Proces vzniku prvých organických zlúčenín na Zemi sa nazýva chemická evolúcia. Predchádzalo to biologickej evolúcii. Štádiá chemickej evolúcie identifikoval A. I. Oparin.
Štádium I - nebiologické, alebo abiogénne (z gréc. u, un - negatívna častica, bios - život, genesis - vznik). V tejto fáze prebiehali chemické reakcie v zemskej atmosfére a vo vodách primárneho oceánu, nasýtených rôznymi anorganickými látkami, v podmienkach intenzívneho slnečného žiarenia. Pri týchto reakciách by z anorganických látok mohli vznikať jednoduché organické látky - aminokyseliny, alkoholy, mastné kyseliny, dusíkaté zásady.
Možnosť syntézy organických látok z anorganických látok vo vodách primárneho oceánu potvrdili experimenty amerického vedca S. Millera a domácich vedcov A.G. Pasynského a T.E. Pavlovskej.
Miller navrhol inštaláciu, do ktorej bola umiestnená zmes plynov – metán, čpavok, vodík, vodná para. Tieto plyny môžu byť súčasťou primárnej atmosféry. V ďalšej časti prístroja bola voda, ktorá bola privedená do varu. Plyny a vodná para cirkulujúca v zariadení pod vysokým tlakom boli týždeň vystavené elektrickým výbojom. Výsledkom bolo, že v zmesi vzniklo asi 150 aminokyselín, z ktorých niektoré sú súčasťou bielkovín.
Následne bola experimentálne potvrdená možnosť syntézy ďalších organických látok, vrátane dusíkatých zásad.
Stupeň II – syntéza proteínov – polypeptidov, ktoré by mohli vzniknúť z aminokyselín vo vodách primárneho oceánu.
Stupeň III - výskyt koacervátov (z lat. coacervus - zrazenina, trs). Molekuly amfotérnych proteínov sa za určitých podmienok môžu spontánne koncentrovať a vytvárať koloidné komplexy, ktoré sa nazývajú koacerváty.
Koacervátové kvapôčky sa tvoria zmiešaním dvoch rôznych proteínov. Roztok jedného proteínu vo vode je priehľadný. Pri zmiešaní rôznych bielkovín sa roztok zakalí, pod mikroskopom sú v ňom viditeľné kvapky plávajúce vo vode. Takéto kvapky - koacerváty mohli vzniknúť vo vodách 1000 primárneho oceánu, kde boli rôzne proteíny.
Niektoré vlastnosti koacervátov sú navonok podobné vlastnostiam živých organizmov. Napríklad "absorbujú" z prostredia a selektívne akumulujú určité látky, zvyšujú veľkosť. Dá sa predpokladať, že látky vstúpili do chemických reakcií vo vnútri koacervátov.
Keďže chemické zloženie „vývaru“ v rôznych častiach primárneho oceánu sa líšilo, chemické zloženie a vlastnosti koacervátov neboli rovnaké. Medzi koacervátmi by sa mohli vytvárať konkurenčné vzťahy o látky rozpustené vo „vývare“. Koacerváty však nemožno považovať za živé organizmy, pretože im chýbala schopnosť reprodukovať svoj vlastný druh.
Štádium IV - vznik molekúl nukleových kyselín schopných samoreprodukcie.
Štúdie ukázali, že krátke reťazce nukleových kyselín sa dokážu zdvojnásobiť bez akéhokoľvek spojenia so živými organizmami – v skúmavke. Vynára sa otázka: ako sa genetický kód objavil na Zemi?
Americký vedec J. Bernal (1901-1971) dokázal, že minerály zohrávali dôležitú úlohu pri syntéze organických polymérov. Ukázalo sa, že množstvo hornín a minerálov - čadič, hlina, piesok - má informačné vlastnosti, napríklad syntéza polypeptidov sa môže vykonávať na íloch.
Zrejme pôvodne vznikol „mineralogický kód“ sám o sebe, v ktorom úlohu „písmen“ zohrávali katióny hliníka, železa, horčíka, striedajúce sa v rôznych mineráloch v určitom poradí. V mineráloch sa objavuje troj-, štvor- a päťpísmenový kód. Tento kód určuje sekvenciu spájania aminokyselín v proteínovom reťazci. Potom sa úloha informačnej matrice presunula z minerálov na RNA a potom na DNA, ktorá sa ukázala ako spoľahlivejšia na prenos dedičných vlastností.
Procesy chemickej evolúcie však nevysvetľujú, ako živé organizmy vznikli. Procesy, ktoré viedli k prechodu od neživého k živému, nazval J. Bernal biopoéza. Biopoéza zahŕňa štádiá, ktoré mali predchádzať objaveniu sa prvých živých organizmov: vznik membrán v koacervátoch, metabolizmus, schopnosť samoreprodukcie, fotosyntéza, dýchanie kyslíka.
Tvorba bunkových membrán usporiadaním lipidových molekúl na povrchu koacervátov by mohla viesť k objaveniu sa prvých živých organizmov. Tým bola zabezpečená stálosť ich tvaru. Zahrnutie molekúl nukleových kyselín do koacervátov zabezpečilo ich schopnosť samoreprodukcie. V procese samoreprodukcie molekúl nukleových kyselín vznikli mutácie, ktoré slúžili ako materiál pre.
Takže na základe koacervátov mohli vzniknúť prvé živé bytosti. Zdá sa, že išlo o heterotrofy a živili sa energeticky bohatou komplexnou organickou hmotou nachádzajúcou sa vo vodách prvotného oceánu.
Keď sa počet organizmov zvýšil, konkurencia medzi nimi sa zintenzívnila, pretože zásoba živín v oceánskych vodách sa znížila. Niektoré organizmy získali schopnosť syntetizovať organické látky z anorganických látok pomocou slnečnej energie alebo energie chemických reakcií. Takže existovali autotrofy schopné fotosyntézy alebo chemosyntézy.
Prvé organizmy boli anaeróby a energiu získavali počas oxidačných reakcií bez kyslíka, ako je fermentácia. Nástup fotosyntézy však viedol k akumulácii kyslíka v atmosfére. Výsledkom bolo dýchanie, kyslíková aeróbna oxidačná dráha, ktorá je asi 20-krát účinnejšia ako glykolýza.
Spočiatku sa život vyvinul vo vodách oceánu, pretože silné ultrafialové žiarenie malo škodlivý vplyv na organizmy na súši. Vznik ozónovej vrstvy v dôsledku akumulácie kyslíka v atmosfére vytvoril predpoklady pre vznik živých organizmov na súši.
VEREJNÁ LEKCIA
„PÔVOD ŽIVOTA NA ZEMI
Ciele: 1. Poskytnúť poznatky o vzniku života na Zemi.
2. Formovanie vedeckého rozhľadu a zmyslu pre vlastenectvo u študentov.
3. Rozvíjať zručnosti samostatnej práce a zodpovednosti.
Testovanie na lekciu: „Pôvod života na Zemi“
1. Kde vznikli prvé anorganické zlúčeniny?
a) v útrobách Zeme;
b) v primárnom oceáne;
c) v primárnej atmosfére.
2. Čo bolo predpokladom pre vznik primárneho oceánu?
a) ochladzovanie atmosféry;
b) potopenie pôdy;
c) vzhľad podzemných zdrojov.
3. Aké boli prvé organické látky, ktoré vznikli vo vodách oceánu?
a) proteíny;
b) tuky;
c) sacharidy;
d) nukleárne reakcie.
4. Aké vlastnosti mali koacerváty?
a) rast;
b) metabolizmus;
c) reprodukcia.
