Иначе обстояло дело на поверхности Земли.
Здесь первично возникшие углеводороды обязательно должны были войти в химическое взаимодействие с окружающими их веществами, в первую очередь с водяным паром земной атмосферы. Углеводороды таят в себе громадные химические возможности. Многочисленные исследования целого ряда химиков, в особенности работы русского академика А. Фаворского и его школы, показывают исключительную способность углеводородов к разнообразным химическим превращениям Особый интерес представляет для нас способность углеводородов сравнительно легко присоединять к себе воду. Нет никакого сомнения, что и те углеводороды, которые первично возникли на земной поверхности, в главной своей массе должны были соединиться с водой. В результате этого в земной атмосфере образовались новые разнообразные вещества. Ранее молекулы углеводородов были построены только из двух элементов: углерода и водорода. Но в воде, кроме водорода, содержится ещё кислород. Поэтому молекулы вновь возникших веществ уже содержали в себе атомы трех различных элементов - углерода, водорода и кислорода. Вскоре к ним присоединился ещё четвертый элемент - азот.
В атмосфере больших планет (Юпитера и Сатурна) мы, наряду с углеводородами, всегда можем обнаружить и другой газ - аммиак. Этот газ нам хорошо известен, так как его раствор в воде образует то, что мы называем нашатырным спиртом. Аммиак представляет собой соединение азота с водородом. Этот газ в значительных количествах находился и в атмосфере Земли в тот период ее существования, который мы сейчас описываем. Поэтому углеводороды вступали в соединение не только с водным паром, но и аммиаком. При этом возникали вещества, молекулы которых были построены уже из четырех различных элементов - углерода, водорода, кислорода и азота.
Таким образом, в описываемое нами время Земля представляла собой голый скалистый шар, окутанный с поверхности атмосферой из водяного пара. В этой атмосфере в виде газов находились и те разнообразные вещества, которые получились из углеводородов. Эти вещества мы с полным правом можем назвать органическими веществами, хотя они и возникли задолго до того, как появились первые живые существа. По своему строению и составу они были сходны с некоторыми из химических соединений, которые можно выделить из тел животных и растений.
Земля постепенно остывала, отдавая свое тепло в холодное межпланетное пространство. Наконец температура ее поверхности приблизилась к 100 градусам, и тогда водяной пар атмосферы стал сгущаться в капли и в виде дождя устремился на горячую пустынную поверхность Земли. Мощные ливни хлынули на Землю и затопили ее, образовав первичный кипящий океан. Находившиеся в атмосфере органические вещества тоже были увлечены этими ливнями и перешли в воды этого океана.
Что с ними должно было случиться дальше? Можем ли мы обоснованно ответить на этот вопрос? Да, в настоящее время мы можем эти или подобные им вещества легко приготовить, искусственно получить в наших лабораториях из простейших углеводородов. Возьмем водный раствор этих веществ и оставим его стоять при более или менее высокой температуре. Останутся ли тогда указанные вещества неизменными пли они будут претерпевать различного рода химические превращения? Оказывается, что даже в те короткие сроки, в течение которых мы можем вести наши наблюдения в лабораториях, органические вещества не остаются неизменными, а превращаются в другие химические соединения. Непосредственный опыт показывает нам, что в такого рода водных растворах органических веществ происходят настолько многочисленные и разнообразные превращения, что их даже трудно вкратце описать. Но основное общее направление этих превращений сводится к тому, что сравнительно простые мелкие молекулы первичных органических веществ соединяются между собой на тысячу ладов и образуют таким образом все более и более крупные и сложные молекулы.
Для пояснения я приведу здесь только два примера. Еще в 1861 году наш знаменитый соотечественник, химик А. Бутлеров, показал, что если растворить формалин в известковой воде и оставить этот раствор стоять в теплом месте, то он через некоторое время приобретет сладкий вкус. Оказывается, что при этих условиях шесть молекул формалина соединяются между собой в одну более крупную, более сложно устроенную молекулу сахара.
Старейший член нашей Академии наук Алексей Николаевич Бах на длительное время оставлял стоять водный раствор формалина и цианистого калия. При этом образовывались еще более сложные вещества, чем у Бутлерова. Они обладали громадными молекулами и по своему строению приближались к белкам, основным составным веществам всякого живого организма.
Таких примеров можно привести многие десятки и сотни. Они с несомненностью доказывают, что простейшие органические вещества в водной среде легко могут превращаться в гораздо более сложные соединения типа сахаров, белков и других веществ, из которых построены тела животных и растений.
