ТОР 5 статей: Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы КАТЕГОРИИ:
|
Описательный; Сравнительный; Исторический; Экспериментальный; моделирование• описательный; • исторический; Современная биология представляет собой систему наук о живой природе. Общие закономерности развития живой природы, раскрывающие сущность жизни, ее формы и развитие, рассматривает общая биология. Соответственно объектам изучения - животным, растениям, вирусам - существуют специальные науки, изучающие каждую из названных групп организмов:
В свою очередь, эти науки имеют разделы в зависимости от охватываемых ими объектов. Так, ботаническими науками являются:
К зоологическим наукам относятся:
Классификацией живых существ занимается систематика. К морфологическим наукам относятся:
Значение биологии. Биологические знания лежат в основе медицинских и сельскохозяйственных наук. Биология решает важнейшие практические задачи. Одна из них— производство продовольствия. Для того чтобы обеспечить питанием все увеличивающееся население нашей планеты, необходимо иметь высокопродуктивные сорта сельскохозяйственных растений и породы животных, а также совершенные методы их выращивания. Эти проблемы нельзя решить, не зная законов биологии, прежде всего законов наследственности, и не опираясь на них в агрономии и зоотехнике.
Жизнь — активная форма существования материи, в некотором смысле высшая по сравнению с её физической и химической формами существования; совокупность физических и химических процессов, протекающих в клетке, позволяющих осуществлять обмен веществ и её деление. Основной атрибут живой материи — генетическая информация, используемая для репликации. Более или менее точно определить понятие «жизнь» можно только перечислением качеств, отличающих её от нежизни. Вне клетки жизнь не существует, вирусы проявляют свойства живой материи только после переноса генетического материала в клетку. Приспосабливаясь к окружающей среде, живая клетка формирует всё многообразие живых организмов. Определим основные свойства жизни. Это прежде всего организованность, структура. Структурой называется совокупность частей, расположенных в пространстве и во времени в определенном порядке. Но этого мало: структура каждого живого существа присуща только его виду, т.е. она специфична. Живые существа в течение всей жизни сохраняют специфичную структуру и передают ее своим потомкам при размножении. Это два новых свойства жизни: самовоспроизведение и самоподдержание. Каждое живое существо имеет ограниченный срок жизни, но оставляет после себя потомство (самовоспроизведение). Оно же может залечивать свои раны и повреждения, противостоять болезням и паразитам (самоподдержание). В биологии выделяют следующие уровни организации: Клеточный, субклеточный молекулярный уровень: клетки содержат внутриклеточные структуры, которые строятся из молекул. Организменный и органно-тканевой уровень: у многоклеточных организмов клетки составляют ткани и органы. Органы же, в свою очередь, взаимодействуют в рамках целого организма. Популяционный уровень: особи одного и того же вида, обитающие на части ареала, образуют популяцию. Видовой уровень: свободно скрещивающиеся друг с другом особи обладающие морфологическим, физиологическим, биохимическим сходством и занимающие определённый ареал (район распространения) формируютбиологический вид. Биогеоценотический и биосферный уровень: на однородном участке земной поверхности складываются биогеоценозы, которые, в свою очередь, образуют биосферу.
4. Виды живых существ на Земле существуют в виде популяций, которые рассматриваются как элементарные единицы эволюции. 5. Первым человеком, увидевшим клетки, был английский учёный Роберт Гук (известный нам благодаря закону Гука). В 1665 году, пытаясь понять, почему пробковое дерево так хорошо плавает, Гук стал рассматривать тонкие срезы пробки с помощью усовершенствованного им микроскопа. Он обнаружил, что пробка разделена на множество крошечных ячеек, напомнивших ему соты в ульях медоносных пчел, и он назвал эти ячейки клетками (по-английски cell означает «ячейка, клетка»). В 1675 году итальянский врач М. Мальпиги, а в 1682 году — английский ботаник Н. Грю подтвердили клеточное строение растений. О клетке стали говорить как о «пузырьке, наполненном питательным соком». В 1674 году голландский мастер Антоний ван Левенгук (Anton van Leeuwenhoek, 1632—1723) с помощью микроскопа впервые увидел в капле воды «зверьков» — движущиеся живые организмы (инфузории, амёбы, бактерии). Также Левенгук впервые наблюдал животные клетки — эритроциты и сперматозоиды. Таким образом, уже к началу XVIII века учёные знали, что под большим увеличением растения имеют ячеистое строение, и видели некоторые организмы, которые позже получили название одноклеточных. В 1802—1808 годах французский исследователь Шарль-Франсуа Мирбель установил, что все растения состоят из тканей, образованных клетками. Ж. Б. Ламарк в 1809 году распространил идею Мирбеля о клеточном строении и на животные организмы. В 1825 году чешский учёный Я. Пуркине открыл ядро яйцеклетки птиц, а в 1839 ввёл термин «протоплазма». В 1831 году английский ботаник Р. Броун впервые описал ядро растительной клетки, а в 1833 году установил, что ядро является обязательным органоидом клетки растения. С тех пор главным в организации клеток считается не мембрана, а содержимое Современная клеточная теория: Клеточная теория строения организмов была сформирована в 1839 году немецким зоологом Т. Шванном и М. Шлейденом и включала в себя три положения. В 1858 году Рудольф Вирхов дополнил её ещё одним положением, однако в его идеях присутствовал ряд ошибок: так, он предполагал, что клетки слабо связаны друг с другом и существуют каждая «сама по