Одним из движущих факторов эволюции является борьба за существование. Борьба за существование – это совокупность многообразных и сложных взаимоотношений, существующих между организмами и условиями среды. Дарвин выделил три основные формы борьбы за существование: межвидовую, внутривидовую и борьбу с неблагоприятными условиями среды.
Другим примером борьбы за существование являются взаимно полезное влияние одного вида на другой или другие, подобным образом животные опыляют растения и переносят семена, питаясь нектаром, пыльцой и плодами. Обычно межвидовая борьба за существование усиливает и обостряет внутривидовую борьбу.
В межвидовой борьбе не бывает передышек. Она идет постоянно, день за днем, поколение за поколением и правила этой борьбы постоянно меняются. Возникает ситуация замкнутого круга, когда усовершенствование жертвы в противостоянии хищнику влечет за собой усовершенствование способов охоты у хищников, которое в свою очередь влечет за собой усовершенствование жертвы, и так круг за кругом. Всем видам, входящим в экосистему приходится «бежать из всех сил, только для того, чтобы остаться на месте» - приходится постоянно меняться только для того, чтобы сохранить своем место в экосистеме.
Парадоксальная особенность межвидовой борьбы за существование состоит в том, что в ней бывают побежденные, но не бывает безусловных победителей.
Примером жертвы межвидовой борьбы могут служить пингвины. Поскольку пингвины гнездятся в основном на изолированных территориях, взрослые особи на суше практически не имеют естественных врагов; однако завезённые человеком млекопитающие, такие как собаки и кошки, представляют собой серьёзную опасность. Для самообороны пингвины используют клюв и плавники, являющиеся эффективным оружием. Но птенцы, оставшиеся без присмотра родителей, становятся лёгкой добычей для бурого поморника. Некоторые виды чаек используют любую возможность для того, чтобы украсть яйца пингвинов.
Примером хищника в межвидовой борьбе может служить лисица. Лисица, хотя и принадлежит к типичным хищникам, питается очень разнообразными кормами. Повсеместно основу её питания составляют мелкие грызуны, главным образом полёвковые. Можно даже сказать, что от достаточности их числа и доступности в значительной мере зависит состояние популяции этого хищника. Особенно это относится к зимнему периоду, когда лисица живёт в первую очередь охотой на полевых мышей: зверь, учуяв под снежным покровом грызуна, прислушивается к его писку, а потом быстрыми прыжками ныряет под снег, или разбрасывает его лапами, пытаясь поймать добычу. Этот способ охоты получил название мышкование.
Волк - еще один типичный хищник в межвидовой борьбе за существование, добывающий пищу активным поиском и преследованием жертв.
Основу питания волков составляют копытные животные: в тундре - северные олени; в лесной зоне - лоси, олени, косули, кабаны; в степях и пустынях - антилопы. Нападают волки и на домашних животных, в том числе на собак. Ловят, особенно одиночные волки, и более мелкую добычу: зайцев, сусликов, мышевидных грызунов, горностаев.
Результатом межвидовой борьбы за существование является:
- использование одного вида другим в качестве пищи
- расселение на новой территории.
Другой вид борьбы за существование – это внутривидовая борьба. Она протекает наиболее остро, так как у всех особей вида совпадает экологическая ниша. В ходе внутривидовой борьбы организмы конкурируют за ограниченные ресурсы - пищевые, территориальные, самцы некоторых животных конкурируют между собой за оплодотворение самки.
Можно вспомнить яркий наряд из перьев у петуха, крупный гребень, шпоры на ногах, громкое пение, демонстративное поведение, ухаживание, а также возникающие драки, все это является конкуренцией самцов за самку, приводящее к дальнейшему спариванию с ней. Прямые наблюдения показывают, что самки вовсе не производят выбора между тем или другим петухом, а, наоборот, петухи постоянно ссорятся и дерутся из-за самок и стараются отогнать соперников.
Другой пример – самцы павлинов. Те, у кого из самцов оперение будет лучше, и тот, кто будет сильнее, тот и одержит победу, в результате чего спарится с самкой.
Для снижения остроты внутривидовой борьбы организмы вырабатывают различные приспособления. При этом видовые приспособления, приносящие пользу виду в целом, часто наносят вред отдельным особям, приводят их к гибели. Внутривидовая борьба приводит к гибели менее приспособленных особей, способствуя, таким образом, естественному отбору.
Результатом внутривидовой борьбы за существование является:
- Сохранение популяции и вида за счет гибели слабых.
- Победа более жизнеспособной популяции над менее жизнеспособной, занимающей туже экологическую нишу.
Последний из видов борьбы за существование – это борьба с неблагоприятными условиями среды, которая также усиливает внутривидовую борьбу-состязание, так как, кроме борьбы между особями одного вида, появляется также конкуренция за факторы неживой природы - например, минеральные вещества, свет и другие. Наследственная изменчивость, повышающая приспособленность вида к факторам окружающей среды, приводит к биологическому прогрессу.
Факторы неживой природы оказывают огромное влияние на выживаемость организмов. Много растений гибнет во время холодных снежных зим. В сильные морозы смертность увеличивается и среди животных, обитающих в почве. Зимой при недостатке растворенного в воде кислорода погибает рыба. Семена растений нередко заносятся ветром в неблагоприятные местообитания и не прорастают.
Полярная ива
В тундре деревья представлены карликовыми формами, хотя и не испытывают конкуренции со стороны других растений. Карликовый рост в данном случае является отражением приспособлений к условиям температурно-влажностного режима. Победителями в борьбе оказываются наиболее жизнеспособные особи (у них более эффективно протекают физиологические процессы, обмен веществ).
Сезонная спячка - приспособление к недостатку питания в зимнее время
Совместное существование (стая) позволяет легче переносить суровые условия бескормицы
Пустынные растения борются с засухой (точнее, приспосабливаются к условиям недостатка влаги), увеличивая длину корней и уменьшая площадь испарения наземной части, запасая воду в стебле и листьях
В отличие от многих видов насекомых, живущих в одиночку, медоносные пчёлы на период зимы не впадают в спячку. Но из-за холода они лишены возможности вылетать из гнезда, поэтому способны удерживать экскременты в кишечнике очень длительный период.
С наступлением холодов пчёлы собираются в шарообразную массу, это позволяет им коллективно сохранять необходимую температуру для поддержания жизненных функций. В середине такого клуба температура не опускается ниже 14о. Близко соприкасаясь, друг с другом, пчелы согреваются. Они производят тепло и в результате движения в клубе: меняясь местами, пчёлы с периферии перемещаются к центру клуба и наоборот.
Результатом борьбы с неблагоприятными условиями окружающей среды является выживание в крайних или изменившихся условиях наиболее приспособленных форм.
Борьба за существование - важная и неотъемлемая часть жизни на земле. Наряду с естественным отбором и наследственной изменчивостью она является одним из движущих факторов эволюции.
· Наблюдается во всех случаях, когда особи популяции оказываются в экстремальных физических условиях (излишнее тепло, засуха, суровая зима, избыточная влажность, неплодородные почвы, суровые условия жизни в полярных и высокогорных районах, стихийные бедствия и т. д.)
· Обостряет внутри- и межвидовую борьбу за существование
· Результат - выживание в экстремальных условиях наиболее приспособленных форм
v Примеры у животных: изменение зимой окраски, густоты шерсти, впадение в спячку
Использование человеком сложных отношений между организмами
v Севооборот с правильным чередованием культур на полях, учитывающий их отношение к почве, воде, вредителям, болезням и пр.
v Искусственная посадка лесов с внесением микоризы (гифы грибов) в почву
v Искусственное разведение высокопродуктивных рыб в водоёмах (освобождают от хищных и малоценных рыб)
v Создание охотничьих хозяйств (регуляция численности хищников)
v Лечение и профилактика инфекционных заболеваний человека (применение антибиотиков и фитонцидов, вырабатываемых растениями и микроорганизмами)
v Повышение эффективности опыления с помощью привлечения насекомых опылителей
Синтетическая теория эволюции (СТЭ) : основные положения
· Основная проблема СТЭ , как илюбой другой эволюционной теории – установление факторов (движущих сил) и механизмов выработки адаптаций (изложена в Д. Хаксли «Эволюция: современный синтез» , 1942 г.)
· Основоположники: Д. Хаксли, С. Райт, Н. И. Вавилов, Н. В. Тимофеев-Ресовский, И. И. Шмальгаузен, С. Филипченко, Э. Майр, Д. Симпсон, С.С. Четвериков
Основные положения СТЭ (А. А. Любищеву и Н. Н. Воронцову, 1999 г.)
