סיכום של מצגות אחרות

"מושגים של מקור החיים" - בעיה. חומר גנטי ראשוני. הקושי העיקרי של ההשערה. בעיות במדע המודרני. אבולוציה ביוכימית. דרגת סדר. תורת הפנספרמיה. הארכיבישוף אשר. עולם ה-RNA. אינטראקציה. ישנן תיאוריות רבות על מקור החיים. מדען צרפתי. ביולוג איטלקי. הנחות יסוד של תורת האבולוציה הביוכימית. הרעיון של הדור ספונטני. מייסד תורת הפנספרמיה.

"בעיית המקור ומהות החיים" - גישת ההיסטוריה הטבעית. אופרין. מושג מצב יציב. מולקולות DNA. גופו של אדם השוקל 70 ק"ג מכיל 45.5 ק"ג חמצן. תכונה של כיראליות. בריאתנות. וירוסים. RNA שליח. אנקסגורס. מושג פנספרמיה. הרעיון של הדור ספונטני. הוראות בסיסיות. סימפוזיונים על בעיית מקור החיים. ביופולימרים. הכשרון העיקרי של אופרין. הרעיון של אבולוציה ביוכימית.

"איך התעוררו חיים על פני כדור הארץ" - מושג הביוגנזה. שינויים באטמוספירה של כדור הארץ. ל. פסטר. ואן הלמונט. תיאוריית מצב יציב. מקור חיים ספונטני. הופעת החיים על פני כדור הארץ. תיאוריית A.I אופרינה. פ.רדי. ויטליזם. ל ספאלנצני. פנספרמיה. החיים בכדור הארץ. מקור החיים הטבעי. ניסיון של ש. מילר. תיאוריות על מקור החיים. מיקרואורגניזמים. האטמוספירה של כדור הארץ. בריאתנות. תורת האבולוציה הביוכימית.

"מושגים של מקור החיים על פני כדור הארץ" - פנספרמיה קרינה. תָא. תורת האבולוציה. תוכנית חירום. ביוכימאי סובייטי. פנספרמיה מכוונת הפוכה. חיידקים של חיים. ניסויים על רבייה של חומצות אמינו. הכימאי סטנלי מילר. תא צמחי. תורת הפנספרמיה. בריאתנות. מהם החיים. ורנדסקי. Paracelsus. יסודות כימיים. תוכן חי של התא. פוליפפטידים. התיאוריה של הדור ספונטני. פורמלדהיד. מבט מודרני על מקור החיים.

"תיאוריות של הופעת החיים" - תרכובות אורגניות. Coacervate. שלבי היווצרות החיים לפי אופרין. אורגניזמים שונים מדברים שאינם חיים. השערת ביופואזה. שיטה ביוגנית. ואן הלמונט. תיאוריית האבולוציה הביוכימית של אופרין. השערת המקור הספונטני של החיים על פני כדור הארץ. השערת מצב יציב. המיקרוביולוג הצרפתי לואי פסטר. השערה של אבולוציה ביוכימית. השערת פנספרמיה. מהם החיים. תכונות של חלבון.

"האורגניזמים העתיקים ביותר על פני כדור הארץ" - האורגניזמים העתיקים ביותר. Phylum Brachiopod. רשימת יחידות זמניות. באיזו תקופה אנחנו חיים? קווי דמיון. דמיון ושוני. צִיוּד. נציגים מודרניים. יאן בפטיסט ואן הלמונט. התיאוריה היא אבולוציונית. נציגי מחלקה של רכיכות שני מסתיים. הולדת החיים. טירת מסרק. כיתת טרילוביטים. מחלקה צלתיים. טבלה גיאוקרונולוגית. תורת המקור האלוהי.

"פיתוח כדור הארץ" - מותשים, תומכים זה בזה, שורפים את רגלינו על החול הלוהט, הלכנו במשך חמישה ימים בסבך נמוך של שיחי אקליפטוס קוצניים. אולם מס' 2 1. על סמך הציורים המוצעים, קבע את השם והצג את האזורים הטבעיים הללו על המפה. 2. צלילים שאנו מזהים. מה פירוש השם? אולם מס' 1 עבודה מעשית: 1. למד את המוצגים המוצעים. 2. קבעו: א) אילו דגימות הן שרידי מאובנים של אורגניזמים (מאובנים) ב) אילו דגימות ניתנות לשחזור. 3. נסח מסקנה: מדוע יש צורך לחקור שרידי מאובנים של אורגניזמים? 4. מהאותיות הנתונות, צרו את שם המדע החוקר מאובנים עתיקים.

"הופעת החיים והתפתחותם" - הרקליטוס. האפשרות של חיים חוזרים על כדור הארץ אינה נכללת. החיים התעוררו על פני כדור הארץ בצורה אביוגנית. העולם מורכב מחמישה יסודות: אדמה, מים, אוויר, אש ואתר. הבסיס של הכל הוא אש... אריסטו. התחלות היקום הן אטומים וריקנות. הופעתם והתפתחותם הראשונית של החיים על פני כדור הארץ.

"התפתחות העולם האורגני" - היום אנו חווים את אחת מתקופות ההתחממות. יבשת העל גונדוואנה משתרעת על פני קו המשווה. עידן הפלאוקן (תקופה שלישונית). צמחייה כשהאקלים התקרר, ערבות החליפו את היערות. משך הזמן: מ-570 עד 500 מיליון. CENIOZOIC ERA (עידן של חיים חדשים). משך זמן: מ-65 עד 55 מיליון.

"תורת החיים" - מדעי. בואו נזכור את המונותאיזם. מונותאיזם הוא אחד מכיווני הבריאתנות. בואו נסתכל על הדוגמה של הנצרות. אבל בכל זאת, בדת מצרים העתיקה ישנם אלים רבים. מקור חיים ספונטני: עבור דמוקריטוס, תחילת החיים הייתה בבוץ, עבור תלס - במים, עבור אנקסגורס - באוויר. מצרים העתיקה.

"חינוך החיים" - פליאוזואיקון. היווצרות כוכבים. ארכיאה. פרוטרוזואיקון.

"פיתוח החיים על פני כדור הארץ" - הפרויקט מיועד לשבועיים. פרויקט בנושא שלבי התפתחות החיים על פני כדור הארץ. כותרת יצירתית "שוויון נפש בכל דבר, הרמוניה מלאה בטבע" F.I. Tyutchev. התפתחותית: קידום פיתוח תרבות מידע וגיבוש עניין בעבודת מחקר. נושא: ביולוגיה. © מוסד חינוכי עירוני בית הספר התיכון ליובימסקאיה, 2010

יש 20 מצגות בסך הכל

מבחן בנושא:
"מקור החיים על פני כדור הארץ"

אופציה 1

חלק א

1.

ב) נוכחות של זרזים;

ד) תהליכים מטבוליים.

2.

א) הטרוטרופים אנאירוביים;
ב) הטרוטרופים אירוביים;
ג) אוטוטרופים;
ד) אורגניזמים סימביונים.

3. תכונה כללית כזו של יצורים חיים כמו ויסות עצמי כולל:

א) תורשה;
ב) שונות;
ג) עצבנות;
ד) אונטוגניה.

4. המהות של תורת האביוגנזה היא:

ג) בריאת העולם על ידי אלוהים;

5. גביש אינו מערכת חיה כי:

א) הוא אינו מסוגל לצמוח;

ג) הוא אינו מאופיין בעצבנות;

6. הניסויים של לואי פסטר הוכיחו את האפשרות של:

א) יצירה ספונטנית של חיים;


ד) אבולוציה ביוכימית.

7.

א) רדיואקטיביות;
ב) הימצאות מים נוזליים;
ג) נוכחות חמצן גזי;
ד) מסת כוכב הלכת.

8. פחמן הוא הבסיס לחיים על פני כדור הארץ, כי... הוא:

9. הסר דברים מיותרים:

א) 1668;
ב) פ' רדי;
ג) בשר;
ד) חיידקים.

10.

א) ל פסטר;
ב) א' לבנגוק;
ג) ל' ספאלנצני;
ד) פ' רדי.

חלק ב'

השלם את המשפטים.

1. התיאוריה המניחה את בריאת העולם על ידי אלוהים (הבורא) היא...