себе». Лишь позднее удалось доказать целостность клеточной системы. В 1878 году русским учёным И. Д. Чистяковым открыт митоз в растительных клетках; в 1878 году В. Флемминг и П. И. Перемежко обнаруживают митоз у животных. В 1882 году В. Флемминг наблюдает мейоз у животных клеток, а в 1888 году Э. Страсбургер — у растительных. Клеточная теория является одной из основополагающих идей современной биологии, она стала неопровержимым доказательством единства всего живого и фундаментом для развития таких дисциплин, как эмбриология, гистология и физиология. Основные положения клеточной теории не потеряли своей актуальности, однако со времени её создания были дополнены, и теперь она содержит такие утверждения: Клетка — элементарная единица строения, функционирования, размножения и развития всех живых организмов, вне клетки нет жизни. Клетка — целостная система, содержащая большое количество связанных друг с другом элементов — органелл. Клетки различных организмов похожи (гомологичны) по строению и основным свойствам и имеют общее происхождение. Увеличение количества клеток происходит путем их деления, после репликации их ДНК: клетка — от клетки. Многоклеточный организм — это новая система, сложный ансамбль из большого количества клеток, объединенных и интегрированных в системы тканей и органов, связанных между собой с помощью химических факторов: гуморальных и нервных. Клетки многоклеточных организмов имеют одинаковый набор генетической информации, но отличаются по уровню экспрессии (работы) отдельных генов, что приводит к их морфологическому и функциональному разнообразию — дифференцировке[1]. Следует отметить, что в разных источниках количество и формулировки отдельных положений современной клеточной теории могут отличаться. 6. Хим. Элементы: Углерод.Кислород.Водород.Азот.Сера.Фосфор.Магний.Кальций.Натрий.Калий.Хлор.Цинк Медь. Неорганические в-ва: вода, минеральные соли 7. Углеводороды:Алканы · Алкены · Арены · Алкины · Диены · Циклоалканы Кислородсодержащие:Спирты · Простые эфиры · Альдегиды · Кетоны · Кетены · Карбоновые кислоты · Сложные эфиры · Ортоэфиры · Углеводы · Жиры · Хиноны · Фенолы · Енолы · Окикислоты · Оксокислоты Азотсодержащие:Амины · Окиси аминов · Амиды · Гидразиды · Нитросоединения · Нитрозосоединения · Оксимы · Нитрилы · Изонитрилы · Аминокислоты · Белки · Пептиды Серосодержащие:Меркаптаны · Тиоэфиры · Сложные тиоэфиры · Дисульфиды · Сульфокислоты · Тиоальдегиды · Тиокетоны · Тиокарбоновые кислоты Фосфорсодержащие:Фосфины · Фосфонистые кислоты · Фосфиновые кислоты · Фосфоновые кислоты · Нуклеиновая кислота · Нуклеотиды Галогенорганические: Фторорганические соединения · Хлорорганические соединения · Броморганические соединения · Иодорганические соединения Кремнийорганические: Силаны · Силазаны · Силтианы · Силоксаны · Силиконы Элементоорганические:Германийорганические · Борорганические · Оловоорганические · Свинецорганические · Алюминийорганические · Ртутьорганические · Другие металлоорганически Галогенуглеводороды · Гетероциклические соединения · Перфторуглеводороды 8. Все клеточные формы жизни на земле можно разделить на два надцарства на основании строения составляющих их клеток — прокариоты (доядерные) и эукариоты (ядерные). Прокариотические клетки — более простые по строению, по-видимому, они возникли в процессе эволюции раньше. Эукариотические клетки — более сложные, возникли позже. Клетки, составляющие тело человека, являются эукариотическими. Несмотря на многообразие форм организация клеток всех живых организмов подчинена единым структурным принципам. Живое содержимое клетки — протопласт — отделено от окружающей среды плазматической мембраной, или плазмалеммой. Внутри клетка заполнена цитоплазмой, в которой расположены различные органоиды и клеточные включения, а также генетический материал в виде молекулы ДНК. Каждый из органоидов клетки выполняет свою особую функцию, а в совокупности все они определяют жизнедеятельность клетки в целом. Прокариотическая клетка Основная статья: Ядро клетки Строение типичной клетки прокариот: капсула, клеточная стенка, плазмалемма, цитоплазма, рибосомы, плазмида, пили, жгутик, нуклеоид. Прокариоты (от лат. pro — перед, до и греч. κάρῠον — ядро, орех) — организмы, не обладающие, в отличие от эукариот, оформленным клеточным ядром и другими внутренними мембранными органоидами (за исключением плоских цистерн у фотосинтезирующих видов, например, у цианобактерий).Единственная крупная кольцевая (у некоторых видов — линейная) двухцепочечная молекула ДНК, в которой содержится основная часть генетического материала клетки (так называемый нуклеоид) не образует комплекса с белками-гистонами (так называемого хроматина). К прокариотам относятся бактерии, в том числе цианобактерии (сине-зелёные водоросли), и археи. Потомками прокариотических клеток являются органеллы эукариотических клеток —
Эукариоты (эвкариоты) (от греч. ευ — хорошо, полностью и κάρῠον — ядро, орех) — организмы, обладающие, в отличие от прокариот, оформленным клеточным ядром, отграниченным от цитоплазмы ядерной оболочкой. Генетический материал заключён в нескольких линейных двухцепочных молекулах ДНК (в зависимости от вида организмов их число на ядро может колебаться от двух до нескольких сотен), прикреплённых изнутри к мембране клеточного ядра и образующих у подавляющего большинства (кроме динофлагеллят) комплекс с белками-гистонами, называемый хроматином. В клетках эукариот имеется система внутренних мембран, образующих, помимо ядра, ряд других органоидов (эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи и др.). Кроме того, у подавляющего большинства имеются постоянные внутриклеточные симбионты-прокариоты — митохондрии, а у водорослей и растений — также и пластиды.
