Методы клеточной биологии Микроскопирование
 Скачать 1.13 Mb.
|
Палеонтологические1) Окаменевшие остатки и отпечатки древних организмов являются прямым доказательством эволюции. 2) Филогенетические ряды (ряды эволюционного развития организма) например, полностью установлен филогенетический ряд лошади. 3) Переходные формы
Происхождение жизни
Эволюция человека Дриопитек 25-15 млн. Австралопитек (человек умелый) 5,5 млн. – 2 млн. Находки: в Южной и Восточной Африке Рост около 130 см. Мозг около 600 мл. Примерно 3 млн. лет назад начали изготавливать примитивные орудия труда из гальки (человек умелый). Древнейший человек (питекантроп, человек прямоходящий) 2 млн. – 300 тыс. Находки: питекантроп (о. Ява), синантроп (Китай), Гейдельбергский человек (Германия). Рост около 165 см. Мозг 900-1100 мл. Могли использовать огонь, изготавливали примитивные каменные орудия труда. Древний человек (неандерталец, человек разумный неандертальский) 250 тыс. – 35 тыс. Первая находка – в Германии, в долине реки Неандер. Затем были найдены в Африки, Азии, Европе. Рост 165 см. Мозг 1400-1600 мл. Могли добывать огонь, изготавливали разнообразные каменные орудия труда. Современный человек (кроманьонец, человек умелый умелый) 40 тыс. – настоящее время Впервые найден в Франции в гроте Кромань. Затем были обнаружены в Европе, Азии, Африке, Австралии Рост 180 см. Мозг 1200-1500 мл. Орудия труда из камня, кости, дерева. Могли шить одежду и строить жилища. Было развито гончарное дело. Развивались искусство, религия. На ранних этапах эволюции человека главенствовали биологические факторы эволюции – изменчивость, борьба за существование, естественный отбор и т.п. На поздних этапах эволюции человека главными стали социальные факторыэволюции –
Например, человек умелый почти не отличался от ранних австралопитеков морфологически, но он умел изготавливать орудия труда. На современном этапе эволюции человека усилились мутации (за счет загрязнения среды) и комбинации (за счет активного передвижения людей), ослабился естественный отбор (за счет медицины, соцзащиты), ослабилась изоляция. Эволюция человека замедлилась, но не прекратилась. Примеры действия естественного отбора сейчас:
Расы Это подразделения внутри вида, приспособленные к конкретным условиям. Расы имеются у всех широко распространенных видов. Внутри вида "человек разумный" выделяют 3 большие расы (негроиды, европеоиды, монголоиды). Расистская теория отвергает единство человеческих рас, т.е. утверждает, что разные расы человека произошли от разных предков. Это неправда, все расы человека легко скрещиваются и дают плодовитое потомств, т.е. относятся к одному виду. Сходство человека и обезьян Сходства
Отличия 1) Скелет:
2) Объем мозга в 2 раза больше, объем коры в 3 раза больше за счет извилин. Благодаря этому человек может вырабатывать вторую сигнальную систему, т.е. способность оперировать словами-понятиями, отделенными от конкретных предметов. (Например, слово «стол» обозначает понятие, которому может соответствовать множество очень разных предметов.) Вторая сигнальная система не врожденная, она формируется в процессе обучения человека в детском возрасте. Таким образом, для формирования человека обязательно требуется общество. Экология Пищевая цепь Продуценты (производители органических веществ из неорганических). Это растения, а так же фото- и хемосинтезирующие бактерии. Консументы (потребители готовых органических веществ).
Редуценты (разрушители органических веществ до неорганических) – бактерии и грибы. Пример пищевой цепи: капуста → гусеница капустной белянки → синица → ястреб. Стрелка в пищевой цепи направлена вправо. Пищевая цепь не может содержать больше 5-6 звеньев, потому что при переходе на каждое следующее звено 90% энергии теряется (правило 10%). Например, корова съела 100 кг травы, но потолстела только на 10 кг, т.к.
