Возникновения жизни; условия развития растений

4

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА ПО БИОЛОГИИ

15. Составьте схему «Гипотезы возникновения жизни на Земле». Какие из них относятся к сфере научных исследований?

Теории, касающиеся возникновения Земли, да и всей Вселенной, разнообразны и далеко не достоверны. Согласно теории стационарного состояния, Вселенная существовала извечно. Согласно другим гипотезам, Вселенная могла возникнуть из сгустка нейтронов в результате. «Большого взрыва», родилась в одной из черных дыр или же была создана Творцом. Вопреки бытующим представлениям, наука не в состоянии опровергнуть идею о божественном сотворении первозданной Вселенной, так же как теологические взгляды не обязательно отвергают возможность того, что жизнь в процессе своего развития приобрела черты, объяснимые на основе законов природы. Среди главных теорий возникновения жизни на Земле следует упомянуть следующие:

1) жизнь была создана сверхъестественным существом в определенное время (креационизм);

2) жизнь возникала неоднократно из неживого вещества (самопроизвольное зарождение);

3) жизнь существовала всегда (теория стационарного состояния);

4) жизнь занесена на нашу планету извне (панспермия);

5) жизнь возникла в результате процессов, подчиняющихся химическим и физическим законам (биохимическая эволюция).

К сфере научных исследовании отнесем гипотезу биохимической эволюции - возникновение живых организмов из органических соединений, которые в свою очередь образовались из неорганических веществ.

К этой же сфере отчасти принадлежит и гипотеза вечного существования жизни - теория стационарного состояния. Отдельные положения этой гипотезы современная наука объяснить не в состоянии.

39. Почему при высокой освещенности и хорошей влагообеспеченности растений повышается их повреждение фторидами и сернистым газом?

Под воздействием солнечного излучения высокой энергии (свет с длиной волны 190-225 нм) может происходить фотолиз органических соединений фтора. При этом образуется атомарный фтор, который очень химически активен и отрицательно действует не только на окружающую среду, но и непосредственно на растения.

Сернистый газ может быть окислен в результате фотохимического окисления до SОз. Триоксид серы взаимодействует с парами воды и образует серную кислоту. Выпадающие «кислотные» дожди нарушают нормальную жизнедеятельность растений и могут стать причиной гибели растений.

54. Почему III этап энергетического обмена называется стадией полного окисления? Где он происходит? Каков его химизм?

Третий этап энергетического обмена включает в себя окисление промежуточных метаболитов, прежде всего, пировиноградной и молочной кислоты, до конечных продуктов окисления -углекислого газа и воды.

Этот этап получил название аэробного или полного окисления. В клетках этот процесс протекает в митохондриях и кроме образования СО₂ и Н₂О аэробное окисление приводит к значительному выделению энергии. Большая часть этой энергии запасается в виде макрокроэргических (богатых энергией) связей АТФ.

В живых организмах процесс аэробного окисления протекает обычно в значительное число стадий, но схематично химизм этого процесса можно представить так:

СНзСО-СООН + НАД + НS-КоА -» СН₃-СО~8-КоА + НАД-Н₂ + СО₂ пировиноградная Ацетил-КоА

кислота

Далее ацетил-КоА окисляется до углекислого газа и воды:

СНз-СО~S-КоА + 3 НАД + ФАД + ГДФ + Н₃РО₄ -> 2 СО₂ + 3 НАД*Н₂ + ФАД-Н₂ + ГТФ

В ходе аэробного окисления образуются органические акцепторы водорода - НАД*Н₂ + ФАД*Н₂, которые в митохондриальной цепи окисления переносят свой водород на кислород с образованием молекул воды; в ходе переноса протонов и электронов и высвобождается энергия, которая накапливается в виде химических связей АТФ и может быть использована организмом.

При окислении 1 молекулы пировиноградной кислоты образуется 15 молекул АТФ.