Условия, которые создавались в водах первичного горячего океана, мало чем отличались от условий, воспроизводимых в наших лабораториях. Поэтому в любой точке тогдашнего океана, в любой высыхающей луже должны были образовываться те же сложные органические вещества, которые получались у Бутлерова, Баха и в опытах других ученых.
Итак, в результате взаимодействия между водой и простейшими производными углеводородов, путем ряда последовательных химических превращений, в водах первородного океана образовался тот материал, из которого в настоящее время построены все живые существа. Однако это был еще только строительный материал. Для того чтобы возникли живые существа - организмы, этот материал должен был приобрести необходимое строение, определенную организацию. Если можно так выразиться, это был только кирпич и цемент, из которого можно построить здание, но это еще не само здание.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .
ОТКРЫТЫЙ УРОК
«ВОЗНИКНОВЕНИЕ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ
Цели: 1. Дать знания о происхождении жизни на Земле.
2. Формирование научного мировоззрения и чувства патриотизма у учащихся.
3. Развить умения самостоятельной работы и ответственности.
Тестирование к уроку: «Возникновение жизни на Земле»
1.Где возникли первые неорганические соединения?
а) в недрах Земли;
б) в первичном океане;
в) в первичной атмосфере.
2. Что явилось предпосылкой возникновения первичного океана?
а) охлаждение атмосферы;
б) опускание суши;
в) появление подземных источников.
3. Какие первые органические вещества возникли в водах океана?
а) белки;
б) жиры;
в) углеводы;
г) нуклеиновые реакции.
4. Какими свойствами обладали коацерваты?
а) рост;
б) обмен веществ;
в) размножение.
5. Луи Пастер своими опытами доказал:
а) самозарождение жизни возможно;
б) невозможность самозарождения жизни.
Тема урока: Эволюционное учение
Цели урока:
1. Знакомство учащихся с принципами историзма в развитии эволюционных идей.
2. Формирование знаний об эволюции
3. Формирование научного мировоззрения у учащихся
План урока
Знакомство учащихся с историей эволюционного процесса
Эволюционные гипотезы Ж.Б. Ламарка
Изложение эволюционного учения Ч. Дарвина
Оборудование: портреты Ж.Б. Ламарка, Ч. Дарвина.
Ход урока
1. Повторение изученного:
– Какие уровни организации жизни Вы узнали на прошлом уроке?
– Что изучает предмет «Общая биология»?
2. Изучение новой темы:
В настоящее время науке известно около 3,5 млн. видов животных и 600тыс.- растений, 100тыс-грибов, 8тыс-бактерий и 800 видов вирусов. А вместе с вымершими-за всю историю Земли, на ней обитало не менее 1 миллиарда видов живых организмов.
–Только что я вам сказал слово «виды» - что оно означает?
– Вы изучали растения и животные назовите по 5 видов каждого?
– Как возникло такое множество видов?
– Кто-то может сказать, что они созданы богом? Другие находят ответ в научной теории
эволюции живой природы.
При изучении эволюционного учения, есть необходимость рассмотреть его в развитии.
Как же происходило развитие этого учения?
Разберём само понятие «Эволюция» - (лат evolutio - развертывание ). Впервые было использовано в биологии швейцарским натуралистом Ш. Боннэ. Близко к этому слову по звучанию стоит революция.
Это слово Вам известно. Что оно означает?
Революция – коренное изменение, скачкообразный переход от одного состояния к другому.
Эволюция – постепенное непрерывное приспособление живого, к постоянным изменениям условий окружающей среды.
Эволюция – это процесс исторического развития органического мира.
В средние века с установлением христианской церкви в Европе распространяется официальная точка зрения, основанная на библейских текстах: все живое создано Богом и остается неизменным. Он их создал по паре, так они живут изначально целесообразно. То есть они созданы с какой-то целью. Кошки созданы для ловли мышей, а мыши созданы для того, чтобы ими питались кошки. Несмотря на господство взглядов о неизменности видов, интерес к биологии возрос уже в 17 в. Идеи эволюции начинают прослеживаться в трудах Г.В. Лейбница. Развитие эволюционных взглядов возникает в 18 веке, которые развивают Ж. Бюффон, Д. Дидро. Далее появляются сомнения в неизменности видов, которые приводят к возникновению теории трансформизма – доказательством естественного превращения живой природы. Приверженцами являются: М.В. Ломоносов, К.Ф. Вольф, Э.Ж. Сент-Илер.