1. Элементарный эволюционный материал – наследственные изменения (мутации и генетичесчкие рекомбинации)
· мутации – материал для движущего естественного отбора
· генетические рекомбинации – метериал для стабилизирующего естественного отбора
· наследственная изменчивость непрерывна, неограниченна и носит случайный характер
· эволюция на основе случайных событий носит название тихогенез (Л. С. Берг, 1922)
2. Элементарная эволюционная структура (эдиница эволюции) – популяция
· по Ч. Дарвину - это особь, однако существование особи непродолжительно и подвержено случайной гибели, в то время как популяции существуют тысячи поколений, что гарантирует необходимую продолжительность эволюционного процесса
3. Факторами эволюции являются миграции (поток генов), изоляция, популяционные волны и «дрейф генов» - генетико-автоматические процессы
· миграции – обмен генами между популяциями, обеспечивающий объединение относительно изолированных генофондов популяции в единый генофонд вида (целостность вида) и панмиксии – свободному, случайному скрещиванию
· изоляция – система барьеров, препятствующая обмену генами между генофондами популяций (миграции), ведущая к инбридингу и реализации резерва наследственной изменчивости
· популяционные волны – периодические (ежегодное размножение) и непериодичесике (стихийные катаклизмы) резкие колебания численности популяции (С. С. Четвериков)
· дрейф генов – быстрые случайные изменения частот аллелей от 100% их концентрации до полного исчезновения не связанные с действием естественного отбора, осуществляемые в малых популяциях (Р. Райт, В. Н. Дубинин)
· все факторы эволюции ненаправлены (разнонаправлены), т. е. способны как замедлть или прекратить эволюция, так и ускорить её
4. Основным фактором эволюции (главной движущей силой) является естественный отбор
· единственный направленный фактор эволюции (всегда имеет адаптивное направление)
· обеспечивает отбор и размножение мелких, случайных адаптивных мутаций - селектогенез
5. Элементарное эволюционное явление – стойкое, направленное, адаптивное изменение частот аллелей и генотипов в генофонде популяции (генетической структуры популяции) под действием естественного отбора
6. Эволюция носит дивергентный характер , т. е. один таксон может стать предком нескольких дочерних таксонов
· все реальные таксоны имеют однокорневое, монофилетическое происхождение, т.е. имеют одного общего предка (теория монофилетизма )
7. Образование новых видов (микроэволюция) происходит филетическим, дивергентным и симбиогенным путём
· филетическое видообразование – постепенное преобразование одного вида в другой (видА – видВ)
· гибридогенное видообразование – слияние двух видов в один (вид А + вид В = вид С)
· дивергентное видообразование – образование из одного вида нескольких новых (вид А – виды В, С, Д)
8. Виды характеризуются критериями, обеспечивающими репродуктивную изоляцию (нескрещиваемость) между ними: морфологическим, физиологическим, генетическим, биохимическим, экологическим, географическим и этологическим (только у животных) (см. тему « Критерии вида»)
· критерии вида не применимы к видам без полового процесса (агамным, партеногенетическим и др.)
9. Вид имеет сложную внутривидовую иерархичесую структуру (носит политипический характер)
· внутривидовые структуры: дем – популяция – подвид
· внутривидовые структуры отличаются морфологически, физиологически и генетически, но репродуктивно не изолированы, т. е. свободно скрещиваются между собой
11. Все признаки организмов имеют приспособительный характери возникли в процессе адаптациогенеза (эволюции)
12. Эволюция носит непрерывный, непредсказуемый и необратимый характер
· Эволюция носит постепенный (градуалистический) характер и является чрезвычайно длительным, историческим процесссом
· Синтетическая теория эволюции творчески интегрирует данные естественных наук, накопленные, осмысленные и интропретированные начиная с послевоенного периода по 60 годы XX века (т. н. домолекулярная эпоха развития биологии)
· Открытия молекулярной биологии, генетики, тонкой ультраструктуры клетки, успехи селекции и биотехнологии, микробиологии и вирусологии, биохимии и энзимологии, клонирования, совершенствование исследовательской техники, последние достижения множества других наук создали научную базу и предпосылки для нового (третьего) синтеза данных в смысле их эволюционной интропретации.
Конец работы -
Эта тема принадлежит разделу:
Сущность жизни
Живая материя качественно отличается от неживой огромной сложностью и высокой структурной и функциональной упорядоченностью.. Живая и неживая материя сходны на элементарном химическом уровне т е.. Химические соединения вещества клетки..
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
| Твитнуть |
Все темы данного раздела:
Мутационный процесс и резерв наследственной изменчивости
· В генофонде популяций происходит непрерывный мутационный процесс под действием мутагенных факторов
· Чаще мутируют рецессивные аллели (кодируют менее устойчивую к действию мутагенных фа
Частота аллелей и генотипов (генетическая структура популяции)
Генетическая структура популяции - соотношение частот аллелей (А и а) и генотипов (АА, Аа, аа)в генофонде популяции
Частота аллеля
Цитоплазматическая наследственность
· Имеются данные, необъснимые с точки зрения хромосомной теории наследственности А. Вейсмана и Т. Моргана (т. е. исключительно ядерной локализации генов)
· Цитоплазма участвует в ре
Плазмогены митохондрий
· Одна миотохондрия содержит 4 - 5 кольцевых молекул ДНК длинной около 15 000 пар нуклеотидов
· Содержит гены:
- синтеза т РНК, р РНК и белков рибосом, некоторых ферментов аэро
Плазмиды
· Плазмиды - очень короткие, автономно реплицирующиеся кольцевые фрагменты молекулы ДНК бактерий, обеспечивающие нехромосомную передачу наследственной информации
Изменчивость
Изменчивость - общее свойство всех организмов приобретать структурно - функциональные отличия от своих предков.
Мутационная изменчивость
Мутации - качественные или количественные ДНК клеток организма, приводящие к изменениям их генетического аппарата (генотипа)
· Мутационная теория созд
Причины мутаций
Мутагенные факторы (мутагены) - вещества и воздействия, способные индуцировать мутационный эффект (любые факторы внешней и внутренней среды, которые м
Частота мутаций
· Частота мутирования оьтдельных генов широко варьирут и зависит от состояния организма и этапа онтогенеза (обычно растёт с возрастом) . В среднем каждый ген мутирует один раз в 40 тысяч лет
Генные мутации (точковые, истинные)
Причина - изменение химической структуры гена (нарушение последовательности нуклеотидов в ДНК: * генные вставки пары или нескольких нуклеотидов
Хромосомные мутации (хромосомные перестройки, аберрации)
Причины- вызываются значительными изменениями в структуре хромосом (перераспределении наследственного материала хромосом)
· Во всех случаях возникают в результате ра
Полиплоидия
Полиплоидия - кратное увеличение числа хромосом в клетке (гаплоидный набор хромосом -n повторяется не 2 раза, а множество раз - до 10 -1
Значение полиплоидии
1. Полиплоидия у растений характеризуется увеличением размеров клеток, вегетативных и генеративных органов - листье, стеблей, цветов, плодов, корнеплодов и проч. , у
Анеуплоидия (гетероплоидия)
Анеуплоидия (гетероплоидия) - изменение числа отдельных хромосом не кратное гаплоидному набору (при этом одна или несколько хромосом из гомологичной пары норма
Соматические мутации
Соматические мутации - мутации, возникающие в соматических клетках организма
· Различают генные, хромосомные и геномные соматические мутации
Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости
· Открыт Н. И. Вавиловым на основе изучения дикой и культурной флоры пяти континентов
5.Мутационный процесс у генетически близких видов и родов протекает параллельно, в р
Комбинативная изменчивость
Комбинативная изменчивость - изменчивость, возникающая в результате закономерной перекомбинации аллелей в генотипах потомков, вследствие полового размножения
Фенотипическая изменчивость (модификационная или ненаследственная)
Модификационная изменчивость - эволюционно закреплённые приспособительные реакции организма на изменение внешней среды без изменения генотипа
Значение модификационной изменчивости
1. большинство модификаций имеет приспособительное значение и способствует адаптации организма к изменению внешней среды
2. может вызывать негативные изменения -морфозы
Статистические закономерности модификационной изменчивости
· Модификации отдельного признака или свойства, измеряемые количественно, образуют непрерывный ряд (вариационный ряд) ; его нельзя построить по неизмеряемому признаку или признаку, суще
Вариационнвя кривая распределения модификаций в вариционном ряд
V - варианты признака
Р - частота встречаемости вариантов признака
Мо - мода, или наиболее
Различия в проявлении мутаций и модификаций
Мутационная (генотипическая) изменчивость
Модификационная (фенотипическая) изменчивость
1. Связана с изменением гено - и кариотипа
Особенности человека как объекта генетических исследований
1. Невозможен целенапрвленный подбор родительских пар и экспериментальные браки (невозможность экспериментального скрещивания)
2. Медленная смена поколений, происходящая в среднем через
Методы изучения генетики человека
Генеалогический метод
· В основе метода лежит составление и анализ родословных (введён в науку в конце XIX в. Ф. Гальтоном) ; суть метода состоит в прослеживании нас
Близнецовый метод
· Метод заключается в изучении закономерностей наследования признаков у одно - и двуяйцевых близнецов (частота рождения близнецов составляет один случай на 84 новорождённых)
Цитогенетический метод