80. Перечислите важнейшие различия между эукаритическими и прокариотическими клетками

87. Опишите процесс хемосинтеза. Какие организмы могут быть отнесены к хемосинтетикам? За счет какой энергии эти организмы осуществляют процессы синтеза органических веществ?

Хемосинтезом называется процесс синтеза органического вещества с использованием энергии окисления неорганических веществ. Хемоавтотрофы используют в качестве источника углерода СО2, а в качестве источника энергии - энергию, вьщеляющуюся при окислении водорода, сероводорода, серы, железа (II) аммиака, нитритов и других неорганических веществ. В большинстве случаев акцептором электронов и протонов служит кислород. К хемоавтотрофам относятся железобактерии, бесцветные серные бактерии, нитрифицирующие бактерии.

Кроме хемоавтотрофов в природе значительно большее значение имеют хемогетеротрофы, которые в качестве источника углерода и источника энергии используют органические вещества - это все животные и грибы, большинство бактерий, а также некоторые паразитические цветковые растения, у которых отсутствует хлорофилл.

Группу хемоавтотрофных организмов часто называют хемосинтезирующими (чтобы подчернуть что источником энергии для синтеза органических веществ из неорганических является химическая энергия), а группу хемогетеротрофов обычно называют просто гетеротрофами.

105. Назовите все те процессы жизнедеятельности клеток, тканей, организмов, которые осуществляются на основе митоза. Сделайте вывод о роли митоза

Митоз - сложное деление ядра клетки, биологическое значение которого заключается в точном идентичном распределении генетической информации между ядрами дочерних клеток.

Таким образом, на уровне клетки на основе митоза происходит равномерное распределение хромосом, а вместе с хромосомами и наследственной информации.

На уровне клетки при митозе происходит разделение цитоплазмы и ее органоидов между дочерними клетками. В клетках растений происходит также образование клеточной стенки между дочерними клетками.

На уровне тканей путем митоза происходит рост и дифференциация тканей, а на уровне организма рост организма и увеличение его линейных размеров. На уровне организмов путем митоза осуществляется также бесполое размножение организма, а также процессы регенерации тканей и органов.

Таким образом, значение митоза огромно. Главное его значение состоит в равномерном распределении наследственного материала между дочерними клетками.

145. Предложите гипотезу о причинах возникновения в ходе эволюции лишайников

Одной из гипотез о причинах возникновения лишайников в процессе эволюции может быть гипотеза о постепенном переходе от паразитизма к симбиозу. Основной компонент лишайников - гриб - формирует гаустории, которыми гриб внедряется в клетки водоросли и поглощает их содержимое. Вероятно, на первом этапе возникновения лишайников такой паразитизм преобладал. Но со временем оказалось для гриба более полезным не подавлять развитие водоросли, высасывая из нее все питательные вещества, а сохранять симбиотические отношения. Кроме водоросли и гриба в состав лишайников могут входить также третий симбионт - бактерия рода Rhizobium, которая способна усваивать атмосферный азот воздуха. Вероятно, этот третий симбионт появился в тканях лишайников эволюционно позднее.

Еще А. Фаминцин и И. Баранецкий (1867г.) показали, что выделенные из лишайника водоросли ничем не отличаются от свободноживущих водорослей. С другой стороны, у лишайников проявляются новые биологические качества, которые не свойственны его компонентам вне симбиоза. Они выражаются в способности размножаться как единое целое. Физиологически этот особый тип симбиоза основан на межклеточном обмене продуктами его компонентов. Предполагается, что питание гриба осуществляется углеводами водоросли и азотом, выделяемым азотофиксирующей бактерией. В фиксации же азота бактериями важнейшую роль играют витамины группы В, выделяемые клетками водоросли (гонидиями).

Литература

1. Н. Грин, У. Стаут, Д, Тейлор. Биология. М. 1990.

2. Справочник по биологии. Киев, 1985.

3. Слюсарев А.А., Жукова С.В. Биология Киев, 1987.

4. Хржановский В.Г. Курс общей ботаники. М, 1976.