К концу 18в. В биологии накопился огромный материал, где можно увидеть:
Даже внешне далёкие виды по внутреннему строению обнаруживают определённые черты сходства.
Современные виды отличаются от давно живших на Земле, ископаемых.
Внешний вид, строение и продуктивность сельскохозяйственных растений и животных существенно изменяется с изменением условий их выращивания.
Идеи трансформизма развил Ж.Б. Ламарк и создал эволюционную концепцию развития природы. Его эволюционная идея тщательно разработана, подкреплена фактами и поэтому превращается в теорию. В основу её положено представление о развитии, постепенном и медленном, от простого к сложному, и о роли внешней среды в преобразовании организмов.
Ж.Б. Ламарк (1744-1829) – создатель первой эволюционного учения, также, как вы уже знаете, ввёл термин «биология». Свои взгляды на развитие органического мира он опубликовал в книге «Философия зоологии».
1. По его мнению, эволюция идёт на основании внутреннего стремления организмов к прогрессу и совершенству, которая является главной движущей силой. Этот механизм изначально заложен в каждом живом организме.
2. Закон прямого приспособления. Ламарк признает, что внешняя среда оказывает влияние на живые организмы. Ламарк считал, что реакцией на изменения внешней среды, является адаптивный приспособительный ответ на изменения внешней среды (температуры, влаги, света, питания). Он, как и все его современники, считал, что изменения, возникающие под влиянием среды, могут передаваться по наследству. В качестве примера приводим растение Стрелолист. У стрелолиста в воде листья формируются лентовидный лист, на поверхности воды – плавающий округлённый, а в воздухе – стреловидный.
3. «Закон упражнения и неупражнения органов». Появление новых признаков в эволюции, Ламарк представлял следующим образом, вслед за изменением условий тотчас следует изменение привычек. В результате у организмов происходит появление полезных привычек и они начинают упражнять какие –то органы, которыми раньше не пользовались. Он полагал, что усиленное упражнение органов ведёт к их увеличению, а неупражнение – к дегенерации. На этой основе Ламарк формулирует закон упражнения и неупражнения. Например длинные ноги и шея у жирафа – наследственно закреплённое изменение, связанное с постоянным использованием этих частей тела при добывании пищи. Так, береговые птицы (цапля, журавль, аист), неохотно плавающие, но вынужденные обитать вблизи воды в поисках пищи, постоянно подвергаются опасности погрузиться в ил. Во избежание этого они прилагают все усилия, чтобы как можно больше вытянуть и удлинить ноги. Постоянное упражнение органов в силу привычки, направляемое волей животного и приводит к его эволюции. Аналогичным образом, по его мнению, развиваются все специальные приспособления у животных: это – появление рогов у животных, удлинение языка муравьеда.
4. «Закон наследования приобретённых признаков». Согласно этому «закону» полезные изменения передаются потомству. Но большинство примеров из жизни живых организмов с позиций теории Ламарка невозможно объяснить.
Вывод: Таким образом, Ж.Б. Ламарк был первым, предложил развернутую концепцию трансформизма – изменяемости видов.
Эволюционное учение Ламарка не было достаточно доказательным и не получило широкого признания среди его современников.
Величайшим учёным эволюционистом является Чарльз Роберт Дарвин (1809-1882).
3. Доклад – информация о Ч. Дарвине
В первой половине 19в. Англия стала самой передовой капиталистической страной, с высоким уровнем развития промышленности и сельского хозяйства. Животноводы добились исключительных успехов в выведении новых пород овец, свиней, крупного рогатого скота, лошадей, собак, кур. Растениеводами были получены новые сорта зерновых, овощных, декоративных, ягодных и плодовых культур. Эти достижения явно показывали, что животные и растения изменяются под воздействием человека.
Великие географические открытия, обогатившие мир сведениями о новых видах растений и животных, особых людях из заморских стран.
Получают своё развитие науки: астрономия, геология, химия, ботаника и зоология значительно обогатились знаниями о видах растений и животных.
Дарвин своим рождением попал в такой исторический момент.
Ч. Дарвин родился 12.02.1809г в английском городе Шрусбери в семье врача. С ранних лет у него проявился интерес к общению с природой, к наблюдениям за растениями и животными в их естественной среде обитания. Глубокая наблюдательность, страсть к коллекционированию и систематизации материала, способность к сравнениям и широким обобщениям, философское мышление были природными свойствами личности Ч. Дарвина. Окончив школу обучался в Эдинбургском и Кембриджском университетах. В тот период он познакомился с известными учёными: геологом А. Седжвиком и ботаником Дж. Генсло, которые способствовали развитию его природных способностей, знакомили с методикой полевых исследований.