Строение эукариотической клетки Поверхностный комплекс животной клетки Состоит из гликокаликса, плазмалеммы и расположенного под ней кортикального слоя цитоплазмы. Плазматическая мембрана называется также плазмалеммой, наружной клеточной мембраной. Это биологическая мембрана, толщиной около 10 нанометров. Обеспечивает в первую очередь разграничительную функцию по отношению к внешней для клетки среде. Кроме этого она выполняет транспортную функцию. На сохранение целостности своей мембраны клетка не тратит энергии: молекулы удерживаются по тому же принципу, по которому удерживаются вместе молекулы жира — гидрофобным частям молекул термодинамически выгоднее располагаться в непосредственной близости друг к другу. Гликокаликс представляет собой «заякоренные» в плазмалемме молекулы олигосахаридов, полисахаридов, гликопротеинов и гликолипидов. Гликокаликс выполняет рецепторную и маркерную функции. Плазматическая мембрана животных клеток в основном состоит из фосфолипидов и липопротеидов со вкрапленными в неё молекулами белков, в частности, поверхностных антигенов и рецепторов. В кортикальном (прилегающем к плазматической мембране) слое цитоплазмы находятся специфические элементы цитоскелета — упорядоченные определённым образом актиновые микрофиламенты. Основной и самой важной функцией кортикального слоя (кортекса) являются псевдоподиальные реакции: выбрасывание, прикрепление и сокращение псевдоподий. При этом микрофиламенты перестраиваются, удлиняются или укорачиваются. От структуры цитоскелета кортикального слоя зависит также форма клетки (например, наличие микроворсинок). Структура цитоплазмы Жидкую составляющую цитоплазмы также называют цитозолем. Под световым микроскопом казалось, что клетка заполнена чем-то вроде жидкой плазмы или золя, в котором «плавают» ядро и другие органоиды. На самом деле это не так. Внутреннее пространство эукариотической клетки строго упорядочено. Передвижение органоидов координируется при помощи специализированных транспортных систем, так называемых микротрубочек, служащих внутриклеточными «дорогами» и специальных белков динеинов и кинезинов, играющих роль «двигателей». Отдельные белковые молекулы также не диффундируют свободно по всему внутриклеточному пространству, а направляются в необходимые компартменты при помощи специальных сигналов на их поверхности, узнаваемых транспортными системами клетки. Эндоплазматический ретикулум В эукариотической клетке существует система переходящих друг в друга мембранных отсеков (трубок и цистерн), которая называется эндоплазматическим ретикулумом (или эндоплазматическая сеть, ЭПР или ЭПС). Ту часть ЭПР, к мембранам которого прикреплены рибосомы, относят к гранулярному (или шероховатому) эндоплазматическому ретикулуму, на его мембранах происходит синтез белков. Те компартменты, на стенках которых нет рибосом, относят к гладкому (или агранулярному) ЭПР, принимающему участие в синтезе липидов. Внутренние пространства гладкого и гранулярного ЭПР не изолированы, а переходят друг в друга и сообщаются с просветом ядерной оболочки. Аппарат Гольджи
Аппарат Гольджи представляет собой стопку плоских мембранных цистерн, несколько расширенных ближе к краям. В цистернах аппарата Гольджи созревают некоторые белки, синтезированные на мембранах гранулярного ЭПР и предназначенные для секреции или образования лизосом. Аппарат Гольджи асимметричен — цистерны располагающиеся ближе к ядру клетки (цис-Гольджи) содержат наименее зрелые белки, к этим цистернам непрерывно присоединяются мембранные пузырьки — везикулы, отпочковывающиеся от эндоплазматического ретикулума. По-видимому, при помощи таких же пузырьков происходит дальнейшее перемещение созревающих белков от одной цистерны к другой. В конце концов от противоположного конца органеллы (транс-Гольджи) отпочковываются пузырьки, содержащие полностью зрелые белки. Ядро Клеточное ядро содержит молекулы ДНК, на которых записана генетическая информация организма. В ядре происходит репликация — удвоение молекул ДНК, а также транскрипция — синтез молекул РНК на матрице ДНК. В ядре же синтезированные молекулы РНК претерпевают некоторые модификации (например, в процессе сплайсинга из молекул матричной РНК исключаются незначащие, бессмысленные участки), после чего выходят в цитоплазму. Сборка рибосом также происходит в ядре, в специальных образованиях, называемых ядрышками. Компартмент для ядра — кариотека — образован за счёт расширения и слияния друг с другом цистерн эндоплазматической сети таким образом, что у ядра образовались двойные стенки за счёт окружающих его узких компартментов ядерной оболочки. Полость ядерной оболочки называется люменом или перинуклеарным пространством. Внутренняя поверхность ядерной оболочки подстилается ядерной ламиной, жесткой белковой структурой, образованной белками-ламинами, к которой прикреплены нити хромосомной ДНК. В некоторых местах внутренняя и внешняя мембраны ядерной оболочки сливаются и образуют так называемые ядерные поры, через которые происходит материальный обмен между ядром и цитоплазмой. Лизосомы Лизосома — небольшое тельце, ограниченное от цитоплазмы одинарной мембраной. В ней находятся литические ферменты, способные расщепить все биополимеры. Основная функция — автолиз — то есть расщепление отдельных органоидов, участков цитоплазмы клетки. Цитоскелет К элементам цитоскелета относят белковые фибриллярные структуры, расположенные в цитоплазме клетки: микротрубочки, актиновые и промежуточные филаменты. Микротрубочки принимают участие в транспорте органелл, входят в состав жгутиков, из микротрубочек строится митотическое веретено деления. Актиновые филаменты необходимы для поддержания формы клетки, псевдоподиальных реакций. Роль промежуточных филаментов, по-видимому, также заключается в поддержании структуры клетки. Белки цитоскелета составляют несколько десятков процентов от массы клеточного белка. Центриоли Центриоли представляют собой цилиндрические белковые структуры, расположенные вблизи ядра клеток животных (у растений центриолей нет). Центриоль представляет собой цилиндр, боковая поверхность которого образована девятью наборами микротрубочек. Количество микротрубочек в наборе может колебаться для разных организмов от 1 до 3. Вокруг центриолей находится так