Der Entstehungsprozess der ersten organischen Verbindungen auf der Erde wird als chemische Evolution bezeichnet. Sie ging der biologischen Evolution voraus. Die Stadien der chemischen Evolution wurden von A. I. Oparin identifiziert.
Stufe I - nicht biologisch oder abiogen (aus dem Griechischen. u, un - ein negatives Teilchen, bios - Leben, Genesis - Herkunft). In diesem Stadium fanden chemische Reaktionen in der Erdatmosphäre und in den mit verschiedenen anorganischen Substanzen gesättigten Gewässern des Primärozeans unter Bedingungen intensiver Sonneneinstrahlung statt. Bei diesen Reaktionen konnten sich aus anorganischen Stoffen einfache organische Stoffe bilden - Aminosäuren, Alkohole, Fettsäuren, stickstoffhaltige Basen.
Die Möglichkeit, organische Substanzen aus anorganischen Substanzen in den Gewässern des Primärozeans zu synthetisieren, wurde in Experimenten des amerikanischen Wissenschaftlers S. Miller und der einheimischen Wissenschaftler A. G. Pasynsky und T. E. Pavlovskaya bestätigt.
Miller entwarf eine Anlage, in der ein Gasgemisch platziert wurde - Methan, Ammoniak, Wasserstoff, Wasserdampf. Diese Gase könnten Teil der Primäratmosphäre sein. In einem anderen Teil des Apparates befand sich Wasser, das zum Kochen gebracht wurde. Unter hohem Druck in der Apparatur zirkulierende Gase und Wasserdampf wurden eine Woche lang elektrischen Entladungen ausgesetzt. Als Ergebnis wurden in der Mischung etwa 150 Aminosäuren gebildet, von denen einige Bestandteil von Proteinen sind.
Anschließend wurde die Möglichkeit der Synthese anderer organischer Substanzen, einschließlich stickstoffhaltiger Basen, experimentell bestätigt.
Stufe II - die Synthese von Proteinen - Polypeptiden, die aus Aminosäuren in den Gewässern des Primärozeans gebildet werden könnten.
Stadium III - das Auftreten von Koazervaten (von lat. coacervus - ein Gerinnsel, ein Bündel). Amphotere Proteinmoleküle können sich unter bestimmten Bedingungen spontan konzentrieren und kolloidale Komplexe bilden, die als Koazervate bezeichnet werden.
Koazervat-Tröpfchen werden durch Mischen zweier unterschiedlicher Proteine gebildet. Eine Lösung eines Proteins in Wasser ist transparent. Beim Mischen verschiedener Proteine wird die Lösung trüb, unter dem Mikroskop sind darin im Wasser schwimmende Tropfen sichtbar. Solche Tropfen - Koazervate könnten in den Gewässern des 1000-Primärozeans entstanden sein, wo sich verschiedene Proteine befanden.
Einige Eigenschaften von Koazervaten ähneln äußerlich den Eigenschaften lebender Organismen. Zum Beispiel "absorbieren" sie aus der Umwelt und reichern selektiv bestimmte Substanzen an, nehmen an Größe zu. Es ist davon auszugehen, dass Substanzen innerhalb der Koazervate chemische Reaktionen eingehen.
Da die chemische Zusammensetzung der "Brühe" in verschiedenen Teilen des Primärozeans unterschiedlich war, waren die chemische Zusammensetzung und die Eigenschaften der Koazervate nicht gleich. Zwischen Koazervaten könnten sich Konkurrenzverhältnisse um in der "Brühe" gelöste Substanzen bilden. Koazervate können jedoch nicht als lebende Organismen angesehen werden, da ihnen die Fähigkeit fehlte, ihre eigene Art zu reproduzieren.
Stufe IV - die Entstehung von Nukleinsäuremolekülen, die zur Selbstreproduktion fähig sind.
Studien haben gezeigt, dass sich kurze Ketten von Nukleinsäuren ohne Verbindung mit lebenden Organismen verdoppeln können – im Reagenzglas. Es stellt sich die Frage: Wie ist der genetische Code auf der Erde erschienen?
Der amerikanische Wissenschaftler J. Bernal (1901-1971) bewies, dass Mineralien eine wichtige Rolle bei der Synthese organischer Polymere spielen. Es wurde gezeigt, dass eine Reihe von Gesteinen und Mineralien - Basalt, Ton, Sand - Informationseigenschaften haben, beispielsweise kann auf Tonen eine Polypeptidsynthese durchgeführt werden.
Anscheinend entstand zunächst ein eigener „mineralogischer Code“, in dem die Rolle der „Buchstaben“ Kationen von Aluminium, Eisen, Magnesium spielten, die sich in einer bestimmten Reihenfolge in verschiedenen Mineralien abwechselten. Bei Mineralien erscheint ein drei-, vier- und fünfstelliger Code. Dieser Code bestimmt die Reihenfolge der verbindenden Aminosäuren in einer Proteinkette. Dann verlagerte sich die Rolle der Informationsmatrix von Mineralien zu RNA und dann zu DNA, die sich als zuverlässiger für die Übertragung von Erbmerkmalen herausstellte.
Die Prozesse der chemischen Evolution erklären jedoch nicht, wie lebende Organismen entstanden sind. Die Prozesse, die zum Übergang vom Unbelebten zum Lebendigen führten, nannte J. Bernal Biopoiesis. Die Biopoese umfasst Stadien, die dem Auftreten der ersten lebenden Organismen vorausgegangen sein sollten: die Entstehung von Membranen in Koazervaten, Stoffwechsel, die Fähigkeit zur Selbstreproduktion, Photosynthese, Sauerstoffatmung.
Die Bildung von Zellmembranen durch Aneinanderreihung von Lipidmolekülen auf der Oberfläche von Koazervaten könnte zum Auftreten der ersten lebenden Organismen führen. Dies gewährleistete die Stabilität ihrer Form. Der Einschluss von Nukleinsäuremolekülen in Koazervate stellte ihre Fähigkeit zur Selbstreproduktion sicher. Im Prozess der Selbstreproduktion von Nukleinsäuremolekülen entstanden Mutationen, die als Material für dienten.
Auf der Grundlage von Koazervaten könnten also die ersten Lebewesen entstanden sein. Sie scheinen Heterotrophe gewesen zu sein und ernährten sich von energiereicher komplexer organischer Materie, die in den Gewässern des Urozeans gefunden wurde.
Als die Zahl der Organismen zunahm, verschärfte sich die Konkurrenz zwischen ihnen, da das Nährstoffangebot im Ozeanwasser abnahm. Einige Organismen haben die Fähigkeit erworben, organische Substanzen aus anorganischen Substanzen unter Verwendung von Sonnenenergie oder der Energie chemischer Reaktionen zu synthetisieren. Es gab also Autotrophe, die zur Photosynthese oder Chemosynthese fähig waren.
Die ersten Organismen waren Anaerobier und gewannen Energie durch sauerstofffreie Oxidationsreaktionen, wie zum Beispiel Fermentation. Das Aufkommen der Photosynthese führte jedoch zur Anreicherung von Sauerstoff in der Atmosphäre. Das Ergebnis war die Atmung, ein sauerstoffhaltiger, aerober Oxidationsweg, der etwa 20-mal effizienter ist als die Glykolyse.
Zunächst entwickelte sich Leben in den Gewässern des Ozeans, da starke UV-Strahlung die Organismen an Land schädigte. Das Auftreten der Ozonschicht durch die Ansammlung von Sauerstoff in der Atmosphäre schuf die Voraussetzungen für die Entstehung lebender Organismen an Land.
ÖFFENTLICHER UNTERRICHT
„URSPRUNG DES LEBENS AUF DER ERDE
Ziele: 1. Wissen über den Ursprung des Lebens auf der Erde vermitteln.
2. Bildung einer wissenschaftlichen Perspektive und eines Gefühls des Patriotismus unter den Studenten.
3. Entwickeln Sie Fähigkeiten zur selbstständigen Arbeit und Verantwortung.
Prüfung für die Lektion: "Der Ursprung des Lebens auf der Erde"
1. Woher stammen die ersten anorganischen Verbindungen?
a) in den Eingeweiden der Erde;
b) im Primärozean;
c) in der Primäratmosphäre.
2. Was war die Voraussetzung für die Entstehung des Urozeans?
a) Abkühlung der Atmosphäre;
b) sinkendes Land;
c) das Auftreten unterirdischer Quellen.
3. Was waren die ersten organischen Substanzen, die in den Gewässern des Ozeans entstanden?
a) Proteine;
b) Fette;
c) Kohlenhydrate;
d) Nukleinreaktionen.