В связи с тем, что каждое последующее звено в пищевой цепи весит меньше предыдущего, ее можно представить в виде пирамиды биомассы. Экологические факторы Это все факторы окружающей среды, действующие на организм. Они делятся на 3 группы:
Наилучшее значение фактора для организма называется оптимальным (точкой оптимума), например, оптимальная температура для человека 22º. Закон Либиха (закон минимума): выживаемость организма наиболее зависит от того фактора, который находится дальше всего от оптимума. Такой фактор называется лимитирующим (ограничивающим), например, для растений в пустыне это недостаток воды, а в еловом лесу – недостаток света. Продуктивность сельскохозяйственных растений, в первую очередь, зависит от того минерального элемента, которого в почве меньше всего. Например, если фосфора в почве лишь 20 % от необходимой нормы, а кальция – 50 % от нормы, то ограничивающим фактором будет недостаток фосфора; необходимо в первую очередь внести в почву именно фосфорсодержащие удобрения. Экосистема Это совокупность живых организмов и среды их обитания, характеризующаяся круговоротом веществ и потоком энергии. Сообщество – это совокупность определенных живых организмов, например, растительное сообщество степи. Биоценоз – это то же самое, что экосистема. Биогеоценоз – это экосистема, находящаяся в определенном участке суши и неразрывно связанная с этим конкретным участком. Любой биогеоценоз является экосистемой, но не любая экосистема является биогеоценозом: к БГЦ не относятся
Круговорот веществ в экосистеме происходит за счет пищевых цепей: продуценты забирают из неживой природы неорганические вещества и делают из них органические, а в конце пищевой цепи редуценты делают наоборот. Чем больше в экосистеме видов, тем больше там пищевых цепей, тем более устойчивым является круговорот веществ и сама экосистема. Поток энергии: большинство экосистем получают энергию от солнца. Продуценты запасают ее в органических веществах. Проходя по пищевым цепям, эта энергия постепенно расходуется (правило 10%), в конце концов вся солнечная энергия, поглощенная продуцентами, превращается в тепло. Агроэкосистема Это искусственная экосистема, созданная человеком (поле пшеницы, яблоневый сад). В агроэкосистеме живет меньше видов, чем в естественной экосистеме. Поэтому пищевые цепи в агроэкосистеме короткие, неразветвленные, круговорот веществ неустойчивый. Если человек не будет ухаживать за агроэкосистемой (поливать, удобрять), то она разрушится, например, поле пшеницы зарастет, превратится в луг. Таким образом, естественная экосистема получает энергию только от солнечного света, а агроэкосистема – от солнца и от человека. В агроэкосистеме живет очень много растений одного вида, следовательно, создаются хорошие условия для консументов, питающихся этим видом (вирусов, бактерий, нематод, клещей, насекомых и т.п.). Поэтому в сельском хозяйстве обязательно надо бороться с вредителями, например, применять ядохимикаты. В естественной экосистеме растения своими корнями забирают из почвы минеральные соли, затем растения поедаются консументами, разрушаются редуцентами, и соли возвращаются назад в почву – это замкнутый круговорот веществ. На поле пшеницы урожай собирается и вывозится, и минеральные соли в почву не возвращаются (незамкнутый круговорот веществ). Поэтому в сельском хозяйстве применяют удобрения – минеральные (соли) и органические (навоз). Симбиозы 1. Микориза (грибокорень) – симбиоз гриба и растения. Растение дает грибу глюкозу, которую делает при фотосинтезе, а гриб дает растению воду и минеральные соли. 2. Лишайник – симбиоз грибов и растений (зеленых водорослей) или грибов и цианобактерий (синезеленых водорослей). Водоросли дают грибу глюкозу, которую они делают при фотосинтезе, а гриб водоросли – соли и воду. 3. Клубеньковые бактерии живут в специальных утолщениях (клубеньках) на корнях растений семейства бобовых. Растения дают бактериям глюкозу, которую они делают при фотосинтезе. Бактерии дают растениям соли азота, которые получают при фиксации азота воздуха. 