2. אורגניזמים טרום-גרעיניים שאין להם גרעין מוגבל על ידי קליפה ואברונים המסוגלים להתרבות עצמית הם ....

3. מערכת מופרדת שלבים המקיימת אינטראקציה עם הסביבה החיצונית כמו מערכת פתוחה היא ....

4. המדען הסובייטי שהציע את תיאוריית ה-coacervate של מקור החיים הוא ....

5. התהליך שבו אורגניזם רוכש שילוב חדש של גנים הוא...

חלק ב'

תן תשובות קצרות לשאלות הבאות.

1. מהם המאפיינים המשותפים של חומר חי ושל חומר שאינו חי?

2. מדוע לא יהיה חמצן באטמוספירה של כדור הארץ כאשר היצורים החיים הראשונים התעוררו?

3. מה הייתה הניסיון של סטנלי מילר? מה התאים ל"אוקיינוס ​​הראשוני" בחוויה הזו?

4. מהי הבעיה העיקרית של המעבר מאבולוציה כימית לביולוגית?

5. רשום את ההוראות העיקריות של התיאוריה של A.I. אופרינה.

אפשרות 2

חלק א

רשמו את מספרי השאלות, לצדן רשמו את אותיות התשובות הנכונות.

1. יצורים חיים שונים מדברים שאינם חיים:

א) הרכב תרכובות אנאורגניות;

ג) אינטראקציה של מולקולות זו עם זו;
ד) תהליכים מטבוליים.

2. האורגניזמים החיים הראשונים על הפלנטה שלנו היו:

א) הטרוטרופים אנאירוביים;
ב) הטרוטרופים אירוביים;
ג) אוטוטרופים;
ד) אורגניזמים סימביונים.

3.

א) חילוף חומרים;
ב) רבייה;
ג) עצבנות;
ד) אונטוגניה.

4. המהות של התיאוריה של ביוגנזה היא:

א) מקורם של יצורים חיים מדברים שאינם חיים;
ב) מקורם של יצורים חיים מיצורים חיים;
ג) בריאת העולם על ידי אלוהים;
ד) הכנסת חיים מהחלל.

5. כוכב אינו מערכת חיה כי:

א) היא אינה מסוגלת לצמוח;

ג) היא לא עצבנית;

6.

א) יצירה ספונטנית של חיים;
ב) הופעת יצורים חיים רק מיצורים חיים;
ג) הכנסת "זרעי חיים" מהחלל;
ד) אבולוציה ביוכימית.

7. מבין התנאים הללו, החשוב ביותר להופעת החיים הוא:

א) רדיואקטיביות;
ב) זמינות מים;
ג) זמינות של מקור אנרגיה;
ד) מסת כוכב הלכת.

8. מים הם הבסיס לחיים כי:

א) הוא ממס טוב;


ד) יש את כל המאפיינים הרשומים.

9. הסר דברים מיותרים:

א) 1924;
ב) ל' פסטר;
ג) מרק בשר;
ד) חיידקים.

10. מקם את השמות הבאים בסדר הגיוני:

א) ל פסטר;
ב) ש' מילר;
ג) J. Haldane;
ד) א.י. אופרין.

חלק ב'

השלם את המשפטים.

1. תהליך היווצרות על ידי אורגניזמים חיים של מולקולות אורגניות מאלו אורגניות עקב אנרגיית אור השמש - ....

2. תצורות פרה-תאיות שהיו להן כמה תכונות של תאים (היכולת לבצע חילוף חומרים, רבייה עצמית וכו') - ....

3. הפרדה של תמיסת חלבון המכילה חומרים אורגניים אחרים לשלבים עם ריכוז גבוה או נמוך יותר של מולקולות - ....

4. פיזיקאי אנגלי שהציע שספיחה היא אחד משלבי הריכוז של חומרים אורגניים במהלך האבולוציה הפרה-ביולוגית - ....

5. מערכת האופיינית לכל האורגניזמים החיים לרישום מידע תורשתי במולקולות DNA בצורה של רצף של נוקלאוטידים - ....

חלק ב'

1. מה הייתה הניסיון של סטנלי מילר? מה התאים ל"ברק" בחוויה הזו?

2. מדוע המסה של כוכב לכת שעליו יכולים להתעורר חיים לא תהיה יותר מ-1/20 ממסת השמש?

3. לאיזה שלב של התפתחות החיים על פני כדור הארץ ניתן לייחס את דבריו של גיבורו של גוגול: "אני לא זוכר את התאריך. זה גם לא היה חודש. מה זה היה לעזאזל?

4. אילו תנאים נחוצים כדי שהחיים יתעוררו?

5. מהי פנספרמיה? מי מהמדענים שאתה מכיר דבק בתיאוריה הזו?

אפשרות 3

חלק א

רשמו את מספרי השאלות, לצדן רשמו את אותיות התשובות הנכונות.

1. יצורים חיים שונים מדברים שאינם חיים:

א) הרכב תרכובות אנאורגניות;
ב) היכולת לשכפל את עצמה;
ג) אינטראקציה של מולקולות זו עם זו;
ד) תהליכים מטבוליים.

2. האורגניזמים החיים הראשונים על הפלנטה שלנו היו:

א) הטרוטרופים אנאירוביים;
ב) הטרוטרופים אירוביים;
ג) אוטוטרופים;
ד) אורגניזמים סימביונים.

3. תכונה כללית כזו של יצורים חיים כמו חידוש עצמי כולל:

א) חילוף חומרים;
ב) רבייה;
ג) עצבנות;
ד) אונטוגניה.

4. מהות הבריאתנות היא:

א) מקורם של יצורים חיים מדברים שאינם חיים;
ב) מקורם של יצורים חיים מיצורים חיים;
ג) בריאת העולם על ידי אלוהים;
ד) הכנסת חיים מהחלל.

5. נהר אינו מערכת חיה כי:

א) היא אינה מסוגלת לצמוח;
ב) היא אינה מסוגלת להתרבות;
ג) היא אינה מסוגלת לעצבנות;
ד) לא כל התכונות של יצורים חיים טבועים בו.

6. הניסוי של פרנצ'סקו רדי הוכיח את חוסר האפשרות:

א) יצירה ספונטנית של חיים;
ב) הופעת יצורים חיים רק מיצורים חיים;
ג) הכנסת "זרעי חיים" מהחלל;
ד) אבולוציה ביוכימית.

7. מבין התנאים הללו, החשוב ביותר להופעת החיים הוא:

א) רדיואקטיביות;
ב) זמינות מים;
ג) זמן אבולוציוני ארוך לאין שיעור;

8. במהלך תקופת הופעת החיים, לא היה צריך להיות חמצן באטמוספירה של כדור הארץ, כי:

א) זהו חומר מחמצן פעיל;
ב) בעל קיבולת חום גבוהה;
ג) מגדיל את נפחו בהקפאה;
ד) כל האמור לעיל בשילוב.

9. הסר דברים מיותרים:

א) 1953;
ב) חיידקים;
ג) ש' מילר;
ד) סינתזה אביוגנית.

10. מקם את השמות הבאים בסדר הגיוני:

א) ל פסטר;
ב) פ' רדי;
ג) ל' ספאלנצני;
ד) א.י. אופרין.

חלק ב'

השלם את המשפטים.

1. היווצרות מולקולות אורגניות ממולקולות אנאורגניות מחוץ לאורגניזמים חיים - ....

2. בועות נוזלים מוקפות בסרטי חלבון המתעוררים בעת ניעור תמיסות מימיות של חלבונים הן ....

3. היכולת לשחזר מערכות ביולוגיות דומות, המתבטאת בכל רמות הארגון של החומר החי, היא ....

4. המדען האמריקאי שהציע את התיאוריה התרמית של מקורם של פרוטוביופולימרים הוא ....

5. מולקולות חלבון שמאיצות את מהלך התמורות הביוכימיות בתמיסות מימיות בלחץ אטמוספרי הן ....

חלק ב'

תן תשובה קצרה לשאלה שנשאלה.

1. מה ההבדל העיקרי בין שריפת עצים ל"שריפת" גלוקוז בתאים?

2. מהן שלוש נקודות מבט מודרניות על בעיית מקור החיים?

3. מדוע פחמן הוא הבסיס לחיים?

4. מה הייתה הניסיון של סטנלי מילר?

5. מהם השלבים העיקריים של האבולוציה הכימית?

