INFONKO.RU

Биологическая индивидуальность

Живые системы

Система – множество элементов, закономерно связанных между собой и обладающих целостным поведением.

Эмерджентность — наличие у системы особых свойств, не присущих ее подсистемам и блокам, а также сумме элементов, не связанных особыми системообразующими связями.

Поведение – способность системы изменять свои свойства в ответ на изменение среды.

Примеры систем: молекулярные комплексы, биосфера, глобальная экосистема.

Уровни организации живых систем:

1. Молекулярно-генетический

Комплексы макромолекул (биополимеров, белков, нуклеиновых кислот), которые способны к самовоспроизведению. Субмикроскопический уровень (in vitro – в пробирке, с стекле).

Обладает свойствами живого – саморегуляция, самовспризведение.

2. Клеточный

Клетка – структурная и функциональная единица всего живого. Клетка – единица трансформации энергии. Отличаются по способам трансформации.

Фотосинтез – солнечная энергия; основной энергетический процесс, создает биосферу.

Хемосинтезирующие бактерии – энергия химических реакций, способны синтезировать органическое вещество (в глубинах океана черви без рта с бактериями в кишечнике).

Гетеротрофное питание. Главный процесс – дыхание.

Клетки имеют хорошие возможности коммуникации. Морфологические и химические связи.

Примерно 254 типа клеток в организме позвоночных.

Разные размеры клеток. Нейроны ракообразных, моллюсков – очень крупные.

Клеточная теория превратилась в современную молекулярную биологию.

3. Организменный

Миллионы видов организмов. Многие исчезают, но открывают новые.

Обеспечивают полное заселение и использование земного пространства.

2 постоянных процесса в биосфере:

· Постоянная трансформация солнечной энергии.

· Круговорот биогенов (на основе многообразия видов). Биогеохимические циклы.

Биогены – химические элементы, из которых состоят клетки и организмы.

C, N, O, H, P, S и т.д. + микроэлементы.

Организмы извлекают углерод из земной коры и сохраняют в своих телах.

Жизнь появилась 3,6 млрд лет назад

4. Экосистемы и биосфера

На основе биологической специализации организма. Концепция экосистемы (сер. ХХв.)

Экосистема – исторически сложившийся комплекс всех живых организмов, обитающих на определенной территории, и условия их существования (озеро, лес).

Биоценоз – сообщество всех живых организмов.

Фитоценоз – продуценты (зеленые растения) – создают органическое вещество.

Зооценоз – консументы, потребители (травоядные – первичные, хищники, паразиты – вторичные).

Микробоценоз – редуценты (грибы и бактерии) – превращают органическое вещество в минеральное.

Биотоп – неживое, совокупность всех условий существования (почва, климат, вода).

Как живое контролирует физико-химический состав земли (биоценоз – биотоп)?



Биоценоз создает почву, регулирует газовый состав атмосферы (CO2 и O2, N могут связывать только бактерии). Растения выделяют фитоциды.

Вода в мировом океане насыщается кислородом, витаминами и микроэлементами благодаря живым организмам.

Моллюски, черви – очищают воду от тяжелых металлов, органических остатков (продуктов гниения).

Влияют и на климат. Вода не стекает по поверхности, а стекает в подводные горизонты благодаря растениям.

Биосфера состоит из многих отдельных экосистем.

Единство, т.к. Солнце – «водитель» всех биологических ритмов. Суточные ритмы, внутриклеточные ритмы (ритмы биохимических реакций).

Приливно-отливные ритмы и циклы размножения зависят от Луны.

Как реагирует целое на внутренние факторы:

· Вырубка лесов – изменился % кислорода.

· Неправильная агротехника в ХХв. – уничтожение плодородного слоя, пыльные бури.

· Сахара была заселена монокультурой – опустынивание.

· Бури, снижение прозрачности атмосферы, сгорание топлива – парниковый эффект.

· Химические загрязнения (инсектицид ДДТ найден в жировой прослойке пингвинов).

Клетка бактерии – наиболее просто устроена

Мембрана – полужидкая, жироподобная пленка; отделяет внутреннее от наружного; избирательная проницаемость – пропускает только необходимое.

Программа – спиралевидные молекулы ДНК – инфа о всех биохимических особенностях организма, определяются ферментами (биологическими катализаторами – белками). Ядро – органелла, где и есть программа, но у бактерии ядра нет.