4. В толстой кишке человека живет около килограмма бактерий, в основном бифидобактерии, лактобактерии, а так же кишечная палочка. Они питаются тем, что не смог переварить человек, например, целлюлозой. Они поставляют человеку некоторые витамины, а так же не дают размножаться в кишечнике другим, более опасным бактериям. 5. Рак-отшельник живет в симбиозе с актинией (тип кишечнополостные). Актиния защищает рака своими стрекательными клетками. Рак возит актинию по дну и, возможно, ей достается часть пищи рака. Систематика 1) надцарство: Эукариоты 2) царство: Животные 3) подцарство: Многоклеточные 4) тип: Хордовые 5) подтип: Позвоночные 6) класс: Млекопитающие 7) отряд: Приматы 8) семейство: Гоминиды 9) род: Человек 10) вид: Человек разумный 1) надцарство: Эукариоты 2) царство: Животные 3) подцарство: Многоклеточные 4) тип: Членистоногие 5) класс: Насекомые 6) отряд: Чешуекрылые (Бабочки) 7) семейство: Белянки 8) род: Огородные белянки 9) вид: Белянка капустная 1) надцарство: Эукариоты 2) царство: Растения 3) подцарство: Высшие растения 4) отдел: Покрытосеменные 5) класс: Двудольные 6) порядок: Розоцветные 7) семейство: Розовые 8) род: Яблоня 9) вид: Яблоня домашняя Признаки живых организмов 1. Обмен веществ и энергии с окружающей средой, за счет которого поддерживается постоянство внутренней среды организма (гомеостаз). 2. Раздражимость – способность организма избирательно реагировать на внешние воздействия. 3. Самовоспроизведение – способность организма давать потомство, которое за счет наследственности похоже на родителя. 4. Способность к эволюции: за счет изменчивости дети рождаются не полными копиями родителей, и этих детей рождается слишком много, на всех не хватает ресурсов, поэтому выживают наиболее приспособленные. 5. Постоянство состава:
Каждый из этих признаков не является уникальным: обмен веществ и энергии характерен для лесного пруда, самовоспроизведение – для кристаллов, эволюция – для звёзд. Поэтому точное определение жизни дать тяжело. Волькенштейн: Живые тела, существующие на Земле, представляют собой открытые, саморегулирующиеся и самовоспроизводящиеся системы, построенные из биополимеров – белков и нуклеиновых кислот. Уровни организации жизни 1. Молекулярный – это сложные органические вещества – белки и нуклеиновые кислоты, а так же молекулярные комплексы, например, мембрана. На этом уровне происходят химические реакции обмена веществ (гликолиз, кроссинговер и т.п.), но молекулы сами по себе еще не могут считаться живыми. 2. Клеточный. На этом уровне возникает жизнь, потому что клетка – минимальная единица, обладающая всеми свойствами живого. 3. Органно-тканевой – характерен только для многоклеточных организмов. Впервые возникает специализация, когда разные органы выполняют определенные функции и обмениваются между собой продуктами своей жизнедеятельности. 4. Организменный – за счет нервно-гуморальной регуляции и обмена веществ на этом уровне осуществляется гомеостаз, т.е. сохранение постоянства внутренней среды организма. 5. Популяционно-видовой. На этом уровне происходит эволюция, т.е. изменение организмов, связанное с приспособлением их к среде обитания под действием естественного отбора. Наименьшей единицей эволюции являетсяпопуляция. 6. Биогеоцентический (совокупность популяций разных видов, связанных между собой и окружающей неживой природой). На этом уровне происходит
7. Биосферный. На этом уровне происходит
Отличие прокариот от эукариот Все живые организмы на Земле делятся на две группы – надцарство прокариот и надцарство эукариот. К надцарству прокариот относятся царства бактерий (эубактерий), архебактерий и цианобактерий (цианей, синезеленых водорослей). К надцарству эукариот относятся царства растений, животных и грибов. |