5. Louis Pasteur svojimi pokusmi dokázal:
a) je možné spontánne generovanie života;
b) nemožnosť spontánneho generovania života.
Téma hodiny: Evolučná doktrína
Ciele lekcie:
1. Oboznámenie študentov s princípmi historizmu vo vývoji evolučných predstáv.
2. Formovanie poznatkov o evolúcii
3. Formovanie vedeckého svetonázoru medzi študentmi
Plán lekcie
Oboznámenie študentov s históriou evolučného procesu
Evolučné hypotézy J.B. Lamarck
Prezentácia evolučného učenia Ch.Darwina
Vybavenie: portréty J.B. Lamarck, C. Darwin.
Počas vyučovania
1. Opakovanie toho, čo ste sa naučili:
– Aké úrovne organizácie života ste sa naučili v poslednej lekcii?
– Čo študuje predmet „Všeobecná biológia“?
2. Naučiť sa novú tému:
Veda v súčasnosti pozná asi 3,5 milióna druhov zvierat a 600 tisíc rastlín, 100 tisíc húb, 8 tisíc baktérií a 800 druhov vírusov. A spolu s tými vyhynutými na nej v celej histórii Zeme žila minimálne 1 miliarda druhov živých organizmov.
–Práve som vám povedal slovo "druh" - čo to znamená?
– Študovali ste rastliny a zvieratá, vymenujte z každého 5 druhov?
– Ako vznikla taká rôznorodosť druhov?
– Môže niekto povedať, že ich stvoril Boh? Iní nájdu odpoveď vo vedeckej teórii
vývoj živej prírody.
Pri štúdiu evolučnej doktríny je potrebné zvážiť ju vo vývoji.
Ako sa táto doktrína vyvinula?
Poďme analyzovať samotný pojem „Evolúcia“ - (latevolúcia - nasadenie ). Prvýkrát ho v biológii použil švajčiarsky prírodovedec C. Bonnet. Zvukovo blízko k tomuto slovurevolúcia.
Poznáte toto slovo. Čo to znamená?
Revolúcia - radikálna zmena, náhly prechod z jedného stavu do druhého.
Evolúcia - postupné nepretržité prispôsobovanie sa živých vecí neustálym zmenám podmienok prostredia.
Evolúcia je proces historického vývoja organického sveta.
V stredoveku, so vznikom kresťanskej cirkvi v Európe, sa rozšíril oficiálny názor založený na biblických textoch: všetko živé stvoril Boh a zostáva nezmenené. Stvoril ich v pároch, a tak žijú účelne už od začiatku. To znamená, že boli vytvorené za určitým účelom. Mačky sú stvorené na chytanie myší a myši na to, aby ich mačky jedli. Napriek dominancii názorov na nemennosť druhov vzrástol záujem o biológiu už v 17. storočí. Myšlienky evolúcie sa začínajú vystopovať v dielach G.V. Leibniz. Rozvoj evolučných názorov vzniká v 18. storočí, ktoré rozvíjajú J. Buffon, D. Diderot. Potom existujú pochybnosti o nemennosti druhov, ktoré vedú k vzniku teórietransformizmu - dôkaz prirodzenej premeny voľne žijúcich živočíchov. Prívržencami sú: M.V. Lomonosov, K.F. Wolf, E.J. Saint Hilaire.
Do konca 18. stor. V biológii sa nahromadilo obrovské množstvo materiálu, kde môžete vidieť:
Aj navonok vzdialené druhy vykazujú určité podobnosti vo svojej vnútornej stavbe.
Moderné druhy sa líšia od fosílií, ktoré na Zemi dlho žili.
Vzhľad, štruktúra a produktivita poľnohospodárskych rastlín a živočíchov sa výrazne mení so zmenami podmienok ich pestovania.
Myšlienky transformizmu rozvinul J.B. Lamarck vytvoril evolučnú koncepciu vývoja prírody. Jeho evolučná myšlienka je starostlivo rozvinutá, podložená faktami, a preto sa mení na teóriu. Je založený na myšlienke vývoja, postupného a pomalého, od jednoduchého k zložitému, a na úlohe vonkajšieho prostredia pri premene organizmov.
J.B. Lamarck (1744-1829) - tvorca prvej evolučnej doktríny, tiež, ako už viete, zaviedol pojem „biológia“. Svoje názory na vývoj organického sveta publikoval v knihe Filozofia zoológie.
1. Podľa jeho názoru evolúcia postupuje na základe vnútornej túžby organizmov po pokroku a dokonalosti, ktorá je hlavnou hybnou silou. Tento mechanizmus je vlastný každému živému organizmu.
2. Zákon priameho prispôsobenia. Lamarck uznáva, že vonkajšie prostredie má vplyv na živé organizmy. Lamarck veril, že reakcia na zmeny vonkajšieho prostredia je adaptívnou adaptívnou reakciou na zmeny vonkajšieho prostredia (teplota, vlhkosť, svetlo, výživa). Rovnako ako všetci jeho súčasníci veril, že zmeny vznikajúce pod vplyvom prostredia možno zdediť. Ako príklad uvádzame rastlinu Arrowleaf. Na hrote šípu vo vode tvoria listy stužkový list, na hladine vody - plávajúci zaoblený a vo vzduchu - v tvare šípky.
3. "Zákon o cvičení a necvičení orgánov." Vznik nových znakov v evolúcii si Lamarck predstavoval nasledovne, po zmene podmienok okamžite nasleduje zmena návykov. V dôsledku toho si organizmy vytvoria užitočné návyky a začnú cvičiť niektoré orgány, ktoré predtým nepoužívali. Veril, že zvýšené cvičenie orgánov vedie k ich nárastu a necvičenie vedie k degenerácii. Na tomto základe Lamarck formuluje zákon cvičenia a necvičenia. Napríklad dlhé nohy a krk žirafy sú dedične zafixovanou zmenou spojenou s neustálym používaním týchto častí tela pri získavaní potravy. Pobrežným vtákom (volavka, žeriav, bocian), ktoré sa zdráhajú plávať, ale sú nútené žiť pri vode pri hľadaní potravy, neustále hrozí, že zapadnú do bahna. Aby sa tomu vyhli, vynakladajú maximálne úsilie na to, aby si nohy natiahli a predĺžili čo najviac. Neustále cvičenie orgánov silou zvyku, riadené vôľou zvieraťa, vedie k jeho evolúcii. Podobným spôsobom sa podľa jeho názoru vyvíjajú všetky špeciálne úpravy u zvierat: ide o výskyt rohov u zvierat, predĺženie jazyka mravčiara.
4. "Zákon o dedení nadobudnutých vlastností." Podľa tohto „zákona“ sa prospešné zmeny prenášajú na potomstvo. Ale väčšinu príkladov zo života živých organizmov nemožno vysvetliť z hľadiska Lamarckovej teórie.
Záver: Zh.B. Lamarck ako prvý ponúkol detailný koncept transformizmu – variability druhov.
Evolučná doktrína Lamarcka nebola dostatočne demonštratívna a medzi jeho súčasníkmi sa jej nedostalo širokého uznania.
Najväčším evolučným vedcom je Charles Robert Darwin (1809-1882).
3. Správa - informácie o Ch.Darwinovi
V prvej polovici 19. stor Anglicko sa stalo najvyspelejšou kapitalistickou krajinou s vysokou úrovňou priemyselného a poľnohospodárskeho rozvoja. Chovatelia hospodárskych zvierat dosiahli výnimočné úspechy v chove nových plemien oviec, ošípaných, hovädzieho dobytka, koní, psov a sliepok. Pestovatelia rastlín získali nové odrody obilnín, zeleniny, okrasných plodín, bobúľ a ovocia. Tieto úspechy jasne ukázali, že zvieratá a rastliny sa pod vplyvom človeka menia.