אפשרות 4

חלק א

רשמו את מספרי השאלות, לצדן רשמו את אותיות התשובות הנכונות.

1. יצורים חיים שונים מדברים שאינם חיים:

א) הרכב תרכובות אנאורגניות;
ב) יכולת ויסות עצמי;
ג) אינטראקציה של מולקולות זו עם זו;
ד) תהליכים מטבוליים.

2. האורגניזמים החיים הראשונים על הפלנטה שלנו היו:

א) הטרוטרופים אנאירוביים;
ב) הטרוטרופים אירוביים;
ג) אוטוטרופים;
ד) אורגניזמים סימביונים.

3. תכונה כללית כזו של יצורים חיים כמו רבייה עצמית כוללת:

א) חילוף חומרים;
ב) רבייה;
ג) עצבנות;
ד) אונטוגניה.

4. המהות של תיאוריית הפנספרמיה היא:

א) מקורם של יצורים חיים מדברים שאינם חיים;
ב) מקורם של יצורים חיים מיצורים חיים;
ג) בריאת העולם על ידי אלוהים;
ד) הבאת "זרעי חיים" לכדור הארץ מהחלל.

5. קרחון אינו מערכת חיה כי:

א) הוא אינו מסוגל לצמוח;
ב) הוא אינו מסוגל להתרבות;
ג) הוא אינו מסוגל לעצבנות;
ד) לא כל התכונות של יצור חי טבועות בו.

6. הניסוי של ל' ספאלנצאני הוכיח את חוסר האפשרות:

א) יצירה ספונטנית של חיים;
ב) הופעת יצורים חיים רק מיצורים חיים;
ג) הכנסת "זרעי חיים" מהחלל;
ד) אבולוציה ביוכימית.

7. מבין התנאים הללו, החשוב ביותר להופעת החיים הוא:

א) רדיואקטיביות;
ב) זמינות מים;
ג) נוכחות של חומרים מסוימים;
ד) מסה מסוימת של כוכב הלכת.

8. פחמן הוא הבסיס לחיים כי... הוא:

א) הוא היסוד הנפוץ ביותר על פני כדור הארץ;
ב) הראשון מהיסודות הכימיים החל לקיים אינטראקציה עם מים;
ג) בעל משקל אטומי נמוך;
ד) מסוגל ליצור תרכובות יציבות עם קשרים כפולים ומשולשים.

המשך יבוא

סוכנות החינוך הפדרלית

מוסד חינוך ממלכתי להשכלה גבוהה

סגל טכני משני

המחלקה למתמטיקה ומדעי הטבע

ביולוגיה

הערות הרצאה

לתלמידי שנה א'

כל צורות החינוך

קמרובו 2010

חובר על ידי:

מוֹרֶה,

נבדק ואושר בישיבה

החוג למתמטיקה ומדעי הטבע

סגל טכני משני

הקורס לביולוגיה כללית בוחן את ההיבטים העיקריים של קיומן ותפקודן של מערכות חיות ביחס לסביבה. וגם, היסודות של בחירת אורגניזמים חיים והנדסה גנטית. תשומת לב רבה מוקדשת לחשיפת תורת האבולוציה.

© Kem TIPP, 2010

הַקדָמָה

הזמן שלנו מאופיין בתלות הדדית מוגברת ביותר של אנשים. חייו של אדם, בריאותו, תנאי העבודה והחיים שלו תלויים כמעט לחלוטין בנכונות ההחלטות שקיבלו כל כך הרבה אנשים אחרים. בתורו, פעילותו של אדם משפיעה על גורלם של רבים אחרים. לכן חשוב מאוד שמדעי החיים יהפכו לחלק בלתי נפרד מתפיסת העולם של כל אדם, ללא קשר להתמחות שלו. בנאי, טכנולוג, מומחה להשבחת קרקעות זקוק לידע בביולוגיה באותו אופן כמו רופא או אגרונום, כי רק במקרה זה הם יבינו את ההשלכות של פעילות הייצור שלהם על הטבע והאדם.

מטרת קורס הרצאות זה היא לתת מושג על מבנה החומר החי, חוקיו הכלליים ביותר, להציג את מגוון החיים ואת ההיסטוריה של התפתחותם על פני כדור הארץ. בהתאם לכך, מוקדשת תשומת לב מיוחדת לניתוח היחסים בין אורגניזמים והתנאים ליציבותן של מערכות אקולוגיות. הקורס מספק דוגמאות המאפיינות את כפיפות האדם לכל החוקים הביולוגיים המוכרים.

סעיף 1 מוצא ושלבים ראשוניים של התפתחות החיים על פני כדור הארץ

נושא 1.1 המגוון של עולם החיים. בסיסי

תכונות של יצורים חיים

טרמינולוגיה

1. תרכובות אנאורגניות- יסודות וחומרים פשוטים ומורכבים שנוצרו על ידם, המצויים בכמויות גדולות מחוץ לאורגניזמים חיים.

2. תרכובות אורגניות- תרכובות של פחמן עם יסודות אחרים, המצויים בעיקר באורגניזמים חיים.

3. ביופולימרים– תרכובות אורגניות במשקל מולקולרי גבוה, שהמונומרים שלהן הם מולקולות אורגניות פשוטות.

4.תָא- יחידה מבנית ותפקודית, כמו גם יחידת התפתחות של כל היצורים החיים.

5. טֶקסטִיל– אוסף של תאים דומים במבנה, המחוברים על ידי ביצוע פונקציות נפוצות.

6. אֵיבָר- קבוצה של רקמות מבודדות מרחבית המתמחות לבצע פונקציות מסוימות.

7. מערכת ביולוגית- אובייקטים ביולוגיים בדרגות שונות של מורכבות, בעלי מספר רמות ארגון. בעל תכונות של השלם.

ביולוגיההוא מדע החיים. ביולוגיה חוקרת את המבנה, הביטוי של פעילות החיים ובית הגידול של כל היצורים החיים על פני כדור הארץ. יצורים חיים על הפלנטה מיוצגים על ידי מגוון יוצא דופן של צורות, סוגים רבים של יצורים חיים. מדענים מוצאים ומתארים כל הזמן מינים חדשים, קיימים ונכחדים בתקופות קודמות.

אחת המשימות העיקריות של הביולוגיה היא לחשוף את התכונות הכלליות של אורגניזמים חיים ולהסביר את הסיבות לגיוון שלהם, זיהוי קשרים בין מבנה ותנאי חיים.

יש חשיבות רבה במדע לשאלות המקור וחוקי ההתפתחות של החיים על פני כדור הארץ - תורת האבולוציה. הבנת החוקים הללו היא הבסיס לתפיסת העולם המדעית.

על פי נושא המחקר, הביולוגיה מחולקת למדעים נפרדים:

בּוֹטָנִיקָה;

זוֹאוֹלוֹגִיָה;

אֲנָטוֹמִיָה;

תרופה;

אקולוגיה וכו'.

לכל אחד מהמדעים הללו יש חטיבות משלו, ובזכות הידע המצטבר הוא מתמחה יותר ויותר.

בהתאם לרמת הארגון של החומר החי, נבדלות דיסציפלינות מדעיות: ביולוגיה מולקולרית, ציטולוגיה - חקר תאים, היסטולוגיה - חקר רקמות וכו'.

ביולוגיה משתמשת במגוון שיטות לימוד:

1. היסטורי;

2. תיאורי;

3. אינסטרומנטלי.

בתחומים שונים של הביולוגיה, החשיבות של דיסציפלינות גבוליות הולכת וגוברת: ביופיסיקה, ביוכימיה, ביוניקה.

הופעת החיים ותפקודם של אורגניזמים חיים נקבעים על ידי חוקי טבע. הכרתם מאפשרת ליצור תמונה מדויקת של העולם ולהשתמש בו למטרות מעשיות.

ההישגים האחרונים בביולוגיה הובילו להופעתם של כיוונים חדשים במדע, שהפכו לחלקים עצמאיים במתחם. (הנדסה גנטית). היישום המעשי של הישגי הביולוגיה המודרנית מאפשר להשיג כיום חומרים ביולוגיים חדשים - מזון, תרופות, חומרים. יכולתו יוצאת הדופן של הטבע לריפוי עצמי יצרה אשליה של חוסר פגיעותו וחוסר הגבול של משאביו. אבל זה לא נכון. לכן, כל הפעילויות האנושיות חייבות להתבסס על עקרונות הארגון של הביוספרה.