4. Welche Eigenschaften hatten Koazervate?
ein Wachstum;
b) Stoffwechsel;
c) Vervielfältigung.
5. Louis Pasteur bewies mit seinen Experimenten:
a) spontane Erzeugung von Leben ist möglich;
b) die Unmöglichkeit der spontanen Erzeugung von Leben.
Unterrichtsthema: Evolutionäre Lehre
Unterrichtsziele:
1. Bekanntmachung der Studierenden mit den Prinzipien des Historismus bei der Entwicklung evolutionärer Ideen.
2. Bildung von Wissen über Evolution
3. Bildung eines wissenschaftlichen Weltbildes bei den Studierenden
Unterrichtsplan
Einführung in die Geschichte des Evolutionsprozesses
Evolutionäre Hypothesen J.B. Lamarck
Präsentation der Evolutionslehre von Ch. Darwin
Ausstattung: Porträts von J.B. Lamarck, C. Darwin.
Während des Unterrichts
1. Wiederholung des Gelernten:
– Welche Ebenen der Lebensorganisation hast du in der letzten Lektion gelernt?
– Was wird im Fach "Allgemeine Biologie" studiert?
2. Lernen eines neuen Themas:
Derzeit sind der Wissenschaft etwa 3,5 Millionen Tier- und 600.000 Pflanzenarten, 100.000 Pilze, 8.000 Bakterien und 800 Virenarten bekannt. Und zusammen mit den ausgestorbenen lebten in der gesamten Erdgeschichte mindestens 1 Milliarde Arten lebender Organismen darauf.
–Ich habe Ihnen gerade das Wort "Spezies" gesagt - was bedeutet es?
– Sie haben Pflanzen und Tiere studiert, nennen Sie jeweils 5 Arten?
– Wie ist eine solche Artenvielfalt entstanden?
– Kann jemand sagen, dass sie von Gott erschaffen wurden? Andere finden die Antwort in der wissenschaftlichen Theorie
Evolution der belebten Natur.
Beim Studium der Evolutionslehre ist es notwendig, sie in der Entwicklung zu berücksichtigen.
Wie hat sich diese Lehre entwickelt?
Analysieren wir das eigentliche Konzept der „Evolution“ – (latEvolution - Einsatz ). Es wurde erstmals in der Biologie von dem Schweizer Naturforscher C. Bonnet verwendet. In der Nähe dieses Wortes in Ton istdie Revolution.
Sie kennen dieses Wort. Was bedeutet das?
Die Revolution - eine radikale Veränderung, ein abrupter Übergang von einem Zustand in einen anderen.
Evolution - allmähliche kontinuierliche Anpassung von Lebewesen an ständig wechselnde Umweltbedingungen.
Evolution ist der Prozess der historischen Entwicklung der organischen Welt.
Im Mittelalter verbreitete sich mit der Gründung der christlichen Kirche in Europa eine offizielle, auf biblische Texte gestützte Sichtweise: Alle Lebewesen seien von Gott geschaffen und unverändert geblieben. Er hat sie paarweise geschaffen, damit sie von Anfang an sinnvoll leben. Das heißt, sie wurden für einen Zweck geschaffen. Katzen sind dafür gemacht, Mäuse zu fangen, und Mäuse sind dafür gemacht, von Katzen gefressen zu werden. Trotz der Dominanz der Ansichten über die Unveränderlichkeit der Arten nahm das Interesse an der Biologie bereits im 17. Jahrhundert zu. Die Ideen der Evolution werden in den Werken von G.V. Leibniz. Im 18. Jahrhundert entsteht die Entwicklung evolutionärer Ansichten, die von J. Buffon, D. Diderot entwickelt werden. Dann gibt es Zweifel an der Unveränderlichkeit der Arten, die zur Entstehung der Theorie führtenTransformismus - Beweis für die natürliche Transformation der Tierwelt. Anhänger sind: M.V. Lomonossow, K.F. Wolf, E.J. Heilige Hilaire.
Ende des 18. Jahrhunderts. In der Biologie hat sich eine riesige Menge an Material angesammelt, wo man sehen kann:
Auch äußerlich weit entfernte Arten zeigen gewisse Ähnlichkeiten in ihrem inneren Aufbau.
Moderne Arten unterscheiden sich von Fossilien, die lange auf der Erde gelebt haben.
Das Aussehen, die Struktur und die Produktivität landwirtschaftlicher Pflanzen und Tiere ändern sich erheblich mit Änderungen ihrer Wachstumsbedingungen.
Die Ideen des Transformismus wurden von J.B. Lamarck schuf das evolutionäre Konzept der Entwicklung der Natur. Seine evolutionäre Idee wird sorgfältig entwickelt, durch Fakten gestützt und damit zu einer Theorie. Es basiert auf der Idee der schrittweisen und langsamen Entwicklung, von einfach zu komplex, und der Rolle der äußeren Umgebung bei der Transformation von Organismen.
JB Lamarck (1744-1829) - der Schöpfer der ersten Evolutionslehre, auch, wie Sie bereits wissen, den Begriff "Biologie" eingeführt. Er veröffentlichte seine Ansichten über die Entwicklung der organischen Welt in dem Buch Philosophy of Zoology.
1. Seiner Meinung nach verläuft die Evolution auf der Grundlage des inneren Verlangens der Organismen nach Fortschritt und Perfektion, das die Hauptantriebskraft ist. Dieser Mechanismus ist jedem lebenden Organismus eigen.
2. Das Gesetz der direkten Anpassung. Lamarck erkennt an, dass die äußere Umgebung einen Einfluss auf lebende Organismen hat. Lamarck glaubte, dass die Reaktion auf Änderungen in der äußeren Umgebung eine adaptive adaptive Reaktion auf Änderungen in der äußeren Umgebung (Temperatur, Feuchtigkeit, Licht, Ernährung) ist. Er glaubte, wie alle seine Zeitgenossen, dass Veränderungen, die unter dem Einfluss der Umwelt entstehen, vererbt werden können. Als Beispiel geben wir die Pflanze Arrowleaf. An der Pfeilspitze im Wasser bilden die Blätter ein bandförmiges Blatt, auf der Wasseroberfläche ein schwimmendes abgerundetes und in der Luft ein pfeilförmiges.
3. "Das Gesetz der Ausübung und Nichtausübung der Organe." Das Auftauchen neuer Zeichen in der Evolution stellte sich Lamarck folgendermaßen vor: Auf eine Änderung der Bedingungen folgt unmittelbar eine Änderung der Gewohnheiten. Infolgedessen entwickeln Organismen nützliche Gewohnheiten und beginnen, einige Organe zu trainieren, die sie vorher nicht benutzt haben. Er glaubte, dass eine erhöhte Übung der Organe zu ihrer Zunahme führt und Nicht-Übung zu Degeneration führt. Auf dieser Grundlage formuliert Lamarck das Gesetz der Ausübung und Nicht-Ausübung. So sind beispielsweise die langen Beine und der lange Hals der Giraffe eine erblich bedingte Veränderung, die mit dem ständigen Einsatz dieser Körperteile bei der Nahrungsaufnahme einhergeht. So sind Küstenvögel (Reiher, Kranich, Storch), die nicht schwimmen möchten, aber gezwungen sind, auf der Suche nach Nahrung in der Nähe von Wasser zu leben, ständig in Gefahr, im Schlick zu versinken. Um dies zu vermeiden, bemühen sie sich, ihre Beine so weit wie möglich zu strecken und zu verlängern. Die ständige Übung der Organe aus Gewohnheit, gelenkt durch den Willen des Tieres, führt zu seiner Evolution. Auf ähnliche Weise entwickeln sich seiner Meinung nach alle speziellen Anpassungen bei Tieren: Dies ist das Auftreten von Hörnern bei Tieren, die Verlängerung der Zunge eines Ameisenbären.
4. "Das Gesetz der Vererbung erworbener Eigenschaften." Nach diesem „Gesetz“ werden vorteilhafte Veränderungen an die Nachkommen weitergegeben. Aber die meisten Beispiele aus dem Leben lebender Organismen können nicht vom Standpunkt der Lamarckschen Theorie erklärt werden.
Fazit: So hat Zh.B. Lamarck war der erste, der ein detailliertes Konzept des Transformismus – der Variabilität der Arten – vorlegte.
Die Evolutionslehre von Lamarck war nicht ausreichend demonstrativ und fand bei seinen Zeitgenossen keine breite Anerkennung.
Der größte Evolutionswissenschaftler ist Charles Robert Darwin (1809-1882).