Капсула окружает бактерию – защита.

Машина синтеза белка

Бактерия в водной среде. Пенициллин – антибиотик, бактерия пытается убежать, восприняла сигнал опасности. Мембрана оценила пенициллин с помощью рецепторов. Сигнал опасности передается программе. В ДНК активируется ген на синтез противоядия, сигнал синтетической машине, синтезируется пенициллаза. Когда кончается пенициллин, заканчивается синтез. Рецептор результата.

Нейроэндокринная регуляция размножения

Размножение – сезонное.

Горбуша размножается раз в жизни. Рождается в реке, растет в море, потом надо снова размножаться в реке. В определенный момент получает сигнал о наступлении размножения.

Место для страшной схемы

Общие свойства живых систем

Гетерогенность (сложность) – возможность специализации, разнообразия.

Открытость – жизнь в потоке (вещества, энергии, инфы), коммуникация.

Биологические структуры поддерживаются благодаря потоку энергии.

Диссипативные структуры -устойчивое состояние, возникающее в неравновесной среде при условии диссипации (рассеивания) энергии, которая поступает извне.

Живые системы неравновесны, они постоянно поддерживают свои границы со средой.

Эрвин Бауэр«устойчивое неравновесие»

Инфа извне воспринимается и оценивается в клетках. Клетки содержат структурную, генетическую (ДНК) инфу.

Все это делает биосферу в целом очень устойчивой.

Также поток исходит от живых организмов, коммуникация – химические вещества (феромоны, метаболиты растений), язык поз, танца, звуки.

Это определяет антиэнтропийность живых систем.

Саморегуляция

Гомеостаз – способность открытой системы сохранять постоянство внутренней среды (от клеточной среды до размера экосистем). Равновесие среды.

Гомеостаз – постоянство круговорота, поддерживаемое в природе.

Константы гомеостаза: газовая среда (CO2, O2), в крови (лейкоциты, тромбоциты).

Параметры гомеостаза система автоматически поддерживает.

Эти параметры – не четко постоянная величина, а колеблющаяся, но в определенных пределах. Это норма реакции, определяется генетически.

Адаптация – приспособление к изменениям внешней среды. Врожденное, фундаментальное свойство. Изменение в пределах нормы. Приспособление через стресс.

Ганс Селье «Очерки об адаптационном синдроме»

Стресс – состояние неспецифического напряжения при повышенных требованиях среды (холод, жара, химический стресс). Механизм один и тот же, независимо от вызвавшего фактора.

Нейроэндокринная регуляция

2 выхода из стресса:

· Тренировка (увеличение нагрузки) – эустресс (благотворный).

· Дистресс - истощение организма. Дистресс – механизм естественного отбора.

Самовоспроизведение

Происходит в соответствии с генетической программой. Перед каждым делением клетки – синтез белка.

Размножение (бесполое и половое – более прогрессивно) - ведет к генетическому разнообразию и устойчивости системы.

В целом вид сохраняет свою адаптивность при разных условиях.

Биологический смысл смерти:

- Для природы был бы перебор геномов. Видовые гены сохраняются.

- Экологический план: живое вещество – материал для следующего поколения. Круговорот.

Индивидуальность, дискретность жизни. Жизнь на Земле представлена мириадами организмов. Взаимодействие друг с другом, освоение различных источников жизни. Позволяет эволюционировать.

Развитие – необратимые движущие процессы (изменения в клетках); необратимое поступательное движение.

Т.к. каждая живая система не бывает в одном и том же состоянии, это неотъемлемое свойство.

Не может быть постоянного гомеостаза у живых организмов, т.к. происходит развитие.

Поэтому существенны ограничения по возрасту для обучения.

Точка неустойчивости – смена гомеостатических механизмов.

В детском возрасте – созревание нейромеханизмов (связано с возрастом обучения).

В подростковом возрасте – созревание эндокринной системы.

После полового созревания – возрастные кризисы, неустойчивость, угасание эндокринной, нейрорегуляции.

Каждая система в динамическом состоянии:

· Циклы, биологические часы (обратимы)

· Процессы развития (необратимы)

Особенность биологического времени: у короткоживущих организмов нет. Есть индивидуальные часы у каждого вида организмов.

Видовая продолжительность жизни генетически обусловлена.

Биологическое пространство: есть отсеки, транспортные пути, правила перехода от одного органа к другому.