называемый центр организации цитоскелета, район в котором группируются минус концы микротрубочек клетки. Перед делением клетка содержит две центриоли, расположенные под прямым углом друг к другу. В ходе митоза они расходятся к разным концам клетки, формируя полюса веретена деления. После цитокинеза каждая дочерняя клетка получает по одной центриоли, которая удваивается к следующему делению. Удвоение центриолей происходит не делением, а путём синтеза новой структуры, перпендикулярной существующей. Центриоли, по-видимому, гомологичны базальным телам жгутиков и ресничек. Митохондрии Митохондрии — особые органеллы клетки, основной функцией которых является синтез АТФ — универсального носителя энергии. Дыхание (поглощение кислорода и выделение углекислого газа) происходит также за счёт энзиматических систем митохондрий. Внутренний просвет митохондрий, называемый матриксом отграничен от цитоплазмы двумя мембранами, наружной и внутренней, между которыми располагается межмембранное пространство. Внутренняя мембрана митохондрии образует складки, так называемые кристы. В матриксе содержатся различные ферменты, принимающие участие в дыхании и синтезе АТФ. Центральное значение для синтеза АТФ имеет водородный потенциал внутренней мембраны митохондрии. Митохондрии имеют свой собственный ДНК-геном и прокариотические рибосомы, что безусловно указывает на симбиотическое происхождение этих органелл. В ДНК митохондрий закодированы совсем не все митохондриальные белки, большая часть генов митохондриальных белков находятся в ядерном геноме, а соответствующие им продукты синтезируются в цитоплазме, а затем транспортируются в митохондрии. Геномы митохондрий отличаются по размерам: например геном человеческих митохондрий содержит всего 13 генов. Самое большое число митохондриальных генов (97) из изученных организмов имеет простейшее Reclinomonas americana. Сопоставление про- и эукариотической клеток Основная статья: Сравнение строения клеток бактерий, растений и животных Наиболее важным отличием эукариот от прокариот долгое время считалось наличие оформленного ядра и мембранных органоидов. Однако к 1970—1980-м гг. стало ясно, что это лишь следствие более глубинных различий в организации цитоскелета. Некоторое время считалось, что цитоскелет свойственен только эукариотам, но в середине 1990-х гг. белки, гомологичные основным белкам цитоскелета эукариот, были обнаружены и у бактерий. Именно наличие специфическим образом устроенного цитоскелета позволяет эукариотам создать систему подвижных внутренних мембранных органоидов. Кроме того, цитоскелет позволяет осуществлять эндо- и экзоцитоз (как предполагается, именно благодаря эндоцитозу в эукариотных клетках появились внутриклеточные симбионты, в том числе митохондрии и пластиды). Другая важнейшая функция цитоскелета эукариот — обеспечение деления ядра (митоз и мейоз) и тела (цитотомия) эукариотной клетки (деление прокариотических клеткок организовано проще). Различия в строении цитоскелета объясняют и другие отличия про- и эукариот — например, постоянство и простоту форм прокариотических клеток и значительное разнообразие формы и способность к её изменению у эукариотических, а также относительно большие размеры последних. Так, размеры прокариотических клеток составляют в среднем 0,5—5 мкм, размеры эукариотических — в среднем от 10 до 50 мкм. Кроме того, только среди эукариот попадаются поистине гигантские клетки, такие как массивные яйцеклетки акул или страусов (в птичьем яйце весь желток — это одна огромная яйцеклетка), нейроны крупных млекопитающих, отростки которых, укрепленные цитоскелетом, могут достигать десятков сантиметров в длину. 9. Метаболизм клетки Вся совокупность химических реакций в клетке называется метаболизм. Метаболизм представляет собой высококоординированную и целенаправленную клеточную активность, обеспечиваемую участием многих мультиферментных систем. Он выполняет четыре основные функции: 1) снабжение клетки химической энергией, которая добывается путем расщепления богатых энергией пищевых веществ, поступающих в организм из среды у гетеротрофных организмов, или путем преобразования улавливаемой энергии солнечного света у автотрофных организмов; 2) превращение молекул пищевых веществ в строительные блоки, которые затем используются клеткой для построения новых макромолекул; 3) сборка белков, нуклеиновых кислот, липидов, полисахаридов и прочих клеточных компонентов из этих блоков; 4) синтез и разрушение тех биомолекул, которые необходимы для выполнения каких-либо специфических функций данной клетки. В основе метаболизма лежат взаимосвязанные процессы ассимиляции (анаболизм) и диссимиляции (катаболизм). При ассимиляции (пластический обмен) происходит синтез сложных веществ из простых. Именно благодаря этому создаются все органические вещества в клетке, необходимые для построения ее структурных компонентов, ферментных систем и т. д. Ассимиляция всегда осуществляется с затратой энергии. В ходе диссимиляции (энергетический обмен) сложные органические вещества расщепляются до более простых или до неорганических. При этом выделяется энергия, которая расходуется клеткой на выполнение различных процессов, обеспечивающих ее жизнедеятельность (синтез и транспорт веществ, механическую работу и т. д.). Механизм фотосинтеза а) Световая фаза Световая фаза – это стадия, для протекания реакций которой требуется поглощение кванта солнечной энергии. В ходе реакций энергия света преобразуется в энергию химических связей. Молекулы хлорофилла поглощают красные и сине-фиолетовые лучи светового спектра. При этом одни молекулы улавливают свет с длиной волны 700 нм и образуют фотосистему I. Другие молекулы воспринимают волны длиной 680 нм и образуют фотосистему II. Молекулы хлорофилла фотосистемы I поглощают квант солнечной энергии и переходят в активное состояние. В результате эти молекулы теряют электроны и окисляются. Электроны попадают на наружную мембрану гран и включаются в окислительно-восстановительные реакции. Молекула хлорофилла стремится закрыть образовавшиеся «электронные дырки». Где же взять электроны? Из фотосистемы II. Под действием света молекулы хлорофилла фотосистемы II тоже переходят в активное состояние и теряют электроны, которые закрывают «электронные