3. Bericht - Informationen über Ch. Darwin
In der ersten Hälfte des 19. Jahrhunderts England wurde zum fortschrittlichsten kapitalistischen Land mit einem hohen Grad an industrieller und landwirtschaftlicher Entwicklung. Viehzüchter haben außergewöhnliche Erfolge bei der Züchtung neuer Rassen von Schafen, Schweinen, Rindern, Pferden, Hunden und Hühnern erzielt. Pflanzenzüchter erhielten neue Sorten von Getreide-, Gemüse-, Zier-, Beeren- und Obstkulturen. Diese Errungenschaften zeigten deutlich, dass sich Tiere und Pflanzen unter dem Einfluss des Menschen verändern.
Große geografische Entdeckungen, die die Welt mit Informationen über neue Pflanzen- und Tierarten, besondere Menschen aus überseeischen Ländern bereicherten.
Die Wissenschaften entwickeln sich weiter: Astronomie, Geologie, Chemie, Botanik und Zoologie wurden durch das Wissen über Pflanzen- und Tierarten erheblich bereichert.
Darwin wurde in einem solch historischen Moment geboren.
C. Darwin wurde am 12. Februar 1809 in der englischen Stadt Shrewsbury in der Familie eines Arztes geboren. Schon früh zeigte er Interesse an der Kommunikation mit der Natur, an der Beobachtung von Pflanzen und Tieren in ihrem natürlichen Lebensraum. Tiefgehende Beobachtung, eine Leidenschaft für das Sammeln und Systematisieren von Material, die Fähigkeit, Vergleiche und allgemeine Verallgemeinerungen anzustellen, und philosophisches Denken waren die natürlichen Eigenschaften von Charles Darwins Persönlichkeit. Nach dem Abitur studierte er an den Universitäten Edinburgh und Cambridge. Während dieser Zeit traf er berühmte Wissenschaftler: der Geologe A. Sedgwick und der Botaniker J. Genslow, die zur Entwicklung seiner natürlichen Fähigkeiten beitrugen, führten ihn in die Methodik der Feldforschung ein.
Darwin war mit den evolutionären Ideen von Lamarck, Erasmus Darwin und anderen Evolutionisten, aber sie schienen ihm nicht überzeugend.
Der Wendepunkt in Darwins Biographie war seine Reise (1831-1836) als Naturforscher auf der Beagle. Während der Reise sammelte er viel Faktenmaterial, dessen Verallgemeinerung zu Schlussfolgerungen führte, die zu Vorbereitungen für eine scharfe Revolution in seinem Weltbild führten. Darwin kehrt als überzeugter Evolutionist nach England zurück.
Nach seiner Rückkehr in seine Heimat ließ sich Darwin auf dem Land nieder, wo er sein ganzes Leben verbrachte. Seit 20 Jahren. Eine lange Entwicklungsphase einer kohärenten Evolutionstheorie auf der Grundlage einer Autopsie beginntMechanismus des Evolutionsprozesses .
Endlich 1859. Darwins Buch „The Origin of Species by Means of Natural Selection“ wurde veröffentlicht
Seine Auflage (1250 Exemplare) war an einem Tag ausverkauft, ein im damaligen Buchhandel überraschender Fall.
1871 erblickte das Licht des dritten grundlegenden Werkes „Der Ursprung des Menschen und der sexuellen Selektion“, das die Trilogie von Darwins Hauptwerken zur Evolutionstheorie vervollständigte.
Darwins ganzes Leben war der Wissenschaft gewidmet und wurde von Errungenschaften gekrönt, die in den Fundus der größten Verallgemeinerungen der Naturwissenschaften aufgenommen wurden.
Der große Wissenschaftler starb am 19. April 1882 und wurde neben Gift mit Newtons Grab begraben.
LEHRER WEITER
Darwins Entdeckung der Evolutionstheorie überraschte die Gesellschaft. Einer seiner Freunde, sehr beleidigt darüber, dass er mit Affen gleichgesetzt wurde, schickte ihm eine Nachricht: "Dein ehemaliger Freund, jetzt ein Nachkomme eines Affen."
In seiner Arbeit zeigte Darwin, dass sich die heute existierenden Arten auf natürliche Weise aus anderen, älteren Arten entwickelt haben.
Zweckmäßigkeit - bei Wildtieren beobachtet, ist es das Ergebnis der natürlichen Auswahl von Merkmalen, die für den Körper nützlich sind.
WICHTIGSTE BESTIMMUNGEN DER EVOLUTIONSTHEORIE
Alle Arten Lebende Kreaturenwurde noch nie von irgendjemandem erstellt
Arten entstanden , natürlichallmählich verwandelt und verbessert
Im Herzen der Transformation SpeziesVariabilität, Vererbung, natürliche Auslese
Das Ergebnis der Evolution ist die Anpassungsfähigkeit von Organismen an Lebensbedingungen (Umwelt) und die Artenvielfalt in der Natur.
4 . FESTSETZUNG :
Arbeiten Sie an Karten - Aufgaben und deren Überprüfung.
Ich bestimme in jeder Reihe einen verantwortlichen Schüler, der Aufgabenkarten verteilt. Schüler erledigen Aufgaben. Der Verantwortliche sammelt und überprüft die Antworten und Noten. Was wir in der nächsten Lektion besprechen werden.
Fazit :
Die treibenden Kräfte (Faktoren) der Evolution (nach Darwin) sind der Kampf ums Dasein und die natürliche Selektion aufgrund erblicher Variabilität.
C. Darwin schuf die Evolutionstheorie, die in der Lage war, die wichtigsten Fragen zu beantworten: nach den Faktoren des Evolutionsprozesses und den Gründen für die Anpassung der Lebewesen an die Existenzbedingungen. Darwin hatte Zeit, den Sieg seiner Theorie zu sehen; seine Popularität zu seinen Lebzeiten war enorm.
Prüfung für die Lektion: Evolutionslehre.
1. Das Ergebnis der Evolution waren:
A - künstliche und natürliche Selektion;
B - erbliche Variabilität;
B - Anpassung von Organismen an die Umwelt;
G - Artenvielfalt.
2. Wer hat eine ganzheitliche Evolutionstheorie geschaffen:
Ein Lineal;
B - Lamarck;
B-Darwin
3 . Der Hauptfaktor, die Hauptantriebskraft des Evolutionsprozesses:
A - Mutationsvariabilität;
B - Kampf ums Dasein;
B - natürliche Auslese;
G - Modifikationsvariabilität.
4. Moderne Tier- und Pflanzenarten sind nicht von Gott geschaffen, sie sind durch Evolution von den Vorfahren der Tiere und Pflanzen entstanden. Arten sind nicht ewig, sie haben sich verändert und verändern sich. Welcher Wissenschaftler konnte das beweisen?
A-Lamarck;
B - Darwin,
V-Linnaeus;
G-Timiryazev;
D-Regel.
5. Die treibende und leitende Kraft der Evolution ist:
A - Abweichung der Zeichen;
B - Vielzahl von Umgebungsbedingungen;
B - Anpassungsfähigkeit an Umweltbedingungen;
D - natürliche Selektion erblicher Veränderungen.
Variante 1
Teil A
1.
b) das Vorhandensein von Katalysatoren;
d) Stoffwechselvorgänge.
2.
a) anaerobe Heterotrophe;
b) aerobe Heterotrophe;
c) Autotrophe;
d) symbiotische Organismen.
3. Eine solche allgemeine Eigenschaft der Lebenden wie Selbstregulierung umfasst:
a) Vererbung;
b) Variabilität;
c) Reizbarkeit;
d) Ontogenese.
4. Die Essenz der Theorie der Abiogenese ist:
c) die Erschaffung der Welt durch Gott;
5. Der Kristall ist kein lebendes System, denn:
a) er ist wachstumsunfähig;
c) er ist nicht durch Reizbarkeit gekennzeichnet;
6. Die Experimente von Louis Pasteur bewiesen die Möglichkeit:
a) spontane Erzeugung von Leben;
d) biochemische Evolution.
7.
a) Radioaktivität;
b) das Vorhandensein von flüssigem Wasser;
c) das Vorhandensein von gasförmigem Sauerstoff;
d) die Masse des Planeten.
8. Kohlenstoff ist die Grundlage des Lebens auf der Erde, weil ist er:
9. Überschuss beseitigen:
a) 1668;
b) F. Redi;
c) Fleisch;
d) Bakterien.
10.
a) L. Pasteur;
b) A. Levenguk;
c) L. Spallanzani;
d) F. Redi.
Teil B
Ergänzen Sie die Sätze.
1. Die Theorie, die die Erschaffung der Welt durch Gott (Schöpfer) postuliert - ... .
2. Vornukleare Organismen, die keinen Kern haben, der durch eine Hülle und Organellen begrenzt ist, die zur Selbstreproduktion fähig sind - ....