חשיבות הביולוגיה לבני אדם היא עצומה. חוקים ביולוגיים כלליים משמשים לפתרון מגוון נושאים במגזרים רבים של הכלכלה הלאומית. בחקלאות הושגה הצלחה רבה בפיתוח זנים חדשים של צמחים תרבותיים, גזעים של חיות בית וזנים של מיקרואורגניזמים. בעתיד, החשיבות המעשית של הביולוגיה תגדל עוד יותר. זאת בשל הגידול המהיר של אוכלוסיית כדור הארץ והאוכלוסייה העירונית הגדלה. במצב כזה יש חשיבות להעצמת הייצור החקלאי. השימוש המבוסס מדעית במשאבי טבע ישחק תפקיד חשוב בכך.

היצורים החיים הראשונים הופיעו על הפלנטה שלנו לפני 3 מיליארד שנים. מהצורות המוקדמות הללו צמחו אינספור מינים של אורגניזמים חיים שהופיעו, פרחו במשך תקופה מסוימת, ואז גוועו. מצורות קיימות בעבר, אורגניזמים חיים מודרניים התפתחו, ויצרו את ארבע ממלכות הטבע:

יותר מ-1.5 מיליון מיני בעלי חיים;

350 אלף מיני צמחים;

מספר לא מבוטל של מיני פטריות;

אורגניזמים רבים הם פרוקריוטים.

עולם היצורים החיים, כולל בני האדם, מיוצג על ידי מערכות ביולוגיות של ארגונים מבניים שונים. כל היצורים החיים מורכבים מתאי. תא יכול להיות אורגניזם נפרד או חלק מצמח או בעל חיים רב תאי. זה יכול להיות פשוט או מורכב. כל תא הוא אורגניזם שלם המסוגל לבצע את כל הפונקציות כדי להבטיח חיים. התאים המרכיבים אורגניזם רב תאי הם מיוחדים - הם מבצעים תפקיד אחד ואינם מסוגלים להתקיים מחוץ לגוף. באורגניזמים גבוהים יותר, החיבור והתלות ההדדית של תאים מובילים ליצירת איכות חדשה שאינה שווה לסכום פשוט. השילוב שלהם בתהליך האבולוציה יוצר אורגניזם אינטגרלי עם תכונות מסוימות הטבועות רק בו.

רמות הארגון של החומר החי

הטבע החי הוא מערכת מאורגנת בצורה מורכבת.

ישנן מספר רמות של ארגון של יצורים חיים:

1. מולקולרית(0.1 - 1 מ"מ.) 10 מ'.

תהליכי החיים החשובים ביותר של הגוף מתחילים מרמה זו. כל מערכת, לא משנה כמה היא מורכבת, מתבצעת ברמת האינטראקציה של מקרומולקולות ביולוגיות - חלבונים, רב סוכרים, DNA.

2. תָאִי(10 ננומטר - 1 מיקרומטר) 1 מטר.

תָא- היחידה המבנית הקטנה ביותר מכל היצורים החיים. אין צורות חיים לא תאיות. וירוסים הם חריגים מכיוון שהם חיים רק בתא.

3. בד(10µm - 100µm) 1m.

טֶקסטִילהוא אוסף של תאים דומים במבנה, המאוחדים בפונקציה משותפת.

4.אֵיבָר(100 מיקרומטר - 1 מ"מ) 1 מ'.

אֵיבָרהוא שילוב מבני ותפקודי של מספר סוגים של רקמות.

5. אורגנימי(1 מ"מ - 1 ד"מ) 1 מ'.

אורגניזםהיא המערכת החד-תאית או הרב-תאית הפשוטה ביותר המסוגלת לקיום עצמאי. הוא נוצר על ידי אוסף של רקמות ואיברים.

6. אוכלוסייה-מינים.

קבוצה של אורגניזמים מאותו מין, המאוחדת על ידי בית גידול משותף, יוצרת אוכלוסייה שבה מתרחשות טרנספורמציות אבולוציוניות יסודיות.

7. ביוגאוקנוטי.

Biogeocenosis הוא אוסף של אורגניזמים ממינים שונים ומורכבות משתנה של ארגון עם כל הגורמים הסביבתיים.

8. ביוספירה.

זוהי הרמה הגבוהה ביותר של ארגון חיים. זה כולל חומר חי, חומר אינרטי וחומר ביו אינרטי.

הביומסה של הפלנטה היא 2.5·1012 טון מתוכם, 99% מהמסה של אורגניזמים יבשתיים מיוצגים על ידי צמחים ירוקים. ברמת הביוספרה, יש מחזור של חומרים והתמרה של אנרגיה הקשורה לפעילות החיים של כל האורגניזמים החיים על הפלנטה.

קריטריונים למערכות חיים

זוהי מערכת הערכות המבדילה בין מערכות חיים לבין עצמים דוממים.

1. תכונות של ההרכב הכימי.יצורים חיים מכילים את אותם יסודות כימיים כמו עצמים דוממים. עם זאת, היחס שלהם אינו זהה. אלמנטים של טבע דומם מיוצגים על ידי: O2, Si, Fe, Mg, Al, S, MeO, MeS, MeCO3, וכו 'באורגניזמים חיים, 98% מההרכב הוא O2, C, N2, H2. הם חלק ממולקולות אורגניות מורכבות: חלבונים, DNA, פחמימות, שומנים.

2. חילוף חומרים.כל היצורים החיים מסוגלים להחליף חומרים עם סביבתם. התהליכים החשובים ביותר הם סינתזה וריקבון. יצורים חיים סופגים חומרים שונים מהסביבה ומעבדים אותם. חלק הולך לבניית הגוף, חלק לחידוש עלויות האנרגיה. זוהי הטמעה או חילופי פלסטיק. זהו התפזרות או חילופי אנרגיה, כאשר תרכובות אורגניות מתפרקות לפשוטות ומשתחררת אנרגיה. מטבוליזם מבטיח הומאוסטזיס של הגוף - זוהי הקביעות של המבנה והתפקודים שלו.

3. עיקרון יחיד של ארגון מבני.כל האורגניזמים בכל רמת מורכבות וגודל מורכבים מתאי.

4. שִׁעתוּק.ברמת האורגניזם, רבייה מתבטאת בצורה של ריבוי של פרטים. הצאצאים דומים להורים. רבייה עצמית מבוססת על התגובה של סינתזת תבנית במהלך שכפול עצמי של DNA.

5. תוֹרָשָׁה. זוהי יכולתם של אורגניזמים להעביר את תכונותיהם, תכונותיהם ויכולותיהם מדור לדור. תורשה מבטיחה המשכיות חומרית לאורך מספר דורות.

6. גדילה והתפתחות.היכולת להתפתח היא תכונה אוניברסלית של החומר. התפתחות מובנת כשינוי בלתי הפיך ומכוון באובייקטים טבעיים. כתוצאה מכך, נוצר מצב חדש ואיכותי של האובייקט, הרכבו ומבנהו משתנה.

א) אינדיבידואל - אונטוגנזה.

ב) היסטורי - פילוגניה.

7. נִרגָנוּת.זוהי תכונתם של אורגניזמים חיים להגיב באופן סלקטיבי להשפעות חיצוניות. אורגניזמים רב-תאיים מגיבים לגירוי באמצעות רפלקס. אורגניזמים שאין להם מערכת עצבים מגיבים עם טרופיזמים - כיוון הצמיחה, תנועה (הליוטרופיזם - תנועה לכיוון השמש).

8. דיסקרטיות.זוהי תכונה של חומר חי. זה עובר מפשוט למורכב. המבנה הבדיד של האורגניזם הוא הבסיס לסדר המבני שלו.

9. ויסות אוטומטי. זוהי יכולתם של אורגניזמים חיים בסביבה משתנה לשמור על קביעות ההרכב הכימי ועל עוצמת התהליכים הפיזיולוגיים. פעילות זו מוסדרת על ידי הפונקציה של מערכות מיוחדות.

10. תלות באנרגיה.גופים חיים הם מערכות פתוחות מבחינה אנרגטית. תהליכים מטבוליים מבוצעים בהם דרך ממברנות (ממברנות, עור). הם שומרים על עקביות ההרכב והאחדות של המערכת. יצורים חיים קיימים עם אספקה ​​מתמדת של חומר ואנרגיה מבחוץ.