· Заключается в визуальном изучении митотических метафазных хромосом под микроскопом
· Основан на методе дифференциального окрашивания хромосом (Т. Касперсон,
Метод дерматоглифики
· Основан на изучении рельефа кожи на пальцах, ладонях и подошвенных поверхностях стоп (здесь имеются эпидермальные выступы -гребни,которые образуют сложные узоры) , этот признак наследуе
Популяционно - статистический метод
· Основан на статистической (математической) обработке данных о наследовании в больших группах населения (популяциях - группах, отличающихся по национальности, вероисповеданию, расам, профес
Метод гибридизации соматических клеток
· Основан на размножении соматических клеток органов и тканей вне организма в питательных стерильных средах (клетки чаще всего получают из кожи, костного мозга, крови, эмбрионов, опухолей) и
Метод моделирования
· Теоретическую основу биологического моделирования в генетике даёт закон гомологических рядов наследственной изменчивости Н.И. Вавилова
· Для моделирования определённы
Генетика и медицина (медицинская генетика)
· Изучает причины возникновения, диагностические признаки, возможности реабилитации и профилактики наследственных болезней человека (мониторинг генетических аномалий)
Хромосомные болезни
· Причиной является изменение числа (геномные мутации) или структуры хромосом (хромосомные мутации) кариотипа половых клеток родителей (аномалии могут возникать на разн
Полисомии по половым хромосомам
Трисомия - X (синдром Трипло X) ; Кариотип (47 , XXX)
· Известны у женщин; частота синдрома 1: 700 (0,1 %)
· Н
Наследственные болезни генных мутаций
· Причина - генные (точечные) мутации (изменение нуклеотидного состава гена - вставки, замены, выпадения, переносы одного или нескольких нуклеотидов; точное количество генов у человека неизв
Болезни, контролируемые генами, локализованными на X- илиY-хромосоме
Гемофилия - несвёртываемость крови
Гипофосфатемия - потеря организмом фосфора и недостаток кальция, размягчение костей
Мышечная дистрофия -нарушения структур
Генотипический уровень профилактики
1. Поиск и применение антимутагенных защитных веществ
Антимутагены (протекторы) - соединения, нейтрализующие мутаген до его реакции с молекулой ДНК или снимающие её
Лечение наследственных болезней
1. Симптоматическое и патогенетическое- воздействие на симптомы болезни (генетический дефект сохраняется и передаётся потомству)
n диетотер
Взаимодействие генов
Наследственность - совокупность генетических механизмов, обеспечивающих сохранение и предачу структурно-функциональной организации вида в ряду поколений от предков п
Взаимодействие аллельных генов (одной аллельной пары)
· Выделяют пять типов аллельных взаимодействий:
1. Полное доминирование
2. Неполное доминирование
3. Сверхдоминирование
4. Кодоминирова
Комплементарность
Комплементарность - явление взаимодействия нескольких неаллельных доминантных генов, приводящее к возникновению нового признака, отсутствующего у обоих родителей
Полимерия
Полимерия - взаимодействие неаллельных генов, при котором развитие одного признака происходит только под действием нескольких неаллельных доминантных генов (полиген
Плейотропия (множественное действие гена)
Плейотропия - явление влияния одного гена на развитие нескольких признаков
· Причина плейотропного влияния гена в действии первичного продукта эт
Основы селекции
Селекция (лат. selektio – отбор) – наука и отрасль с.-х. производства, разрабатывающая теорию и методы создания новых и улучшения существующих сортов растений, пород животны
Одомашнивание как первый этап селекции
· Культурные растения и домашние животные произошли от диких предков; этот процесс называют одомашниванием или доместикацией
· Движущая сила доместикации – иску
Центры происхождения и многообразия культурных растений (по Н. И. Вавилову)
Название центра
Географическое положение
Родина культурных растений
Искусственный отбор (подбор родительских пар)
· Известны два вида искусственного отбора: массовый и индивидуальный
Массовый отбор –выделение, сохранение и использование для размножения организмов, обладающих
Гибридизация (скрещивание)
· Позволяет сочетать определённые наследственные признаки в одном организме, а также избавляться от нежелательных свойств
· В селекции применяют различные системы скрещивания
&n
Родственное скрещивание (инбридинг)
Инбридинг– скрещивание особей, имеющих близкую степень родства: брат – сестра, родители – потомство (у растений наиболее тесная форма инбридинга осуществляется при самоо
Неродственное скрещивание (аутбридинг)
· При скрещивании неродственных особей вредные рецессивные мутации, находящиеся в гомозиготном состоянии переходят в гетерозиготное и не оказывают негативного влияния на жизнеспособность организма
Гетерозис
Гетерозис (гибридная сила) – явление резкого увеличения жизнеспособности и продуктивности гибридов первого поколения при неродственном скрещивании (межпо
Индуцированный (искусственный) мутагенез
· Частота с спектр мутаций резко повышается при воздействии мутагенов (ионизирующих излучений, химических веществ, экстремальных условий внешней среды и т. д.)
· Примене
Межлинейная гибридизация у растений
· Заключается в скрещивании чистых (инбредных) линий, полученных в результате длительного принудительного самоопыления перекрёстноопыляющихся растений с целью получения максим
Вегетативное размножение соматических мутаций у растений
· Метод основан на выделении и отборе полезных соматических мутаций по хозяйственным признакам у лучших старых сортов (возможен только в селекции растений)
Методы селекционно-генетической работы И. В. Мичурина
1. Систематически отдалённая гибридизация
а) межвидовая: Вишня владимирская х черешня Винклера = вишня Краса севера (зимостойкость) б) межродовая
Полиплоидия
· Полиплоидия – явление кратного основному числу (n) увеличения числа хромосом в соматических клетках организма (механизм образования полиплоидов и
Клеточная инженерия
· Культивирование отдельных клеток или тканей на искусственных стерильных питательных средах, содержащих аминокислоты, гормоны, минеральные соли и другие питательные компоненты (
Хромосомная инженерия
· Метод основывается на возможности замены или добавлении новых отдельных хромосом у растений
· Возможно уменьшение или увеличение числа хромосом в любой гомологичной паре – анеуплоидия
Селекция животных
· Имеет ряд особенностей по сравнению с селекцией растений, объективно затрудняющих её проведение
1. Характерно в основном только половое размножение (отсутствие вегетати
Одомашнивание
· Началось около 10 – 5 тыс. назад в эпоху неолита (ослабило действие стабилизирующего естественного отбора, что привело к увеличению наследственной изменчивости и повышению эффективности отбора
Скрещивание (гибридизация)
· Существуют два метода скрещивания: родственное (инбридинг) и неродственное (аутбридинг)
· При подборе пары учитывают родословные каждого производителя (племенные книги, учи
Неродственно скрещивание (аутбридинг)
· Может быть внутрипородное и межпорордное, межвидовое или межродовое (систематически отдалённая гибридизация)
· Сопровождается эффектом гетерозиса гибридов F1
Проверка племенных качеств производителей по потомству
· Существуют хозяйственные признаки, проявляющиеся только у самок (яйценоскость, молочность)
· Самцы участвуют в формировани этих признаков у дочерей (необходимо проверять самцов на ц
Селекция микроорганизмов
· Микроорганизмы (прокариоты – бактерии, синезелёные водоросли; эукариоты – одноклеточные водоросли, грибы, простейшие) – широко используются в промышленности, сельском хозяйстве, медици
Этапы селекции микроорганизмов
I. Поиски природных штаммов, способных к синтезу необходимых человеку продуктов
II.Выделение чистого природного штамма (происходит в процессе многократного пересеивания п
Задачи биотехноглгии
1. Получение кормового и пищевого белка из дешового природного сырья и отходов промышленности (основа решения продовольственной проблемы)
2. Получение достаточного количесства
Продукция микробиологического синтеза
q Кормовой и пищевой белок
q Ферменты (широко применяются в пищевой, спиртовой, пивоваренной, винодельческой, мясной, рыбной, кожевенной, текстильной и др. пр
Этапы технологического процесса микробиологического синтеза
I этап – получение чистой культуры микроорганизмов, содержащей лишь организмы одного вида или штамма
· Каждый вид хранится в отдельной пробирке и поступает на производство и
Генная (генетическая) инженерия
Генная инженерия – это область молекулярной биологии и биотехнологии, занимающаяся созданием и клонированием новых генетических структур (рекомбинантных ДНК) и организмов с заданными н
Стадии получение рекомбинантных (гибридных) молекул ДНК
1. Получение исходного генетического материала – гена, кодирующего интересующий белок(признак)
· Необходимый ген может быть получен двумя способами: искусственный синтез или выд
Достижения генной инженерии
· Введение генов эукариот в бактерии используется для микробиологического синтеза биологически активных веществ, которые в природе синтезируются только клетками высших организмов
· Синтез
Проблемы и перспективы генной инженерии
· Изучение молекулярных основ наследственных заболеваний и разработка новых методов их лечения, изыскание методов исправления повреждений отдельных генов
· Повышение сопротивляемости орга
Хромосомная инженерия у растений
· Заключается в возможности биотехнологической замены отдельных хромосом в гаметах растений или добавления новых
· В клетках каждого диплоидного организма имеются пары гомологичных хромосо
Метод культуры клеток и тканей
· Метод представляет собой выращивание отдельных клеток, кусочков тканей или органов вне организма в искусственных условиях на строго стерильных питательных средах с постоянными физико-химическими
