренние раздражения.

Редуценты –организмы, разлагающие мертвое органическое вещество и превращающие его в неорганические вещества, которые в состоянии усваивать другие организмы – продуценты; в пищевой цепи относятся к консументам.

Рибосомы –внутриклеточные частицы, состоящие из рибонуклеиновых кислот (РНК) и белков; участвуют в биосинтезе белка.

Сапрофиты –растения и микроорганизмы, питающиеся органическим веществом отмерших организмов; главным образом бактерии и грибы.

Селекция –выведение новых и улучшение существующих сортов растений или пород животных.

Синергетика –наука о самоорганизации физических, биологических и социальных систем.

Система –1) множество закономерно связанных друг с другом элементов (предметов, явлений, взглядов, идей, принципов и т.д.), представляющее собой определенное целостное образование, единство; 2) совокупность сооружений, машин, механизмов, служащих единой цели; 3) совокупность тканей, органов, их частей, представляющих собой определенное единство и связанных общей функцией (например, нервная система); 4) сложное техническое устройство, конструкция.

Телофаза –последняя стадия деления клетки, следующая за анафазой; на этой стадии вокруг каждой из групп хромосом, собравшихся у полюсов, образуется ядерная оболочка, возникают ядрышки, тело клетки разделяется.

Точка бифуркаций –состояние системы, после которого возможно некоторое множество вариантов ее дальнейшего развития.

Фаза –1) момент, отдельная стадия в развитии какого-либо явления или процесса в природе или в обществе; 2) определенный момент в каком-либо периодическом астрономическом явлении (например, фазы Луны); 3) физическая величина, характеризующая состояние колебательного процесса в определенный момент времени.

Ферменты –биологические катализаторы, присутствующие во всех живых клетках; осуществляют превращения веществ в организме, направляя и регулируя обмен веществ.

Физиология –наука о жизнедеятельности организмов, процессах, протекающих в их системах, органах, тканях, клетках и их функциях.

Флуктуации –случайные отклонения от средних значений наблюдаемых физических величин, характеризующих систему из большого числа частиц; вызываются тепловым движением частиц системы.

Фотосинтез –превращение зелеными растениями и микроорганизмами лучевой энергии Солнца в энергию химических связей органических веществ.

Фреоны –техническое название группы углеродов, применяемых в качестве хладагентов.

Хаос –полный беспорядок, неразбериха.

Хемосинтез –процесс образования некоторыми бактериями органических веществ из двуокиси углерода за счет энергии, полученной при окислении неорганических соединений.

Хлоропласты –внутриклеточные органоиды растительных клеток, в которых осуществляется фотосинтез.

Хроматида –одна из двух нуклеопротеидных нитей, которые образуются при удвоении хромосом в процессе клеточного деления.

Хромосомы –структурные элементы клеточного ядра, содержащие гены.

Центромера –участок хромосомы, удерживающий вместе две ее нити (хроматиды); во время деления клетки направляет движение хромосом к полюсам клетки.

Цитология –наука о строении, развитии и функциях животных и растительных клеток.

Цитоплазма –внеядерная часть протоплазмы животных и растительных клеток; состоит из гиалоплазмы, органоидов и других включений.

Эволюция –1) процесс изменения, развития; 2) одна из форм движения, развития в природе и обществе – непрерывное, постепенное количественное изменение, в отличие от революции – коренного, качественного изменения.

Экология –1) наука, изучающая взаимоотношения животных, растений, микроорганизмов между собой и окружающей средой; 2) состояние окружающей среды и населяющих ее организмов (экология человека, социальная экология).

Экосистема –единый природный комплекс, образованный живыми организмами и средой их обитания (атмосфера, почва, водоем и т.п.), в котором живые и косные компоненты связаны между собой обменом веществ и энергии.

Эмбриология –наука, изучающая зародышевое развитие организмов.

Эндоплазматическая сеть –клеточный органоид, представляющий собой систему канальцев, пузырьков и «цистерн», отграниченных мембранами.

Эндосперм –запасающая ткань семени растений, в котором откладываются питательные вещества, необходимые для развития зародыша.

Эукариоты –организмы, обладающие клетками с оформленными ядрами, ограниченными от цитоплазмы ядерными оболочками; к эукариотам относятся все животные и большинство растений.

Ядро клетки –жизненно необходимая часть растительных и животных клеток; управляет синтезом белков и через них всеми физиологическими процессами в клетке.

Ядрышко –плотное тельце внутри ядра клетки; состоит в основном из рибонуклеопротеидов; участвует в образовании рибосом.

 

 

Именной указатель

1. АРХИМЕД (ок . 287-212 до н. э.), древнегреческий ученый математик и механик, основоположник теоретической механики и гидростатики. Родом из… 2. АРИСТОТЕЛЬ (384-322 до н . э.), древнегреческий философ. Основоположник… 3. БЕРНАЛ (Bernal) Джон Десмонд (1901-1971) , английский физик и общественный деятель. Труды по рентгеноструктурному…