חַיִים- זהו פעיל, עם הוצאת אנרגיה המתקבלת מבחוץ, תחזוקה ושחזור עצמי של מבנה ספציפי.

שאלות בקרה

1. מהות המונח "ביולוגיה".

2. מחלקה לביולוגיה לפי נושא לימוד.

3. חלוקה של הביולוגיה לפי רמת ארגון.

4. חשיבות הביולוגיה לבני אדם.

5. גיוון של עולם החי.

6. מערכות ביולוגיות.

7. רמות ארגון של יצורים חיים.

8. קריטריונים למערכות חיים.

נושא 1.2 הופעת החיים על פני כדור הארץ

טרמינולוגיה

1. עַרְפִּילִית- הצטברות גדולה של חומר גז ואבק ביקום.

2. גָלַקסִיָה– כוכב וכוכבי הלכת הסובבים אותו.

3. מערכת כוכבים- מערכת כוכבים עם כוכבי לכת מסביב, המתפתחת מערפילית אחת.

4. כוכב לכת- גוף שמימי נע במסלול קרוב למעגלי סביב כוכב, זוהר באור מוחזר.

5. סינתזה אביוגנית- היווצרות מולקולות אורגניות ממולקולות אנאורגניות מחוץ לאורגניזמים חיים.

6. אֵנֶרְגִיָה– מדד כמותי כללי לתנופת החומר.

7. פִּתָרוֹן- תערובות הומוגניות של שני חומרים או יותר המופצים בממס.

8. Coacervation -הפרדה של תמיסת BMC לשלבים עם ריכוז גבוה ונמוך יותר של מולקולות.

9. Coacervate- בועות נוזל מוקפות בסרטי חלבון.

10. סְפִיחָה- ספיגה של חומר ממדיום נוזלי על ידי פני השטח של גוף מוצק.

שאלת מקור החיים על פני כדור הארץ, וגם, כנראה, בכוכבי לכת אחרים של מערכות כוכבים אחרות הדאיגה את האדם מאז שהחל לזהות את עצמו כבן אדם, התחיל להבין את עצמו ואת העולם הסובב אותו. הניסיונות הראשונים לפתור את הבעיה באופן תיאורטי חוזרים לימי קדם ונושאים את חותמם של אותם תקופות והשקפות. ישנן שתי נקודות מבט בנושא זה מאז ימי קדם: האחת מאשרת את האפשרות של מקורם של יצורים חיים מדברים שאינם חיים - זוהי תורת האביוגנזה, השנייה - תורת הביוגנזיס - שוללת את המקור הספונטני של חַיִים. השקפות מודרניות רק מאפשרות לנו לשים את המחלוקת הזו על בסיס מדעי ובכך לבסס את נכונותה של תיאוריית האביוגנזה.

ייצוגים של פילוסופים עתיקים וימי הביניים

רמת הידע הכללית בעולם העתיק הייתה נמוכה, והנופים היו פנטסטיים. אי ידיעה של שיטות הרבייה של אורגניזמים הייתה הסיבה לכך שנחשבה אפשרית להופעתם של יצורים חיים משאריות מתות או חומרים אנאורגניים. דעות אלו נתמכו על ידי הכנסייה. גילוי המיקרוסקופ הרחיב את ההבנה של מבנה האורגניזמים; התיאוריה על מקורם של יצורים חיים מדברים שאינם חיים נדחתה. הניסויים של Redi האיטלקי (אמצע המאה ה-17) הוכיחו שכל היצורים החיים מגיעים מיצורים חיים. עם זאת, התיאוריה של יצירה ספונטנית של יצורים חיים מדברים שאינם חיים התקיימה באוזניהם של מדענים במשך זמן רב. הניסויים של הצרפתי ל. פסטר פיטרו סופית את התיאוריה הזו. על בסיס עבודתו של פסטר פותחו שיטות עיקור ושימור. זה קרה ב-1870.

לאחר מכן, שאלה זו הועברה לתא, ומיקרואורגניזמים לא נחשבו עוד. במקביל לעבודתו של פסטר, עלתה התיאוריה של נצח החיים. לפי התיאוריה של ריכטר, בשנת 1865 הובאו לכדור הארץ חיים מכוכבי לכת אחרים. תיאוריה זו אינה חושפת את מהות מקור החיים, היא רק מנסה להסביר את הופעתם.

מקום מיוחד בפתרון הסוגיה שייך לתיאוריות החומרניות. הנושא המרכזי כאן הוא ההבדלים בין יצורים חיים לדברים שאינם חיים. מדענים לוקחים את היווצרות תרכובות חלבון כבסיס למקורם של יצורים חיים. לפי התיאוריה של אלן האנגלית ב-1899. ההופעה הראשונה של תרכובות חנקן על כדור הארץ עולה בקנה אחד עם התקופה שבה אדי המים התעבו למים וכיסו את פני כדור הארץ. המים היו רוויים במלחים, שהם בעלי חשיבות רבה ליצירת חלבון ופעילותו. בתמיסה החמה הזו, בנוכחות קרינה אולטרה סגולה, פריקות חשמליות וכמות גדולה של פחמן דו חמצני, החלה לידת יצורים חיים, שעברו לאחר מכן דרך ארוכה של אבולוציה.

תוך כדי בחינת שאלת מקורם של יצורים חיים, יש להבין בו-זמנית את התהליכים המתרחשים במהלך היווצרות הפלנטה. אסטרונומיה וכימיה מספקות את התשובה לשאלות אלו. השיטה העיקרית לחקר החלל היא ספקטרוסקופיה. ניתוח האור הנפלט מכוכבים מספק מידע עשיר על ההרכב הכימי שלהם. מסוף המאה ה-19. נרשמו 2 מיליון. ספקטרום של 15 אלף כוכבים והשמש. מסקנה - אותם יסודות כימיים קיימים בכל מקום ואותם חוקים פיזיקליים חלים. היווצרות כוכב הלכת.

היסוד הנפוץ ביותר הוא מימן (H-H, H-He). ביקום שנוצר ממימן, כוכבים נוצרים כחומר העיקרי. התגובה הגרעינית העיקרית היא היתוך של גרעיני מימן ליצירת אטום הליום ושחרור אנרגיה. אנרגיה זו מניעה את היקום. על פי חוק שימור המסה, האנרגיה המשתחררת במהלך היווצרות מומרת לאנרגיית קרינה. אינטראקציה נוספת של יסודות מובילה להיווצרות של יסודות כימיים אחרים. תגובות אלו מתבטאות ביצירת מולקולות מורכבות יותר והאגרגטים שלהן - חלקיקי אבק. הם יוצרים מקבצים של חומרי גז ואבק בחלל. לדוגמה, ערפילית ענקית בקבוצת הכוכבים אוריון. קוטרו 15 שנות אור, כמות האבק מספיקה ליצירת 100 אלף כוכבים בגודל השמש. קוטר של ערפילית שביל החלב הוא 100 אלף שנות אור. ערפילית אוריון היא הקרובה ביותר אלינו, במרחק של 1500 שנות אור. כדור הארץ וכוכבי לכת אחרים במערכת השמש נוצרו מענן גז ואבק לפני 4.5 מיליארד שנים. למרות המוצא המשותף של כוכבי הלכת, החיים הופיעו רק על פני כדור הארץ והגיעו לגיוון יוצא דופן. להופעתם של חיים על פני כדור הארץ, היו נחוצים תנאים קוסמיים ופלנטריים. ראשית, אלה הגדלים האופטימליים של כדור הארץ. שנית, תנועה במסלול מעגלי מספקת חום קבוע. שלישית, הקרינה המתמדת של הכוכב. את כל התנאים הללו סיפק כדור הארץ, שעליו נוצרו לפני כ-4.5 מיליארד שנים תנאים לרמה גבוהה יותר של התפתחות החומר והתפתחותו לקראת הופעת החיים.

רעיונות מודרניים על מקור החיים. כל הרעיונות המודרניים על מקור החיים על פני כדור הארץ מבוססים על הכרה במקור אביוגני, כלומר, לא ביולוגי של חומרים אורגניים ממולקולות אנאורגניות. זו דעתו של מדען רוסי (1924).