3. Ein phasengetrenntes System, das als offenes System mit der Umgebung wechselwirkt, ist ... .
4. Der sowjetische Wissenschaftler, der die koazervierte Theorie des Ursprungs des Lebens vorschlug, - ... .
5. Der Prozess, durch den ein Organismus eine neue Kombination von Genen erwirbt, ist ....
Teil B
Geben Sie kurze Antworten auf die folgenden Fragen.
1. Welche Gemeinsamkeiten haben belebte und unbelebte Materie?
2. Warum musste es keinen Sauerstoff geben, als die ersten lebenden Organismen in der Erdatmosphäre auftauchten?
3. Welche Erfahrungen hat Stanley Miller gemacht? Was entsprach in dieser Erfahrung dem „primären Ozean“?
4. Was ist das Hauptproblem beim Übergang von der chemischen zur biologischen Evolution?
5. Nennen Sie die wichtigsten Bestimmungen der Theorie von A. I. Oparin.
Option 2
Teil A
Notieren Sie die Nummern der Fragen, schreiben Sie daneben die Buchstaben der richtigen Antworten.
1. Leben unterscheidet sich von Nicht-Leben:
a) die Zusammensetzung anorganischer Verbindungen;
c) Wechselwirkung von Molekülen untereinander;
d) Stoffwechselvorgänge.
2. Die ersten lebenden Organismen auf unserem Planeten waren:
a) anaerobe Heterotrophe;
b) aerobe Heterotrophe;
c) Autotrophe;
d) symbiotische Organismen.
3.
a) Stoffwechsel;
b) Vervielfältigung;
c) Reizbarkeit;
d) Ontogenese.
4. Die Essenz der Theorie der Biogenese ist:
a) die Abstammung des Lebendigen vom Nichtlebenden;
b) die Herkunft der Lebenden von den Lebenden;
c) die Erschaffung der Welt durch Gott;
d) Leben aus dem Weltraum bringen.
5. Ein Stern ist kein lebendes System, denn:
a) es ist nicht wachstumsfähig;
c) sie hat keine Reizbarkeit;
6.
a) spontane Erzeugung von Leben;
b) das Erscheinen der Lebenden nur von den Lebenden;
c) „Samen des Lebens“ aus dem Kosmos bringen;
d) biochemische Evolution.
7. Von diesen Bedingungen ist die wichtigste für die Entstehung von Leben:
a) Radioaktivität;
b) das Vorhandensein von Wasser;
c) das Vorhandensein einer Energiequelle;
d) die Masse des Planeten.
8. Wasser ist die Grundlage des Lebens, denn:
a) ist ein gutes Lösungsmittel;
d) hat alle oben genannten Eigenschaften.
9. Überschuss beseitigen:
a) 1924;
b) L.Pasteur;
c) Fleischbrühe;
d) Bakterien.
10. Ordnen Sie die folgenden Namen in logischer Reihenfolge:
a) L. Pasteur;
b) S. Miller;
c) J. Haldane;
d) KI Oparin.
Teil B
Ergänzen Sie die Sätze.
1. Der Prozess der Bildung organischer Moleküle aus anorganischen durch lebende Organismen aufgrund der Energie des Sonnenlichts - ....
2. Präzelluläre Formationen, die einige Eigenschaften von Zellen besaßen (Fähigkeit zum Stoffwechsel, Selbstreproduktion usw.) - ....
3. Trennung einer Proteinlösung, die andere organische Substanzen enthält, in Phasen mit mehr oder weniger Molekülkonzentration - ....
4. Ein englischer Physiker, der vorschlug, dass die Adsorption eine der Stufen der Anreicherung organischer Substanzen im Laufe der vorbiologischen Evolution sei - ... .
5. Das System zur Aufzeichnung von Erbinformationen in DNA-Molekülen in Form einer Nukleotidsequenz, die für alle lebenden Organismen charakteristisch ist, ist ....
Teil B
1. Welche Erfahrungen hat Stanley Miller gemacht? Was entsprach „Blitz“ in diesem Experiment?
2. Warum sollte die Masse eines Planeten, auf dem Leben entstehen kann, nicht mehr als 1/20 der Sonnenmasse betragen?
3. Welchem Stadium der Entwicklung des Lebens auf der Erde können die Worte des Gogol-Helden zugeordnet werden: „Ich erinnere mich nicht an die Zahl. Es gab auch keinen Monat. Was zur Hölle war das?"
4. Welche Bedingungen sind für die Entstehung des Lebens notwendig?
5. Was ist Panspermie? Welche Wissenschaftler, die Sie kennen, hielten an dieser Theorie fest?
Möglichkeit 3
Teil A
Notieren Sie die Nummern der Fragen, schreiben Sie daneben die Buchstaben der richtigen Antworten.
1. Leben unterscheidet sich von Nicht-Leben:
a) die Zusammensetzung anorganischer Verbindungen;
b) die Fähigkeit zur Selbstreproduktion;
c) Wechselwirkung von Molekülen untereinander;
d) Stoffwechselvorgänge.
2. Die ersten lebenden Organismen auf unserem Planeten waren:
a) anaerobe Heterotrophe;
b) aerobe Heterotrophe;
c) Autotrophe;
d) symbiotische Organismen.
3. Eine solche allgemeine Eigenschaft des Lebendigen als Selbsterneuerung umfasst:
a) Stoffwechsel;
b) Vervielfältigung;
c) Reizbarkeit;
d) Ontogenese.
4. Die Essenz des Kreationismus ist:
a) die Abstammung des Lebendigen vom Nichtlebenden;
b) die Herkunft der Lebenden von den Lebenden;
c) die Erschaffung der Welt durch Gott;
d) Leben aus dem Weltraum bringen.
5. Der Fluss ist kein lebendes System, weil:
a) es ist nicht wachstumsfähig;
b) es ist nicht vermehrungsfähig;
c) sie ist nicht reizbar;
d) nicht alle Eigenschaften des Lebendigen sind ihm inhärent.
6. Die Erfahrung von Francesco Redi bewies die Unmöglichkeit:
a) spontane Erzeugung von Leben;
b) das Erscheinen der Lebenden nur von den Lebenden;
c) „Samen des Lebens“ aus dem Weltraum zu bringen;
d) biochemische Evolution.
7. Von diesen Bedingungen ist die wichtigste für die Entstehung von Leben:
a) Radioaktivität;
b) das Vorhandensein von Wasser;
c) eine unendlich lange Zeit der Evolution;
8. Während der Entstehung des Lebens in der Erdatmosphäre hätte es keinen Sauerstoff geben dürfen, denn:
a) es ist ein aktives Oxidationsmittel;
b) hat eine hohe Wärmekapazität;
c) vergrößert sein Volumen, wenn es gefriert;
d) alle oben genannten kombiniert.
9. Überschuss beseitigen:
a) 1953;
b) Bakterien;
c) S. Miller;
d) abiogene Synthese.
10.
a) L. Pasteur;
b) F. Redi;
c) L. Spallanzani;
d) KI Oparin.
Teil B
Ergänzen Sie die Sätze.
1. Die Bildung organischer Moleküle aus anorganischen außerhalb lebenden Organismen - ....
2. Von Proteinfilmen umgebene Flüssigkeitsblasen, die beim Schütteln wässriger Lösungen von Proteinen entstehen, - ....
3. Die Fähigkeit, sich selbst ähnliche biologische Systeme zu reproduzieren, die sich auf allen Ebenen der Organisation lebender Materie manifestiert, ist ... .
4. Ein amerikanischer Wissenschaftler, der eine thermische Theorie des Ursprungs von Protobiopolymeren vorschlug, - ... .
5. Eiweißmoleküle, die den Ablauf biochemischer Umwandlungen in wässrigen Lösungen bei Atmosphärendruck beschleunigen - ... .
Teil B
Geben Sie eine kurze Antwort auf die Frage.
1. Was ist der Hauptunterschied zwischen dem Verbrennen von Holz und dem „Verbrennen“ von Glukose in Zellen?
2. Was sind die drei modernen Standpunkte zum Problem der Entstehung des Lebens?
3. Warum ist Kohlenstoff die Grundlage des Lebens?
4. Welche Erfahrungen hat Stanley Miller gemacht?
5. Was sind die Hauptstadien der chemischen Evolution?
Möglichkeit 4
Teil A
Notieren Sie die Nummern der Fragen, schreiben Sie daneben die Buchstaben der richtigen Antworten.