Дарвин был с эволюционными идеями Ламарка, Эразма Дарвина и других эволюционистов, но они не казались ему убедительными.
Поворотным моментом в биографии Дарвина было его путешествие (1831-1836) в качестве натуралиста на корабле «Бигл». Во время путешествия он собрал большой фактический материал, обобщение которого привело к выводам, обусловившим подготовку к крутому перевороту в его мировоззрении. Дарвин возвращается в Англию убеждённым эволюционистом.
По возвращении на родину, Дарвин поселился в деревне, где и провёл всю свою жизнь. В течении 20 лет. Начинается длительный период разработки стройной теории эволюции, основанной на вскрытии механизма эволюционного процесса .
Наконец 1859г. вышла в свет книга Дарвина «Происхождение видов путем естественного отбора»
Её издание (1250 экземпляров) было распродано за один день– случай, удивительный в книжной торговле того времени.
В 1871г. увидел свет третий фундаментальный труд – «Происхождение человека и половой отбор», который завершил трилогию основных работ Дарвина по теории эволюции.
Вся жизнь Дарвина была посвящена науке и увенчалась достижениями, вошедшими в фонд крупнейших обобщений естествознания.
Умер великий учёный 19.04.1882г, и был погребен р ядом с могилой Ньютона.
ПРОДОЛЖЕНИЕ УЧИТЕЛЯ
Открытие Дарвином теории эволюции, застало общество врасплох. Один его друг, сильно обидевшись на то, что его приравняли к обезьянам, отправил ему послание: «Твой бывший друг, ныне потомок обезьяны».
В своих работах Дарвин показал, что существующие ныне виды произошли естественным путём от других более древних видов.
Целесообразность – наблюдаемая в живой природе, это – результат естественного отбора полезных для организма признаков.
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ТЕОРИИ ЭВОЛЮЦИИ
Все виды живых существ никогда не были кем-то созданы
Виды возникнув , естественным путём постепенно преобразовались и совершенствовались
В основе преобразования видов лежат изменчивость, наследственность, естественный отбор
Результатом эволюции является приспособленность организмов к условиям обитания (окружающей среды) и многообразие видов в природе.
4 . ЗАКРЕПЛЕНИЕ :
Работа по карточкам – заданиям и их проверка.
Назначаю в каждом ряду одного ответственного ученика, который раздает карточки-задания. Учащиеся выполняют задания. Ответственный собирает и проверяет по ответам и выставляет оценки. Которые будем обсуждать на следующем уроке.
Вывод :
Движущими силами (факторами) эволюции (по Дарвину), является борьба за существование и естественный отбор на основе наследственной изменчивости.
Ч. Дарвин создал теорию эволюции, которое была способна на самые главные вопросы: о факторах эволюционного процесса и причинах приспособленности живых существ к условиям существования. Дарвин успел увидеть победу своей теории; популярность его при жизни была огромной.
Тестирование к уроку: Эволюционное учение.
1. Результатом эволюции явились:
А – искусственный и естественный отбор;
Б – наследственная изменчивость;
В – приспособленность организмов к среде обитания;
Г – многообразие видов.
2. Кто создал целостную теорию эволюции:
А – Рулье;
Б – Ламарк;
В – Дарвин
3 . Главный фактор, главная движущая сила процесса эволюции:
А – мутационная изменчивость;
Б – борьба за существование;
В – естественный отбор;
Г – модификационная изменчивость.
4. Современные виды животных и растений не сотворены богом, они произошли от предков животных и растений путём эволюции. Виды не вечны, изменялись и изменяются. Какому учёному удалось доказать это?
А-Ламарку;
Б- Дарвину,
В-Линнею;
Г-Тимирязеву;
Д-Рулье.
5. Движущей и направляющей силой эволюции является:
А – дивергенция признаков;
Б – разнообразие условий среды;
В – приспособленность к условиям среды;
Г – естественный отбор наследственных изменений.