אבולוציה כימית

בשלבים הראשונים הייתה לכדור הארץ טמפרטורה גבוהה מאוד. כשהתקרר, אלמנטים כבדים עברו למרכזו, בעוד אלמנטים קלים נשארו על פני השטח. מתכות התחמצנו ולא היה חמצן חופשי באטמוספירה. הוא כלל H2, CH4, NH3, HCN והיה בעל אופי מפחית. זה שימש תנאי מוקדם להופעתם של חומרים אורגניים באמצעים לא ביולוגיים. עד תחילת המאה ה-20, האמינו שהם יכולים להתרחש רק בגוף. בהקשר זה, הם נקראו אורגניים, והחומרים נקראו מינרלים, אנאורגניים. בשנת 1953 הוכח כי על ידי העברת זרם דרך תערובת של גזים H2, CH4, NH3, HCN בהיעדר חמצן, התקבלה תערובת של חומצות אמינו. לאחר מכן, תרכובות אורגניות רבות התקבלו בצורה אביוגנית. כולם התגלו לאחר מכן בחלל.

לפני יותר מ-4 מיליארד שנים, כל הגלובוס היה "הבקבוק של מילר". הרי געש התפרצו, לבה זרמה, אדים הסתחררו, ברק הבזיק. כשהכוכב התקרר, אדי המים התעבו וירדו על פני כדור הארץ במשך מיליוני שנים. נוצר אוקיינוס ​​ראשוני, חם ורווי מלחים; בנוסף, הסוכרים, חומצות האמינו והחומצות האורגניות שהתקבלו הגיעו לשם. ככל שהאקלים התמתן, התאפשרה יצירת תרכובות מורכבות יותר, וכתוצאה מכך הופעתם של ביו-פולימרים ראשוניים - פולינוקלאוטידים ופוליפפטידים.

האוקיינוס ​​הקדמון הכיל מולקולות אורגניות ואי-אורגניות שונות בצורה מסיסה. ריכוזם גדל ללא הרף ובהדרגה הפכו המים ל"מרק" של תרכובות אורגניות מזינות. לכל מולקולה יש ארגון מבני מסוים: חלקם מנותקים, חלקם בעלי קליפות הידרציה. למולקולות אורגניות יש משקל מולקולרי גדול ומבנה מורכב. מולקולות המוקפות במעטפת מימית משתלבות ויוצרות קומפלקסים עתירי מולקולרי - קואצרבטים. באוקיינוס ​​הקדמון, טיפות קואסרווטיות ספגו חומרים אחרים או נהרסו או הוגדלו. כתוצאה מכך, הטיפות הפכו מורכבות יותר ומותאמות לתנאים חיצוניים. בין הקואסרבטים החלה בחירת הצורות העמידות ביותר. התגלו הבדלים בין ההרכב הכימי של הסביבה הפנימית והחיצונית. כתוצאה מהאבולוציה הכימית נשתמרו הצורות הללו שלא איבדו את התכונות המבניות שלהן כשהן התפרקו לצורות בת. זוהי היכולת לשחזר את עצמה. בתהליך האבולוציה, החיבור של חומצות גרעין ומולקולות חלבון הוביל להופעתו של הקוד הגנטי. רצף זה של נוקלאוטידים שימש מידע לרצף חומצות האמינו במולקולת החלבון. (שכפול מסוגו). בהדרגה, שכבות הליפידים סביב הקואצרבטים הפכו לממברנה חיצונית. זה קבע מראש את הדרך להמשך האבולוציה. היווצרותם של אורגניזמים תאיים ראשוניים סימנה את תחילתה של האבולוציה הביולוגית.

הופעתם של פרוקריוטים

בחירת הקואצרבטים נמשכה כ-750 מיליון שנים. כתוצאה מכך הופיעו פרוקריוטים נטולי גרעין. לפי שיטת הפתרון הם היו הטרוטרופים - הם השתמשו בחומר האורגני של האוקיינוס ​​הראשוני. בהיעדר חמצן אטמוספרי, היה להם חילוף חומרים אנאירובי. זה לא יעיל. בהדרגה, אספקת המזון באוקיינוס ​​התרוקנה. התחרות על האוכל החלה.

אורגניזמים המסוגלים להשתמש באנרגיה סולארית לסינתזה של חומר אורגני מצאו את עצמם בעמדה מועילה יותר. כך נוצרה הפוטוסינתזה. זה הוביל להופעתו של מקור כוח חדש. ואז אורגניזמים פוטוסינתטיים למדו להשתמש במים כמקור למימן. ספיגת הפחמן הדו-חמצני שלהם לוותה בשחרור חמצן ובשילוב פחמן בתרכובות אורגניות. (כיום, פרוקריוטים משטח האוקיינוס ​​מייצרים עד 78% מהחמצן המתחדש.)

המעבר מהאטמוספרה הראשונית לסביבת חמצן הוא אירוע חשוב מאוד. מסך אוזון נוצר בשכבות העליונות, ומופיע סוג חמצן נוח יותר של חילוף חומרים. צורות חיים חדשות החלו לצוץ על פני כדור הארץ עם שימוש רב יותר בסביבה.

הופעת איקריוטים

אוקריוטים התעוררו כתוצאה מסימביוזה של פרוקריוטים שונים. כך קמו האבות הקדמונים של הפרוטוזואה הפרימיטיבית החיה. סימביוזה של דגלים עם אצות או צמחים פוטוסינתטיים.

היכולות של אורגניזמים חד-תאיים להשתלט על בית הגידול שלהם היו מוגבלות. לפני 2.6 מיליארד שנים הופיעו אורגניזמים רב-תאיים. הבסיס של רעיונות מודרניים על המקור מוסבר על ידי התיאוריה של phagocytella. אורגניזמים רב-תאיים התפתחו מדגמים קולוניאליים. הם קיימים עד היום. מושבות אלו הפכו לאורגניזם פשוט אך אינטגרלי.

לפיכך, הופעת החיים על פני כדור הארץ קשורה לתהליך ארוך של אבולוציה כימית. היווצרות מעטפת הממברנה תרמה לתחילת האבולוציה הביולוגית. גם לפשוטים וגם למורכבים ביותר יש תא בליבת הארגון המבני שלהם.

שאלות בקרה

1. תולדות רעיונות על מקור החיים.

2. עבודות מאת ל. פסטר.

3. תורת נצח החיים.

4. היווצרות חומרים אנאורגניים והיווצרות כדור הארץ.

5. תיאוריה.

6. אבולוציה ביולוגית.

7. הופעתם של האורגניזמים הרב-תאיים הראשונים.

פֶּרֶק2 ציטולוגיה - חקר התא

נושא 2.1 ארגון כימי של התא. מאקרו ומיקרו-אלמנטים

טרמינולוגיה

1. ביולוגים– יסודות כימיים שהם הבסיס למולקולות אורגניות.

2.מקרונוטריינטים- יסודות כימיים הכלולים בהרכב של מולקולות אורגניות בכמות העולה על 1%.

3. מיקרו-אלמנטים- יסודות כימיים הכלולים בהרכב מולקולות אורגניות בכמות שאינה עולה על 0.001%.

4. הומאוסטזיס- מצב של שיווי משקל דינמי של מערכת טבעית, הנתמך על ידי פעילות מערכות רגולטוריות.

5. פתרונות מאגר– תמיסה של חומרים אורגניים או אנאורגניים, שערך ה-pH שלהם אינו משתנה כאשר מוסיפים כמויות קטנות של אלקלי או חומצה.

המיקרואורגניזמים הפשוטים ביותר הם תאים בודדים. הגוף של כל האורגניזמים הרב-תאיים מורכב ממספר גדול או קטן יותר של תאים, שהם בלוקים היוצרים אורגניזם חי. לא משנה אם תא הוא מערכת אינטגרלית או חלק ממנה, יש לו סט של מאפיינים המשותפים לכל התאים.

ארגון כימי של תאים

תאים מכילים כ-70 יסודות של הטבלה המחזורית, שנמצאים גם בטבע הדומם. זוהי אחת ההוכחות למשותף של הטבע החי והדומם. עם זאת, היחס בין היסודות, תרומתם להיווצרות היסודות המרכיבים את האורגניזם והדברים שאינם חיים, שונים באופן חד.

