Ответы на билеты по биологии. Жизненный цикл бактериофага
 Скачать 0.72 Mb.
|
|
2 Классификация витаминов ихфункция в организме. Витамины -- группа низкомолекулярных органических соединений относительно простого строения и разнообразной химической природы. Это сборная, в химическом отношении, группа органических веществ, объединённая по признаку абсолютной необходимости их для гетеротрофного организма в качестве составной части пищи. Витамины содержатся в пище в очень малых количествах, и поэтому относятся к микронутриентам. Витамины участвуют во множестве биохимических реакций, выполняя каталитическую функцию в составе активных центров большого количества разнообразных ферментов либо выступая информационными регуляторными посредниками, выполняя сигнальные функции экзогенных прогормонов и гормонов.Они не являются для организма поставщиком энергии и не имеют существенного пластического значения. Однако витаминам отводится важнейшая роль в обмене веществ.
Основные признаки живой материи: 1. Единство химического состава. В состав живых организмов входят те же химические элементы, что и в объекты неживой природы, но в разном соотношении. В живых организмах 98% химического состава приходится на четыре элемента Н, С, О, N (биогенные). Помимо них важны Na, Mg, Cl, P, S, K, P, Ca и др. Кроме того, все живые организмы построены из четырех основных групп органических веществ: НК (ДНК – хранение и передача информации о структуре белков, РНК – перенос информации), Белков (катализаторы химических реакций или структурные компоненты клеток), Углеводов (сахара или полисахариды) - источники энергии и структурные компоненты Липидов (жиров) – источники энергии и структурные компоненты. 2. Клеточное строение. Все живые организмы имеют определенную организацию, структурной и функциональной единицей которой для всех организмов (кроме вирусов) является клетка. 3. Обмен веществ. Все живые организмы способны к обмену веществ с окружающей средой, поглощая из нее элементы необходимые для питания и выделяя продукты жизнедеятельности. Вещества, поглощенные из окружающей среды, подвергаются сложным химическим превращениям внутри организма, в результате чего образуются новые вещества, необходимые для построения его тела или участия в энергетических процессах (анаболизм и катаболизм). Куриный белок в организме человека претерпевает ряд изменений, прежде чем превратится в белок, свойственный человеческому организму- гемоглобин, креатин и пр. Обмен веществ обеспечивает постоянство химического состава организма, а значит и постоянство функционирования организма в изменяющихся условиях окружающей среды. 4. Самовоспроизведение. Воспроизведение себе подобных (потомство обычно похоже на своих родителей: кошки воспроизводят котят, собаки – щенят). В основе самовоспроизведения лежит образование новых молекул и структур на основе информации, заложенной в ДНК. Одно из основных свойств живого, тесно связанное с наследственностью. 5. Наследственность. Заключается в способности организмов передавать свои признаки, свойства и особенности развития из поколение в поколение. Она обусловлена стабильностью, то есть постоянством строения молекул ДНК. Клетка при делении передает копию своей ДНК дочерней клетке, благодаря чему дочерняя клетка является точной копией родительской. 6. Изменчивость. Это свойство как бы противоположно наследственности, но вместе с тем тесно связано с ней, так как при этом изменяются наследственные задатки – гены, определяющие развитие тех или иных признаков. Основным механизмом изменчивости является мутация вызывающая изменение в составе гена. В результате таких изменений организм может либо погибнуть, либо обрести новые полезные признаки. Если бы репродукция ДНК всегда происходила с абсолютной точностью, то при размножении передавались бы только существовавшие прежде признаки, и приспособление видов к окружающим условиям среды оказалось бы невозможным (благодаря изменчивости мы можем наблюдать, что одни и те же виды не остаются неизменными, в процессе эволюции, под влиянием условий, они постепенно меняются, приспасабливаясь к новым условиям, приобретают новые признаки – суть естественного отбора) Следовательно, изменчивость – это способность организма приобретать новые признаки и свойства за счет изменений в составе ДНК (мутаций). 