Впервые получить органические молекулы - аминокислоты - в лабораторных условиях, моделирующих те, что были на первобытной Земле, удалось американскому учёному Стэнли Миллеру в 1952 году. Тогда эти эксперименты стали сенсацией, и их автор получил всемирную известность. В настоящее время он продолжает заниматься исследованиями в области предбиотической (до возникновения жизни) химии в Калифорнийском университете. Установка, на которой был осуществлён первый эксперимент, представляла собой систему колб, в одной из которых можно было получить мощный электрический разряд при напряжении 100000 В. Миллер заполнил эту колбу природными газами - метаном, водородом и аммиаком, которые присутствовали в атмосфере первобытной Земли. В колбе, расположенной ниже, было небольшое количество воды, имитирующей океан. Электрический разряд по своей силе приближался к молнии, и Миллер ожидал, что под его действием образуются химические соединения, которые, попав затем в воду, прореагируют друг с другом и образуют более сложные молекулы. Результат превзошёл все ожидания. Выключив вечером установку и вернувшись на следующее утро, Миллер обнаружил, что вода в колбе приобрела желтоватую окраску. То, что образовалось, оказалось бульоном из аминокислот - строительных блоков белков. Таким образом, этот эксперимент показал, как легко могли образоваться первичные ингредиенты живого. Всего-то и нужны были - смесь газов, маленький океан и небольшая молния.
Другие учёные склонны считать, что древняя атмосфера Земли отличается от той, которую моделировал Миллер, и состояла, скорее всего, из углекислого газа и азота. Используя эту газовую смесь и экспериментальную установку Миллера, химики попытались получить органические соединения. Однако их концентрация в воде была такой ничтожной, как если бы растворили каплю пищевой краски в плавательном бассейне. Естественно, трудно себе представить, как могла возникнуть жизнь в таком разбавленном растворе. Если действительно вклад земных процессов в создание запасов первичного органического вещества был столь незначителен, то откуда оно вообще взялось? Может быть, из космоса? Астероиды, кометы, метеориты и даже частицы межпланетной пыли могли нести на себе органические соединения, включая аминокислоты. Эти внеземные объекты могли обеспечить попадание в первичный океан или небольшой водоём достаточного для зарождения жизни количества органических соединений. Последовательность и временной интервал событий, начиная от образования первичного органического вещества и кончая появлением жизни как таковой, остаётся и, наверное, навсегда останется загадкой, волнующей многих исследователей, равно как и вопрос, что собственно, считается жизнью.
Роцесс формирования первых органических соединений на Земле называют химической эволюцией. Она предшествовала биологической эволюции. Этапы химической эволюции были выделены А.И.Опариным.
I этап – небиологический, или абиогенный (от греч. u, un – отрицательная частица, bios – жизнь, genesis – происхождение). На этом этапе в атмосфере Земли и в водах первичного океана, насыщенных разнообразными неорганическими веществами, в условиях интенсивного солнечного излучения происходили химические реакции. В ходе этих реакций из неорганических веществ могли сформироваться простые органические вещества – аминокислоты, простые углеводы, спирты, жирные кислоты, азотистые основания.
Возможность синтеза органических веществ из неорганических в водах первичного океана подтвердилась в опытах американского ученого С.Миллера и отечественных ученых А.Г.Пасынского и Т.Е.Павловской.
Миллер сконструировал установку, в которую помещалась смесь газов – метана, аммиака, водорода, паров воды. Эти газы могли входить в состав первичной атмосферы. В другой части аппарата находилась вода, которая доводилась до кипения. Газы и водяной пар, циркулировавшие в аппарате под высоким давлением, в течение недели подвергались воздействию электрических разрядов. В результате в смеси образовалось около 150 аминокислот, часть из которых входит в состав белков.
Впоследствии экспериментально подтвердилась возможность синтеза и других органических веществ, в том числе и азотистых оснований.
II этап – синтез белков – полипептидов, которые могли образоваться из аминокислот в водах первичного океана.
III этап – появление коацерватов (от лат. coacervus – сгусток, куча). Молекулы белков, обладающие амфотерностью, при определенных условиях могут самопроизвольно концентрироваться и образовывать коллоидные комплексы, которые получили название коацерватов.
Коацерватные капли образуются при смешивании двух разных белков. Раствор одного белка в воде прозрачен. При смешивании разных белков раствор мутнеет, под микроскопом в нем заметны плавающие в воде капли. Такие капли – коацерваты могли возникнуть в водах 1000 первичного океана, где находились разнообразные белки.
Некоторые свойства коацерватов внешне сходны со свойствами живых организмов. Например, они «поглощают» из окружающей среды и избирательно накапливают определенные вещества, увеличиваются в размерах. Можно предположить, что внутри коацерватов вещества вступали в химические реакции.
Поскольку химический состав «бульона» в разных частях первичного океана различался, неодинаковы были химический состав и свойства коацерватов. Между коацерватами могли формироваться отношения конкуренции за вещества, растворенные в «бульоне». Однако коацерваты нельзя считать живыми организмами, так как у них отсутствовала способность к воспроизведению себе подобных.