Клониальное микроразмножение растений
· Культивирование клеток растений относительно несложно, среды просты и дёшевы, а культура клеток неприхотлива
· Метод культуры клеток растений состоит в том, что отдельная клетка или т
Гибридизация соматических клеток (соматическая гибридизация) у растений
· Протопласты растительных клеток без жёстких клеточных стенок могут сливаться друг с другом, образуя гибридную клетку, обладающую признаками обоих родителей
· Даёт возможность получать
Клеточная инженерия у животных
Метод гормональной суперовуляции и трансплантации эмбрионов
· Выделение от лучших коров десятков яйцеклеток в год способом гормональной индуктивной полиовуляции (вызывается
Гибридизация соматических клеток у животных
· Соматические клетки содержат весь объём генетической информации
· Соматические клетки для культивирования и последующей гибридизации у человека получают из кожи, ко
Получение моноклониальных антител
· В ответ на введение антигена (бактерии, вирусы, эритроциты и др.) органимизм продуцирует с помощью В – лимфоцитов специфические антитела, которые представляют собой белки, называемые имм
Экологическая биотехнология
· Очистка воды путё создания очистных сооружений, работающих с использованием биологических методов
q Окисление сточных вод на биологических фильтрах
q Утилизация органических и
Биоэнергетика
Биоэнергетика – направление биотехнологии, связанное с получением энергии из биомассы при помощи микроорганизмов
· Одним из эффективных методов получения энергии из биом
Биоконверсия
Биоконверсия – это превращение веществ, образовавшихся в результате обмена веществ, в структурно родственные соединения под действием микроорганизмов
· Целью биоконверсии я
Инженерная энзимология
Инженерная энзимология – область биотехнологии, использующая ферменты в производстве заданных веществ
· Центральным методом инженерной энзимологии является иммобилиза
Биогеотехнология
Биогеотехнология – использование геохимической деятельности микроорганизмов в горнодобывающей промышленности (рудной, нефтяной, угольной)
· С помощью микроо
Границы биосферы
· Определяются комплексом факторов; к общим условиям существования живых организмов относятся:
1. наличие жидкой воды
2. наличие ряда биогенных элементов (макро- и микроэлемент
Свойства живого вещества
1. Содержат огромный запас энергии, способной производить работу
2. Скорость протекания химических реакции в живом веществе в миллионы раз быстрее обычных благодаря участию ферментов
Функции живого вещества
· Выполнятся живой материей в процессе осуществления жизнедеятельности и биохимических превращений веществ в реакциях метаболизма
1. Энергетическая – трансформация и усвоение живым
Биомасса суши
· Континентальная часть биосферы – суша занимает 29% (148 млн км2)
· Неоднородность суши выражается наличием широтной зональности и высотной зональностью
Биомасса почвы
· Почва – смесь разложившихся органических и выветренных минеральных веществ; минеральный состав почвы включает кремнезём (до 50%) , глинозём (до 25%) , оксид железа, магния, калия, фосфора
Биомасса Мирового океана
· Площадь Мирового океана (гидросфера Земли) занимает 72,2% всей поверхности Земли
· Вода обладает особыми свойствами, важными для жизни организмов – высокую теплоёмкость и теплопроводн
Биологический (биотический, биогенный, биогеохимический цикл) круговорот веществ
Биотический круговорот веществ – непрерывное, планетарное, относительно циклическое, неравномерное во времени и пространстве закономерное распределение веществ
Биогеохимические циклы отдельных химических элементов
· Биогенные элементы циркулируют в биосфере, т. е. совершают замкнутые биогеохимичесик циклы, которые функционируют под действием биологических (жизнедеятельность) и геологичес
Круговорот азота
· Источник N2 – молекулярный, газообразный, атмосферный азот (не усваивается большинством живых организмов, т. к. химически инертен; растения способны усваивать лишь связанный с ки
Круговорот углерода
· Главный источник углерода – углекислый газ атмосферы и воды
· Круговорот углерода осуществляется благодаря процессам фотосинтеза и клеточного дыхания
· Круговорот начинается с ф
Круговорот воды
· Осуществляется за счёт солнечной энергии
· Регулируется со стороны живых организмов:
1. поглощение и испарение растениями
2. фотолиз в процессе фотосинтеза (разложени
Круговорот серы
· Сера- биогенный элемент живой материи; содержится в белках в составе аминокислот (до 2,5%) , входит в состав витаминов, гликозидов, коферментов, имеется в растительных эфирных маслах
Поток энергии в биосфере
· Источник энергии в биосфере – непрерывное электромагнитное излучение солнца и радиоактивная энергия
q 42% солнечной энергии отражается от облаков, атмосферой пыли и поверхности Земли в
Возникновение и эволюция биосферы
· Живая материя, а вместе с ней и биосфера появилась на Земле вследствие возникновения жизни в процессе химической эволюции около 3,5 млрд лет назад, приведшей к образованию органических веществ
Ноосфера
Ноосфера (букв. сфера разума) – высшая стадия развития биосферы, связанная с возникновением и и становлением в ней цивилизованного человечества, когда его разум
Признаки современной ноосферы
1. Возрастающее количество извлекаемых материалов литосферы – рост разработок месторождений полезных ископаемых (сейчас оно превышает 100млрд тонн в год)
2. Массовое потр
Влияние человека на биосферу
· Современное состояние ноосферы характеризуется всё возрастающей перспективой экологического кризиса, многие аспекты которой уже проявляются в полной мере, создавая реальную угрозу сущест
Производство энергии
q Строительство ГЭС и создание водохранилищ вызывает затопление больших территорий и переселение людей, поднятие уровня грунтовых вод, эрозию и заболачивание почвы, оползни, потерю пахотных зем
Производство пищи. Истощение и загрязнение почвы, сокращение площади плодородных почв
q Пахотные земли занимают 10% поверхности Земли (1,2 млрд. га)
q Причина – чрезмерная эксплуатация, несовершенство с\х производства: водная и ветровая эрозия и образование оврагов, в
Сокращение природного биологического разнообразия
q Хозяйственная деятельность человека в природе сопровождается изменением численности видов животных и растений, вымиранию целых таксонов, снижению разнообразия живого
q В настоящее врем
Кислотные осадки
q Увеличение кислотности дождей, снега, туманов вследствие выброса в атмосферу окислов серы и азота от горения топлива
q Кислые осадки снижают урожай, губят естественную растительность
Пути решения экологических проблем
· Человек в дальнейшем будет эксплуатировать ресурсы биосферы во всё более возрастающих масштабах, поскольку эта эксплуатация – непременное и главное условие самого существования ч
Рациональное потребление и управление природными ресурсами
q Максимально полное и комплексное извлечение из месторождений всех полезных ископаемых (из-за несовершенства технологии добычи из месторождений нефти извлекается лишь 30-50% запасов
q Рек
Экологическая стратегия развития сельского хозяйства
q Стратегическое направление - повышение урожайности для обеспечения продовольствием растущего населения без увеличения посевных площадей
q Повышение урожайности с\х культур без негативны
Свойства живой материи
1. Единство элементарного химического состава (98% приходится на углерод, водород, кислород и азот)
2. Единство биохимического состава – все живые органи
Гипотезы происхождения жизни на Земле
· Существую две альтернативные концепции о возможности происхождения жизни на Земле:
q абиогенез – возникновение живых организмов из веществ неорганической природы
Стадии развития Земли (химические предпосылки возникновения жизни)
1. Звездная стадия истории Земли
q Геологическая история Земли началась более 6 морд. лет назад, когда Земля представляла собой раскалённый свыше 1000
Возникновение процесса самовоспроизведения молекул (биогенного матричного синтеза биополимеров)
1. Произошло вследствие взаимодействия коацерватов с нуклеиновыми кислотами
2. Все необходимые компоненты процесса биогенного матричного синтеза:
- ферменты - белки
- пр
Предпосылки возникновения эволюционной теории Ч. Дарвина
Социально-экономические предпосылки
1. В первой половине XIX в. Англия стала одной из самых развитых в хозяйственном отношении стран мира с высоким уровне
· Изложены в книге Ч. Дарвина « О происхождение видов путём естественного отбора или сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь » , которая вышла
Изменчивость
Обоснование изменяемости видов
· Для обоснования положения об изменчивости живых существ Ч. Дарвин воспользовался распространёнными
Коррелятивная (соотносительная) изменчивость
· Изменение структуры или функции одной части организма обуславливает согласованное изменение другой или других, поскольку организм - целостная система, отдельные части которой тесно связаны межд
Основные положения эволюционного учения Ч. Дарвина
1. Все виды живых существ, населяющих Землю, никогда и никем не были созданы, а возникли естественным путём
2. Возникнув естественным путём, виды медленно и постепенно
Развитие представлений о виде
· Аристотель- пользовался понятием вида при описании животных, которое не имело научного содержания и использовалось как логическое понятие
· Д. Рэй
Критерии вида (признаки идентификации видовой принадлежности)
· Значение критериев вида в науке и практике – определение видовой принадлежности особей (видовая идентификация)
I. Морфологический – сходство морфологических наследс
Виды популяций
1. Панмиктические - состоят из особей, размножающихся половым путём, перекрёстно оплодотворяющихся.