Процесс биологического времени связан с правилами химических переходов внутри клетки.

Эволюция

Каждого вида и всей биосферы в целом.


Геофизические условия Земли

Земля появилась не рано. 12-18 млрд. лет – точка отсчета.

«Красное смещение» - звезды удаляются друг от друга.

«Реликтовый шум» -

Математическая модель, теория большого взрыва - Стивен Уильям Хокинг

Есть гипотезы (пульсирующая Вселенная), что будет и конец.

Протяженность Вселенной – 20 млрд. световых лет. Млрд. галактик, в каждой – млрд. звезд.

У каждой свой цикл развития. Звезда является термоядерным реактором, уплотнение газового вещества – возникновение черной дыры.

Солнце появилось 5 млрд. лет назад, заряда хватит еще на 5 млрд.

У самой Земли есть термоядерный реактор в ядре.

Акреция – сгущение пылево-газового облака. 4,5 млрд. лет назад.

Земля раньше была совершенно иной, она изменилась благодаря развитию жизни, которая влияет на почву, атмосферу. Современный газовый состав – благодаря фотосинтезу.

Строение Земли оболочечное.

Геосферы— географические концентрические оболочки (сплошные или прерывистые), из которых состоит планета Земля.

Выделяются следующие геосферы: атмосфера, гидросфера, литосфера, земная кора, мантия и ядро Земли.

150 млн. км от Солнца – оптимально.

Размер Земли. R = 6 тыс. км. Если меньше – не могла бы задержать атмосферу, если больше – нет (слишком тяжелые организмы).

Орбита эллиптическая – не слишком вытянутая.

Инсоляция – количество солнечных лучей. Направление движения ветров и воды (определяется разницей в температурах).

Частицы от Солнца не достигают Земли благодаря наружным: магнитосфера, ионосфера. Существуют внешние оболочки, связанные с гравитационным полем Земли.

Общие черты процесса развития – нет монотонности.

Карл Саган Космическая хронология

Вся история Вселенной представлена в масштабе одного земного года.

01 января. в 00.00 Рождение Вселенной.

10 января. Образование вещества.

01 мая. Образование галактики Млечного пути

09 сентября. Образование Солнечной системы.

14 сентября. Сгущение газовой оболочки, образование Земли.

25 сентября. Появление жизни на Земле.

Свойство индивидуальности появляется на уровне молекул. Появление жизни датируем по накоплению углерода в осадочных породах. Живые организмы его аккумулируют.

09 октября. Образование древнейших ископаемых (бактерий и синезеленых водорослей).

01 ноября. Возникновение полового размножения (микроорганизмов)

12 ноября. Появление фотосинтеза и кислорода. Прокариоты – бактериальные клетки.

15 ноября. Эукариотные клетки (содержащие ядра – регуляция и саморегуляция)

Автономные (могут делиться независимо, собственный геном) органеллы – митохондрии (синтез АТФ, окислительное фосфорилирование – клеточное дыхание) и хлоропласты (фотосинтез). Появление таких клеток связано с гипотезой симбиоза.

Начало изменения атмосферы. Первая экологическая катастрофа. Аэробная жизнь.

Постепенное появление кислородной атмосферы на Земле.

1 декабря. Образование кислородной атмосферы на Земле

8-10% O2 – появление озонового слоя.

Начало образования многоклеточных организмов.

16 декабря. Первые черви в океане, т.к. космические лучи легко проходили через атмосферу, ультрафиолет губителен.

≈10% O2 – озоновый слой в 4,5 раза снижает ультрафиолет, защита от мутагенного излучения.

17 декабря. Конец докембрийского периода. Палеозойская эра и начало кембрийского периода. Возникновение беспозвоночных

18 декабря. Первый океанический планктон. Расцвет трилобитов

19 декабря. Период ордовика. Первые рыбы, первые позвоночные

20 декабря. Силур. Появление наземной жизни. Первые споровые растения. Растения начинают завоевывать сушу.

21 декабря. Начало девонского периода. Первые насекомые.