בהתאם ליחס האלמנטים בהרכב הגוף, הם נבדלים:

1. מאקרו-אלמנטים (98% ממסת התא) H2, O2, C, N.

2. יסודות קורט (1.5%) S, P, K, Na, Ca, Mg, Mn, Fe, Cl. כל אחד מהם מבצע פונקציות חשובות מאוד בתא.

3. אחר (0.5%) B, Zn, Cu, I2, F2CO, Se.

כל היסודות הללו משתתפים בבניית הגוף או בצורת יונים או כחלק מתרכובות מסוימות - מולקולות של תרכובות אורגניות ואי-אורגניות.

חומרים אנאורגניים בתא

אלה כוללים מים ומלחי מינרלים.

מים- התרכובת האנאורגנית הנפוצה ביותר באורגניזמים חיים. הכמות שלו נעה בין 10% באמייל השן ל-90% בתאי נבט. זה תלוי בגיל, שעה ביום, זמן בשנה.

מולקולות מים מיוצגות על ידי דיפולים: בהתאם לטמפרטורה, המולקולות יכולות להיות חופשיות או משולבות לקבוצות עם נוכחות של קשרי מימן. הטבע הדיפול קובע את הפעילות הכימית הגבוהה של המים. מים ממלאים את התפקיד של תווך בתא; הם מביאים ומובילים חומרים מזינים. מים עוברים תגובות הידרוליזה רבות. לאחר מוליכות תרמית טובה, מים מווסתים את הטמפרטורה בתא.

מלח מינרלי -זה רוב התרכובות האנאורגניות. הם בצורת יונים או מולקולות לא מפורקות. K+, Na+, Ca+2 הם בעלי חשיבות רבה. הם מספקים תכולת מים קבועה, סביבת פתרון. סביבת החציצה מבטיחה את הקביעות של כל התהליכים הפנימיים בתא.

חומרים אורגניים בתא

הם מהווים 20-30% ממסת התא. אלה כוללים ביופולימרים - חלבונים, חומצות גרעין, פחמימות, שומנים, ATP וכו'.

סוגים שונים של תאים מכילים כמויות שונות של תרכובות אורגניות. פחמימות מורכבות שולטות בתאי הצמח, בעוד חלבונים ושומנים שולטים בתאי בעלי חיים. עם זאת, כל קבוצה של חומרים אורגניים בכל סוג של תא מבצעת פונקציות: אספקת אנרגיה, היותה חומר בניין, נשיאת מידע וכו'.

סנאים.בין החומרים האורגניים, תאים וחלבונים תופסים את המקום הראשון בכמות ובחשיבות. אצל בעלי חיים הם מהווים 50% מהמסה היבשה של התא.

גוף האדם מכיל סוגים רבים של מולקולות חלבון הנבדלות זו מזו ומחלבונים באורגניזמים אחרים.

קשר פפטיד:

בשילוב נוצרות המולקולות: דיפפטיד, טריפפטיד או פוליפפטיד. זוהי תרכובת של 20 או יותר חומצות אמינו. סדר השינוי של חומצות אמינו במולקולה הוא מגוון מאוד. זה מאפשר קיום של גרסאות השונות בדרישות ובתכונות של מולקולות החלבון.

רצף חומצות האמינו במולקולה נקרא מבנה.

ראשוני - ליניארי.

משני - ספירלה.

שלישוני - כדוריות.

רבעוני - אסוציאציה של כדוריות (המוגלובין).

אובדן הארגון המבני על ידי מולקולה נקרא דנטורציה. זה נגרם על ידי שינויים בטמפרטורה, pH וקרינה. בחשיפה קלה, המולקולה יכולה לשחזר את תכונותיה. הוא משמש ברפואה (אנטיביוטיקה).

תפקידי החלבונים בתא מגוונים. הכי חשוב זה בנייה. חלבונים מעורבים ביצירת כל ממברנות התא באברונים. התפקוד הקטליטי חשוב ביותר - כל האנזימים הם חלבונים. תפקוד מוטורי מסופק על ידי חלבונים מתכווצים. הובלה - מורכבת מהצמדת יסודות כימיים והעברתם לרקמות. תפקוד ההגנה מסופק על ידי חלבונים מיוחדים - נוגדנים הנוצרים בלויקוציטים. חלבונים משמשים כמקור אנרגיה - עם פירוק מלא של 1 גרם חלבון, משתחררים 11.6 קילו-ג'יי.

פחמימות.אלו הן תרכובות של פחמן, מימן וחמצן. מיוצג על ידי סוכרים. התא מכיל עד 5%. העשירים ביותר הם תאי צמחים - עד 90% מהמסה (תפוחי אדמה, אורז). הם מחולקים לפשוטים ומורכבים. פשוט - חד סוכרים (גלוקוז) C6H12O6, סוכר ענבים, פרוקטוז. דיסכריד – (סוכרוז) C]2H22O11 סלק וסוכר קנים. פוליסוכרים (צלולוזה, עמילן) (C6H10O5)n.

פחמימות מבצעות בעיקר פונקציות בנייה ואנרגיה. כאשר 1 גרם של פחמימה מתחמצן, משתחררים 17.6 קילו-ג'יי. עמילן וגליקוגן משמשים כמאגרי האנרגיה של התא.

ליפידים.אלו שומנים וחומרים דמויי שומן בתא. הם אסטרים של גליצרול וחומצות רוויות ובלתי רוויות במשקל מולקולרי גבוה. הם יכולים להיות מוצקים או נוזליים - שמנים. בצמחים הם כלולים בזרעים, בין 5-15% מהחומר היבש.

התפקיד העיקרי הוא אנרגיה - כאשר 1 גרם של שומן מתפרק, משתחררים 38.9 קילו-ג'יי. שומנים הם עתודות תזונה. שומנים ממלאים תפקיד בנייה ומהווים מבודד חום טוב.

חומצות גרעין.אלו תרכובות אורגניות מורכבות. מורכבים מ-C, H2, O2, N2, P. הכלולים בגרעינים ובציטופלזמה.

א) DNA הוא פולינוקלאוטיד ביולוגי המורכב משתי שרשראות של נוקלאוטידים. נוקלאוטידים - מורכבים מ-4 בסיסים חנקניים: 2 פורינים - אדנין ו-וואלין, 2 פירמדינים ציטוזין וגואנין, וכן סוכר - דאוקסיריבוז ושארית חומצה זרחתית.

בכל שרשרת, נוקלאוטידים מחוברים בקשרים קוולנטיים. שרשראות של נוקלאוטידים יוצרות סלילים. סליל DNA עמוס בחלבונים יוצר מבנה - כרומוזום.

ב) RNA הוא פולימר שהמונומרים שלו הם נוקלאוטידים הדומים ל-DNA, בסיסים חנקניים - A, G, C. במקום thymine יש Urace. הפחמימה ב-RNA היא ריבוז ויש שאריות חומצה זרחתית.

RNA דו-גדילי הם נשאים של מידע גנטי. שרשרת יחידה - נושאת מידע על רצף חומצות האמינו בחלבון. ישנם מספר RNA חד גדילי:

ריבוזומל - 3-5 אלף נוקלאוטידים;

מידע – נוקלאוטידים;

תחבורה - 76-85 נוקלאוטידים.

סינתזת חלבון מתבצעת על ריבוזומים בהשתתפות כל סוגי ה-RNA.

שאלות בקרה

1. האם תא הוא אורגניזם או חלק ממנו?

2. הרכב תאים אלמנטרי.

3. מים ומינרלים.

4. חומרים אורגניים של התא.

6. פחמימות, שומנים.

נושא 2.2 מבנה התא ותפקודיו

טרמינולוגיה

1. קרום ביולוגי– שכבה דו-מולקולרית של פוספוליפידים ובה מולקולות חלבון שונות טבולות מצדדים שונים.

2. אורגנואידים- מבנים מיוחדים למהדרין נמצאים כל הזמן בציטופלזמה.

3. שלד ציטוס– מערכת של מיקרוטובולים וסיבי חלבון המבטיחה שמירה על צורת התא ומרווחת המבנים בציטופלזמה.

4. מיטוכונדריה– תחנות אנרגיה של התא, שעל הממברנות שלהן מסודרים אנזימים של חילוף חומרים אנרגטי בצורה מסודרת.