2. Клониальные- из особей, размножающихся только бе
Мутационный процесс
· Спонтанные изменения наследственного материала половых клеток в виде генных, хромосомных и геномных мутаций происходят постоянно на протяжении всего периода существования жизни под действием мут
Изоляция
Изоляция - прекращение потока генов из популяции в популяцию (ограничение обмена генетической информацией между популяциями)
· Значение изоляции как фа
Первичная изоляция
· Не связана прямо с действием естественного отбора, является следствием внешних факторов
· Приводит к резкому снижению или прекращению миграции особей из других попул
Экологическая изоляция
· Возникает на основе экологических отличий существования разных популяций (разные популяции занимают различные экологические ниши)
v Например, форели озера Севан р
Вторичная изоляция (биологическая, репродуктивная)
· Имеет решающее значение в формировании репродуктивной изоляции
· Возникает вследствие внутривидовых различий организмов
· Возникла в результате эволюции
· Имеет два изо
Миграции
Миграции - перемещение особей (семян, пыльцы, спор) и свойственных им аллелей между популяциями, ведущее к изменению частот аллелей и генотипов в их генофондах
· Общее с
Популяционные волны
Популяционные волны (« волны жизни ») - периодические и непериодические резкие колебания численности особей популяции под действием естественных причин (С. С.
Значение популяционных волн
1. Приводит к ненаправленному и резкому изменению частот аллелей и генотипов в генофонде популяций (случайное выживание особей в период зимовки может увеличить концентрацию данной мутации в 1000 р
Дрейф генов (генетико-автоматические процессы)
Дрейф генов (генетико-автоматические процессы) - случайное ненаправленное, не обусловленное действием естественного отбора, изменение частот аллелей и генотипов в м
Результат дрейфа генов (для малых популяций)
1. Обуславливает утрату (р =0) или фиксацию (р=1) аллелей в гомозоготном состоянии у всех членов популяции вне связи с их адаптивной ценностью - гомозиготизация особей
Естественный отбор - направляющий фактор эволюции
Естественный отбор – процесс преимущественного (селективного, выборочного) выживания и размножения наиболее приспособленных особей и не выживания или не размножения
Борьба за существование Формы естественного отбора
Движущий отбор (Описан Ч. Дарвином, современное учение развито Д. Симпсоном, англ.)
Движущий отбор - отбор в
Стабилизирующий отбор
· Теорию стабилизирующего отбора разработал русский акад. И. И. Шмаьгаузен (1946)
Стабилизирующиё отбор - отбор, действующий в стабильных
Другие формы естественного отбора
Индивидуальный отбор -избирательное выживание и размножение отдельных особей, обладающих преимуществом в борьбе за существование и элиминация других
Основные особенности естественного и искусственного отбора
Естественный отбор
Искусственный отбор
1. Возник с возникновением жизни на Земле (около 3млрд лет назад)
1. Возник в не
Общие признаки естественного и искусственного отбора
1. Исходный (элементарный) материал - индивидуальные признаки организма (наследственные изменения - мутации)
2. Осуществляются по фенотипу
3. Элементарная структура - популяци
Борьба за существование - важнейший фактор эволюции
Борьба за существование - комплекс взаимоотношений организма с абиотическими (физические условия жизни) и биотическими (отношения с другими живыми организмами) фак
Интенсивность размножения
v Одна особь аскариды производит в сутки 200 тыс. яиц; серая крыса даёт 5 помётов в год по 8 крысят, которые становятся половозрелыми в трёхмесячном возрасте; потомство одной дафнии за лето дост
Межвидовая борьба за существование
· Происходит между особями популяций разных видов
· Менее острая, чем внутривидовая, но её напряжённость увеличивается, если разные виды занимают сходные экологические ниши и обладают с
Основные открытия в области биологии после создания СТЭ
1. Открытие иерархических структур ДНК и белка, в том числе вторичной структуры ДНК - двойной спирали и её нуклеопротеидной природы
2. Расшифровка генетического кода (его триплетнос
Признаки органов эндокринной системы
1. Обладают относительно небольшими размерами (доли или несколько грамм)
2. Анатомически не связаны между собой
3. Синтезируют гормоны
4. Имеют обильную сеть кровеносны
Характеристика (признаки) гормонов
1. Образуются в железах внутренней секреции (нейрогормоны могут синтезироваться в нейросекреторных клетках)
2. Высокая биологическая активность – способность быстро и сильно изменять инт
Химическая природа гормонов
1. Пептиды и простые белки (инсулин, соматотропин, тропные гормоны аденогипофиза, кальцитонин, глюкагон, вазопрессин, окситоцин, гормоны гипоталамуса)
2. Сложные белки – тиреотропин, лют
Гормоны средней (промежуточной) доли
Меланотропный гормон(меланотропин) – обмен пигментов (меланина) в покровных тканях
Гормоны задней доли (нейрогипофиза) – окситрцин, вазопрессин
Гормоны щитовидной железы (тироксин, трийодтиронин)
В состав гормонов щитовидной железы непременно входит йод и амнокислота тирозин (ежедневно в составе гормонов выделяется 0,3 мг. йода, следовательно человек должен ежедневно с пищей и водой получа
Гипофункция щитовидной железы (гипотериоз)
Причиной гипотерозов является хронический дефицит йода в пище и воде
Недостаток секреции гормонов компенсируется за счёт разрастания ткани железы и значительное увеличение её объёма
Гормоны коркового слоя (минералкортикоиды, глюкокортикоиды, половые гормоны)
Корковый слой образован из эпителиальной ткани и состоит из трёх зон: клубочковой, пучковой и сетчатой, имеющих разную морфологию и функции. Гормоны относится к стероидам – кортикостероиды
Гормоны мозгового слоя надпочечников (адреналин, норадреналин)
- Мозговой слой состоит из особых хромаффинных клеток, окрашивающихся в жёлтый цвет, (эти же клетки расположены в аорте, месте разветвления сонной артерии и в симпатических узлах; все они составл
Гормоны поджелудочной железы (инсулин, глюкагон, соматостатин)
Инсулин (секретируется бета-клетками(инсулоцитами), является простейшим белком)
Функции:
1. Регуляция углеводного обмена (единственный сахаропониж
Тестостерон
Функции: 1. Развитие вторичных половых признаков (пропорции тела, мускулатура, рост бороды, волос на теле, психические особенности мужчины и др.)