22 декабря. Первые позвоночные на суше. Первые амфибии. Первые крылатые насекомые

23 декабря. Каменноугольный период. Первые деревья. Первые рептилии

24 декабря. Начало пермского периода. Первые динозавры

25 декабря. Конец палеозойской эры. Начало мезозойской эры

26 декабря. Триасовый период. Первые млекопитающие

27 декабря. Юрский период. Первые птицы

28 декабря. Меловой период. Первые цветы. Вымирание динозавров

29 декабря. Конец мезозойской эры. Кайнозойская эра и начало третичного периода. Первые китообразные. Первые приматы

30 декабря. Начало развития лобных долей коры головного мозга у приматов. Первые гоминиды. Расцвет гигантских млекопитающих

31 декабря. Конец плиоценового периода. Четвертичный (плейстоцен и голоцен) период. 22.30 Первые люди – кроманьонцы.

История жизни – не монотонный процесс. Ряд кризисов (доантропогенные – климат).

Вымирание анаэробных организмов.

Изменение климата: влажный и теплый, сухой и холодный. Подъем и опускание суши. Горообразование. Падение метеоритов.

С появлением деятельности человека – череда кризисов. Человек – единственный вид, который выходит из непосредственного регулирующего влияния природы (сохранение экологического равновесия).

Размножение человека как вида вышло за пределы способности биосферы обеспечивать.

Математическая модель развития численности человечества (С.П.Капица и С.П.Курдюмов)

15 тыс. лет назад – 3 млн.

I в. н.э. – 225 млн.

XVII в. н.э. – 600 млн.

Начало роста – XVII- XVIII вв. н.э.

нач. ХХ в. н.э. – 1,6 млрд.

1970 – 4 млрд.

1999 – 6 млрд.

Должен наступить демографический перелом.


Биологическое узнавание

Белки – крупные молекулы, несколько уровней структуры (полимер из аминокислот, цепь). Может быть тысячи аминокислот. Цепь может принимать разные формы.

В каждой цепи: активные центры – реакционно способные места.

Конформационные свойства – свойства поверхности со всеми активными центрами.

Готовы вступить в реакцию по принципу комплиментарности (совпадение поверхностей – как рука и перчатка). Биологическое узнавание.

Смесь белков – в растворе могут узнать друг друга.

Ферментативный катализ - ускорение химических реакций под влиянием ферментов.

Постепенное расщепление белка на аминокислоты. Ферменты специфичны, каждый фермент узнает свое место. Если бы мы захотели сделать это снаружи, то надо 500° + 500 атм.

Матричный синтез – основа воспроизведения клеток.

В клетке есть запас, из которого потом – полимеры. Мономеры → полимеры. Узнают с помощью ферментов. Синтез биополимеров происходит постепенно. Комплексы полимеров могут самовоспроизводиться.

1-ый уровень – молекулярно-кинетический.

Матричный синтез нуклеиновой кислоты:

1) Репликация (синтез ДНК на матрице ДНК). Воспроизводит тот же тип нуклеиновой кислоты. Основа консервативности жизни.

2) Транскрипция (синтез и-РНК на одном гене). Инфа о структуре белков записана в генах на языке последовательности нуклеотидов.

3) Трансляция (синтез белка на матрице по программе и-РНК)

Генетический код: 4 пары нуклеотидов и 23 тыс. аминокислот. Участвует транспортная РНК (узнает нуклеотиды и аминокислоты).


Биоразнообразие

Концепция биоразнообразия: разнообразие видов, организмов и экосистем – основа устойчивости биосферы.

1.Генетическое разнообразие (внутри вида) – адаптивность (генетическая пластичность вида).

2.Разнообразие видов – освоение разных условий среды.

3.Разнообразие экосистем, ландшафтов – освоение разных климатических зон.

Международные программы по сохранению биоразнообразия. Очень многие виды исчезают в силу истребления, а также из-за изменения человеком условий климата. Биосфера пластична, при гибели одних видов появляются другие.

Критическая точка, ниже которой биоразнообразие опускаться не может, катастрофический распад экосистемы. В тундре быстро наступает критическая точка.

Роль биоразнообразия:

1. Средообразующая роль. Виды друг для друга образуют среду обитания, постоянство физико-химических уровней.

2. Продукционная роль. Организмы создают биомассу, которая как энергетический субстрат используется другими организмами.

3. Информационная роль. Создание потока инфы. В основе – интеллектуальная, эмоциональная деятельность. Организмы могут предупреждать о крупных экологических катастрофах.

2 основные науки – систематика и таксономия(таксоны выявляют биологическое родство).

Таксоны – единицы классификации; группа организмов, связанных той или иной степенью биологического родства и обособленных в природе. Между представителями разных таксонов невозможны гибриды.