IV этап – возникновение молекул нуклеиновых кислот, способных к самовоспроизведению.
Исследования показали, что короткие цепи нуклеиновых кислот способны удваиваться
вне всякой связи с живыми организмами – в пробирке. Возникает вопрос: как
появился на Земле генетический код?
Американский ученый Дж.Бернал (1901-1971) доказал, что минералы играли большую
роль в синтезе органических полимеров. Было показано, что ряд горных пород и
минералов – базальт, глины, песок – обладает информационными свойствами,
например, на глинах может осуществляться синтез полипептидов.
Видимо, первоначально сам по себе возник «минералогический код», в котором роль
«букв» играли катионы алюминия, железа, магния, чередующиеся в различных
минералах в определенной последовательности. В минералах возникает трех-,
четырех- и пятибуквенный код. Этот код и определяет последовательность
соединения аминокислот в белковую цепь. Потом роль информационной матрицы
перешла от минералов к РНК, а затем к ДНК, которая оказалась более надежной для
передачи наследственных признаков.
Однако процессы химической эволюции не объясняют, как возникли живые организмы. Процессы, которые привели к переходу от неживого к живому, Дж.Бернал назвал биопоэзом. Биопоэз включает этапы, которые должны были предшествовать появлению первых живых организмов: возникновение мембран у коацерватов, метаболизма, способности к самовоспроизведению, фотосинтеза, кислородного дыхания.
К появлению первых живых организмов могло привести образование клеточных мембран путем выстраивания молекул липидов на поверхности коацерватов. Это обеспечивало стабильность их формы. Включение в состав коацерватов молекул нуклеиновых кислот обеспечило их способность к самовоспроизведению. В процессе самовоспроизведения молекул нуклеиновых кислот возникали мутации, которые служили материалом для естественного отбора.
Так на основе коацерватов могли возникнуть первые живые существа. Они, по-видимому, являлись гетеротрофами и питались богатыми энергией сложными органическими веществами, содержащимися в водах первичного океана.
По мере увеличения численности организмов конкуренция между ними обострялась, так как запасы питательных веществ в водах океана уменьшались. У некоторых организмов появилась способность к синтезу органических веществ из неорганических с использованием солнечной энергии или энергии химических реакций. Так возникли автотрофы, способные к фотосинтезу или хемосинтезу.
Первые организмы были анаэробами и получали энергию в ходе реакций бескислородного окисления, например брожения. Однако появление фотосинтеза привело к накоплению в атмосфере кислорода. В результате возникло дыхание – кислородный, аэробный путь окисления, который примерно в 20 раз эффективнее гликолиза.
Первоначально жизнь развивалась в водах океана, так как сильное ультрафиолетовое излучение губительно влияло на организмы на суше. Появление озонового слоя в результате накопления кислорода в атмосфере создало предпосылки для выхода живых организмов на сушу.
В настоящее время существует несколько научных определений жизни, но все они не
точны. Одни из них настолько широки, что под них попадают такие неживые объекты,
как огонь или кристаллы минералов. Другие - слишком узки, и в соответствии с
ними мулы, не дающие потомства, не признаются живыми.
Одно из наиболее удачных определяет жизнь как самоподдерживающуюся химическую
систему, способную вести себя в соответствии с законами дарвиновской эволюции.
Это значит, что, во-первых, группа живых особей должна производить подобных себе
потомков, которые наследуют признаки родителей. Во-вторых, в поколениях потомков
должны проявляться последствия мутаций - генетических изменений, которые
наследуются последующими поколениями и обуславливают популяционную изменчивость.
И, в-третьих, необходимо, чтобы действовала система естественного отбора, в
результате которого одни особи получают преимущество перед другими и выживают в
изменившихся условиях, давая потомство.
Какие же элементы системы были необходимы, чтобы у неё появились характеристики
живого организма? Большое число биохимиков и молекулярных биологов считают, что
необходимыми свойствами обладали молекулы РНК. Рибонуклеиновые кислоты - это
особенные молекулы. Одни из них могут реплицироваться, мутировать, таким
образом, передавая информацию, и, следовательно, они могли участвовать в
естественном отборе. Правда, они не способны сами катализировать процесс
репликации, хотя учёные надеются, что в недалёком будущем будет найден фрагмент
РНК с такой функцией. Другие молекулы РНК задействованы в "считывании"
генетической информации и передаче её на рибосомы, где происходит синтез
белковых молекул, в котором принимают участие молекулы РНК третьего типа.