Veľké geografické objavy, ktoré obohatili svet o informácie o nových druhoch rastlín a živočíchov, zvláštnych ľuďoch zo zámorských krajín.
Rozvíjajú sa vedy: astronómia, geológia, chémia, botanika a zoológia sa výrazne obohatili o poznatky o rastlinných a živočíšnych druhoch.
Darwin sa narodil v takejto historickej chvíli.
C. Darwin sa narodil 12. februára 1809 v anglickom meste Shrewsbury v rodine lekára. Od malička prejavoval záujem o komunikáciu s prírodou, o pozorovanie rastlín a živočíchov v ich prirodzenom prostredí. Hlboké pozorovanie, vášeň pre zbieranie a systematizáciu materiálu, schopnosť porovnávania a širokého zovšeobecňovania a filozofické myslenie boli prirodzené vlastnosti osobnosti Charlesa Darwina. Po skončení strednej školy študoval na univerzitách v Edinburghu a Cambridge. V tom období sa zoznámil so známymi vedcami: geológom A. Sedgwickom a botanikom J. Genslowom, ktorí prispeli k rozvoju jeho prirodzených schopností, ho oboznámili s metodikou terénneho výskumu.
Darwin bol s evolučnými myšlienkami Lamarcka, Erazma Darwina a iných evolucionistov, ale nezdali sa mu presvedčivé.
Prelomom v Darwinovom životopise bola jeho cesta (1831-1836) ako prírodovedca na lodi Beagle. Počas cesty nazbieral veľké množstvo faktografického materiálu, ktorého zovšeobecnenie viedlo k záverom, ktoré viedli k prípravám na prudký prevrat v jeho videní sveta. Darwin sa vracia do Anglicka ako presvedčený evolucionista.
Po návrate do vlasti sa Darwin usadil na vidieku, kde strávil celý svoj život. Už 20 rokov. Začína sa dlhé obdobie vývoja koherentnej evolučnej teórie založenej na pitvemechanizmus evolučného procesu .
Nakoniec 1859. Vyšla Darwinova kniha „Pôvod druhov prostriedkami prirodzeného výberu“.
Jej náklad (1250 výtlačkov) sa vypredal za jeden deň, čo je v vtedajšom knižnom obchode prekvapujúce.
V roku 1871 uzrelo svetlo tretie zásadné dielo – „Pôvod človeka a sexuálny výber“, ktoré zavŕšilo trilógiu hlavných Darwinových diel o teórii evolúcie.
Celý Darwinov život bol zasvätený vede a bol korunovaný úspechmi, ktoré boli zahrnuté do fondu najväčších zovšeobecnení prírodných vied.
Veľký vedec zomrel 19. apríla 1882 a bol pochovaný vedľa jedu s Newtonovým hrobom.
POKRAČOVANIE UČITEĽKA
Darwinov objav evolučnej teórie zaskočil spoločnosť. Jeden z jeho priateľov, veľmi urazený skutočnosťou, že bol prirovnaný k opicám, mu poslal správu: "Váš bývalý priateľ, teraz potomok opice."
Darwin vo svojej práci ukázal, že druhy, ktoré dnes existujú, sa prirodzene vyvinuli z iných starodávnejších druhov.
Účelnosť – pozorovaná u voľne žijúcich živočíchov, je výsledkom prirodzeného výberu vlastností užitočných pre telo.
HLAVNÉ USTANOVENIA EVOLUČNEJ TEÓRIE
Všetky druhy Živé tvorynikdy nikto nevytvoril
Vzniknuté druhy , prirodzenepostupne transformované a zlepšil sa
V srdci transformácie druhovvariabilita, dedičnosť, prirodzený výber
Výsledkom evolúcie je adaptabilita organizmov na životné podmienky (prostredie) a druhová rozmanitosť v prírode.
4. UPEVŇOVANIE :
Práca na kartách – úlohy a ich overovanie.
V každom rade určím jedného zodpovedného študenta, ktorý rozdá kartičky úloh. Študenti plnia úlohy. Zodpovedný zbiera a kontroluje odpovede a známky. O čom budeme diskutovať v ďalšej lekcii.
Záver :
Hnacími silami (faktormi) evolúcie (podľa Darwina) je boj o existenciu a prirodzený výber založený na dedičnej variabilite.
C. Darwin vytvoril evolučnú teóriu, ktorá bola schopná odpovedať na najdôležitejšie otázky: o faktoroch evolučného procesu a dôvodoch adaptácie živých bytostí na podmienky existencie. Darwin mal čas vidieť víťazstvo svojej teórie; jeho popularita počas jeho života bola obrovská.
Testovanie na lekciu: Evolučná doktrína.
1. Výsledkom evolúcie boli:
A - umelý a prirodzený výber;
B - dedičná variabilita;
B - adaptácia organizmov na prostredie;
G - rozmanitosť druhov.
2. Kto vytvoril holistickú teóriu evolúcie:
Pravítko;
B - Lamarck;
B - Darwin
3. Hlavný faktor, hlavná hybná sila procesu evolúcie:
A - mutačná variabilita;
B - boj o existenciu;
B - prirodzený výber;
G - variabilita modifikácie.
4. Moderné druhy zvierat a rastlín nie sú stvorené Bohom, vznikli od predkov zvierat a rastlín evolúciou. Druhy nie sú večné, menili sa a menia. Ktorý vedec to dokázal?
A-Lamarck;
B - Darwin,
V-Linné;
G-Timiryazev;
D-Rulie.
5. Hnacou a vedúcou silou evolúcie je:
A - divergencia znakov;
B - rozmanitosť podmienok prostredia;
B - prispôsobivosť podmienkam prostredia;
D - prirodzený výber dedičných zmien.
možnosť 1
Časť A
1.
b) prítomnosť katalyzátorov;
d) metabolické procesy.
2.
a) anaeróbne heterotrofy;
b) aeróbne heterotrofy;
c) autotrofy;
d) symbiontné organizmy.
3. Takáto všeobecná vlastnosť života, ako je samoregulácia, zahŕňa:
a) dedičnosť;
b) variabilita;
c) podráždenosť;
d) ontogenéza.
4. Podstatou teórie abiogenézy je:
c) stvorenie sveta Bohom;
5. Kryštál nie je živý systém, pretože:
a) nie je schopný rastu;
c) nevyznačuje sa podráždenosťou;
6. Experimenty Louisa Pasteura preukázali možnosť:
a) spontánna tvorba života;
d) biochemický vývoj.
7.
a) rádioaktivita;
b) prítomnosť tekutej vody;
c) prítomnosť plynného kyslíka;
d) hmotnosť planéty.
8. Uhlík je základom života na Zemi, pretože je on:
9. Odstráňte prebytok:
a) 1668;
b) F. Redi;
c) mäso;
d) baktérie.
10.
a) L. Pasteur;
b) A. Levenguk;
c) L. Spallanzani;
d) F. Redi.
Časť B
Dokonči vety.
1. Teória postulujúca stvorenie sveta Bohom (Stvoriteľom) - ... .
2. Predjadrové organizmy, ktoré nemajú jadro ohraničené schránkou a organely schopné samoreprodukcie - ....
3. Fázovo oddelený systém interagujúci s prostredím ako otvorený systém je ... .
4. Sovietsky vedec, ktorý navrhol koacervátnu teóriu pôvodu života, - ... .
5. Proces, ktorým organizmus získava novú kombináciu génov, je ....
Časť B
Dajte krátke odpovede na nasledujúce otázky.