1. Leben unterscheidet sich von Nicht-Leben:
a) die Zusammensetzung anorganischer Verbindungen;
b) die Fähigkeit zur Selbstregulierung;
c) Wechselwirkung von Molekülen untereinander;
d) Stoffwechselvorgänge.
2. Die ersten lebenden Organismen auf unserem Planeten waren:
a) anaerobe Heterotrophe;
b) aerobe Heterotrophe;
c) Autotrophe;
d) symbiotische Organismen.
3. Eine solche allgemeine Eigenschaft des Lebendigen als Selbstreproduktion umfasst:
a) Stoffwechsel;
b) Vervielfältigung;
c) Reizbarkeit;
d) Ontogenese.
4. Die Essenz der Theorie der Panspermie ist:
a) die Abstammung des Lebendigen vom Nichtlebenden;
b) die Herkunft der Lebenden von den Lebenden;
c) die Erschaffung der Welt durch Gott;
d) die "Samen des Lebens" aus dem Kosmos auf die Erde zu bringen.
5. Der Gletscher ist kein lebendes System, weil:
a) er ist wachstumsunfähig;
b) er ist nicht reproduktionsfähig;
c) er ist nicht reizbar;
d) nicht alle Eigenschaften eines Lebewesens sind ihm inhärent.
6. Die Erfahrung von L. Spallanzani bewies die Unmöglichkeit:
a) spontane Erzeugung von Leben;
b) das Erscheinen der Lebenden nur von den Lebenden;
c) „Samen des Lebens“ aus dem Kosmos bringen;
d) biochemische Evolution.
7. Von diesen Bedingungen ist die wichtigste für die Entstehung von Leben:
a) Radioaktivität;
b) das Vorhandensein von Wasser;
c) das Vorhandensein bestimmter Stoffe;
d) eine bestimmte Masse des Planeten.
8. Kohlenstoff ist die Grundlage des Lebens, denn ist er:
a) ist das häufigste Element auf der Erde;
b) das erste der chemischen Elemente begann mit Wasser zu interagieren;
c) hat ein geringes Atomgewicht;
d) ist in der Lage, stabile Verbindungen mit Doppel- und Dreifachbindungen zu bilden.
Fortsetzung folgt
Der Prozess der Bildung von organischen Molekülen aus anorganischen durch lebende Organismen aufgrund von Energie
Die Ausgangsstoffe der Photosynthese – Kohlendioxid und Wasser auf der Erdoberfläche – sind weder Oxidations- noch Reduktionsmittel. Im Zuge der Photosynthese spaltet sich diese „neutrale Umgebung“ in Gegensätze auf: Es entsteht ein starkes Oxidationsmittel – freier Sauerstoff und starke Reduktionsmittel – organische Verbindungen (außerhalb pflanzlicher Organismen ist die Zersetzung von Kohlendioxid und Wasser nur bei hohen Temperaturen möglich, z B. in Magma oder in Hochöfen etc.) d.).
Kohlenstoff und Wasserstoff organischer Verbindungen sowie freier Sauerstoff, der bei der Photosynthese freigesetzt wird, wurden mit Sonnenenergie „aufgeladen“, stiegen auf ein höheres Energieniveau und wurden zu „geochemischen Akkumulatoren“.
Kohlenhydrate und andere Produkte der Photosynthese, die sich von Blättern zu Stängeln und Wurzeln bewegen, gehen komplexe Reaktionen ein, bei denen die gesamte Vielfalt organischer Verbindungen von Pflanzen entsteht.
Pflanzen bestehen jedoch nicht nur aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff, sondern auch aus Stickstoff, Phosphor, Kalium, Kalzium, Eisen und anderen chemischen Elementen, die sie in Form relativ einfacher mineralischer Verbindungen aus dem Boden oder aus Gewässern erhalten.
Von Pflanzen aufgenommen, werden diese Elemente in komplexe energiereiche organische Verbindungen eingebaut (Stickstoff und Schwefel in Proteine, Phosphor in Nukleoproteine usw.) und werden auch zu geochemischen Akkumulatoren.
Dieser Vorgang wird als biogene Akkumulation mineralischer Verbindungen bezeichnet. Durch die biogene Akkumulation gehen Elemente aus Wasser und Luft in einen weniger beweglichen Zustand über, d.h. ihre Migrationsfähigkeit nimmt ab. Alle anderen Organismen - Tiere, die überwiegende Mehrheit der Mikroorganismen und chlorophyllfreie Pflanzen (z. B. Pilze) sind heterotroph, d.h. sie sind nicht in der Lage, aus Mineralien organische Substanzen zu bilden.
Organische Verbindungen, die für den Aufbau ihres Körpers und als Energiequelle notwendig sind, erhalten sie aus grünen Pflanzen.
Der Prozess der Photosynthese verläuft in Einheit mit der Arbeit des Wurzelsystems, das das Blatt mit Wasser und Nährstoffen versorgt.
Es gibt eine Reihe von Hypothesen, die den Mechanismus des Ioneneintritts durch das Wurzelsystem erklären: durch Diffusion, Adsorption, metabolische Übertragung von Substanzen gegen den elektrochemischen Gradienten. Alle Hypothesen basieren auf der Aussage über den Ionenaustausch zwischen dem Wurzelsystem und dem Boden. In diesem Fall ist das Wurzelsystem wie das Blatt ein Syntheselabor. Pflanzen nehmen durch das Wurzelsystem hauptsächlich jene chemischen Elemente auf, die die notwendigen Funktionen im Körper erfüllen.
Andere Elemente dringen entsprechend ihrem Konzentrationsgradienten mechanisch ein. Gleichzeitig mit der Freisetzung von Nährstoffen werden verschiedene Stoffwechselprodukte durch das Wurzelsystem in den Boden abgegeben. Unter ihnen erfüllen organische Säuren (Zitronensäure, Äpfelsäure, Oxalsäure usw.) eine wichtige Funktion.
Durch die Dissoziation werden Wasserstoffionen freigesetzt, die die Reaktion des Bodens ansäuern, wodurch die Auflösung von Mineralien beschleunigt wird, und es werden chemische Elemente für die Pflanzenernährung freigesetzt.
Andere Stoffwechselprodukte werden während des Lebens bestimmter Arten von Mikroorganismen verbraucht, die ebenfalls an der Zerstörung von Mineralien beteiligt sind.
Kationen und Anionen, die über das Wurzelsystem in die Pflanzen gelangen, verteilen sich in Organen und Geweben, dringen in organische und mineralische Verbindungen ein, erfüllen verschiedene physiologische Funktionen: halten den osmotischen Druck aufrecht, das Alkali-Säure-Gleichgewicht, werden als Kunststoffmaterial verwendet, sind ein wesentlicher Bestandteil von Enzymen, Chlorophyll usw. Im Stoffwechselprozess kommt es zu einer kontinuierlichen Bildung von sauren Verbindungen.
Beim Abbau von Kohlenhydraten entstehen Brenztraubensäure und Milchsäure, beim Abbau von Fettsäuren - Buttersäure, Acetessigsäure und beim Abbau von Proteinen - Schwefel- und Phosphorsäure. Übermäßige Ansammlung von Säuren wird durch Pufferverbindungen neutralisiert, die sie in Verbindungen umwandeln, die leicht aus dem Körper entfernt werden können.
Die Synthese organischer Materie erfolgt nicht nur durch die Nutzung der Strahlungsenergie der Sonne durch grüne Pflanzen.
Es sind Bakterien bekannt, die zu diesem Zweck die bei der Oxidation bestimmter anorganischer Verbindungen freigesetzte Energie nutzen (1890
S. P. Vinogradsky entdeckte Mikroorganismen, die in der Lage sind, Ammoniak zu Salzen von salpetriger und dann zu Salpetersäure zu oxidieren). Dieser Prozess der Herstellung organischer Substanzen wird als Chemosynthese bezeichnet. Chemosynthetische Bakterien sind typische Autotrophe; synthetisieren aus anorganischen Stoffen selbstständig die notwendigen organischen Verbindungen (Kohlenhydrate, Proteine, Lipide etc.) Die wichtigste Gruppe chemosynthetischer Mikroorganismen sind nitrifizierende Bakterien.
Sie oxidieren das beim Zerfall organischer Reststoffe entstehende Ammoniak zu Salpetersäure. Zu den chemosynthetischen Bakterien gehören Schwefel-, Eisen-, Methan-, Kohlenstoffbakterien usw. Sumpf-Eisenerz kommt beispielsweise in Auenböden häufig in Form von festen Knollen unterschiedlicher Form und Größe vor, es entsteht unter Beteiligung von Eisen Bakterien.
Unter der Wirkung von Eisenbakterien wird Eisen(II) in Oxid umgewandelt. Das entstehende Eisenhydroxid fällt aus und bildet Mooreisenerz.