Таким образом, самая примитивная живая система могла быть представлена
молекулами РНК, удваивающимися, подвергающимися мутациям и подверженными
естественного отбору. В ходе эволюции на основе РНК возникли специализированные
молекулы ДНК - хранители генетической информации - и не менее специализированные
молекулы белка, взявшие на себя функции катализаторов синтеза всех известных в
настоящее время биологических молекул.
В некий момент времени "живая система" из ДНК, РНК и белка нашла приют внутри
мешочка, образованного липидной мембраной, и эта более защищённая от внешних
воздействий структура послужила прототипом самых первых клеток, давших начало
трём основным ветвям жизни, которые представлены в современном мире бактериями,
археями и эукариотами. Что касается даты и последовательности появления таких
первичных клеток, то это остаётся загадкой. Кроме того, по простым вероятностным
оценкам для эволюционного перехода от органических молекул к первым организмам
не хватает времени - первые простейшие организмы появились слишком внезапно.
В течение многих лет учёные полагали, что жизнь вряд ли могла возникнуть и развиваться в тот период, когда Земля постоянно подвергалась столкновениям с большими кометами и метеоритами, а завершился этот период примерно 3,8 миллиарда лет тому назад. Однако недавно в самых древних на Земле осадочных породах, найденных в юго-западной части Гренландии, были обнаружены следы сложных клеточных структур, возраст которых составляет, по крайней мере, 3,86 миллиардов лет. Значит, первые формы жизни могли возникнуть за миллионы лет до того, как прекратилась бомбардировка нашей планеты крупными космическими телами. Но тогда возможен и совсем другой сценарий (рис. 4). Органическое вещество попадало на Землю из космоса вместе с метеоритами и другими внеземными объектами, бомбардировавшими планету в течение сотен миллионов лет с момента её образования. Ныне столкновение с метеоритом - событие довольно редкое, но и сейчас из космоса вместе с межпланетным материалом на Землю продолжают поступать точно такие же соединения, как и на заре жизни.
Падавшие на Землю космические объекты могли сыграть центральную роль в возникновении жизни на нашей планете, так как, по мнению ряда исследователей, клетки, подобные бактериям, могли возникнуть на другой планете и затем уже попасть на Землю вместе с астероидами. Одно из свидетельств в пользу теории внеземного происхождения жизни было обнаружено внутри метеорита, по форме напоминающего картофелину и названного ALH84001. Первоначально этот метеорит был частичкой марсианской коры, которая затем была выброшена в космос в результате взрыва при столкновении огромного астероида с поверхностью Марса, происшедшего около 16 миллионов лет назад. А 13 тысяч лет назад после длительного путешествия в пределах Солнечной системы этот осколок марсианской породы в виде метеорита приземлился в Антарктике, где и был недавно обнаружен. При детальном исследовании метеорита внутри него были обнаружены палочковидные структуры, напоминающие по форме окаменелые бактерии, что дало повод для бурных научных споров о возможности жизни в глубине марсианской коры. Разрешить эти споры удастся не ранее 2005 года, когда Национальное управление по аэронавтике и космическим исследованиям Соединённых Штатов Америки осуществит программу полёта на Марс межпланетного корабля для отбора проб марсианской коры и доставки образцов на Землю. И если учёным удастся доказать, что микроорганизмы когда-то населяли Марс, то о внеземном возникновении жизни и о возможности занесения жизни из Космоса можно будет говорить с большей долей уверенности.
Процесс формирования первых органических соединений на Земле называют химической эволюцией. Она предшествовала биологической эволюции. Этапы химической эволюции были выделены А.И.Опариным.
I этап — небиологический, или абиогенный (от греч. u, un
— отрицательная частица, bios
— жизнь, genesis
— происхождение). На этом этапе в атмосфере Земли и в водах первичного океана, насыщенных разнообразными неорганическими веществами, в условиях интенсивного солнечного излучения происходили химические реакции. В ходе этих реакций из неорганических веществ могли сформироваться простые органические вещества — аминокислоты, спирты, жирные кислоты, азотистые основания.
Возможность синтеза органических веществ из неорганических в водах первичного океана подтвердилась в опытах американского ученого С.Миллера и отечественных ученых А.Г.Пасынского и Т.Е.Павловской.
Миллер сконструировал установку, в которую помещалась смесь газов — метана, аммиака, водорода, паров воды. Эти газы могли входить в состав первичной атмосферы. В другой части аппарата находилась вода, которая доводилась до кипения. Газы и водяной пар, циркулировавшие в аппарате под высоким давлением, в течение недели подвергались воздействию электрических разрядов. В результате в смеси образовалось около 150 аминокислот, часть из которых входит в состав белков.