1. Aké sú spoločné znaky živej a neživej hmoty?
2. Prečo, keď sa v zemskej atmosfére objavili prvé živé organizmy, nemusel tam byť kyslík?
3. Akú skúsenosť mal Stanley Miller? Čo v tejto skúsenosti zodpovedalo „primárnemu oceánu“?
4. Aký je hlavný problém prechodu od chemickej k biologickej evolúcii?
5. Uveďte hlavné ustanovenia teórie A.I. Oparina.
Možnosť 2
Časť A
Zapíšte si čísla otázok, vedľa napíšte písmená správnych odpovedí.
1. Život sa líši od neživého:
a) zloženie anorganických zlúčenín;
c) vzájomné pôsobenie molekúl;
d) metabolické procesy.
2. Prvé živé organizmy na našej planéte boli:
a) anaeróbne heterotrofy;
b) aeróbne heterotrofy;
c) autotrofy;
d) symbiontné organizmy.
3.
a) metabolizmus;
b) reprodukcia;
c) podráždenosť;
d) ontogenéza.
4. Podstatou teórie biogenézy je:
a) pôvod živého od neživého;
b) pôvod živého od živého;
c) stvorenie sveta Bohom;
d) prinesenie života z vesmíru.
5. Hviezda nie je živý systém, pretože:
a) nie je schopný rastu;
c) nemá podráždenosť;
6.
a) spontánna tvorba života;
b) výzor živého len od živého;
c) prinášať „semená života“ z Kozmu;
d) biochemický vývoj.
7. Z týchto podmienok je najdôležitejšia pre vznik života:
a) rádioaktivita;
b) prítomnosť vody;
c) prítomnosť zdroja energie;
d) hmotnosť planéty.
8. Voda je základom života, pretože:
a) je dobrým rozpúšťadlom;
d) má všetky vyššie uvedené vlastnosti.
9. Odstráňte prebytok:
a) 1924;
b) L. Pasteur;
c) mäsový vývar;
d) baktérie.
10. Usporiadajte nasledujúce mená v logickom poradí:
a) L. Pasteur;
b) S. Miller;
c) J. Haldane;
d) A.I. Oparin.
Časť B
Dokonči vety.
1. Proces tvorby organických molekúl z anorganických v živých organizmoch vďaka energii slnečného žiarenia - ....
2. Predbunkové formácie, ktoré mali niektoré vlastnosti buniek (schopnosť metabolizmu, sebareprodukcie atď.) - ....
3. Separácia bielkovinového roztoku obsahujúceho iné organické látky na fázy s väčšou alebo menšou koncentráciou molekúl - ....
4. Anglický fyzik, ktorý tvrdil, že adsorpcia bola jedným zo štádií koncentrácie organických látok v priebehu prebiologickej evolúcie -...
5. Systém zaznamenávania dedičnej informácie v molekulách DNA vo forme sekvencie nukleotidov, charakteristický pre všetky živé organizmy, je ....
Časť B
1. Akú skúsenosť mal Stanley Miller? Čo v tomto experimente zodpovedalo „blesku“?
2. Prečo by hmotnosť planéty, na ktorej vznikol život, nemala byť väčšia ako 1/20 hmotnosti Slnka?
3. Do akej fázy vývoja života na Zemi možno pripísať slová hrdinu Gogol: „Nepamätám si číslo. Nebol ani mesiac. Čo to dopekla bolo?"
4. Aké podmienky sú nevyhnutné pre vznik života?
5. Čo je panspermia? Ktorí vedci, ktorých poznáte, sa držali tejto teórie?
Možnosť 3
Časť A
Zapíšte si čísla otázok, vedľa napíšte písmená správnych odpovedí.
1. Život sa líši od neživého:
a) zloženie anorganických zlúčenín;
b) schopnosť samostatne sa rozmnožovať;
c) vzájomné pôsobenie molekúl;
d) metabolické procesy.
2. Prvé živé organizmy na našej planéte boli:
a) anaeróbne heterotrofy;
b) aeróbne heterotrofy;
c) autotrofy;
d) symbiontné organizmy.
3. Takáto všeobecná vlastnosť života ako sebaobnova zahŕňa:
a) metabolizmus;
b) reprodukcia;
c) podráždenosť;
d) ontogenéza.
4. Podstatou kreacionizmu je:
a) pôvod živého od neživého;
b) pôvod živého od živého;
c) stvorenie sveta Bohom;
d) prinesenie života z vesmíru.
5. Rieka nie je živý systém, pretože:
a) nie je schopný rastu;
b) nie je schopný reprodukcie;
c) nie je schopná podráždenia;
d) nie všetky vlastnosti živého sú mu vlastné.
6. Skúsenosť Francesca Rediho ukázala nemožnosť:
a) spontánna tvorba života;
b) výzor živého len od živého;
c) prinášanie „semená života“ z vesmíru;
d) biochemický vývoj.
7. Z týchto podmienok je najdôležitejšia pre vznik života:
a) rádioaktivita;
b) prítomnosť vody;
c) nekonečne dlhý čas evolúcie;
8. Počas vzniku života v zemskej atmosfére by nemal byť žiadny kyslík, pretože:
a) je aktívnym oxidačným činidlom;
b) má vysokú tepelnú kapacitu;
c) pri zamrznutí zväčšuje svoj objem;
d) všetky vyššie uvedené spolu.
9. Odstráňte prebytok:
a) 1953;
b) baktérie;
c) S. Miller;
d) abiogénna syntéza.
10.
a) L. Pasteur;
b) F. Redi;
c) L. Spallanzani;
d) A.I. Oparin.
Časť B
Dokonči vety.
1. Vznik organických molekúl z anorganických mimo živých organizmov - ....
2. Bublinky kvapaliny obklopené proteínovými filmami, ktoré vznikajú trepaním vodných roztokov bielkovín, - ....
3. Schopnosť reprodukovať biologické systémy sebe samému, ktorá sa prejavuje na všetkých úrovniach organizácie živej hmoty, je ... .
4. Americký vedec, ktorý navrhol tepelnú teóriu pôvodu protobiopolymérov, - ... .
5. Proteínové molekuly, ktoré urýchľujú priebeh biochemických premien vo vodných roztokoch pri atmosférickom tlaku - ... .
Časť B
Uveďte krátku odpoveď na otázku.
1. Aký je hlavný rozdiel medzi spaľovaním dreva a „spaľovaním“ glukózy v bunkách?
2. Aké sú tri moderné pohľady na problém vzniku života?
3. Prečo je uhlík základom života?
4. Akú skúsenosť mal Stanley Miller?
5. Aké sú hlavné fázy chemickej evolúcie?
Možnosť 4
Časť A
Zapíšte si čísla otázok, vedľa napíšte písmená správnych odpovedí.
1. Život sa líši od neživého:
a) zloženie anorganických zlúčenín;
b) schopnosť samoregulácie;
c) vzájomné pôsobenie molekúl;
d) metabolické procesy.
2. Prvé živé organizmy na našej planéte boli:
a) anaeróbne heterotrofy;
b) aeróbne heterotrofy;
c) autotrofy;
d) symbiontné organizmy.
3. Takáto všeobecná vlastnosť živých, ako je sebareprodukcia, zahŕňa:
a) metabolizmus;
b) reprodukcia;
c) podráždenosť;
d) ontogenéza.