2. Рост и развитие органов размножения
Яичники
1. Парные органы (размеры около 4 см. , масса 6-8 гр.), расположенные в малом тазу, по обеим сторонам матки
2. Состоят из большого числа (300 -400 тыс.) т. н. фолликулов – структу
Эстрадиол
Функции: 1. Развитие женских половых органов: яйцеводов, матки, влагалища, молочных желёз
2.Формирование вторичных половых признаков женского пола (телосложение, фигура, отложение жира, в
Железы внутренней секреции (эндокринная система) и их гормоны
Эндокринные железы
Гормоны
Функции
Гипофиз:
- передняя доля: аденогипофиз
- средняя доля
- задня
Рефлекс. Рефлекторная дуга
Рефлекс – ответная реакция организма на раздражение (изменение) внешней и внутренней среды, осуществляющуюся с участием нервной системы (основная форма деятельнос
Механизм обратной связи
· Рефлекторная дуга не заканчивается ответной реакцие организма на раздражение (работой эффектора). Все ткани и органы имеют собственные рецепторы и афферентные нервные пути, подходящие к чувствите
Спинной мозг
1. Наиболее древний отдел ЦНС позвоночных (впервые появляется у головохордовых – ланцетника)
2. В процессе эмбриогенеза развивается из нервной трубки
3. Располагается в костном
Скелетно-моторные рефлексы
1. Коленный рефлекс (центр локализуется в поясничном сегменте); рудиментарный рефлекс от животных предков
2. Ахиллов рефлекс (в поясничном сегменте)
3. Подошвенный рефлекс (с
Проводниковая функция
· Спинной мозг имеет двустороннюю связь с головным мозгом (стволовой частью и корой полушарий); через спинной мозг головной мозг связан с рецепторами и исполнительными органами тела
· Св
Головной мозг
· Головной и спинной мозг развиваются у эмбриона из наружного зародышевого листка - эктодермы
· Располагается в полости мозгового черепа
· Покрыт (как и спинной мозг) тремя обол
Продолговатый мозг
2. В процессе эмбриогенеза развивается из пятого мозгового пузыря нервной трубки зародыша
3. Является продолжением спинного мозга (нижней границей между ними является место выхода корешко
Рефлекторная функция
1. Защитные рефлексы: кашель, чихание, мигание, рвота, слёзоотделение
2. Пищевые рефлексы: сосание, глотание, сокоотделение пищеварительных желёз, моторика и перистальтика
Средний мозг
1. В процессе эмбриогенеза из третьего мозгового пузыря нервной трубки зародыша
2. Покрыт белым веществом, серое вещество – внутри в виде ядер
3. Имеет следующие структурные компо
Функции среднего мозга (рефлекторная и проводниковая)
I. Рефлекторная функция(все рефлексы врождённые, безусловные)
1. Регуляция мышечного тонуса при движении, ходьбе, стоянии
2. Ориентировочный рефлекс
Таламус (зрительные бугры)
· Представляет собой парные скопления серого вещества (40 пар ядер), покрытые слоем белого вещества, внутри – III желудочек и ретикулярная формация
· Все ядра таламуса афферентные, чувств
Функции гипоталамуса
1. Высший центр нервной регуляции сердечно-сосудистой системы, проницаемость кровеносных сосудов
2. Центр терморегуляции
3. Регуляция водно-солевого баланса орган
Функции мозжечка
· Мозжечёк соединён со всеми отделами ЦНС; рецепторами кожи, проприорецептрами вестибулярного и двигательного аппарата, подкоркой и корой больших полушарий
· Функции мозжечка исследуют пут
Конечный мозг (большой мозг, большие полушария переднего мозга)
1. В процессе эмбриогенеза развивается из первого мозгового пузыря нервной трубки зародыша
2. Состоит из двух полушарий (правого и левого), разделённых глубокой продольной щелью и соединён
Кора больших полушарий (плащ)
1. У млекопитающих и человека поверхность коры складчатая, покрытая извилинами и бороздами, обеспечивающими увеличение площади поверхности (у человека составляет около 2200 см2
Функции коры больших полушарий
Методы изучения:
1. Электрическое раздражение отдельных участков (метод «вживления» электродов в зоны мозга)
3. 2. Удаление (экстирпация) отдельных участк
Сенсорные зоны(области) коры больших полушарий
· Представляют из себя центральные (корковые) отделы анализаторов, к ним подходят чувствительные (афферентные) импульсы от соответствующих рецепторов
· Занимают небольшую часть кор
Функции ассоциативных зон
1. Связь между различными зонами коры (сенсорными и моторными)
2. Объединение (интеграция) всей чувствительной информации, поступающей в кору с памятью и эмоциями
3. Решающее з
Особенности вегетативной нервной системы
1. Разделяется на два отдела: симпатический и парасимпатический (каждый из них имеет центральную и переферическую части)
2. Не имеет собственных афферентных (
Особенности отделов вегетативной нервной системы
Симпатический отдел
Парасимпатический отдел
1. Центральные ганглии расположены в боковых рогах грудных и поясничных сегментов спинн
Функции вегетативной нервной системы
· Большинство органов тела иннервирует как симпатическая, так и парасимпатическая системы (двойная иннервация)
· Оба отдела оказывают на органы три рода действий – сосудодвигательное,
Влияние симпатического и парасимпатического отдела вегетативной нервной системы
Симпатический отдел
Парасимпатический отдел
1. Учащает ритм, увеличивает силу сердечных сокращений
2. Расширяет коронарные сосуды се
Высшая нервная деятельность человека
Психические механизмы отражения: Психические механизмы проектирования будущего
- ощуще
Особенности (признаки) безусловных и условных рефлексов
Безусловные рефлексы
Условные рефлексы
1. Врожденные видовые реакции организма (передаются по наследству) – генетически детерм
Методика выработки (образования) условных рефлексов
· Разработана И. П. Павловым на собаках при изучении слюноотделения при действии световых или звуковых раздражений, запахов, прикосновений и т. д. (проток слюнной железы выводился наружу через разр
Условия выработки условных рефлексов
1. Индифферентный раздражитель должен предшествовать безусловному (опережающее действие)
2. Средняя сила индифферентного раздражителя (при малой и большой силе рефлекс может не образовать
Значение условных рефлексов
1. Лежат в основе обучения, получения физических и психических навыков
2. Тонкое приспособление вегетативных, соматических и психических реакций к условиям с
Индукционное (внешнее) торможение
o Развивается при действии постороннего, неожиданного, сильного раздражителя из внешней или внутренней среды
v Сильный голод, переполненный мочевой пузырь, боль или половое возбуждение тор
Угасательное условное торможение
· Развивается при систематическом неподкреплении условного раздражителя безусловным
v Если условный раздражитель повторять через короткие промежутки времени без подкреплениея его бе
Взаимоотношене возбуждения и торможения в коре больших полушарий
Иррадиация - распространение процессов возбуждения или торможения из очага их возникновения на другие области коры
· Примером иррадиации процесса возбуж
Причины возникновения сна
· Существуют несколько гипотез и теорий причин возникновения сна:
Химическая гипотеза – причиной сна является отравления клеток мозга токсичными продуктами жизнедеятельности, образ
Быстрый (парадоксальный) сон
· Наступает после периода медленного сна и продолжается 10 -15 мин; затем опять сменяется медленным сном; повторяется в течение ночи 4-5 раз
· Характеризуется быстрыми
Особенности высшей нервной деятельности человека
(отличия от ВНД животных)
· Каналы получения информации о факторах внешней и внутренней среды называются сигнальными системами
· Выделяют первую и вторую сигнальные систем
Особенности высшей нервная деятельность человека и животных
Животное
Человек
1. Получение информации о факторах среды только с помощью первой сигнальной системы (анализаторов)
2. Конкретное
Память, как компонент высшей нервной деятельности
Память – совокупность психических прцессов, обеспечивающих сохранение, закрепление и воспроизведение предыдущего индивидуального опыта
v Основные прцессы памяти
Анализаторы
· Всю информацию о внешней и внутренней среде организма, необходимую для взаимодействие с ней человек получает с помощью органов чувств (сенсорных систем, анализаторов)
v Понятие об анали
Строение и функции анализаторов
· Каждый анализатор состоит из трёх анатомически и функционально связанных отделов: переферического, проводникового и центрального
· Повреждение одной из частей анализатора
Значение анализаторов
1. Информация организму о состоянии и изменении внешней и внутренней среды
2. Возникновение ощущений и формирование на их основе понятий и представлений об окружающем мире,т. е.