· Вид

Общий генофонд – полный набор генов (генетический потенциал) популяции. Набор генов одной особи – генотип. Существует обмен генами между популяциями (популяция – часть вида, живущая на одной территории). Свободное скрещивание внутри популяции.

Общая экологическая ниша – комплекс условий среды, при которых существует вид в природе.

- Абиотические условия (климат, освещенность, качество воды и почвы).

- Биотическое окружение (партнеры, враги, те организмы, которые составляют среду).

Гибрид редьки и капусты.

· Семейство

· Отряд

· Класс

· Тип

· Царство

Споры в систематиках

Методы установления родства:

1) Морфология – план строения, определяющий образ жизни.

Гидра – радиальная симметрия, единая полость тела, одна ось, щупальца. Родственница медузы.

Позвоночные – двусторонняя симметрия. Позвоночник. ЦНС – спинной и головной мозг. Быстрое движение, реакции.

2) Физиологические функции: питание, дыхание, движение, размножение.

3) Развитие. У родственных организмов в начале развития зародыши похожи. Закон зародышевого сходства.

4) Иммунологическое сходство – сходство по белкам.

Геном

Анализ количества и последовательности нуклеотидов в ДНК человека.

Геносистематика – стало возможным прикинуть количество генов. У человека » 35 тыс. генов (меньше 10 тыс. не бывает).

Царства живой природы

5 основных царств: бактерии, простейшие, грибы, растения, животные.

Вирусы живыми не считаются. Его нуклеиновая кислота внедряется в клетку, навязывает белок, вызывает иммунную реакцию. Паразиты, РНК или ДНК, окруженные клеточной оболочкой, синтеза белка нет, неклеточная форма. Фактор изменчивости, нестабильности генома.

Царства живой природы

Царства Состав ген. программы Клеточ- ность Источники Е Способ питания Движение Рост Роль в сообществе
Бактерии Прокариоты 1кл Автотрофы (фототрофы, хемотрофы) Гетеротрофы Сапротрофы + или - - Продуценты (авто) Редуценты (гетеро)
Простейшие Эукариоты 1кл Гетеротрофы Миксотрофы Автотрофы Иногда спец. органеллы + или - - Продуценты Консументы
Грибы Эукариоты 1кл многокл Гетеротрофы Гифы – наружное переваривание, фермент. раствор Грибница (может простираться на неск. км) - Редуценты
Растения Эукариоты 1кл многокл Автотрофы (фототрофы) Корневое минеральное питание - Не ограничен Продуценты
Животные Эукариоты многокл Гетеротрофы Голозойный – заглатывание и переваривание пищи в особых емкостях Активное движение Видовое размнож., рост ограничен Консументы


Об истории Земли

Земля возникла 4,5 млрд. лет назад.

Жизнь возникла 3,6 млрд. лет назад.

Датируем по накоплению в осадочных породах углерода. Геохронологическая шкала по последовательности залегания пластов. Осадочные породы – самые молодые, это результат деятельности живых организмов, они составляют мощные осадочные пласты.

Радиоизотопные методы: каждый химический элемента имеет изотопы, в т.ч. и радиоактивные. Самый удачный для датирования жизни Земли – углерод радиоактивный С14 (период полураспада – 5,5 тыс. лет). Метод имеет ошибку 20%.

Анаэробная атмосфера. Первые – анаэробные бактерии (питались органическим веществом, полученным через химические реакции + хемосинтезирующие). Бактерии могли использовать газы тогдашней атмосферы.

С появлением фотосинтеза – первые бактерии – цианобактерии (сине-зеленые водоросли, прокариоты). Начал накапливаться кислород в атмосфере (3 млрд. лет назад).

Появление сложных эукариотических клеток (+ гипотеза симбиоза).

Первая точка Пастера – накопление О2 1-2%. Первая экологическая катастрофа (вымирание анаэробных клеток).

Появление примитивных многоклеточных (1 млрд. лет назад) – в древнем океане. Наземная жизнь невозможна из-за жесткого ультрафиолета – мутаген – нарушает генетическую программу.

Эволюция по пути специализации – разделение труда внутри клеток.

С появлением многоклеточных – появились паразиты, освоившие внутриорганизменную сферу жизни.

Вторая точка Пастера – накопление О2 8%. Накопление озонового слоя в верхних слоях атмосферы (20-25 км от поверхности Земли). Задерживает действия ультрафиолета.