4. Podstatou teórie panspermie je:
a) pôvod živého od neživého;
b) pôvod živého od živého;
c) stvorenie sveta Bohom;
d) prinesenie na Zem „semená života“ z Kozmu.
5. Ľadovec nie je živý systém, pretože:
a) nie je schopný rastu;
b) nie je schopný rozmnožovania;
c) nie je schopný podráždenosti;
d) nie všetky vlastnosti živej veci sú jej vlastné.
6. Skúsenosť L. Spallanzaniho potvrdila nemožnosť:
a) spontánna tvorba života;
b) výzor živého len od živého;
c) prinášať „semená života“ z Kozmu;
d) biochemický vývoj.
7. Z týchto podmienok je najdôležitejšia pre vznik života:
a) rádioaktivita;
b) prítomnosť vody;
c) prítomnosť určitých látok;
d) určitú hmotnosť planéty.
8. Uhlík je základom života, pretože je on:
a) je najbežnejším prvkom na Zemi;
b) prvý z chemických prvkov začal interagovať s vodou;
c) má malú atómovú hmotnosť;
d) je schopný vytvárať stabilné zlúčeniny s dvojitými a trojitými väzbami.
Pokračovanie nabudúce
Proces tvorby organických molekúl z anorganických v dôsledku energie živými organizmami
Východiskové látky fotosyntézy - oxid uhličitý a voda na zemskom povrchu nie sú ani oxidačné ani redukčné činidlá. V priebehu fotosyntézy sa toto „neutrálne prostredie“ štiepi na protiklady: vzniká silné oxidačné činidlo - voľný kyslík a silné redukčné činidlá - organické zlúčeniny (mimo rastlinných organizmov je rozklad oxidu uhličitého a vody možný len pri vysokých teplotách, napr. napríklad v magme alebo vo vysokých peciach atď.) d.).
Uhlík a vodík organických zlúčenín, ako aj voľný kyslík uvoľnený počas fotosyntézy, boli „nabité“ slnečnou energiou, stúpli na vyššiu energetickú úroveň a stali sa „geochemickými akumulátormi“.
Sacharidy a iné produkty fotosyntézy, ktoré sa pohybujú z listov do stoniek a koreňov, vstupujú do zložitých reakcií, počas ktorých vzniká celá škála organických zlúčenín rastlín.
Rastliny sú však zložené nielen z uhlíka, vodíka a kyslíka, ale aj z dusíka, fosforu, draslíka, vápnika, železa a iných chemických prvkov, ktoré prijímajú vo forme pomerne jednoduchých minerálnych zlúčenín z pôdy alebo vodných plôch.
Rastlinami absorbované prvky sa začleňujú do zložitých energeticky bohatých organických zlúčenín (dusík a síra do bielkovín, fosfor do nukleoproteínov atď.) a stávajú sa aj geochemickými akumulátormi.
Tento proces sa nazýva biogénna akumulácia minerálnych zlúčenín. Vďaka biogénnej akumulácii prechádzajú prvky z vody a vzduchu do menej mobilného stavu, t.j. znižuje sa ich migračná schopnosť. Všetky ostatné organizmy – živočíchy, prevažná väčšina mikroorganizmov a rastliny bez chlorofylu (napríklad huby) sú heterotrofy, t.j. nie sú schopné vytvárať organické látky z minerálov.
Organické zlúčeniny potrebné na stavbu tela a ako zdroj energie prijímajú zo zelených rastlín.
Proces fotosyntézy prebieha v jednote s prácou koreňového systému, ktorý dodáva listom vodu a živiny.
Existuje množstvo hypotéz, ktoré vysvetľujú mechanizmus vstupu iónov cez koreňový systém: difúziou, adsorpciou, metabolickým prenosom látok proti elektrochemickému gradientu. Všetky hypotézy sú založené na tvrdení o výmene iónov medzi koreňovým systémom a pôdou. V tomto prípade je koreňový systém, rovnako ako list, laboratórium syntézy. Rastliny cez koreňový systém primárne asimilujú tie chemické prvky, ktoré v tele vykonávajú potrebné funkcie.
Ostatné prvky prenikajú mechanicky podľa ich koncentračného gradientu. Súčasne s uvoľňovaním živín dochádza k uvoľňovaniu rôznych produktov látkovej premeny do pôdy koreňovým systémom. Medzi nimi dôležitú funkciu plnia organické kyseliny (citrónová, jablčná, šťaveľová atď.).
V dôsledku disociácie sa uvoľňujú vodíkové ióny, ktoré okysľujú reakciu pôdy, čím urýchľujú rozpúšťanie minerálov a uvoľňujú sa chemické prvky pre výživu rastlín.
Ďalšie produkty látkovej výmeny sa využívajú počas života niektorých druhov mikroorganizmov, ktoré sa tiež podieľajú na ničení minerálov.
Katióny a anióny, ktoré vstupujú do rastlín cez koreňový systém, sú distribuované v orgánoch a tkanivách, vstupujú do organických a minerálnych zlúčenín, vykonávajú rôzne fyziologické funkcie: udržiavajú osmotický tlak, alkalicko-kyselinovú rovnováhu, používajú sa ako plastický materiál, neoddeliteľná súčasť enzýmov, chlorofyl a pod. V procese metabolizmu neustále dochádza k tvorbe kyslých zlúčenín.
Pri rozklade sacharidov vznikajú kyseliny pyrohroznová a mliečna, pri rozklade mastných kyselín - maslová, acetooctová a pri rozklade bielkovín - sírová a fosforečná. Nadmerné hromadenie kyselín je neutralizované tlmivými zlúčeninami, ktoré ich premieňajú na zlúčeniny, ktoré sa ľahko odstraňujú z tela.
Syntéza organickej hmoty prebieha nielen využívaním žiarivej energie slnka zelenými rastlinami.
Sú známe baktérie, ktoré na tento účel využívajú energiu uvoľnenú pri oxidácii určitých anorganických zlúčenín (v roku 1890
S.P. Vinogradsky objavil mikroorganizmy schopné oxidovať amoniak na soli kyseliny dusnej a potom kyseliny dusičnej). Tento proces tvorby organických látok sa nazýva chemosyntéza. Chemosyntetické baktérie sú typické autotrofy; samostatne syntetizovať z anorganických látok potrebné organické zlúčeniny (sacharidy, bielkoviny, lipidy a pod.) Najdôležitejšou skupinou chemosyntetických mikroorganizmov sú nitrifikačné baktérie.
Oxidujú amoniak vznikajúci pri rozklade organických zvyškov na kyselinu dusičnú. Chemosyntetické baktérie zahŕňajú sírne, železité, metánové, uhlíkové baktérie atď. Napríklad močiarna železná ruda sa často nachádza v lužných pôdach vo forme pevných uzlín rôznych tvarov a veľkostí, vzniká za účasti železa baktérie.
Pôsobením železných baktérií sa železnaté železo premieňa na oxid. Výsledný hydroxid železitý sa vyzráža a tvorí rašelinovú železnú rudu.
V.G. SMELOVÁ,
učiteľ biológie
MOU stredná škola č. 7, Noyabrsk
Ukončenie. Pozri číslo 9/2006
Kontrolná práca na tému:
"Pôvod života na Zemi"
9. Odstráňte prebytok:
a) DNA;
b) genetický kód;
c) chromozóm;
d) bunková membrána.
Test na tému: Hypotézy o vzniku života na Zemi
Usporiadajte nasledujúce mená v logickom poradí:
a) A.I. oparín;
b) L. Pasteur;
c) S. Miller;
d) J. Haldane.