дырки» в фотосистеме I. Но в этом случае «дырки» образуются в фотосистеме II. Чем же их закрыть? Оказывается, под влиянием электронов, имеющих избыток энергии за счёт фотореакций, происходит процесс фотолиза воды (от лат. «фото» – свет, «лизис» – разложение): 2Н2О → 4Н+ + 4е- + О2 ↑ (под действием энергии света) • Что происходит с продуктами реакции фотолиза воды? Кислород выделяется в атмосферу, электроны направляются в фотосистему II и закрывают «электронные дырки». А катионы водорода накапливаются на внутренней поверхности мембраны гран. Итак, на внешней поверхности мембраны накопились электроны, несущие отрицательный заряд, на внутренней поверхности – катионы водорода, несущие положительный заряд. • Вспомните из курса физики, что в таком случае возникает? (Ответ: разность потенциалов). • К чему приводит возникшая разность потенциалов? (Ответ: к выделению энергии, которая идёт на синтез АТФ). • Где происходит синтез АТФ? (Ответ: в каналах мембраны гран). • Если обработать хлоропласты каким-либо веществом, повышающим проницаемость мембран для ионов, то молекулы АТФ не синтезируются. Объясните, почему? (Ответ: не возникает разности потенциалов). • Что происходит с катионами водорода? (Ответ: они присоединяют электроны, превращаются в атомы водорода и соединяются с молекулами-переносчиками). Н+ + е- → Н
Н + НАДФ → НАДФ•Н Основным переносчиком атомов водорода является вещество НАДФ (никотинамидадениндинуклеотидфосфат). Полученный комплекс богат энергией и будет играть роль восстановителя в реакциях темновой фазы. Таким образом, во время световой фазы фотосинтеза происходит: • процесс разложения воды под действием энергии солнечного света, т.е. … (фотолиз воды); • выделение в окружающую среду побочного продукта фотосинтеза – … (кислорода); • преобразование энергии света в … (химическую энергию АТФ и НАДФ•Н). б) Темновая фаза (самостоятельная работа с учебником (с. 91), анализ прочитанного материала). (ТАБЛИЦА «фотосинтез»). Темновая фаза представляет собой процесс превращения углекислого газа в глюкозу и протекает в строме хлоропласта. Последовательность происходящих при этом окислительно-восстановительных реакций была впервые описана учёным Кальвином и получила название цикла Кальвина. Восстановителем в большинстве реакций является водород, доставляемый НАДФ•Н. Каждая реакция в цикле Кальвина идёт при участии своего фермента за счёт энергии АТФ, запасённой в световую фазу фотосинтеза. Итоговое уравнение фотосинтеза: 6СО2 + 6Н2О → С6Н12О6 + 6О2 ↑. Значение процесса фотосинтеза Основным источником тепла и света является космическое тело – Солнце. А зелёные растения – единственные организмы на нашей планете, которые способны усваивать солнечную энергию и переводить её в химическую энергию органических веществ. Фотосинтез — это процесс, при котором энергия солнечного света превращается в химическую энергию. В самом общем виде это можно представить следующим образом: квант света (hv) поглощается хлорофиллом, молекула которого переходит в возбужденное состояние, при этом электрон переходит на более высокий энергетический уровень. В клетках зеленых растений в процессе эволюции выработался механизм, при котором энергия электрона, возвращающегося на основной энергетический уровень, превращается в химическую энергию. Только с помощью зеленых растений энергия Солнца может накапливаться в виде энергии химических связей. Большая часть энергии, используемой человеком на заводах и фабриках, т. е. энергия, благодаря которой происходит движение различных механизмов, машин и самолетов,— это все энергия Солнца, преобразованная в зеленом листе. Запасание энергии в результате фотосинтеза происходит на различные промежутки времени: от минут, часов до сотен миллионов лет (достаточно вспомнить образование торфа и каменного угля в результате разложения растений). В процессе фотосинтеза из простых неорганических соединений (С02, Н20) строятся различные органические вещества. В результате происходит перестройка химических связей: вместо связей С—О и Н—О возникают связи С—С и С—Н, в которых электроны занимают более высокий энергетический уровень. Таким образом, богатые энергией органические вещества, которыми питаются и за счет которых получают энергию (в процессе дыхания) животные и человек, первоначально создаются в зеленом листе. Можно сказать, что практически вся живая материя на Земле является результатом фотосинтетической деятельности. Исследования показали также, что почти весь кислород атмосферы фотосинтетического происхождения. Следовательно, процессы дыхания и горения стали возможны только после того, как возник фотосинтез. Все это и позволяет говорить о космическом значении фотосинтеза. Появление свободного кислорода в атмосфере Земли вызвало значительные изменения во всей живой природе. Возникли аэробные организмы, способные усваивать кислород. На поверхности Земли процессы приняли биогеохимический характер, произошло окисление соединений железа, серы, марганца и др. Изменился состав атмосферы: содержание С02 и аммиака снизилось, а кислорода и азота возросло. Возникновение озонового экрана, который задерживает опасную для живых организмов ультрафиолетовую радиацию, также является следствием появления кислорода. Озон (03) образуется из 02 в верхних слоях атмосферы под действием солнечной радиации. В настоящее время существует опасность частичного разрушения озонового экрана вследствие загрязнения атмосферы промышленными и другими отходами. Фотосинтез имеет важнейшее значение и в жизни самого растительного организма, являясь процессом воздушного питания растений. Согласно расчетам А.