V.G. SMELOVA,
Biologie Lehrer
MOU Mittelschule Nr. 7, Noyabrsk
Das Ende. Siehe Nr. 9/2006
Kontrollarbeit zum Thema:
"Der Ursprung des Lebens auf der Erde"
9. Überschuss beseitigen:
a) DNS;
b) genetischer Code;
c) Chromosom;
d) Zellmembran.
Test zum Thema: Hypothesen zur Entstehung des Lebens auf der Erde
Ordnen Sie die folgenden Namen in logischer Reihenfolge:
a) KI Oparin;
b) L.Pasteur;
c) S. Miller;
d) J. Haldane.
Teil B
Ergänzen Sie die Sätze.
1. Organismen mit einer begrenzten Hülle des Kerns, mit sich selbst reproduzierenden Organellen, inneren Membranen und Zytoskelett, - ....
Das System zur Aufzeichnung von Erbinformationen in DNA-Molekülen in Form einer Nukleotidsequenz, die für alle Organismen charakteristisch ist, ist ....
3. Die Fähigkeit zur Reproduktion biologisch ähnlicher Systeme, die sich auf allen Ebenen der Organisation lebender Materie manifestiert, ist ... .
Die Schöpfer der Tieftemperaturtheorie zur Entstehung von Protobiopolymeren - ... .
5. Präzelluläre Formationen, die einige Eigenschaften von Zellen besaßen: die Fähigkeit zum Stoffwechsel, Selbstreproduktion usw., - ....
Teil B
Geben Sie eine kurze Antwort auf die Frage.
1. Welche Rolle spielte die Erforschung von Meteoriten bei der Entwicklung der Theorie der Entstehung des Lebens?
2. Was ist Racemisierung und Chiralität?
Warum war Wasser in der flüssigen Phase eine notwendige Voraussetzung für die Entstehung des Lebens?
4. Welche Erfahrungen hat Stanley Miller gemacht? Wie war die Gaszusammensetzung der "Atmosphäre"?
5. Welches sind die wichtigsten Etappen bei der Erforschung der Frage nach dem Ursprung des Lebens auf der Erde?
Antworten
Variante 1
Teil A: 1d, 2a, 3c, 4a, 5d, 6b, 7b, 8d, 9d, 10d,b,c,a.
Teil B: 1 - Kreationismus; 2 - Prokaryoten; 3 - koazervat; 4 - KI
Oparin; 5 - sexueller Prozess.
Teil B.
1. Lebende und unbelebte Materie bestehen aus den gleichen chemischen Elementen, physikalische und chemische Prozesse mit ihrer Beteiligung laufen nach allgemeinen Gesetzen ab.
Sauerstoff ist ein starkes Oxidationsmittel und alle neu gebildeten organischen Moleküle würden sofort oxidiert.
3.
Der "Primärozean" in diesem Experiment entsprach einem Kolben mit kochendem Wasser.
4. Das Hauptproblem des Übergangs von der chemischen zur biologischen Evolution besteht darin, die Entstehung selbstreproduzierender biologischer Systeme (Zellen) im Allgemeinen und des genetischen Codes im Besonderen zu erklären.
Die wichtigsten Bestimmungen von Oparins Theorie:
– das Leben ist eine der Entwicklungsstufen des Universums;
– die Entstehung des Lebens ist ein natürliches Ergebnis der chemischen Evolution von Kohlenstoffverbindungen;
- Für den Übergang von der chemischen zur biologischen Evolution sind die Bildung und natürliche Selektion integraler, von der Umwelt isolierter, aber ständig mit ihr interagierender multimolekularer Systeme erforderlich.
Option 2
Teil A: 1b,d, 2a, 3b, 4b, 5d, 6a, 7b, 8d, 9a, 10a,d,c,b.
Teil B: 1 - Photosynthese; 2 - Protobionten; 3 - Koazervation; 4 - J. Bernal; 5 - genetischer Code.
Teil B.
1. 1953 schuf S. Miller einen Versuchsaufbau, in dem die Bedingungen der Urerde simuliert und Moleküle biologisch wichtiger organischer Verbindungen durch abiogene Synthese gewonnen wurden. "Blitz" wurde in diesem Experiment durch elektrische Hochspannungsentladungen imitiert.
2. Wenn die Masse des Planeten mehr als 1/20 der Sonnenmasse beträgt, beginnen auf ihm intensive Kernreaktionen, die seine Temperatur erhöhen, und er beginnt mit seinem eigenen Licht zu leuchten.
3. Zum Anfangsstadium der biochemischen Evolution der Erde.
4. Für die Entstehung von Leben sind folgende Grundvoraussetzungen notwendig:
– das Vorhandensein bestimmter Chemikalien (einschließlich Wasser in flüssiger Phase);
– Verfügbarkeit von Energiequellen;
- erholsame Atmosphäre.
Zusätzliche Bedingungen können die Masse des Planeten und ein gewisses Maß an Radioaktivität sein.
Panspermia - bringt die "Samen des Lebens" aus dem Weltraum auf die Erde. Unterstützer: J. Liebig, G. Helmholtz, S. Arrhenius, V.I. Wernadski.
Möglichkeit 3
Teil A: 1b, d, 2a, 3a, 4c, 5d, 6a, 7b, 8a, 9b, 10b, c, a, d.
Teil B: 1 - abiogene Synthese; 2 - Mikrokugeln; 3 - Selbstreproduktion; 4 - S. Fuchs; 5 - Enzyme.
Teil B.
1. Beim Verbrennen von Holz wird die gesamte freigesetzte Energie in Form von Licht und Wärme abgegeben. Wenn Glukose in Zellen oxidiert wird, wird Energie in makroergen Bindungen von ATP gespeichert.
2. Es gibt drei Hauptansätze zum Problem des Ursprungs des Lebens:
– kein Problem, denn
Leben wurde entweder von Gott geschaffen (Kreationismus) oder existiert seit seiner Entstehung im Universum und breitet sich willkürlich aus (Panspermie);
- das Problem ist aufgrund unzureichender Kenntnisse und der Unmöglichkeit, die Bedingungen, unter denen das Leben entstand, zu reproduzieren, unlösbar;
- Das Problem kann gelöst werden (A.I.
Oparin, J. Bernal, S. Fox und andere).
3. Kohlenstoff ist vierwertig und kann stabile Verbindungen mit Doppel- und Dreifachbindungen bilden, was die Reaktivität seiner Verbindungen erhöht.
4. 1953 schuf S. Miller einen Versuchsaufbau, in dem die Bedingungen der Urerde simuliert und Moleküle biologisch wichtiger organischer Verbindungen durch abiogene Synthese gewonnen wurden.
Atome ––> einfache chemische Verbindungen ––> einfache bioorganische Verbindungen ––> Makromoleküle ––> organisierte Systeme.
Möglichkeit 4
Teil A: 1b,d, 2a, 3b, 4d, 5d, 6a, 7c, 8d, 9d, 10b,a,d,c.
Teil B: 1 - Eukaryoten; 2 - genetischer Code; 3 - Selbstreproduktion; 4 - K. Simonescu, F. Denesh; 5 - Protobionten.
Teil B.
1. Die Analyse der chemischen Zusammensetzung von Meteoriten zeigte, dass einige von ihnen Aminosäuren (Glutaminsäure, Prolin, Glycin usw.) und Fettsäuren (17 Arten) enthalten.
Organische Materie gehört also nicht ausschließlich zur Erde, sondern ist auch im Weltall zu finden.
2. Racemisierung ist die Reaktion der gegenseitigen Umwandlung von D- und L-Formen eines beliebigen Stereoisomers; Chiralität ist die Existenz von zwei oder mehr spiegelsymmetrischen Stereoisomeren einer chemischen Verbindung.
3. Organismen bestehen zu 80 % oder mehr aus Wasser.
4. 1953 schuf S. Miller einen Versuchsaufbau, in dem die Bedingungen der Urerde simuliert und Moleküle biologisch wichtiger organischer Verbindungen durch abiogene Synthese gewonnen wurden.
Die Gaszusammensetzung der "Atmosphäre": Methan, Ammoniak, Wasserdampf, Wasserstoff.
5. Von der Antike bis zu den Experimenten von F. Redi - die Zeit des universellen Glaubens an die Möglichkeit der spontanen Erzeugung von Lebewesen; 1668–1862 (vor den Experimenten von L. Pasteur) - experimentelle Klärung der Unmöglichkeit spontaner Erzeugung; 1862–1922 (vor der Rede von AI Oparin) – philosophische Analyse des Problems; 1922–1953 – Entwicklung wissenschaftlicher Hypothesen über die Entstehung des Lebens und deren experimentelle Überprüfung; seit 1953
bis zur Gegenwart - experimentelle und theoretische Untersuchungen der Wege des Übergangs von der chemischen zur biologischen Evolution.