Časť B
Dokonči vety.
1. Organizmy s obmedzeným obalom jadra, ktoré majú samoreprodukujúce sa organely, vnútorné membrány a cytoskelet, - ....
Systém zaznamenávania dedičnej informácie v molekulách DNA vo forme sekvencie nukleotidov, charakteristickej pre všetky organizmy, je ....
3. Schopnosť reprodukovať biologicky podobné systémy, ktorá sa prejavuje na všetkých úrovniach organizácie živej hmoty, je ... .
Tvorcovia nízkoteplotnej teórie vzniku protobiopolymérov - ... .
5. Predbunkové formácie, ktoré mali niektoré vlastnosti buniek: schopnosť metabolizmu, sebareprodukcie atď., - ....
Časť B
Uveďte krátku odpoveď na otázku.
1. Akú úlohu zohralo štúdium meteoritov vo vývoji teórie pôvodu života?
2. Čo je racemizácia a chiralita?
Prečo bola voda v kvapalnej fáze nevyhnutnou podmienkou pre vznik života?
4. Akú skúsenosť mal Stanley Miller? Aké bolo zloženie plynu „atmosféry“?
5. Aké sú hlavné fázy štúdia otázky pôvodu života na Zemi?
Odpovede
možnosť 1
Časť A: 1d, 2a, 3c, 4a, 5d, 6b, 7b, 8d, 9d, 10d, b, c, a.
Časť B: 1 - kreacionizmus; 2 - prokaryoty; 3 - koacervát; 4 - A.I.
oparín; 5 - sexuálny proces.
Časť B.
1. Živá a neživá hmota pozostáva z rovnakých chemických prvkov, fyzikálne a chemické procesy s ich účasťou prebiehajú podľa všeobecných zákonov.
Kyslík je silné oxidačné činidlo a všetky novovzniknuté organické molekuly by boli okamžite oxidované.
3.
"Primárny oceán" v tomto experimente zodpovedal banke s vriacou vodou.
4. Hlavným problémom prechodu od chemickej k biologickej evolúcii je vysvetliť vznik samoreprodukujúcich sa biologických systémov (buniek) vo všeobecnosti a najmä genetického kódu.
Hlavné ustanovenia Oparinovej teórie:
– život je jednou z etáp vývoja vesmíru;
– vznik života je prirodzeným výsledkom chemického vývoja zlúčenín uhlíka;
– pre prechod od chemickej k biologickej evolúcii je nevyhnutný vznik a prirodzený výber integrálnych, od prostredia izolovaných, ale neustále s ním interagujúcich multimolekulových systémov.
Možnosť 2
Časť A: 1b, d, 2a, 3b, 4b, 5d, 6a, 7b, 8d, 9a, 10a, d, c, b.
Časť B: 1 - fotosyntéza; 2 - protobionti; 3 - koacervácia; 4 - J. Bernal; 5 - genetický kód.
Časť B.
1. V roku 1953 vytvoril S. Miller experimentálnu zostavu, v ktorej sa simulovali podmienky primárnej Zeme a abiogénnou syntézou sa získali molekuly biologicky dôležitých organických zlúčenín. „Blesk“ v tomto experimente napodobňovali vysokonapäťové elektrické výboje.
2. Ak je hmotnosť planéty väčšia ako 1/20 hmotnosti Slnka, začnú na nej intenzívne jadrové reakcie, čím sa zvýši jej teplota a začne žiariť vlastným svetlom.
3. Do počiatočného štádia biochemického vývoja Zeme.
4. Pre vznik života sú potrebné tieto základné podmienky:
– prítomnosť určitých chemikálií (vrátane vody v kvapalnej fáze);
– dostupnosť zdrojov energie;
- obnovujúca atmosféra.
Ďalšími podmienkami môže byť hmotnosť planéty a určitá úroveň rádioaktivity.
Panspermia – prinášanie „semená života“ na Zem z vesmíru. Podpory: J. Liebig, G. Helmholtz, S. Arrhenius, V.I. Vernadského.
Možnosť 3
Časť A: 1b, d, 2a, 3a, 4c, 5d, 6a, 7b, 8a, 9b, 10b, c, a, d.
Časť B: 1 - abiogénna syntéza; 2 - mikroguľôčky; 3 - sebareprodukcia; 4 - S. Fox; 5 - enzýmy.
Časť B.
1. Pri spaľovaní dreva sa všetka uvoľnená energia rozptýli vo forme svetla a tepla. Pri oxidácii glukózy v bunkách sa energia ukladá v makroergických väzbách ATP.
2. Existujú tri hlavné prístupy k problému pôvodu života:
– nie je problém, pretože
život buď stvoril Boh (kreacionizmus), alebo existuje vo vesmíre od jeho vzniku a šíri sa náhodne (panspermia);
- problém je neriešiteľný pre nedostatočné znalosti a nemožnosť reprodukovať podmienky, v ktorých život vznikol;
- problém sa dá vyriešiť (A.I.
Oparin, J. Bernal, S. Fox a ďalší).
3. Uhlík je štvormocný, schopný tvoriť stabilné zlúčeniny s dvojitými a trojitými väzbami, čo zvyšuje reaktivitu jeho zlúčenín.
4. V roku 1953 vytvoril S. Miller experimentálnu zostavu, v ktorej sa simulovali podmienky primárnej Zeme a abiogénnou syntézou sa získali molekuly biologicky dôležitých organických zlúčenín.
Atómy ––> jednoduché chemické zlúčeniny ––> jednoduché bioorganické zlúčeniny ––> makromolekuly ––> organizované systémy.
Možnosť 4
Časť A: 1b, d, 2a, 3b, 4d, 5d, 6a, 7c, 8d, 9d, 10b, a, d, c.
Časť B: 1 - eukaryoty; 2 - genetický kód; 3 - sebareprodukcia; 4 - K.Simonescu, F.Denesh; 5 - protobionti.
Časť B.
1. Analýza chemického zloženia meteoritov ukázala, že niektoré z nich obsahujú aminokyseliny (kyselina glutámová, prolín, glycín atď.), mastné kyseliny (17 druhov).
Organická hmota teda nepatrí výlučne Zemi, ale možno ju nájsť aj vo vesmíre.
2. Racemizácia je reakcia vzájomnej premeny D- a L-foriem akéhokoľvek stereoizoméru; chiralita je existencia dvoch alebo viacerých zrkadlových asymetrických stereoizomérov chemickej zlúčeniny.
3. Organizmy sú zložené z 80% alebo viac vody.
4. V roku 1953 vytvoril S. Miller experimentálnu zostavu, v ktorej sa simulovali podmienky primárnej Zeme a abiogénnou syntézou sa získali molekuly biologicky dôležitých organických zlúčenín.
Zloženie plynu „atmosféry“: metán, amoniak, vodná para, vodík.
5. Od staroveku po experimenty F. Rediho - obdobie univerzálnej viery v možnosť spontánneho generovania živých vecí; 1668–1862 (pred pokusmi L. Pasteura) - experimentálne objasnenie nemožnosti spontánneho generovania; 1862–1922 (pred prejavom AI Oparina) – filozofický rozbor problému; 1922–1953 – vývoj vedeckých hypotéz o vzniku života a ich experimentálne overovanie; od roku 1953
až po súčasnosť - experimentálne a teoretické štúdie o spôsoboch prechodu od chemickej evolúcie k biologickej.
Poznámka
Časť A má hodnotu 1 bod, časť B 2 body a časť C 3 body.
Maximálny počet bodov v teste je 35.