А. Ничипоровича, в период наиболее активного роста растений суточные приросты сухого вещества достигают 300 и даже 500 кг/га. При этом в течение суток растение усваивает 1—2 кг N, 0,1—0,2 кг Р, 0,8— 1,7 кг К и до 1000 кг С02. Чтобы лучше представить себе масштабы процесса фотосинтеза, приведем несколько цифр. Согласно данным французского исследователя Дювиньо (1972), ежегодно в процессе фотосинтеза растениями суши образуется 30 млрд т органического вещества, в том числе на долю лесов приходится 20,4 млрд т, лугов, степей — 3 млрд т, пустынь — 1,1 млрд т, культурных полей — 5,6 млрд т. Энергия, накапливаемая в процессе фотосинтеза за один год, приблизительно в 100 раз больше энергии сгорания всего добываемого в мире за этот же период угля. Казалось бы, что при таком колоссальном годовом потреблении углерода весь С02 воздуха должен быть израсходован в течение немногих лет. Однако содержание С02 в атмосфере непрерывно пополняется за счет растворенных в воде карбонатов и бикарбонатов. Кроме того, углекислый газ выделяется из почвы в результате различных микробиологических процессов, связанных с окислением органических веществ (до 25—30 кг С02 на 1 га в сутки) и др. Учитывая значение процесса фотосинтеза, раскрытие его механизма является одной из наиболее важных и интересных задач, стоящих перед физиологией растений. Датой открытия процесса фотосинтеза можно считать 1771 г. Английский ученый Дж. Пристли обратил внимание на изменение состава воздуха вследствие жизнедеятельности животных. В присутствии зеленых растений воздух вновь становился пригодным как для дыхания, так и для горения. В дальнейшем работами ряда ученых (Я. Ингенгауз, Ж. Сенебье, Т. Соссюр, Ж.Б. Буссенго) было установлено, что зеленые растения из воздуха поглощают С02, из которого при участии воды на свету образуется органическое вещество. Именно этот процесс в 1877 г. немецкий ученый В. Пфеффер назвал фотосинтезом. Большое значение для раскрытия сущности фотосинтеза имел закон сохранения энергии, сформулированный Р. Майером. В 1845 г. Р. Майер выдвинул предположение, что энергия, используемая растениями, — это энергия Солнца, которую растения в процессе фотосинтеза превращают в химическую энергию. Это положение было развито и экспериментально подтверждено в исследованиях замечательного русского ученого К.А. Тимирязева. Значение фотосинтеза 1. Ежегодно на планете образуется 150 млн тонн органического вещества. 2. В атмосферу ежегодно выделяется 200 млн тонн кислорода, который необходим для всех живых организмов. 3. Из кислорода в верхних слоях атмосферы образуется озон, который защищает всё живое на Земле от губительного действия УФ-лучей. 4. Фотосинтез регулирует содержание углекислого газа в атмосфере.
10. В своей периодизации возрастного развития Зигмунд Фрейд прослеживает одну линию — психосексуального развития. 11. 1. Младенчество: базальное доверие / базальное недоверие. Первая психосоциальная стадия — от рождения до конца первого года — соответствует оральной стадии, по Фрейду. В этот период закладываются основы здоровой личности в виде общего чувства доверия, «уверенности», «внутренней определенности». Главным условием выработки чувства доверия к людям Эриксон считает качество материнской заботы — способность матери так организовать жизнь своего маленького ребенка, чтобы у него возникло ощущение последовательности, преемственности, узнаваемости переживаний. Младенец со сложившимся чувством базового доверия воспринимает свое окружение как надежное и предсказуемое; он может переносить отсутствие матери без чрезмерного страдания и тревоги по поводу «отделения» от нее. Чувство недоверия, страха, подозрительности появляется, если мать ненадежна, несостоятельна, отвергает ребенка; оно может усилиться тогда, когда ребенок перестает быть для матери центром ее жизни, когда она возвращается к тем занятиям, которые оставила на время (скажем, возобновляет прерванную карьеру или рожает следующего ребенка). Способы обучения доверию или подозрительности в разных культурах не совпадают, но универсален сам принцип: человек доверяет социуму, исходя из меры доверия к матери. Эриксон показывает огромное значение механизма ритуализации уже в младенчестве. Главный из ритуалов — взаимное узнавание, который сохраняется всю последующую жизнь и пронизывает все отношения с другими людьми. Надежда (оптимизм в отношении своего культурного пространства) — это первое положительное качество Эго, приобретаемое в результате успешного разрешения конфликта «доверие — недоверие». 2. Раннее детство: автономия / стыд и сомнение. Этот период продолжается от одного до трех лет и соответствует анальной стадии, по Фрейду. Биологическое созревание создает основу для появления новых возможностей самостоятельного действия ребенка в целом ряде областей (например, стоять, ходить, карабкаться, умываться, одеваться, есть). С точки зрения Эриксона, столкновение ребенка с требованиями и нормами общества происходит далеко не только при приучении ребенка к горшку, родители должны постепенно расширять возможности самостоятельного действия и реализации самоконтроля у детей. Идентичность ребенка на этой стадии может быть обозначена формулой: «Я сам» и «Я — то, что я могу». Разумная дозволенность способствует становлению автономии ребенка. В случае постоянной чрезмерной опеки или же, напротив, когда родители ожидают от ребенка слишком многого, того, что лежит за пределами его возможностей, у него возникает переживание стыда, сомнение и неуверенность в себе, приниженность, слабоволие. Таким образом, при удачном разрешении конфликта Эго включает в себя волю, самоконтроль, а при негативном исходе — слабоволие. Важным механизмом на этом этапе является критическая ритуализация, опирающаяся на конкретные примеры добра и зла, хорошего и плохого, разрешенного и запрещенного, красивого и безобразного. 3. Возраст игры: инициативность / вина. В дошкольном периоде, который Эриксон называл «возрастом игры», от 3 до 6 лет, разворачивается конфликт между инициативой и виной. Дети начинают интересоваться различными трудовыми занятиями, пробовать новое, контактировать со сверстниками. В это время социальный мир требует от ребенка активности, решения новых задач и приобретения новых навыков, у него появляется дополнительная ответственность за себя, за более младших детей и домашних животных. Это возраст, когда главным чувством идентичности становится «Я — то, что я буду». Складывается драматическая (игровая) составляющая ритуала, с помощью которой ребенок воссоздает, исправляет и научается предвосхищать события. Инициативность связана с качествами активности, предприимчивости и стремлением «атаковать» задачу, испытывая радость от самостоятельного движения и действия. На этой стадии ребенок легко идентифицирует себя со значимыми людьми (не только с родителями), с готовностью поддается обучению и воспитанию, ориентируясь на конкретную цель. На этой стадии в результате принятия социальных запретов формируется Супер-Эго, возникает новая форма самоограничения. Родители, поощряя энергичные и самостоятельные начинания ребенка, признавая его права на любознательность и фантазию, способствуют становлению инициативности, расширению границ независимости, развитию творческих способностей. Близкие взрослые, жестко ограничивающие свободу выбора, чрезмерно контролирующие и наказывающие детей, вызывают у них слишком сильное чувство вины. Дети, охваченные чувством вины, пассивны, скованны и в будущем мало способны к продуктивному труду. 