После этого стало возможно освоение суши. Лишайники (симбиотические – из клеток грибов и водорослей) и микроводоросли.

Образование первой почвы – мхи, лишайники; затем более мощная растительность.

Многоклеточность связана с появлением полового разделения. Клетки разделяются на половые и соматические. Программы разные: растения из одной клетки способны вырастить целый организм, животные – нет.

Многоклеточность и половое разделение выгодны для вида. Появляются разные виды, вид более пластичен однороден. Недостаток – конечная жизнь многоклеточных. Каждый генетический потенциал при оплодотворении – новый.

570 млн. лет назад – в морях находится огромное многообразие многоклеточных. Почти все типы животных и растений.

Освоение суши: появление споровых сосудистых растений. Мхи, папортники, древовидные папортники. С появлением цветковых растений полное заселение суши.

Эволюционные концепции

Термин «эволюция» 1677 Хэйл

Развитие – динамический и необратимый процесс.

Карл Линней

1749 «Экономика природы». Теория разнообразия. Заложил основы научной классификации живых организмов. Описал огромную массу видов и их географическое распределение.

Томас Р. Мальтус

1798 «Опыт о законах народонаселения». Каждый вид размножается очень активно; рождается больше, чем может выжить, нужны ограничительные факторы.

Ж.Б. Ламарк

1809 «Философия зоологии». Все живое на Земле рассматривает как единую, саморегулирующуюся систему. Первый биолог, создавший теорию эволюции.

Эрнст Г. Геккель

1866 Ввел термин «экология» - как основа экономики природы: взаимодействие организмов между собой и с окружающей средой.

Чарлз Дарвин

Великий наблюдатель, биолог. Путешествовал на корабле, на островах Тихого океана описал огромное разнообразие.

Гибридизация

Изменчивость к видообразованию только при наличии фактора изоляции.

Концепция Дарвина объясняла не все.

Дарвин не объяснял появление новых типов – ароморфозы, ведущие к образованию новых типов.

Сальтации – внезапные крупные изменения, представление о скачкообразной эволюции.

Преадаптации – до появления условий, отбирающих данный тип, появляются изменения в геноме.

Дрейф генов (С. Райт) или генетико-автоматические процессы, — это явление ненаправленного изменения частот аллельных вариантов генов в популяции, обусловленное случайными статистическими причинами.

Эволюция в крупных популяциях – медленно, изменчивость чаще в маленьких.

Крупное возражение Дарвину, эволюция на основе случайных изменений, отбирающихся ЕО.

Автогенез (номогенез) — концепция, объясняющая эволюцию организмов их внутренними свойствами, а также главным свойством всего живого — стремлением к самосовершенствованию (оно же «сила роста»). При этом внешние условия, в которых существует организм, не учитываются.

Л. С. Берг

Открытие Н.И. Вавилова: центры изменчивости культурных растений. Одни более склонны к изменчивости, чем другие.

Первые клетки появились в результате естественных химических процессов (А.И.Опарин и Дж.Б.С. Холдейн). Но до появления клетки целый ряд ароморфозов: генетическая связь (белок, ДНК, РНК) мембраны, пути трансформации энергии – все структурно организовано. Чтобы это произошло случайно, не хватит всего времени.

Синтетическая теория эволюции (СТЭ) - современная эволюционная теория, которая является синтезом различных дисциплин, прежде всего, генетики и дарвинизма. СТЭ также опирается на палеонтологию, систематику, молекулярную биологию и другие.

Все произошло на основе программы ДНК

Н.В. Тимофеев-Ресовский и С С. Четвериков

Г.И.Мендель: на генном уровне – изменчивость, в фенотипе – ЕО, зависит от изменчивости экологических условий, связанных с катастрофами.

Геном – полный гаплоидный (одинарный) набор генов, характеризующий вид организма.

Изменения происходят в популяции.

Генотип– диплоидный (двойной) набор всех генов особи

Генофонд – характерный набор генов популяции

Генетическая инфа (о белках, ферментах) – записана в виду ДНК от поколения к поколению. Репликация (процесс удвоения) ДНК матричным синтезом, точечное воспроизведение.

Хромосомная теория

Томас Морган

Хромосомы эукариотных клеток – нити ДНК.

Синтез белка – нити раскручиваются; клетка готова к делению, скручиваются, трансляция происходит.