Skóre 5: 26 – 35 bodov;
skóre 4: 18–25 bodov;
skóre 3: 12–17 bodov;
skóre 2: menej ako 12 bodov.
Biológia
Učebnica pre ročníky 10-11
Oddiel I Bunka je jednotkou života
Kapitola I. Chemické zloženie bunky
Kapitola I. Chemické zloženie bunky
Živé organizmy obsahujú veľké množstvo chemických prvkov. Tvoria dve triedy zlúčenín – organické a anorganické.
Chémia48.Ru
Chemické zlúčeniny, ktorých základom sú atómy uhlíka, sú charakteristickým znakom živých vecí. Tieto zlúčeniny sa nazývajú organické.
Organické zlúčeniny sú mimoriadne rozmanité, ale len štyri triedy z nich majú všeobecný biologický význam: proteíny, nukleové kyseliny, sacharidy a lipidy.
§ 1. Anorganické zlúčeniny
Biologicky dôležité chemické prvky. Z viac ako 100 nám známych chemických prvkov ich živé organizmy obsahujú asi 80 a len vo vzťahu k 24 je známe, aké funkcie v bunke vykonávajú. Súbor týchto prvkov nie je náhodný.
Život vznikol vo vodách Svetového oceánu a živé organizmy pozostávajú najmä z tých prvkov, ktoré tvoria zlúčeniny ľahko rozpustné vo vode. Väčšina týchto prvkov patrí medzi svetlo, ich vlastnosťou je schopnosť vstupovať do pevných (kovalentných) väzieb a vytvárať mnoho rôznych zložitých molekúl.
V zložení buniek ľudského tela prevláda kyslík (viac ako 60 %), uhlík (asi 20 %) a vodík (asi 10 %).
Dusík, vápnik, fosfor, chlór, draslík, síra, sodík, horčík spolu tvoria asi 5 %. Zvyšných 13 prvkov tvorí najviac 0,1 %. Bunky väčšiny živočíchov majú podobné elementárne zloženie; líšia sa len bunky rastlín a mikroorganizmov. Aj tie prvky, ktoré sú v bunkách obsiahnuté v zanedbateľnom množstve, sa nedajú ničím nahradiť a sú pre život absolútne nevyhnutné. Obsah jódu v bunkách teda nepresahuje 0,01 %. S jeho nedostatkom v pôde (kvôli tomu av potravinách) sa však rast a vývoj detí oneskoruje.
Hodnota pre bunku základných prvkov je uvedená na konci tohto odseku.
Anorganické (minerálne) zlúčeniny. Zloženie živých buniek zahŕňa množstvo relatívne jednoduchých zlúčenín, ktoré sa nachádzajú aj v neživej prírode – v mineráloch, prírodných vodách.
Ide o anorganické zlúčeniny.
Voda je jednou z najbežnejších látok na Zemi. Pokrýva väčšinu zemského povrchu. Takmer všetky živé veci pozostávajú predovšetkým z vody. U ľudí sa obsah vody v orgánoch a tkanivách pohybuje od 20 % (v kostnom tkanive) do 85 % (v mozgu). Asi 2/3 hmotnosti človeka tvorí voda, v tele medúzy až 95% vody, dokonca aj v suchých semenách rastlín je vody 10-12%.
Voda má niektoré jedinečné vlastnosti.
Tieto vlastnosti sú pre živé organizmy také dôležité, že je nemožné si predstaviť život bez tejto kombinácie vodíka a kyslíka.
Jedinečné vlastnosti vody určuje štruktúra jej molekúl. V molekule vody je jeden atóm kyslíka kovalentne viazaný na dva atómy vodíka (obr. 1). Molekula vody je polárna (dipól). Kladné náboje sú sústredené v atómoch vodíka, pretože kyslík je elektronegatívny ako vodík.
Ryža. 1. Vznik vodíkových väzieb vo vode
Záporne nabitý atóm kyslíka jednej molekuly vody je priťahovaný ku kladne nabitému atómu vodíka inej molekuly za vzniku vodíkovej väzby (obr.
Pokiaľ ide o pevnosť, vodíková väzba je asi 15-20 krát slabšia ako kovalentná väzba. Preto sa vodíková väzba ľahko preruší, čo pozorujeme napríklad pri vyparovaní vody. V dôsledku tepelného pohybu molekúl vo vode sa niektoré vodíkové väzby prerušia, iné sa tvoria.
Molekuly v tekutej vode sú teda mobilné, čo je dôležité pre metabolické procesy. Molekuly vody ľahko prenikajú cez bunkové membrány.
Kvôli vysokej polarite molekúl je voda rozpúšťadlom pre iné polárne zlúčeniny. Vo vode sa rozpúšťa viac látok ako v akejkoľvek inej kvapaline. Preto vo vodnom prostredí bunky prebiehajú mnohé chemické reakcie. Voda rozpúšťa produkty metabolizmu a odvádza ich z bunky a tela ako celku.
Voda má vysokú tepelnú kapacitu, t.j. schopnosť absorbovať teplo s minimálnou zmenou vlastnej teploty. Vďaka tomu chráni bunku pred náhlymi zmenami teploty. Keďže na odparovanie vody sa spotrebuje veľa tepla, vyparovaním vody sa organizmy môžu chrániť pred prehriatím (napríklad pri potení).
Voda má vysokú tepelnú vodivosť. Táto vlastnosť vytvára možnosť rovnomerného rozloženia tepla medzi tkanivami tela.
Voda slúži ako rozpúšťadlo pre „mazadlá“ potrebné všade tam, kde sú trecie plochy (napríklad v škárach).
Voda má maximálnu hustotu pri 4°C.
Preto je ľad, ktorý má menšiu hustotu, ľahší ako voda a pláva na jej hladine, čo chráni nádrž pred zamrznutím.
Vo vzťahu k vode sú všetky bunkové látky rozdelené do dvoch skupín: hydrofilné - „milujúca voda“ a hydrofóbne – „boja sa vody“ (z gréckeho „hydro“ – voda, „phileo“ – láska a „phobos“ – strach). .
Hydrofilné látky sú látky, ktoré sú vysoko rozpustné vo vode. Sú to soli, cukry, aminokyseliny. Hydrofóbne látky sú naproti tomu vo vode prakticky nerozpustné.
Patria sem napríklad tuky.
Bunkové povrchy oddeľujúce bunku od vonkajšieho prostredia a niektoré ďalšie štruktúry pozostávajú z vo vode nerozpustných (hydrofóbnych) zlúčenín. Tým sa zachováva štrukturálna integrita bunky. Obrazne možno bunku znázorniť ako nádobu s vodou, kde prebiehajú biochemické reakcie zabezpečujúce život. Steny tejto nádoby sú nerozpustné vo vode. Sú však schopné selektívne prepúšťať vo vode rozpustné zlúčeniny.
Okrem vody z anorganických látok bunky treba spomenúť soli, ktoré sú iónovými zlúčeninami. Tvoria ich katióny draslíka, sodíka, horčíka a iných kovov a anióny kyseliny chlorovodíkovej, uhličitej, sírovej, fosforečnej. Pri disociácii takýchto solí vznikajú v roztokoch katióny (K+, Na+, Ca2+, Mg2+ atď.) a anióny (CI-, HCO3-, HS04- atď.).
Koncentrácia iónov na vonkajšom povrchu bunky sa líši od ich koncentrácie na vnútornom povrchu. Rozdielny počet iónov draslíka a sodíka na vnútornom a vonkajšom povrchu bunky vytvára na membráne rozdiel v náboji.