4. Школьный возраст: трудолюбие / неполноценность. Четвертый психосоциальный период соответствует латентному периоду в теории Фрейда. Соперничество с родителем своего пола уже преодолено. В возрасте от 6 до 12 лет выход ребенка за пределы семьи и начинается систематическое обучение, в том числе приобщение к технологической стороне культуры. Универсальным в концепции Эриксона признается именно стремление и восприимчивость к обучению чему-то, что значимо в рамках данной культуры (умению обращаться с инструментами, оружием, ремесленничеству, грамоте и научным знаниям). Термин «трудолюбие», «вкус к работе» отражает основную тему данного периода, дети в это время поглощены тем, что стремятся узнать, что из чего получается и как оно действует. Эго- идентичность ребенка теперь выражается так: «Я — то, чему я научился». Обучаясь в школе, дети приобщаются к правилам осознанной дисциплины, активного участия. Связанный со школьными порядками ритуал — совершенство исполнения. Опасность этого периода состоит в появлении чувства неполноценности, или некомпетентности, сомнения в своих способностях или в статусе среди сверстников. 5. Юность: эго - идентичность / ролевое смешение. Юность, пятая стадия в схеме жизненного цикла Эриксона, считается самым важным периодом в психосоциальном развитии человека: «Юность — это возраст окончательного установления доминирующей позитивной Эго. Именно тогда будущее, в обозримых пределах, становится частью сознательного плана жизни». Эриксон уделил очень большое внимание подростковому и юношескому возрасту, считая его центральным в формировании психологического и социального благополучия человека. Уже не ребенок, но еще и не взрослый (от 12 — 13 лет до примерно 19—20 в американском обществе), подросток сталкивается с новыми социальными ролями и связанными с ними требованиями. Подростки оценивают мир и отношение к нему. Они размышляют, могут придумывать идеальную семью, религию, философскую систему, общественное устройство. Осуществляется стихийный поиск новых ответов на важные вопросы: «Кто я?», «Куда я иду?», «Кем я хочу стать?». Задача подростка состоит в том, чтобы собрать воедино все имеющиеся к этому времени знания о самих себе (какие они сыновья или дочери, студенты, спортсмены, музыканты и т.д.) и создать единый образ себя (эго- идентичность), включающий осознание как прошлого, так и предполагаемого будущего. Восприятие себя молодым человеком должно подтверждаться опытом межличностного общения. Ритуализация становится импровизационной. Кроме того, в ней вычленяется идеологический аспект. Согласно Эриксону, идеология — это неосознанный набор ценностей и посылок, отражающий религиозное, научное и политическое мышление той или иной культуры. Идеология предоставляет молодым людям упрощенные, но четкие ответы на главные вопросы, связанные с конфликтом идентичности. Резкие социальные, политические и технологические изменения, неудовлетворенность общепринятыми социальными ценностями Эриксон рассматривает как фактор, который также может серьезно мешать развитию идентичности, способствуя возникновению чувства неопределенности, тревоги и разрыва связей с миром. Подростки испытывают пронзительное чувство своей бесполезности, душевного разлада и бесцельности, иногда кидаются в сторону «негативной» идентичности, делинквентного (отклоняющегося) поведения. В случае негативного разрешения кризиса возникает «ролевое смешение», расплывчатость идентичности у индивидуума. Кризис идентичности, или ролевая спутанность, приводит к неспособности выбрать карьеру или продолжить образование, иногда к сомнениям в собственной половой идентичности. Причиной этого может быть и чрезмерная идентификация с популярными героями (кинозвездами, суператлетами, рок-музыкантами) или представителями контркультуры (революционные лидеры, «бритоголовые», делинквентные личности), вырывающая «расцветающую идентичность» из ее социального окружения, тем самым подавляющая и ограничивающая ее. Положительное качество, связанное с успешным выходом из кризиса периода юности, — это верность, т.е. способность сделать свой выбор, найти свой путь в жизни и оставаться верным взятым на себя обязательствам, принять общественные устои и придерживаться их. 6. Молодость: достижение близости / изоляция. Шестая психосоциальная стадия продолжается от поздней юности до ранней зрелости (от 20 до 25 лет), обозначает формальное начало взрослой жизни. В целом это период получения профессии («устройства»), ухаживания, раннего брака, начала самостоятельной семейной жизни. Эриксон использует термин интимность (достижение близости) как многоплановый, но главное при этом — поддержание взаимности в отношениях, слияние с идентичностью другого человека без опасения потерять самого себя. Именно этот аспект интимности Эриксон рассматривает как необходимое условие прочного брака. Главная опасность на этой психосоциальной стадии заключается в излишней поглощенности собой или в избегании межличностных отношений. Неспособность устанавливать спокойные и доверительные личные отношения ведет к чувству одиночества, социального вакуума и изоляции. Положительное качество, которое связано с нормальным выходом из кризиса «интимность / изоляция», — это любовь. Эриксон подчеркивает важность романтической, эротической, сексуальной составляющих, но рассматривает истинную любовь и близость шире — как способность вверять себя другому человеку и оставаться верным этим отношениям, даже если они потребуют уступок или самоотречения, готовность разделить с ним все трудности. Этот тип любви проявляется в отношениях взаимной заботы, уважения и ответственности за другого человека. 