Сосудистая оболочка (средняя)
· Находится под склерой, богата кровеносными сосудами, состоит из трёх частей: переднюю – радужку, среднюю – ресничное тело и заднюю – собственно сосудистую
Особенности фоторецепторных клеток сетчатки
Палочки
Колбочки
1. Количество 130 млн.
2. Зрительный пигмент– родопсин(зрительный пурпур)
3. Максимальное количество на п
Хрусталик
· Расположен позади зрачка, имеет форму двояковыпуклой линзы диаметром около 9 мм, абсолютно прозрачен и эластичен. Покрыт прозрачной капсулой, к которой прикрепляются цинновы связки ресничного тел
Функционирование глаза
· Зрительная рецепция начинается с фотохимических реакций, начинающихся в палочках и колбочках сетчатки и заключающихся в распаде зрительных пигментов под действием квантов света. Именно это
Гигиена зрения
1. Профилактика травм (защитные очки на производстве с травмирующими объектами – пыль, химические вещества, стружки, осколки и т.д.)
2. Защита глаз от слишком яркого света – солнце, эле
Наружное ухо
· Представлении ушной раковиной и наружным слуховым проходом
· Ушная раковина – свободно выступающая на поверхности головы
Среднее ухо (барабанная полость)
· Лежит внутри пирамиды височной кости
· Заполнено воздухом и сообщается с носоглоткой через трубку, длиной 3,5 см. и диаметром 2 мм – евстахиеву трубу
Функция евстахиев
Внутреннее ухо
· Расплагается в пирамиде височной кости
· Включает костный лабиринт, представляющий собой сложно устроенные каналы
· Внутри костног
Восприятие звуковых колебаний
· Ушная раковина улавливает звуки и направляет их в наружный слуховой проход. Звуковые волны вызывают колебания барабанной перепонки, которые от неё предаются по системе рычагов слуховых косточек (
Гигиена слуха
1. Профилактика травм органов слуха
2. Защита органов слуха от чрезмерной силы или продолжительности звуковых раздражений – т. н. «шумового загрязнения», особенно в условиях шумного произв
Биосферный
1. Представлен клеточными органоидами
2. Биологические мезосистемы
3. Возможны мутации
4. Гистологический метод исследования
5. Начало метаболизма
6. Об
« Строение эукариотической клетки »
9. Органоид клетки, содержащие ДНК
10. Имеет поры
11. Выполняет в клетке компартаментальную функцию
12. Функ
Клеточный центр
Проверочный тематический цифровой диктант по теме « Метаболизм клетки »
1. Осуществляется в цитоплазме клетки
2. Требует специфических фермен
Тематический цифровой программированный диктант
по теме « Энергетический обмен »
1. Осуществляются реакции гидролиза
2. Конечные продукты – СО2 и Н2 О
3. Конечный продукт – ПВК
4. НАД восстана
Кислородный этап
Тематический цифровой программированный диктант по теме « Фотосинтез »
1. Осуществляется фотолиз воды
2. Происходит восстановление
« Метаболизм клетки:Энергетический обмен. Фотосинтез. Биосинтез белка»
1. Осуществляется у автотрофов 52. Осуществляется транскрипция
2. Связан с функционировани
Основные признаки царств эукариот
Царство Растений
Царство Животных
1. Имеют три подцарства:
– низшие растения (настоящие водоросли)
– красные водоросли
Особенности видов искусственного отбора в селекции
Массовый отбор
Индивидуальный отбор
1. К размножению допускаются множество особей с наиболее выраженными хозя
Общие признаки массового и индивидуального отбора
1. Осуществляется человеком при искусственном отборе
2. К дальнейшему размножению допускаются толко особи с наиболее выраженным желаемым признаком
3. Может быть многократным
Что происходит, когда два одинаковых вида, которые потребляют одни и те же ресурсы, занимают одно и то же пространство? В этом случае можно наблюдать что-то наподобие экологической битвы. Межвидовая борьба неизбежно возникает при увеличении плотности похожих популяций в одном определенном месте обитания.
Взаимодействия в экосистеме
В экологии сообщество является биотическим компонентом экосистемы. Различные виды могут жить в одной и той же области и взаимодействовать друг с другом. Существует три основных типа взаимодействия сообщества:
Борьба за существование
Данная концепция касается конкуренции или битвы за ресурсы, необходимые для жизни. Она может относиться к человеческому обществу или к живой природе. Концепция эта древняя, и термин "борьба за существование" использовался в конце 18-го века.
Чарльз Дарвин использовал это выражение в более широком смысле и выбрал этот термин как заголовок третьей главы в своей работе «О происхождении видов», опубликованной в 1859 году. Идея борьбы за существование использовалась в нескольких дисциплинах. Она стал популярной в середине 19 века благодаря работам Мальтуса, Дарвина, Уоллеса и других. Самое популярное использование данного понятия - это объяснение теории естественного отбора.
Историческое развитие
Концепция борьбы за существование восходит к древности: Гераклит из Эфеса писал о том, что борьба является отцом всего, и Аристотель в «Истории животных» заметил, что "существует вражда между животными, которые обитают в тех же местах или где существуют та же пища. Если средства к существованию сократятся, особи подобного рода будут сражаться за них". Рост населения также может быть причиной межвидовой борьбы. Что будет, если вылупить каждое яйцо, выращенное курицами за 30 лет? Наверняка было бы достаточное количество птиц, чтобы покрыть всю поверхность Земли. Поэтому необходимо и правильно, чтобы животные охотились друг на друга.
Баланс воюющей природы
Естественное богословие продолжило более раннюю тему гармоничного баланса между растениями и животными. В конце 18-го века натуралисты видели борьбу за существование как часть упорядоченного баланса природы, но они все чаще признавали ярость борьбы, а летопись окаменелостей время от времени сотрясала идеи постоянной гармонии. Карл Линней видел общий доброжелательный баланс, но также показывал, что планета быстро заполнилась бы одним видом, если бы он воспроизводился беспрепятственно.
Межвидовая конкуренция
Лев и гиена являются двумя разными видами, имеющими одну и ту же экологическую нишу и, таким образом, конкурируют друг с другом.
Межвидовая борьба в области экологии представляет собой форму конкуренции, в которой индивидуумы разных видов сражаются за одни и те же ресурсы в экосистеме (например, в пищевой или жилой зоне).
Леопарды и львы также могут находиться в состоянии межвидовой конкуренции, так как оба вида питаются одной и той же добычей и могут отрицательно влиять на присутствие другого. Примеры межвидовой борьбы не ограничиваются одним только животным миром. Если одни деревья в густом лесу растут выше, чем другие, они способны поглощать больше солнечного света. Тем не менее, этот ресурс, хоть и в меньшем количестве, доступен для более низких собратьев.
Конкуренция является лишь одним из многих взаимодействующих биотических и абиотических факторов, влияющих на структуру сообщества. Более того, это прямое взаимодействие. Межвидовая конкуренция имеет потенциал для изменения популяций, сообществ и эволюции взаимодействующих видов. На уровне отдельных организмов и целых популяций эта борьба может привести к самым разным результатам, в том числе изгнание проигравшего вида, частичное или полное его истребление или дифференциация земельных владений.
Типы межвидовой конкуренции
Какая бывает межвидовая борьба? Виды, описанные здесь, могут также применяться к внутривидовой конкуренции, кроме того, любой конкретный пример межвидовой конкуренции может быть описан как с точки зрения механизма, так и результата.
По своему механизму выделяют следующие типы борьбы:
Отношения между видами сложные, так как все они взаимосвязаны в природных сообществах. Межвидовая борьба оказывает большое влияние на их состав и структуру. Разделение нитей видов, локальное вымирание и конкурентное исключение - это лишь некоторые из возможных последствий.
Особи разных видов часто нуждаются в сходных условиях существования, даже несмотря на существенные отличия организации. В результате между ними возникает соперничество. Что такое межвидовая борьба, примеры этого явления и его значение для эволюционных процессов, мы рассмотрим в нашей статье.