Vonkajší povrch bunkovej membrány má veľmi vysokú koncentráciu sodných iónov, zatiaľ čo vnútorný povrch má veľmi vysokú koncentráciu draselných iónov a nízku koncentráciu sodíka. V dôsledku toho sa medzi vnútorným a vonkajším povrchom bunkovej membrány vytvorí potenciálny rozdiel, ktorý spôsobí prenos vzruchu pozdĺž nervu alebo svalu.
Ióny vápnika a horčíka sú aktivátory mnohých enzýmov a ak je ich nedostatok, životne dôležité procesy v bunkách sú narušené. Anorganické kyseliny a ich soli plnia v živých organizmoch množstvo dôležitých funkcií. Kyselina chlorovodíková vytvára v žalúdku zvierat a ľudí a v špeciálnych orgánoch hmyzožravých rastlín kyslé prostredie, čím urýchľuje trávenie potravinových bielkovín.
Zvyšky kyseliny fosforečnej (H3PO4), ktoré spájajú množstvo enzymatických a iných bunkových proteínov, menia ich fyziologickú aktivitu.
Zvyšky kyseliny sírovej, spájajúce vo vode nerozpustné cudzorodé látky, im dodávajú rozpustnosť a prispievajú tak k ich odstraňovaniu z buniek a organizmov. Sodné a draselné soli kyseliny dusnej a fosforečnej, vápenatá soľ kyseliny sírovej sú dôležitými zložkami minerálnej výživy rastlín, aplikujú sa do pôdy ako hnojivá na výživu rastlín. Podrobnejšie je hodnota pre bunku chemických prvkov uvedená nižšie.
Biologicky dôležité chemické prvky bunky
- Aká je biologická úloha vody v bunke?
- Aké ióny sa nachádzajú v bunke? Aká je ich biologická úloha?
- Akú úlohu zohrávajú katióny obsiahnuté v bunke?
M.: Vyššia škola, 1991. - 350 s.
ISBN 5-06-001728-1
Stiahnuť ▼(priamy odkaz) :
biologiyazadaniyaiupragneniya1991.djvu Predchádzajúce 1 .. 10 > .. >> Ďalšie
IV Progresívna komplikácia heterotrofných primitívnych organizmov, vznik autotrofnej výživy a voľného kyslíka (predjadrové organizmy - baktérie, heterotrofy a fototrofy a modrozelená)
Proterozoikum Od 0,5 do 2,6 miliardy rokov Jadrové organizmy Vzhľad jadrových autotrofných fotosyntetických rastlín (zelené riasy) a prvokov; obohatenie vody kyslíkom - biotop pre živočíchy
Mnohobunkové organizmy Progresívna komplikácia živočíchov a rastlín. Bezstavovce: coelenteráty, červy, mäkkýše; rôzne riasy
Orgánové organizmy Progresívna komplikácia tela zvierat (strunatce bez lebky)
2. Kde vznikli prvé anorganické zlúčeniny (v útrobách Zeme, v primárnom oceáne, v primárnej atmosfére)?
3. Čo bolo predpokladom vzniku per-
27
prvotný oceán (ochladzovanie atmosféry, pokles pevniny, objavenie sa podzemných zdrojov)?
4. Aké boli prvé organické látky, ktoré vznikli vo vodách oceánu (bielkoviny, tuky, sacharidy, nukleové kyseliny)?
5. Aké vlastnosti mali koacerváty (rast, metabolizmus, rozmnožovanie)?
6. Aké vlastnosti sú vlastné probiontu (metabolizmus, rast, rozmnožovanie)?
7. Akú výživu mali prvé živé organizmy (autotrofné, heterotrofné)?
8. Aký nový spôsob výživy sa objavuje u prokaryotov (autotrofných, heterotrofných)?
9. Aké organické látky vznikli nástupom fotosyntetických rastlín (bielkoviny, tuky, sacharidy, nukleové kyseliny)?
10. Vznik akých organizmov vytvoril podmienky pre rozvoj živočíšneho sveta (baktérie, modrozelené, zelené riasy)?
Časť IL NÁUKA O BUNKE
PREDMET. BUNKOVÁ TEÓRIA. PROKARYOTY A EUKARYOTY
Bunka je elementárny živý systém, hlavná stavebná a funkčná jednotka rastlinných a živočíšnych organizmov, schopná sebaobnovy, sebaregulácie a sebareprodukcie.
Úloha 5. Zopakujte vzdelávací materiál. Odpovedzte na otázky pre sebaovládanie. Kompletný test 4.
Otázky na sebaovládanie
Kto, kedy a na akom objekte bola klietka objavená?
Uveďte modernú definíciu bunky.
Čo je podstatou bunkovej teórie a kto sú jej autori?
Aké prístroje sa používali na štúdium buniek v 19. a 20. storočí? Aké formy života sa prvýkrát objavili na Zemi?
Prečo sa fágy a vírusy nazývajú precelulárne organizmy?
28
Aké formy života sú baktérie a modrozelené? Ktorý z jednobunkových organizmov má samostatné jadro?
Ktoré mnohobunkové organizmy sa považujú za primárne v rastlinnom a živočíšnom svete?
Aký je rozdiel medzi koloniálnym organizmom a mnohobunkovým organizmom? Aké sú postupné štádiá evolúcie od probiontov k mnohobunkovým jadrovým organizmom?
Test č.4
1. Ktoré z nasledujúcich ustanovení tvorí základ bunkovej teórie (všetky organizmy pozostávajú z buniek; všetky bunky sú tvorené z buniek; všetky bunky pochádzajú z neživej hmoty)?
2. Čo je telo precelulárnych organizmov (jadro; cytoplazma; molekula DNA alebo RNA pokrytá proteínovým obalom)?
4. Ktoré organizmy sú klasifikované ako bunkové prenukleárne (baktérie, fágy, vírusy, modrozelené)?
5. Ktoré organizmy sú klasifikované ako jednobunkové jadrové (baktérie, malarická améba, chlamydomonas, nálevník)?
6. Ktoré organizmy sú mnohobunkové (koelenteráty, hnedé riasy, baktérie)?
PREDMET. CHEMICKÁ ORGANIZÁCIA BUNKY
Úloha 6. Zopakujte vzdelávací materiál. Odpovedzte na otázky pre sebaovládanie. Vykonajte kontrolnú prácu číslo 5-7. Analyzujte tabuľku. 7-9.
29
Otázky na sebakontrolu (anorganické a organické látky)
Aké sú chemické prvky v bunke?
Aké anorganické látky tvoria bunku? Aký význam má voda pre život bunky?
Aké soli sú v bunke?
Aký význam majú pre bunku soli dusíka, fosforu, draslíka; sodík?
Aký je rozdiel medzi organickými a anorganickými látkami?
Aká organická hmota je v bunke?
Čo sú to monoméry a polyméry?
Prečo sa molekula proteínu nazýva polymér?
Čo charakterizuje primárne, sekundárne, terciárne a kvartérne štruktúry proteínu?
Čo je denaturácia bielkovín?
Aké sú funkcie bielkovín?
Koľko druhov aminokyselín sa nachádza v bielkovinách?
Čo spôsobuje rôznorodosť bielkovín?
Aké sú funkcie tukov v bunke a v tele?
Kde v bunke sa rozkladajú tuky?
Aké sú postupné kroky pri rozklade tukov na konečné produkty?
Prečo sú tuky najefektívnejším zdrojom energie v bunke?
V ktorých organizmoch a v ktorých organelách sa syntetizujú sacharidy?
Aké zásobné sacharidy sa nachádzajú v rastlinných a živočíšnych bunkách?