Notiz
Teil A ist 1 Punkt wert, Teil B ist 2 Punkte wert und Teil C ist 3 Punkte wert.
Die maximale Punktzahl für den Test beträgt 35.
Punktzahl 5: 26-35 Punkte;
Punktzahl 4: 18–25 Punkte;
Punktzahl 3: 12–17 Punkte;
Punktzahl 2: weniger als 12 Punkte.
Biologie
Lehrbuch für die Klassen 10-11
Abschnitt I Die Zelle ist die Einheit des Lebens
Kapitel I. Chemische Zusammensetzung der Zelle
Kapitel I. Chemische Zusammensetzung der Zelle
Lebende Organismen enthalten eine große Anzahl chemischer Elemente. Sie bilden zwei Klassen von Verbindungen - organische und anorganische.
Chemie48.Ru
Chemische Verbindungen, deren Strukturgrundlage Kohlenstoffatome sind, sind das Markenzeichen von Lebewesen. Diese Verbindungen werden als organisch bezeichnet.
Organische Verbindungen sind äußerst vielfältig, aber nur vier Klassen von ihnen sind von allgemeiner biologischer Bedeutung: Proteine, Nukleinsäuren, Kohlenhydrate und Lipide.
§ 1. Anorganische Verbindungen
Biologisch wichtige chemische Elemente. Von den mehr als 100 uns bekannten chemischen Elementen enthalten lebende Organismen etwa 80, und nur bei 24 ist bekannt, welche Funktionen sie in der Zelle erfüllen. Die Menge dieser Elemente ist nicht zufällig.
Das Leben hat seinen Ursprung in den Gewässern des Weltozeans, und lebende Organismen bestehen hauptsächlich aus solchen Elementen, die Verbindungen bilden, die leicht in Wasser löslich sind. Die meisten dieser Elemente gehören zu den leichten, ihre Eigenschaft ist die Fähigkeit, starke (kovalente) Bindungen einzugehen und viele verschiedene komplexe Moleküle zu bilden.
Sauerstoff (mehr als 60 %), Kohlenstoff (etwa 20 %) und Wasserstoff (etwa 10 %) überwiegen in der Zusammensetzung der Zellen des menschlichen Körpers.
Stickstoff, Calcium, Phosphor, Chlor, Kalium, Schwefel, Natrium, Magnesium machen zusammen etwa 5 % aus. Die restlichen 13 Elemente machen nicht mehr als 0,1 % aus. Die Zellen der meisten Tiere haben eine ähnliche elementare Zusammensetzung; nur die Zellen von Pflanzen und Mikroorganismen unterscheiden sich. Auch jene Elemente, die in vernachlässigbaren Mengen in Zellen enthalten sind, können durch nichts ersetzt werden und sind absolut lebensnotwendig. Somit überschreitet der Jodgehalt in Zellen 0,01% nicht. Bei einem Mangel im Boden (aus diesem Grund und in Lebensmitteln) verzögert sich jedoch das Wachstum und die Entwicklung von Kindern.
Der Wert für die Zelle der Grundelemente ist am Ende dieses Absatzes angegeben.
Anorganische (mineralische) Verbindungen. Die Zusammensetzung lebender Zellen umfasst eine Reihe relativ einfacher Verbindungen, die auch in der unbelebten Natur vorkommen - in Mineralien, natürlichen Gewässern.
Dies sind anorganische Verbindungen.
Wasser ist eine der am häufigsten vorkommenden Substanzen auf der Erde. Es bedeckt den größten Teil der Erdoberfläche. Fast alle Lebewesen bestehen hauptsächlich aus Wasser. Beim Menschen variiert der Wassergehalt in Organen und Geweben zwischen 20 % (im Knochengewebe) und 85 % (im Gehirn). Etwa 2/3 der Masse eines Menschen sind Wasser, im Körper einer Qualle bis zu 95% Wasser, selbst in trockenen Pflanzensamen macht Wasser 10-12% aus.
Wasser hat einige einzigartige Eigenschaften.
Diese Eigenschaften sind für lebende Organismen so wichtig, dass diese Kombination aus Wasserstoff und Sauerstoff nicht mehr wegzudenken ist.
Die einzigartigen Eigenschaften von Wasser werden durch die Struktur seiner Moleküle bestimmt. In einem Wassermolekül ist ein Sauerstoffatom kovalent an zwei Wasserstoffatome gebunden (Abb. 1). Das Wassermolekül ist polar (Dipol). Positive Ladungen konzentrieren sich an Wasserstoffatomen, da Sauerstoff elektronegativer ist als Wasserstoff.
Reis. 1. Bildung von Wasserstoffbrückenbindungen in Wasser
Das negativ geladene Sauerstoffatom eines Wassermoleküls wird vom positiv geladenen Wasserstoffatom eines anderen Moleküls angezogen, um eine Wasserstoffbrücke zu bilden (Abb.
In Bezug auf die Stärke ist eine Wasserstoffbindung etwa 15–20 Mal schwächer als eine kovalente Bindung. Daher wird die Wasserstoffbrücke leicht aufgebrochen, was beispielsweise beim Verdampfen von Wasser beobachtet wird. Aufgrund der thermischen Bewegung von Molekülen im Wasser werden einige Wasserstoffbrückenbindungen aufgebrochen, andere gebildet.
Dadurch sind Moleküle in flüssigem Wasser mobil, was für Stoffwechselvorgänge wichtig ist. Wassermoleküle dringen leicht in Zellmembranen ein.
Aufgrund der hohen Polarität der Moleküle ist Wasser ein Lösungsmittel für andere polare Verbindungen. In Wasser lösen sich mehr Stoffe als in jeder anderen Flüssigkeit. Deshalb finden viele chemische Reaktionen in der aquatischen Umgebung der Zelle statt. Wasser löst Stoffwechselprodukte und entfernt sie aus der Zelle und dem gesamten Körper.
Wasser hat eine hohe Wärmekapazität, d. h. die Fähigkeit, Wärme bei minimaler Änderung seiner eigenen Temperatur aufzunehmen. Dadurch schützt es die Zelle vor plötzlichen Temperaturänderungen. Da für die Verdunstung von Wasser viel Wärme aufgewendet wird, können sich Organismen durch die Verdunstung von Wasser vor Überhitzung (z. B. beim Schwitzen) schützen.
Wasser hat eine hohe Wärmeleitfähigkeit. Diese Eigenschaft schafft die Möglichkeit einer gleichmäßigen Wärmeverteilung zwischen den Geweben des Körpers.
Wasser dient als Lösungsmittel für die „Schmierstoffe“, die überall dort benötigt werden, wo es zu Reibungsflächen (z. B. in Fugen) kommt.
Wasser hat bei 4°C eine maximale Dichte.
Daher ist Eis, das eine geringere Dichte hat, leichter als Wasser und schwimmt auf seiner Oberfläche, was das Reservoir vor dem Einfrieren schützt.
In Bezug auf Wasser werden alle Zellsubstanzen in zwei Gruppen eingeteilt: hydrophil - "liebendes Wasser" und hydrophob - "angst vor Wasser" (aus dem Griechischen "hydro" - Wasser, "phileo" - Liebe und "phobos" - Angst) .
Hydrophile Substanzen sind Substanzen, die in Wasser gut löslich sind. Dies sind Salze, Zucker, Aminosäuren. Hydrophobe Substanzen hingegen sind in Wasser praktisch unlöslich.
Dazu gehören zum Beispiel Fette.
Die Zelloberflächen, die die Zelle von der äußeren Umgebung trennen, und einige andere Strukturen bestehen aus wasserunlöslichen (hydrophoben) Verbindungen. Dadurch bleibt die strukturelle Integrität der Zelle erhalten. Bildlich kann eine Zelle als Gefäß mit Wasser dargestellt werden, in dem biochemische Reaktionen ablaufen, die das Leben sichern. Die Wände dieses Gefäßes sind wasserunlöslich. Sie sind jedoch in der Lage, wasserlösliche Verbindungen selektiv zu passieren.
Neben Wasser sind unter den anorganischen Stoffen der Zelle Salze zu nennen, bei denen es sich um ionische Verbindungen handelt. Sie werden durch Kationen von Kalium, Natrium, Magnesium und anderen Metallen und Anionen von Salz-, Kohlen-, Schwefel- und Phosphorsäure gebildet. Bei der Dissoziation solcher Salze treten in Lösungen Kationen (K+, Na+, Ca2+, Mg2+ usw.) und Anionen (Cl-, HCO3-, HS04- usw.) auf.