Движущие силы эволюции
За весь период взглядов существовало много мнений о этого процесса. На данный момент основными являются три. Это наследственная изменчивость, на основе которой полезные признаки закрепляются в генотипе, борьба за существование и ее следствие - естественный отбор. Суть этих процессов проста. В природе особи борются за лучшие условия существования, в результате чего выживают самые приспособленные из них. Их полезные признаки и их изменения закрепляются в генетическом аппарате и передаются по наследству.
за существование
Борьба за существования может происходить между особями одного вида. К примеру, в брачный период олени соревнуются в громкости гона, привлекая как можно большее количество самок.
За существование, примеры которой мы рассмотрим, возникает в случае, когда пересекаются ареалы распространения или трофические потребности. Так, ласточки и скворцы предпочитают в пищу одинаковые виды насекомых. В результате возникает трофическая конкуренция.
Существует еще один вид борьбы - с неблагоприятными условиями. Его результатом является появление у организмов различных адаптационных приспособлений. Так, растения засушливых территорий имеют длинный корень и редуцированные листья, как у перекати-поля. Первоцветы переживают жаркий период благодаря подземному видоизменению побега - луковице.
Межвидовая борьба: примеры из царства животных
В результате конкуренции такого типа часто возникают определенные взаимоотношения между особями разных систематических групп. Так, основа взаимоотношений хищника и жертвы - межвидовая борьба за существование. Примеры ее особенно распространены среди представителей животных. Она ярко выражена, если на один объект претендует несколько видов.
Так, заяц в лесу - желанная жертва волка, ястреба, лисы, куницы и совы. Чаще всего открытой борьбы между хищниками не возникает. Она происходит косвенно. В ее результате победу одержит "охотник", который обладает наиболее прогрессивными чертами строения для эффективного нападения. Это быстрый бег или полет, острые и мощные зубы и когти.
Межвидовая борьба, примеры которой были приведены, с одной стороны, приводит к гибели слабых особей. А с другой - неминуемо влечет за собой прогресс. Жертва совершенствует методы укрытия, а хищник - нападения.
Межвидовая борьба: примеры из царства растений
Растения разных видов также конкурируют между собой, причем острее, чем животные. Это объясняется тем, что всем автотрофам для выживания необходимы одинаковые условия. К ним относятся наличие солнечного света, влага, плодородная почва. В этом случае и начинается межвидовая борьба.
Примеры таких взаимоотношений - яркая окраска венчиков, интенсивность аромата, вкус нектара цветков разных видов. Именно эти признаки привлекают насекомых. У тех видов растений, которые уступают остальным, не произойдет процесс опыления, не сформируются плоды и семена. Это неминуемо приведет к исчезновению вида.
Наличие колючек у боярышника, барбариса и шиповника - также результат межвидовой борьбы. Долгое время яркие и вкусные плоды этих растений поедались животными. В ходе эволюции выжили те экземпляры, небольшие шероховатости на побегах которых превратились в ярко выраженные шипы.
Борьба за территорию
За территорию произрастания также ведется межвидовая борьба. Примеры ее наиболее выражены в искусственных экосистемах. Без вмешательства человека культурные растения быстро замещаются сорными. Это происходит, поскольку первые развиваются при условии систематического ухода: полива, рыхления почвы и т. п. А сорняки имеют ряд приспособлений, позволяющий им активно расти в самых неблагоприятных условиях.
К примеру, всем известный пырей имеет корневища. Это подземное видоизменение побега состоит из удлиненных междоузлий с пучками придаточных корней. Избавляясь от листьев, которые отличаются особой жесткостью, само растение остается невредимым и снова пускает побеги.
Следствием за существование является естественный отбор. В результате жизнеспособными остаются только сильнейшие. Борьба среди особей разных систематических групп приводит к усилению внутривидовой конкуренции. Все это неминуемо влечет прогрессивные эволюционные изменения.
На Земле насчитывается около 400 тысяч видов растений, все они совершенно разные, они растут на разных континентах и отличаются способностью выживать в самых сложных условиях. Так, одни растения способны жить в вечной мерзлоте, другие – в пустынях, третьи – в болотистой местности. Как это возможно? Налицо тот факт, что представители растительного мира с неблагоприятными условиями борются. Иными словами, они приспосабливаются к разным факторам, видоизменяются и выживают. "Популярно о здоровье" расскажет, как происходит этот процесс.
Современные растения – пример успешной борьба со средой
Растения, как и люди, прошли многочисленные этапы эволюции. Древние раскопки свидетельствуют о том, что раньше многие травы и деревья выглядели иначе, потому что они находились в иных условиях внешней среды. Нынешние представители растительного мира - яркий пример успешной борьба с условиями среды. А она, в большинстве случаев, неблагоприятна. Интересно, что внешний вид растений в большинстве своём имеет прямую зависимость от того, какие в данной среде условия для существования.
Общие признаки деревьев, растущих в регионах, где постоянно держится низкая температура, таковы, что они имеют неглубокую, но разветвлённую корневую систему. Там, где постоянно дуют сильные ветры, стволы деревьев как бы наклонены, пригнуты к земле. В пустынях растения в среде, где чрезвычайно сухо, а потому они имеют преимущественно крупные мясистые плотные листья с характерной опушкой или колючками. Все эти примеры говорят о том, что представители растительного мира обрели те формы, которые им необходимы для выживания в тех или иных условиях. Все деревья, кусты, травы, встречающиеся повсеместно, - живой пример того, что им удалось победить условия среды в борьбе за свое существование.
О борьбе растений с негативными факторами внешней среды
Давайте рассмотрим подробно примеры того, какие формы приобретают те или иные части растений, чтобы вид смог выжить.
Корневая система
Мы уже обсуждали пример произрастания растений в условиях вечной мерзлоты. Их корни неспроста имеют поверхностное расположение. Там, где грунт промерзает слишком глубоко зимой, а летом прогревается не более чем на 50 сантиметров, корневая система просто не может развиться сильнее. Поверхностное расположение корней позволяет растениям получать необходимую влагу, сосредоточенную именно в поверхностном слое земли. А ещё в местности с таким климатом обычно бывают сильные порывы ветра. Чтобы устоять, деревьям необходима мощная разветвлённая в стороны корневая система, способная удержать их вес при такой нагрузке. Для тундры характерна низкорослая растительность. Деревья там преимущественно карликовые, а их стволы сильно наклонены. Такая структура позволяет им устоять при порывах ветра, достигающих скорости до 180 км/час.
В противовес северным растениям, у южных обитателей наоборот корни тонкие и длинные. Они нужны опять же для выживания в неблагоприятных условиях. Длинные корни проникают глубоко в рыхлую почву и вытягивают влагу из глубоких слоёв земли. Существует немало видов растений, имеющих воздушные корни. Так, корни орхидеи с их помощью поглощают больше света. Другим видам воздушные корешки помогают получать влагу из воздуха.
Надземная часть
Почти все растения южных широт имеют одну особенность – крупные мясистые листья или побеги. Например, алоэ или всевозможные кактусы. Почему? Эти представители флоры вынуждены накапливать влагу, делать запас воды на случай, если не удастся добыть её из почвы долгое время. Большинство видов, произрастающих в пустынях или других местах с очень жарким климатом, имеют ворсистые листья. Ворс защищает их от ожогов. Колючки необходимы кактусам для защиты от животных. Такая структура надземной части растений – жизненная необходимость, позволяющая приспосабливаться местным условиям.
Как растения используют насекомых и животных для выживания ?
В природе абсолютно всё взаимосвязано. Все живые существа и биологические системы помогают друг другу и способствуют продолжению жизненного цикла. Взять, к примеру, насекомых. Многие из них являются помощниками растительного царства, они помогают цветам и плодовым деревьям опыляться. Некоторые животные и птицы помогают разносить семена цветов и деревьев на большие расстояния, чего не может сделать ветер.
Природа настолько мудро устроена, что остаётся только удивляться этому. Рассматривая и размышляя о строении некоторых видов растительности, мы видим, что представители флоры на протяжении тысячелетий ведут настоящую борьбу с неблагоприятными условиями внешней среды. Растениям эта борьба позволила жить в условиях крайнего севера, в пустыне, в болотах, в джунглях, а также толще океана куда почти не проникает свет. В процессе эволюции выжили те виды, которые сумели приспособиться к обстоятельствам – развить нужную структуру подземной и надземной части, научились взаимодействовать с другими экосистемами планеты.
Современный мир тоже предлагает новые испытания. Речь идет о выживании в промышленном мире. Приспособятся ли к таким условиям растения или попадут в «Красную книгу»? А если нет, то что ждет человека? Чем он будет питаться?