5. פלסטידים- אברונים שבהם מתרחשת פוטוסינתזה.

6. תכלילים- מבנים שאינם נמצאים כל הזמן בציטופלזמה, שהם תוצרים של פעילות חיונית של התא ומשמשים אספקה ​​של חומרים מזינים.

טרנספורמציות ביוכימיות קשורות קשר בל יינתק עם מבנים שונים של תא חי, האחראים על ביצוע תפקיד מסוים. מבנים כאלה נקראים אברונים מכיוון שבדומה לאיברים של אורגניזם שלם, הם מבצעים תפקיד מסוים. לפי רמת הארגון (דרגת המורכבות), כל התאים מחולקים לא-גרעיניים - פרוקריוטים וגרעיניים - אוקריוטים. חסרי גרעין כוללים חיידקים ואצות כחולות ירוקות. אוקריוטים כוללים תאים של פטריות, בעלי חיים וצמחים.

לפיכך, המדע המודרני מבחין בין שתי רמות של ארגון תאי: פרוקריוטי ואיקריוטי. פרוקריוטים שומרים על תכונות של עתיקות קיצוניות: הם בנויים בפשטות. על בסיס זה, הם מופרדים לממלכה עצמאית - מגרסה.

תאים אוקריוטיים מכילים גרעין מוגבל על ידי קליפה, כמו גם "תחנות אנרגיה" מורכבות - מיטוכונדריה. במילים אחרות, כל התאים של אורגניזמים גרעיניים מאורגנים מאוד, מותאמים לצריכת חמצן ולכן יכולים לייצר כמויות גדולות של אנרגיה.

המבנה של פרוקריוטים

חיידקים הם פרוקריוטים טיפוסיים. הם חיים בכל מקום: במים, באדמה, באוכל. רשימת תנאי החיים מראה איזו מידה גבוהה של הסתגלות יש לפרוקריוטים, למרות פשטות המבנה שלהם. חיידקים הם צורות חיים פרימיטיביות וניתן להניח כי התעוררו בשלבים המוקדמים ביותר של התפתחות החיים על פני כדור הארץ. חיידקים חיו במקור בים. מקורם של מיקרואורגניזמים מודרניים מהם. האדם התוודע לעולם החיידקים לאחר שיצר עדשה בהגדלה גבוהה.

« מוצא ושלבים ראשוניים של מוצא החיים"

I. 1. מה קובעת תורת האביוגנזה: א) מקור חיים ספונטני; ב) מקור החיים; ג) אפשרות מקורם של יצורים חיים מדברים שאינם חיים; ד) התפתחות של חומר דומם.

2. מהי מהות התיאוריה של ריכטר: א) הופעת החיים מענן גז-אבק; ב) חיים על פני כדור הארץ נוצרו מחומרים אנאורגניים;

ג) חיים הובאו מכוכבי לכת אחרים;

ד) חיים נוצרו מחומרים שאינם חיים

3. מה היה אופי הרעיונות של אנשים קדומים על מקור החיים: א) כאוטי; ב) חומרני באופן ספונטני; ג) מתודי;

ד) מדעי

4. מה פירוש המונח "ספקטרוסקופיה": א) נקודה על קו ישר; ב) נקודת המגע החשובה ביותר בין אסטרונומיה לכימיה; ג) ניתוח ספקטרלי;

ד) לימוד הספקטרום

5. פרוטוסטארים הם: א) עננים; ב) עננים; ג) כוכבים; ד) כוכבי לכת

6. איזה יסוד כימי כלול בהרכב החומרים הכוכביים והשמשיים: א) בריום; ב) כלור; ג) מימן; ד) חמצן

7. מה הכשרון הגדול של התיאוריה של א' אופרין ב: א) יצירת תיאוריית הקואצרבטים; ב) ריכוזי כימיקלים; ג) בהפרש בין מהירות לזמן; ד) השגת חומרים אורגניים

8. מי השיג חומצות אמינו: א) האקל ומולר;

ב) אריסטו ואמפדוקלס; ג) יורי ומילר;

ד) פסטר ופלוגר

9. קואצרבטים הם: א) מולקולות המוקפות בקליפה צפופה;

ב) מולקולות המוקפות במעטפת מימית, המשולבות לקומפלקסים רב מולקולריים; ג) מקרומולקולות המתפרקות למונומרים; ד) מולקולות שנשרפות בחמצן אטמוספרי

10. חומרים אורגניים שאינם מתמוססים במים נקראים:

א) הידרופובי; ב) הידרציה; ג) מודרן; ד) הידרופילי

11. המהות של תהליך הפוטוסינתזה היא: א) חילוף חומרים;

ב) בהובלת חומרים; ג) סינתזה של חומרים אורגניים; ד) נוכחות של ואקוולים

12. חומר חשוב הדרוש לתהליך הפוטוסינתזה:

א) נוכחות של לויקופלסטים; ב) נוכחות של כלורופלסטים; ג) נוכחות של קריוטיפ;

ד) נוכחות של קרום פלזמה

13. מה חל על אורגניזמים אוטוטרופיים: א) חיידקים; ב) צמחים;

ג) פטריות; ד) בעלי חיים

14. חיידקים החיים בסביבה נטולת חמצן נקראים: א) אנאירוביים;

ב) פרוטוביונים; ג) אירובי; ד) אוטוטרופי

15. פגוציטוזיס הוא תהליך של: א) ספיגה של מוצרים נוזליים;

ב) שחרור פחמן דו חמצני; ג) ספיגת חלקיקים מוצקים;

ד) חילוף חומרים

II. בחר את הנכונים מבין פסקי הדין המוצעים.

תורת האביוגנזה מניחה את האפשרות של מקורם של יצורים חיים רק מיצורים חיים.

ל. פסטר עם הניסויים שלו הוכיח את האפשרות של יצירה ספונטנית של חיים.

המאפיין המשמעותי ביותר של ההשערה של A.I. Oparin הוא הסיבוך ההדרגתי של המבנה הכימי והחלפה המורפולוגית של מבשרי החיים בדרך לאורגניזמים חיים.

הרמה הנמוכה והעתיקה ביותר של ארגון החיים היא רמת החיים התאית.

Coacervates אינם מסוגלים לספוח חומרים מהתמיסה המקיפה אותם.

הגוף הוא מערכת מורכבת המסוגלת לוויסות עצמי.

Coacervates הם היצורים החיים העתיקים הראשונים.

החיים התעוררו ביוגנית.

יצורים חיים מאופיינים ביכולת התפתחות היסטורית ושינוי מפשוט למורכב.

ל. פסטר, בניסויים שלו, הוכיח את חוסר האפשרות של הדור הספונטני של החיים.

III. התאמה.

א – אביוגנזה. ב' - ההשערה של אופרין. B - coacervates. G – מערכת פתוחה. ד - הטרוטרופים. E – אוטוטרופים. F – ביוגיאוכימיה. Z - החיים. וגם - מוות. K - כוכב לכת.

גוף אלוהי.

הופעת גופים חיים מחומרים בעלי טבע אנאורגני.

שיטת קיום של גופי חלבון, שהנקודה המהותית בה היא החלפה מתמדת של חומרים עם סביבתם הסובבת.

היווצרותם של חומרים אורגניים מאלה אורגניים התרחשה במימי האוקיינוס ​​הראשוני לפני יותר מ-3.5 מיליארד שנים, בעוד שבסביבה נטולת חמצן הייתה האטמוספרה רוויה באלדהידים, אלכוהול וחומצות אמינו.

בועות נוזל מוקפות בסרטי חלבון.

גוף חי.

אורגניזמים המסנתזים חומרים אורגניים הנחוצים לחיים מחומרים אנאורגניים.

מדע החוקר את ההרכב הכימי של החומר החי ואת התהליכים הגיאוכימיים המתרחשים ללא הרף בביוספרה בהשתתפות אורגניזמים חיים.

אורגניזמים המשתמשים בחומרים אורגניים מוכנים לתזונתם.

מוות של אדם באוכלוסייה.

תשובות: 1c, 2c, 3b, 4b, 5a, 6c, 7a, 8c, 9b, 10a, 11c, 12b, 13b, 14c, 15c

תשובות: 3,6,10

תשובות: 1-ק, 2-a, 3-z, 4-b, 5-c, 6-d, 7-e, 8-g, 9-d, 10-i.