Die Konzentration von Ionen auf der äußeren Oberfläche der Zelle unterscheidet sich von ihrer Konzentration auf der inneren Oberfläche. Eine unterschiedliche Anzahl von Kalium- und Natriumionen auf der inneren und äußeren Oberfläche der Zelle erzeugt einen Ladungsunterschied auf der Membran.
Auf der äußeren Oberfläche der Zellmembran befindet sich eine sehr hohe Konzentration an Natriumionen und auf der inneren Oberfläche eine sehr hohe Konzentration an Kaliumionen und eine niedrige Konzentration an Natrium. Dadurch entsteht zwischen der inneren und äußeren Oberfläche der Zellmembran eine Potentialdifferenz, die eine Erregungsübertragung entlang des Nervs oder Muskels bewirkt.
Calcium- und Magnesium-Ionen sind Aktivatoren vieler Enzyme und bei einem Mangel werden lebenswichtige Prozesse in den Zellen gestört. Anorganische Säuren und ihre Salze erfüllen eine Reihe wichtiger Funktionen in lebenden Organismen. Salzsäure schafft ein saures Milieu im Magen von Tieren und Menschen und in den speziellen Organen von insektenfressenden Pflanzen und beschleunigt die Verdauung von Nahrungsproteinen.
Reste von Phosphorsäure (H3PO4), die sich mit einer Reihe von enzymatischen und anderen Zellproteinen verbinden, verändern ihre physiologische Aktivität.
Schwefelsäurereste verbinden sich mit wasserunlöslichen Fremdstoffen, verleihen ihnen Löslichkeit und tragen so zu ihrer Entfernung aus Zellen und Organismen bei. Natrium- und Kaliumsalze von Salpetersäure und Phosphorsäure, Calciumsalz von Schwefelsäure sind wichtige Bestandteile der mineralischen Ernährung von Pflanzen, sie werden als Düngemittel für die Pflanzenernährung auf den Boden aufgebracht. Genauer gesagt ist der Wert für die Zelle der chemischen Elemente unten angegeben.
Biologisch wichtige chemische Elemente der Zelle
- Welche biologische Rolle spielt Wasser in einer Zelle?
- Welche Ionen befinden sich in der Zelle? Was ist ihre biologische Rolle?
- Welche Rolle spielen die in der Zelle enthaltenen Kationen?
M.: Höhere Schule, 1991. - 350 S.
ISBN 5-06-001728-1
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IV Fortschreitende Komplikation heterotropher primitiver Organismen, Entstehung von autotropher Ernährung und freiem Sauerstoff (vornukleare Organismen - Bakterien, Heterotrophe und Phototrophe und Blaugrün)
Proterozoikum Von 0,5 bis 2,6 Milliarden Jahren Kernorganismen Entstehung von nuklearautotrophen photosynthetischen Pflanzen (Grünalgen) und Protozoen; Anreicherung von Wasser mit Sauerstoff - Lebensraum für Tiere
Mehrzellige Organismen Progressive Komplikation von Tieren und Pflanzen. Wirbellose: Hohltiere, Würmer, Mollusken; verschiedene Algen
Organorganismen Fortschreitende Komplikation des Tierkörpers (Akkordate ohne Schädel)
2. Wo sind die ersten anorganischen Verbindungen entstanden (im Erdinneren, im Primärozean, in der Primäratmosphäre)?
3. Was war die Voraussetzung für die Entstehung von Per-
27
Urozean (Abkühlung der Atmosphäre, Landabsenkung, Auftreten unterirdischer Quellen)?
4. Was waren die ersten organischen Substanzen, die in den Gewässern des Ozeans entstanden (Eiweiße, Fette, Kohlenhydrate, Nukleinsäuren)?
5. Welche Eigenschaften hatten Koazervate (Wachstum, Stoffwechsel, Fortpflanzung)?
6. Welche Eigenschaften sind dem Probionten eigen (Stoffwechsel, Wachstum, Fortpflanzung)?
7. Welche Ernährung hatten die ersten Lebewesen (autotroph, heterotroph)?
8. Welche neue Art der Ernährung tritt bei Prokaryoten auf (autotroph, heterotroph)?
9. Welche organischen Substanzen sind mit dem Aufkommen photosynthetischer Pflanzen entstanden (Eiweiße, Fette, Kohlenhydrate, Nukleinsäuren)?
10. Die Entstehung welcher Organismen schuf die Voraussetzungen für die Entwicklung der Tierwelt (Bakterien, Blaualgen, Grünalgen)?
Abschnitt IL LEHRE ÜBER DIE ZELLE
GEGENSTAND. ZELLTHEORIE. PROKARYOTEN UND EUKARYOTEN
Eine Zelle ist ein elementares lebendes System, die wichtigste strukturelle und funktionelle Einheit pflanzlicher und tierischer Organismen, die zur Selbsterneuerung, Selbstregulierung und Selbstreproduktion fähig ist.
Aufgabe 5. Unterrichtsmaterial wiederholen. Beantworten Sie Fragen zur Selbstkontrolle. Vollständiger Test 4.
Fragen zur Selbstkontrolle
Von wem, wann und an welchem Objekt wurde der Käfig entdeckt?
Geben Sie eine moderne Definition einer Zelle.
Was ist die Essenz der Zelltheorie und wer sind ihre Autoren?
Mit welchen Instrumenten wurden im 19. und 20. Jahrhundert Zellen untersucht? Welche Lebensformen tauchten zuerst auf der Erde auf?
Warum werden Phagen und Viren Präzelluläre Organismen genannt?
28
Welche Lebensformen sind Bakterien und Blaugrüne? Welche der einzelligen Organismen haben einen separaten Zellkern?
Welche vielzelligen Organismen gelten in der Pflanzen- und Tierwelt als primär?
Was ist der Unterschied zwischen einem kolonialen Organismus und einem vielzelligen Organismus? Was sind die aufeinanderfolgenden Stufen der Evolution von Probionten zu vielzelligen Kernorganismen?
Prüfung Nr. 4
1. Welche der folgenden Bestimmungen bilden die Grundlage der Zelltheorie (alle Organismen bestehen aus Zellen; alle Zellen werden aus Zellen gebildet; alle Zellen entstehen aus unbelebter Materie)?
2. Was ist der Körper präzellulärer Organismen (Kern; Zytoplasma; DNA- oder RNA-Molekül, das mit einer Proteinhülle bedeckt ist)?
4. Welche Organismen gelten als zellulär vornuklear (Bakterien, Phagen, Viren, Blaugrün)?
5. Welche Organismen zählen zu den einzelligen Kernen (Bakterien, Malariaamöben, Chlamydomonas, Infusorienschuh)?
6. Welche Organismen sind vielzellig (Coelenteraten, Braunalgen, Bakterien)?
GEGENSTAND. Chemische Organisation der Zelle
Aufgabe 6. Unterrichtsmaterial wiederholen. Beantworten Sie Fragen zur Selbstkontrolle. Führen Sie die Kontrollarbeiten Nr. 5-7 durch. Tabelle analysieren. 7-9.
29
Fragen zur Selbstkontrolle (anorganische und organische Stoffe)
Was sind die chemischen Elemente in einer Zelle?
Aus welchen anorganischen Stoffen besteht die Zelle? Welche Bedeutung hat Wasser für das Leben der Zelle?
Welche Salze sind in der Zelle?
Welche Bedeutung haben Salze von Stickstoff, Phosphor, Kalium für die Zelle? Natrium?
Was ist der Unterschied zwischen organischen und anorganischen Stoffen?
Welche organische Substanz befindet sich in der Zelle?
Was sind Monomere und Polymere?
Warum wird ein Proteinmolekül als Polymer bezeichnet?
Was charakterisiert die Primär-, Sekundär-, Tertiär- und Quartärstruktur eines Proteins?
Was ist Proteindenaturierung?
Welche Funktionen haben Proteine?
Wie viele Arten von Aminosäuren kommen in Proteinen vor?
Was verursacht die Vielfalt der Proteine?
Welche Funktionen haben Fette in der Zelle und im Körper?
Wo in der Zelle werden Fette abgebaut?
Was sind die aufeinanderfolgenden Schritte beim Abbau von Fetten zu Endprodukten?
Warum sind Fette die effizienteste Energiequelle in der Zelle?
In welchen Organismen und in welchen Organellen werden Kohlenhydrate synthetisiert?
Welche Speicherkohlenhydrate kommen in pflanzlichen und tierischen Zellen vor?
