Ответы на билеты по биологии. Жизненный цикл бактериофага
 Скачать 0.72 Mb.
|
|
Начальные этапы развития жизни Первые живые организмы жили без доступа кислорода (то есть имели анаэробный тип обмена), в качестве источника пищи и энергии использовали органические соединения, растворенные в водах первичного океана (гетеротрофные организмы). По строению они напоминали современные бактерии. Появление все большего количества гетеротрофных организмов (вследствие деления клеток) приводило к постепенному истощению питательных веществ в океане, все меньше оставалось органических веществ, которые можно было бы использовать в пищу.1. В условиях жесткой конкуренции преимущество получили организмы, приобретшие способность использовать энергию света для синтеза органических веществ из неорганических (а именно СО2 и N2 атмосферы), а именно способность к фотосинтезу. Но СО2 и N2 находятся в инертном, окисленном состоянии, для участия в химических реакциях их нужно восстановить, т.е. передать им энергию от других соединений. Эту функцию выполняет пигментный комплекс. Источниками электронов был сероводород или другие соединения, в том числе органические.Таким образом, фотосинтез у анаэробных организмов развился на очень раннем этапе истории жизни (такие анаэробные фотосинтезирующие организмы сохранились до наших дней. Это серные пурпурные бактерии)2. Следующим этапом эволюции было приобретение фотосинтезирующими организмами способности использовать воду в качестве источника водорода. В процессе их фотосинтеза, путем усвоения СО2 и расщепления Н2О выделялся свободный кислород.С тех пор в атмосфере Земли, благодаря деятельности фотосинтезирующих организмов, постепенно стал накапливаться кислород. Первыми фотосинтезирующими организмами, выделяющими кислород были цианобактерии.Таким образом, переход от первичной восстановительной атмосферы к среде, содержащей кислород – важнейшее событие в эволюции живых существ: Кислород, выделявшийся в атмосферу, в верхних слоях под влиянием УФ излучения Солнца превращался в активный озон, способный поглощать большую часть жестких коротковолновых УФ лучей, разрушающих сложные органические соединения (защитный экран) Возникла возможность возникновения кислородного типа обмена веществ, т.е. появлению аэробных бактерий (дышащих кислородом) Эти факторы привели к возникновению большого количества новых форм организмов и их широкому распространению. 3. Накопление молекулярного кислорода поставило в невыгодное положение анаэробные микроорганизмы: одни из них вымерли, другие вынуждены были искать бескислородные места обитания или вступать в симбиоз с аэробными клетками. Так возникли эукариотические клетки: Более сложно устроенные клетки вышхихорганизмов, имеющие сложные внутриклеточные структуры. 2. Типы питания живых организмов Питание – это процесс потребление энергии и вещества. По типу питания все организмы делятся на две большие группы: 1. Автотрофы – это организмы, способные создавать органические вещества из неорганических. Основную массу автотрофных организмов составляют растения, способные синтезировать органические вещества из углекислого газа и воды, используя энергию света (фотосинтез). 2. Гетеротрофы – это организмы, использующие готовые органические соединения. Организмы, которые могут синтезировать органические вещества из неорганических и при этом питаться готовыми органическими соединениями, называются миксотрофы. Как правило, в любой экосистеме можно выделить три функциональные группы организмов: 1. Продуценты (производители) – это автотрофные организмы, способные производить органические вещества из неорганических (растения, некоторые бактерии). 2. Консументы (потребители) – это гетеротрофные организмы, потребляющие органическое вещество растений (растительноядные – консументы 1-го порядка) или других животных (плотоядные – консументы 2-го порядка). К ним относятся животные, грибы, и большинство бактерий. 3. Редуценты (разрушители) – гетеротрофные организмы, питающиеся органическими остатками и разлагающие их до минеральных веществ (некоторые бактерии и грибы). Эти три группы организмов существуют, как правило, в любом сообществе. В каждую группу входит множество популяций, населяющих экосистему. Питаясь друг другом, живые организмы образуют пищевые цепи. Каждое звено цепи соответствует определенному трофическому уровню. В основе цепи питания (первый уровень) лежат зеленые растения – продуценты. Второй составляют растительноядные животные – первичные консументы, третий – плотоядные животные – вторичные консументы. Замыкают цепь микроорганизмы – редуценты – переводящие органические остатки в неорганические вещества, доступные для растений. В сообществах пищевые цепи сложно переплетаются и образуют пищевые сети. Благодаря сложности пищевых связей выпадение какого-то одного вида часто не нарушает равновесия в экосистеме. Таким образом, в экосистеме происходит непрерывный круговорот веществ с участием живых организмов. Поскольку в этот круговорот вовлечена и неживая среда, говорят о биогеохимических циклах.