Сцепленное наследование генов - феномен скоррелированного наследования определенных состояний генов, расположенных в одной хромосоме.

Карты хромосом - схемы относительного расположения сцепленных между собой наследственных факторов — генов. Отображают реально существующий линейный порядок размещения генов в хромосомах

Хромосомная теория показывает кариотип - совокупность признаков (число, размеры, форма и т.д.) полного набора хромосом, присущий клеткам данного биологического вида (видовой кариотип), данного организма (индивидуальный кариотип) или линии (клона) клеток.

«Генетический груз» —неблагоприятные гены, накопленные в генофонде человека из-за выпада из-под контроля ЕО. Причина наследственных болезней.

Наследственные болезни:

- Моногенного наследования: отсутствие 1 гена (гемофилия, фенилкетонурия)

- Полигенного наследования: болезни с наследственным предрасположением. Склонность – можно и не заболеть (рак, сахарный диабет, шизофрения, эпилепсия).

Генная теория

Дж.У. Бидл и Э.Тейтем

Разные группы генов – структурные (детерминируют синтез белков, будучи более или менее эквивалентны классическим генам) и регуляторные (контролируют действие структурных).

Многие гены уникальны. Есть гены обязательного метаболизма, повторяющиеся в геноме многократно.

Структура гена: смысловые участки, точки начала и конца.

Факторы изменчивости на генетическом уровне: рекомбинация хромосом. При слиянии – половина генома от мамы, половина от папы. Хромосомы соединяются очень плотно, обмен участками – кроссинговер.

Нестабилен, разнообразен, саморегулирующийся.

Биосфера и цивилизация

Энергетика, экономика, экология.

Миллиарды живых организмов.

Биосфера значительно изменилась. При изменении жизни человеком, она все равно останется – например, бактериальная.

При сильных изменениях, катастрофах выживают малоспециализированные организмы. Человек сильно отличается, у него много «недостатков» - разум, способность планировать свои действия.

В обществе преобладает мотивация – доминанта денег. В 10-кратном размере тратятся ресурсы. Биоресурсы возобновляемы. Топливо, вода, воздух – продукт палеобиосфер. Создано сочетанием массы живых организмов.

Нарушая баланс, нарушаем сферу жизни, в которой живем.

Во всех вузах сейчас – биология и экология.

Надо учитывать, какие последствия будут иметь какие-либо социальные проекты.

Много ошибок:

· В СССР: Освоение целинных земель, не учитывая законов восстановления, законов сохранения плодородной почвы. Сплошная распашка, занятие земель монокультурами. Плодородие потеряно, невозобновляемость.

· Идеи с поворотом рек.

· Орошение пустынь и полупустынь, в результате – засоленные почвы, осушение водоемов (трагедия Аральского моря). Болезни иммунной системы (как СПИД), нарастает генетический груз.

· Вырубка лесов (и северных, и тропических). Меняется состав атмосферы, деревья – источник кислорода на Земле.

· Перерасход энергии. Термодинамический кризис биосферы в целом. Перегрев – возникновение тепловых пятен (цунами, ураганы, землетрясения).

Кризис – неустойчивое состояние, из которого есть выход.

Катастрофа – разрушение системообразующего фактора и распад системы.

В ХХ в. начала развиваться биология. На вершине взаимосвязи разных наук внутри нее – все живые организмы – биота (7 млн. видов). Регулирует все физико-химические показатели среды (температура, влажность). Фактор контроля.

Биогеоценоз (В.Н. Сукачев) – крупная экосистема, занимающая значительную территорию, большая роль растений. Биоценоз + биотоп.

Экосистема (А. Тенсли)– исторически сложившийся комплекс всех живых организмов, обитающих на определенной территории, и условия их существования (озеро, лес).

Биоценоз – сообщество всех живых организмов.

Фитоценоз (продуценты) – продуцируется биомасса.

Зооценоз – (консументы) – регулирующий фактор.

Микробоценоз (редуценты) – деструкторы.

Биохимический цикл – круговорот биогенов (системообразующий фактор)

Место для схемы

Биосфера – глобальная экосистема.

Реакция на изменение: биоценоз – изменение видового состава.

Гомеостаз– способность самосохранения, сохранения постоянства.

Экологическое равновесие – сохранение баланса численности и видового состава продуцентов, консументов и редуцентов, которые составляют круговорот биогенов.

2 основных глобальных процесса в биосфере:

Демографический взрыв.