7. Рост и развитие. Способность к развитию - всеобщее свойство материи. Под развитием понимают необратимое направленное закономерное изменение объектов живой и неживой природы. Индивидуальное развитие каждого организма называется онтогенезом. На протяжении онтогенеза организма (например, жизни конкретного человека) постепенно проявляются его индивидуальные свойства (то, что отличает его от остальных). Развитие сопровождается ростом. Историческое развитие жизни или эволюция, называется филогенез. Филогенез сопровождается образованием новых видов и прогрессивным усложнением жизни (например, историческое развитие всего человечества вцелом от возникновения до наших дней) 8. Раздражимость. В процессе эволюции у живых организмов выработалось и закрепилось свойство избирательно реагировать на внешние воздействия. Это свойство носит название раздражимость. Любое изменение окружающей среды для организма является раздражителем, а ответная реакция организма – раздражимостью (растение тянется к свету, животное убегает от опасности). Реакция сложных многоклеточных животных осуществляется посредством нервной системы и называется рефлексом. 9. Дискретность. Это означает, что отдельный организм (вид и т.д.) состоит из отдельных частей, которые тесно связаны между собой, взаимодействуют и образуют единство. (например, вид состоит из отдельных особей, тело высокоорганизованной особи образуют органы, которые состоят из клеток. Клетки тоже имеют свои структуры, которые, в свою очередь, состоят из молекул и т.д.) Дискретность строения организма создает возможность постоянного самообновления, путем замены износившихся структурных элементов (молекул, ферментов, клеток) без прекращения выполняемой функции. В эволюционном плане, дискретность вида позволяет отсеивать в процессе естественного отбора слабые неприспособленные особи и сохранять индивидов с полезными для выживания признаками, что сохраняет жизнеспособность всего вида вцелом. 10. Саморегуляция. Это способность организмов, обитающих в непрерывно меняющихся условиях окружающей среды, поддерживать постоянство своего химического состава и интенсивность течения физиологических процессов. При этом недостаток питательных веществ мобилизует внутренние резервы организма, а их избыток вызывает запасание этих веществ. Например, повышение концентрации глюкозы в крови приводит к усилению выработки гормона поджелудочной железы – инсулина, уменьшающего содержание сахара в крови. Снижение уровня глюкозы в крови замедляет выделение этого гормона в кровяное русло. Таким образом, уровень глюкозы в крови поддерживается на постоянном уровне, благодаря саморегуляции. Уменьшение количества клеток в ткани (например в результате травмы) вызывает усиленное размножение оставшихся клеток, а восстановление нормального их количества дает сигнал о прекращении клеточного деления. 11. Энергозависимость Живые тела представляют собой открытые для поступления энергии системы. Живые организмы существуют до тех пор, пока в них поступает энергия и материя в виде пищи из окружающей среды. При этом, в отличие от объектов неживой природы, живые организмы отграничены от окружающей среды оболочками (наружная клеточная мембрана у одноклеточных и покровные ткани у многоклеточных). Эти оболочки осуществляют обмен веществ и между организмом и средой и затрудняют, сводят к минимуму потери веществ и поддерживают постоянство внутренней среды организма. Таким образом, мы видим, что живые организмы резко отличаются от неживых систем – своей сложностью, структурной организацией. Экологические факторы: Отдельные свойства или элементы среды, воздействующие на организм, называются экологические факторы. Абиотические факторы К абиотическим факторам относятся разнообразные воздействия неживых (физико-химических) компонентов природы на биологические системы. Выделяют следующие основные абиотические факторы: – световой режим (освещенность); – температурный режим (температура); – водный режим (влажность), – кислородный режим (содержание кислорода); – физико-механические свойства среды (плотность, вязкость, давление); – химические свойства среды (кислотность, содержание разнообразных химических веществ). Кроме того, существуют дополнительные абиотические факторы: движение среды (ветер, течение воды, прибой, ливни), неоднородность среды (наличие убежищ). Неблагоприятные факторы, вызывающие стресс, называются стрессорами. Иногда действие абиотических факторов приобретает катастрофический характер: при пожарах, наводнениях, засухах. При крупных природных и техногенных катастрофах может наступать полная гибель всех организмов. По отношению к действию основных абиотических факторов выделяют экологические группы организмов. Для описания этих групп используются термины, включающие корни древнегреческого происхождения: -фиты (от «фитон» – растение), -филы (от «филео» – люблю), -трофы (от «трофе» – пища), -фаги (от «фагос» – пожиратель). Корень -фиты употребляется по отношению к растениям и прокариотам (бактериям), корень -филы – по отношению к животным (реже по отношению к растениям, грибам и прокариотам), корень -трофы – по отношению к растениям, грибам и некоторым прокариотам, корень -фаги – по отношению к животным, а также некоторым вирусам. Рассмотрим некоторые экологические группы организмов, различающихся по отношению к разным абиотическим факторам. Влияние света на живые организмы: Световой режим оказывает прямое влияние, в первую очередь, на растения. По отношению к освещенности выделяют следующие экологические группы растений: – гелиофиты – светолюбивые растения (растения открытых пространств, постоянно хорошо освещаемых местообитаний). Характерные адаптации: укороченные междоузлия, сильное ветвление, листья мелкие или с рассеченной пластинкой, хорошо развиты покровные и механические ткани, часто развито опушение, часто имеется восковой налет, палисадная хлоренхима многослойная, хлоропластов много, но они мелкие. – сциофиты – тенелюбивые растения, которые плохо переносят интенсивное освещение (растения нижних ярусов тенистых лесов). Характерные адаптации: крупные тонкие листья, характерна листовая мозаика, палисадная хлоренхима однослойная, хлоропластов мало, но они крупные. – факультативные гелиофиты – теневыносливые растения (предпочитают высокую интенсивность света, но способны развиваться и при пониженной освещенности). Эти растения обладают частично признаками гелиофитов, частично – признаками сциофитов. Температурный режим. Повышение устойчивости растений к пониженным температурам достигается изменением структуры цитоплазмы, уменьшением поверхности (например, за счет листопада, преобразованием типичных листьев в хвою). Повышение устойчивости растений к высоким температурам достигается изменением структуры цитоплазмы, уменьшением нагреваемой площади, образованием толстой корки (существуют растения–пирофиты, которые способны переносить пожары). Животные осуществляют регуляцию температуры тела различными способами: – биохимическая регуляция – изменение интенсивности обмена веществ и уровня теплопродукции; – физическая терморегуляция – изменение уровня теплоотдачи; – этологическая терморегуляция (поведенческие реакции). В зависимости от климатических условий у близких видов животных наблюдается изменчивость размеров и пропорций тела, которые описываются эмпирическими правилами, установленными в XIX веке. Правило Бергмана – если два близких вида животных отличаются размерами, то более крупный вид обитает в более холодных условиях, а мелкий – в теплом климате. Правило Аллена – если два близких вида животных обитают в разных климатических условиях, то отношение поверхности тела к объему тела уменьшается с продвижением в высокие широты. Водный режим. Растения по способности поддерживать водный баланс делятся на пойкилогидрические и гомейогидрические. Пойкилогидрические растения легко поглощают и легко теряют воду, переносят длительное обезвоживание. Как правило, это растения со слабо развитыми тканями (мохообразные, некоторые папоротники и цветковые), а также водоросли, грибы и лишайники. Гомейогидрические растения способны поддерживать постоянное содержание воды в тканях. Среди них выделяют следующие экологические группы: – гидатофиты – растения, погруженные в воду; без воды они быстро погибают; – гидрофиты – растения крайне переувлажненных местообитаний (берега водоемов, болота); характеризуются высоким уровнем транспирации; способны произрастать лишь при постоянном интенсивном поглощении воды; – гигрофиты – требуют влажных почв и высокой влажности воздуха; как и растения предыдущих групп не переносят высыхания; теневые гигрофиты – растения нижних ярусов сырых лесов (недотрога, цирцея альпийская); световые гигрофиты – растения открытых переувлажненных местообитаний (росянка, подмаренник болотный); – мезофиты – требуют умеренного увлажнения, способны переносить кратковременную засуху; это большая и неоднородная группа растений; – ксерофиты – растения, способные добывать влагу при ее недостатке, ограничивать испарение воды или запасать воду; для ксерофитов характерны: хорошо развитая кутикула, восковой налет, сильное опушение; ксерофиты делятся на два типа – суккуленты и склерофиты; – суккуленты – растения с развитой водозапасающей паренхимой в разных органах; сосущая сила корней невелика (до 8 атм.), фиксация углекислого газа происходит ночью (кислый метаболизм толстянковых); различают стеблевые суккуленты (кактусы), листовые суккуленты (очитки, молодило), корневые суккуленты (кислица); – склерофиты – растения с развитой склеренхимой; сосущая сила корней составляет десятки атмосфер; различают эуксерофиты (розеточные побеги) и стипаксерофиты (ковыли, типчак). В ряде случаев вода имеется в большом количестве, но малодоступна для растений (низкая температура, высокая соленость или высокая кислотность). В этом случае растения приобретают ксероморфные признаки, например, растения болот, засоленных