7. Зрелость: продуктивность / инертность. Седьмая стадия приходится на средние годы жизни (от 26 до 64 лет); ее основная проблема — выбор между продуктивностью и инертностъю. Продуктивность выступает как забота более старшего поколения о тех, кто придет им на смену, — о том, как помочь им упрочиться в жизни и выбрать верное направление. Хороший пример в данном случае — чувство самореализации у человека, связанное с достижениями его потомков. Если у взрослых людей способность к продуктивной деятельности настолько выражена, что преобладает над инертностью, то проявляется положительное качество данной стадии — забота. Те взрослые люди, кому не удается стать продуктивными, постепенно переходят в состояние поглощенности собой, когда основной предмет заботы — их собственные, личные потребности и удобства. Эти люди не заботятся ни о ком и ни о чем, они лишь потворствуют своим желаниям. С утратой продуктивности прекращается функционирование личности как деятельного члена общества, жизнь превращается в удовлетворение собственных нужд, обедняются межличностные отношения. Это явление — «кризис старшего возраста» — выражается в чувстве безнадежности, бессмысленности жизни. 8. Старость: целостность эго / отчаяние. Последняя психосоциальная стадия (от 65 лет до смерти) завершает жизнь человека. Практически во всех культурах этот период знаменует начало старости, когда человека одолевают многочисленные нужды: приходится приспосабливаться к тому, что убывает физическая сила и ухудшается здоровье, привыкать к более скромному материальному положению и уединенному образу жизни, адаптироваться к смерти супруга и близких друзей, а также к установлению отношений с людьми своего возраста. В это время фокус внимания человека сдвигается от забот о будущем к прошлому опыту, люди оглядываются назад и пересматривают свои жизненные решения, вспоминают о своих достижениях и неудачах. Эриксона интересовала эта внутренняя борьба, этот внутренний процесс переосмысления собственной жизни. По убеждению Эриксона, для этой последней фазы жизни характерен не столько новый психосоциальный кризис, сколько суммирование, интеграция и оценка всех прошлых стадий развития Эго: «Только у того, кто каким-то образом заботился о делах и людях, кто переживал триумфы и поражения в жизни, кто был вдохновителем для других и выдвигал идеи — только у того могут постепенно созревать плоды семи предшествовавших стадий. Я не знаю лучшего определения для этого, чем эго-интеграция (целостность)». Чувство интеграции Эго основывается на способности человека оглядеть всю свою прошлую жизнь (включая брак, детей и внуков, карьеру, достижения, социальные отношения) и смиренно, но твердо сказать себе: «Я доволен». Неотвратимость смерти больше не страшит, поскольку такие люди видят продолжение себя или в потомках, или в творческих достижениях. Эриксон полагает, что только в старости приходит настоящая зрелость и полезное чувство «мудрости прожитых лет». Но в то же время он отмечает: «Мудрость старости отдает себе отчет в относительности всех знаний, приобретенных человеком на протяжении жизни в одном историческом периоде. Мудрость — это осознание безусловного значения самой жизни перед лицом самой смерти». На противоположном полюсе находятся люди, относящиеся к своей жизни как к череде нереализованных возможностей и ошибок. Теперь, на закате жизни, они осознают, что уже слишком поздно начинать все сначала или искать какие-то новые пути, чтобы ощутить целостность своего Я. Недостаток или отсутствие интеграции проявляется у этих людей в скрытом страхе смерти, ощущении постоянной неудачливости и озабоченности тем, что «может случиться». Эриксон выделяет два преобладающих типа настроения у раздраженных и негодующих пожилых людей: сожаление о том, что Жизнь нельзя прожить заново, и отрицание собственных недостатков и дефектов путем проецирования их на внешний мир. В книге «Жизненная вовлеченность в старости» (1986), написанной в соавторстве, Эриксон рассуждает о путях оказания помощи пожилым людям в достижении чувства эго-интеграции. Книга основана на изучении историй многих людей в возрасте старше семидесяти лет. Эриксон прослеживал истории их жизни, анализировал, как они справлялись с жизненными проблемами на предыдущих стадиях. Он приходит к выводу о том, что пожилые люди должны участвовать в таких видах деятельности, как воспитание внуков, политика, оздоровительные физкультурные программы, если они хотят сохранить жизнеспособность в преддверии снижения физических и психических способностей. Коротко говоря, Эриксон настаивает на том, что если пожилые люди заинтересованы в сохранении целостности своего Я, то они должны гораздо больше делать, чем просто размышлять о прошлом. Модель психосоциального развития личности представляет значительный интерес для психологии личности и возрастной психологии. Несмотря на некоторую абстрактность основных понятий и положений теории, идеи Эриксона получили широкую известность, дали толчок некоторым эмпирическим исследованиям (например, работам Д. Марсиа по изучению предпосылок и последствий формирования идентичности у подростков), нашли практическое применение в области индивидуального и профессионального консультирования, в сфере образования и социальной работы. 12. — кризис новорожденности; — кризис трех лет; В процессе деятельности появляются и формируются психологические новообразования. Появление новообразования завершается кризисом развития, который говорит о том, что развитие идет нормально. Выделяют кризисы отношений и кризисы мировоззрения. Жизненный цикл — это время существования клетки от момента ее образования путем деления материнской клетки до собственного деления или естественной гибели. Мейозом называется особый способ деления эукариотических клеток, при котором исходное число хромосом уменьшается в 2 раза (от древнегреч. «мейон» – меньше – и от «мейозис» – уменьшение). Часто уменьшение числа хромосом называется редукцией. Исходное число хромосом в мейоцитах (клетках, вступающих в мейоз) называется диплоидным хромосомным числом (2 n) Число хромосом в клетках, образовавшихся в результате мейоза, называется гаплоидным хромосомным числом (n). Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:
|