В Др. Греции продолжительность жизни – 18-25 лет. Высокая детская смертность. В XVII-XVIII вв. – 35-40 лет; С XIX в. – подъем численности населения.

Для 1-ый млрд. – 1 млн. лет; для 2-ого млрд. (нач. ХХ в.) – 100 лет; конец ХХ в. – уже 6 млрд.

В развитых странах населения удваивается за 117 лет, в развивающихся – за 17.

Кризис сознания.

Раньше – чувство долга. Теперь – доминанта денег и комфортной индивидуальной жизни. Социоцентризм.

Позиция биоцентризма, экоцентризма. Биоэтика – в нравственном долге человека и природа. «Не навреди».

Течение экоразвития (устойчивого развития). Сбалансированное социально-экономическое развитие, при котором сохраняется природа.

Россия – экологический гигант (сохранение биоразнообразия и экосистем).

Должно учитываться право природы на существование и развитие. Рекультивация земель, создание заповедников. Природа самообновляется, но нужен биотоп (1/6 суши). В городах 1/3 должны занимать парки, соединенные с лесами.

3) Генетический груз. Обратная реакция природы, чтобы человека стало меньше.

Перепотребление ресурсов.

Ксенобиотизм производства.

Создатели учения о биосфере:

· Вернадский В.И. 1926 «Биосфера» - учение о биосфере как единой глобальной системе, живое как целое. Ноосфера – сфера разума; этап эволюции, в котором человек играет геологическую роль. Вход человека в ноосферу: безотходное производство, средства, связи, языки, создание пищи, лекарств.

· «Римский клуб» 60-е гг. ХХ в.

«Пределы роста». Перерасход энергии (предел – то, что тратят растения). Методы получения двукратных богатств при половине ресурсов. Человечество, возможно пройдет через вымирание.

Живые системы

Система – множество элементов, закономерно связанных между собой и обладающих целостным поведением.

Эмерджентность — наличие у системы особых свойств, не присущих ее подсистемам и блокам, а также сумме элементов, не связанных особыми системообразующими связями.

Поведение – способность систем



infonko.ru/c-s-shulca-b-n-mozhaeva-i-dr-1963-ryad-rabot-soderzhit-opisanie.html infonko.ru/ctadii-pazpabotki-kohstpuktopskoj-dokumehtacii.html infonko.ru/ctepi-yuga-ukraini-strategiya-sohraneniya-bioraznoobraziya.html infonko.ru/c-the-pilot-may-start-the-final-approach-if-the-threshold-rvr-is-higher-than-750-metres.html infonko.ru/cto-knig-po-kotorim-grazhdane-rossii-otlichayut-svoih-ot-chuzhih.html infonko.ru/ctrani-popadanie-v-kotorie-dlya-puteshestvennikov-sopryazhenos-raznogo-roda-opasnostyami-i-vizovimi-trudnostyami-strani-perechisleni-v-alfavitnom-poryadke.html infonko.ru/c-translate-into-russian.html infonko.ru/c-transmit-for-identification-and-report-heading.html infonko.ru/cuatro-hombres-robustos-cogieron-por-las-cuatro-puntas-el-cubrecamas-sobre-el-cual-estaba-sentado-y-se-lo-llevaron.html infonko.ru/cui-bono-vsem-li-vigodni-aukcioni.html infonko.ru/cukrovij-dabet-etologya-patogengez-genetika-klasifkacya-dagnostichn-kriter-klasifkacya-dagnostichn-kriter-ta-lkuvannya-dabetichnih-ango-ta-nejropatj.html infonko.ru/culture-and-contemporary-life.html infonko.ru/c-upravlyayushaya-organizaciya-i-upravlyayushij.html infonko.ru/cursus-publikus-v-drevnem-rime.html infonko.ru/c-use-the-given-expressions-in-situations-of-your-own.html infonko.ru/customs-service-history-and-present-day-activity.html infonko.ru/cvet-additivnij-i-subtraktivnij.html infonko.ru/cveta-svetlo-korichnevij-uvyadshej-zeleni.html infonko.ru/cvet-i-ego-znachenie-v-processah-pamyati.html infonko.ru/cvet-kak-optiko-fiziologicheskoe-yavl-sootnoshenie-mu-spektr-sostavom-izl-i-ego-cvetom-izomernie-i-metamernie-cveta-yavlenie-metamerizma-vidi-metamerizma.html