почв (галофиты). Животные по отношению к воде делятся на следующие экологические группы: гигрофилы, мезофилы и ксерофилы. Сокращение потерь воды достигается различными способами. В первую очередь, развиваются водонепроницаемые покровы тела (членистоногие, рептилии, птицы). Совершенствуются выделительные органы: мальпигиевы сосуды у паукообразных и трахейно-дышащих, тазовые почки у амниот. Повышается концентрация продуктов азотного обмена: мочевины, мочевой кислоты и других. Испарение воды зависит от температуры, поэтому важную роль в сохранении воды играют поведенческие реакции избегания перегрева. Особое значение имеет сохранение воды при эмбриональном развитии вне материнского организма, что приводит к появлению зародышевых оболочек; у насекомых формируются серозная и амниотическая оболочки, у яйцекладущих амниот – сероза, амнион и аллантоис. Химические свойства среды. Кислородный режим. По отношению к содержанию кислорода все организмы делятся на аэробных (нуждающихся в повышенном содержании кислорода) и анаэробных (не нуждающихся в кислороде). Анаэробы делятся на факультативных (способных существовать и при наличии, и при отсутствии кислорода) и облигатных (не способных существовать в кислородной среде). Содержание доступных элементов минерального питания наиболее важно для растений. По отношению к валовому содержанию элементов минерального питания выделяют следующие экологические группы растений: – олиготрофные – нетребовательны к содержанию элементов минерального питания в почве; – эутрофные, или мегатрофные – требовательны к плодородию почв; среди эутрофных растений выделяются нитрофилы, требующие высокого содержания в почве азота; – мезотрофные – занимают промежуточное положение между олиготрофными и мегатрофными растениями. Среди организмов, всасывающих готовые органические вещества всей поверхностью тела (например, среди грибов), различают следующие экологические группы: – Подстилочные сапротрофы – разлагают подстилку. – Гумусовые сапротрофы – разлагают гумус. – Ксилотрофы, или ксилофилы – развиваются на древесине (на мертвых или ослабленных частях растений). – Копротрофы, или копрофилы – развиваются на остатках экскрементов. Кислотность почвы (рН) также важна для растений. Различают ацидофильные растения, предпочитающие кислые почвы (сфагнумы, хвощи, пушица), кальциефильные, или базофильные, предпочитающие щелочные почвы (полынь, мать-и-мачеха, люцерна) и растения, нетребовательные к рН почвы (сосна, березы, тысячелистник, ландыш). Биотические факторы К биотическим факторам относятся разнообразные способы взаимодействия организмов между собой. Все взаимодействия организмов можно разделить на внутривидовые и межвидовые, прямые и косвенные. Различают множество типов парных взаимодействий: 1. Трофические – связанные с питанием и потоками энергии: – прямые: взаимодействия «хищник–жертва», «паразит–хозяин»; – косвенные: конкуренция; трофический симбиоз. 2. Топические – связанные с изменением условий обитания: – прямые топические: одни организмы изменяют среду обитания для других; – форические: перенос организмов одного вида организмами другого вида; – фабрические: организмы (или их части) одного вида используются организмами другого вида как строительный материал. 3. Информационно-сигнальные – связанные с передачей информации: – реципрокный альтруизм (взаимопомощь); – мимикрия (миметизм, или подражание). Биотические связи для разных групп организмов могут быть благоприятными (+), неблагоприятными (–) и нейтральными (0). Выделяют следующие типы парных межвидовых биотических взаимодействий:  Антропогенные факторы Антропогенные факторы – это проявления деятельности человеческого общества, изменяющие среду обитания для разнообразных организмов. Антропогенные факторы, как правило, действуют косвенно, посредством изменения действия абиотических и биотических факторов. Например, при рубках ухода в хвойно-широколиственных лесах создаются благоприятные условия для большинства мелких воробьиных птиц, но вырубка дуплистых деревьев снижает численность дуплогнездников (голубя–клинтуха, сов, мухоловок). В то же время, велико и прямое воздействие антропогенных факторов: вырубка лесов, браконьерская охота и рыбная ловля, изъятие из природы редких и ценных видов (например, с целью коллекционирования или продажи). Выделяется несколько типов антропогенных воздействий: – Точечные воздействия – например, отдельные источники загрязнений. – Линейные воздействия – например, дороги, нефтепроводы, линии электропередач. – Воздействия на обширных территориях – например, распашка степей, вырубка лесов. – Глобальные воздействия – например, изменение содержания углекислого газа в атмосфере.
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||