Химический состав клетки. Строение и функции углеводов: Химический состав клетки В земной коре встречается около 100 химических элементов, но только 16 из них необходимы для жизни. Наиболее распространены в живых организмах четыре элемента: водород, углерод, кислород и азот (на их долю приходится около 98% массы клеток. Важные функции в клетке выполняют такие элементы, как натрий, кальций, хлор, фосфор, сера, железо, магний. На их долю приходится около 1% массы клетки – это макроэлементы. Остальные элементы, такие как цинк, медь, йод, фтор содержатся в живых организмах в очень малых количествах (не более 0,02%) и относятся к группе микроэлементов.Все химические элементы в организме находятся в виде ионов или входят в состав неорганических или органических веществ. Углеводы Углеводы построены всего из трех элементов – О, С, Н.В животных клетках углеводы составляют всего 1-5%, тогда как в растительных их содержание может достигать 90% сухой массы (клубни картофеля).Углеводы подразделяются на простые и сложные. Простые углеводы называются моносахаридами. Если в одной молекуле объединяются два моносахарида, то такое соединение называют дисахаридом. К дисахаридамотносится сахар, состоящий из двух молекул – глюкозы и фруктозы. Сложные углеводы, образованные многими моносахаридами, называются полисахаридами. Мономером таких полисахаридов как крахмал, гликоген, целлюлоза, является моносахарид – глюкоза. Функции углеводов: 1. Строительная. Например, целлюлоза образует стенки растительных клеток, сложный полисахарид хитин – структурный компонент наружного скелета членистоногих. 2. Энергетическая. Углеводы играют роль основного источника энергии в клетке (при окислении 1 г углеводов освобождается 17,6 кДж энергии). Такие полисахариды как крахмал и гликоген откладываются в клетках в качестве запасных веществ и служат энергетическим резервом.
2. Экологические факторы Экологические факторы – это факторы внешней среды, действующие на организм. Выделяют следующие экологические факторы: 1. Абиотические факторы (компоненты неживой природы). К ним относят климатические (свет, температура, влажность, ветер, давление, геологические (землетрясения, извержения вулканов, радиоактивное излучение), а также рельеф местности, состав водной, воздушной, почвенной среды и т.д. 2. Биотические факторы – воздействие живых организмов друг на друга. Взаимоотношения могут быть внутривидовыми и межвидовыми. По типу взаимоотношений – нейтральными, взаимовыгодными (симбиоз) и негативными (паразитизм, хищничество). 3. Антропогенные факторы – деятельность человека, приводящая либо к прямому воздействию на живые организмы, либо к изменению среды их обитания. В природе экологические факторы действуют совместно. Комплекс факторов влияющий на жизнедеятельность организмов, включая нормальное развитие и размножение, называются условиями жизни. Условия, в которых размножения не происходит, называются условиями существования.
Влияние влажности на живые организмы: 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.
1Особенности строения эукариотной клетки. Строение и функции цитоплазматической мембраны: Основные признаки, отличающие прокариотную клетку от эукариотной: По сравнению со строение клеток эукариот, прокариотические клетки имеют более примитивную организацию (бактерии и цианобактерии). Строение их клеток имеет ряд серьезных отличий от клеток эукариот: 1. Клетки прокариот очень малы. Подавляющее большинство бактерий имеет форму палочек толщиной не более 1 мкм и длиной не более 5 мкм. Диаметр микрококков составляет не более 0,5 мкм. (Для сравнения: размер одноклеточного эукариотного организма (например дрожжей) составляет 6-10 мкм, а некоторых диатомовых водорослей до 100 мкм.). 2. ДНК не окружена ядерной мембраной. Генетический аппарат клетки представлен хромосомой, состоящей из двухспиральной молекулы ДНК, замкнутую в кольцо и погруженную в цитоплазму. 3. Мембранные органеллы типа митохондрий и хлоропластов (а также комплекс Гольджи) отсутствуют. 4. Процессы дыхания и фотосинтеза осуществляются на плазматической мембране. В эукариотных клетках за эти функции ответственны мембраны митохондрий и хлоропластов. 5. Рибосомы прокариот меньше, чем цитоплазматические рибосомы эукариот (70S). 6. Клетки почти всех прокариот (за исключением микоплазм) имеют клеточную стенку, не встречающуюся у эукариот. 7. Бактерии как правило размножаются путем деления надвое и являются гаплоидными организмами. Мезосомы По структуре и функциям ЦПМ бактерий не отличается от мембран эукариотных клеток. У прокариот, ЦПМ образует впячивания, получившие название мезосом. Они могут быть пластинчатыми, иметь форму пузырьков или трубочек. Функции 1. Мезосомы увеличивают рабочую поверхность мембраны, на которой происходит синтез биополимеров, АТФ, фотосинтез и пр. (поскольку специальных мембранных органелл для этого в бактериальной клетке нет). Мезосомы – «примитивные органеллы». 2. Мезосомы могут играть роль в репликации ДНК и расхождении хромосомы. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||