Впоследствии экспериментально подтвердилась возможность синтеза и других органических веществ, в том числе и азотистых оснований.
II этап — синтез белков — полипептидов, которые могли образоваться из аминокислот в водах первичного океана.
III этап — появление коацерватов (от лат. coacervus — сгусток, куча). Молекулы белков, обладающие амфотерностью, при определенных условиях могут самопроизвольно концентрироваться и образовывать коллоидные комплексы, которые получили название коацерватов.
Коацерватные капли образуются при смешивании двух разных белков. Раствор одного белка в воде прозрачен. При смешивании разных белков раствор мутнеет, под микроскопом в нем заметны плавающие в воде капли. Такие капли — коацерваты могли возникнуть в водах 1000 первичного океана, где находились разнообразные белки.
Некоторые свойства коацерватов внешне сходны со свойствами живых организмов. Например, они «поглощают» из окружающей среды и избирательно накапливают определенные вещества, увеличиваются в размерах. Можно предположить, что внутри коацерватов вещества вступали в химические реакции.
Поскольку химический состав «бульона» в разных частях первичного океана различался, неодинаковы были химический состав и свойства коацерватов. Между коацерватами могли формироваться отношения конкуренции за вещества, растворенные в «бульоне». Однако коацерваты нельзя считать живыми организмами, так как у них отсутствовала способность к воспроизведению себе подобных.
IV этап — возникновение молекул нуклеиновых кислот, способных к самовоспроизведению.
Исследования показали, что короткие цепи нуклеиновых кислот способны удваиваться вне всякой связи с живыми организмами — в пробирке. Возникает вопрос: как появился на Земле генетический код?
Американский ученый Дж.Бернал (1901-1971) доказал, что минералы играли большую роль в синтезе органических полимеров. Было показано, что ряд горных пород и минералов — базальт, глины, песок — обладает информационными свойствами, например, на глинах может осуществляться синтез полипептидов.
Видимо, первоначально сам по себе возник «минералогический код», в котором роль «букв» играли катионы алюминия, железа, магния, чередующиеся в различных минералах в определенной последовательности. В минералах возникает трех-, четырех- и пятибуквенный код. Этот код и определяет последовательность соединения аминокислот в белковую цепь. Потом роль информационной матрицы перешла от минералов к РНК, а затем к ДНК, которая оказалась более надежной для передачи наследственных признаков.
Однако процессы химической эволюции не объясняют, как возникли живые организмы. Процессы, которые привели к переходу от неживого к живому, Дж.Бернал назвал биопоэзом. Биопоэз включает этапы, которые должны были предшествовать появлению первых живых организмов: возникновение мембран у коацерватов, метаболизма, способности к самовоспроизведению, фотосинтеза, кислородного дыхания.
К появлению первых живых организмов могло привести образование клеточных мембран путем выстраивания молекул липидов на поверхности коацерватов. Это обеспечивало стабильность их формы. Включение в состав коацерватов молекул нуклеиновых кислот обеспечило их способность к самовоспроизведению. В процессе самовоспроизведения молекул нуклеиновых кислот возникали мутации, которые служили материалом для .
Так на основе коацерватов могли возникнуть первые живые существа. Они, по-видимому, являлись гетеротрофами и питались богатыми энергией сложными органическими веществами, содержащимися в водах первичного океана.
По мере увеличения численности организмов конкуренция между ними обострялась, так как запасы питательных веществ в водах океана уменьшались. У некоторых организмов появилась способность к синтезу органических веществ из неорганических с использованием солнечной энергии или энергии химических реакций. Так возникли автотрофы, способные к фотосинтезу или хемосинтезу.
Первые организмы были анаэробами и получали энергию в ходе реакций бескислородного окисления, например брожения. Однако появление фотосинтеза привело к накоплению в атмосфере кислорода. В результате возникло дыхание — кислородный, аэробный путь окисления, который примерно в 20 раз эффективнее гликолиза.
Первоначально жизнь развивалась в водах океана, так как сильное ультрафиолетовое излучение губительно влияло на организмы на суше. Появление озонового слоя в результате накопления кислорода в атмосфере создало предпосылки для выхода живых организмов на сушу.
СИСТЕМА КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ И УМЕНИЙ ПО ОБЩЕЙ БИОЛОГИИ В 10 КЛАССЕ
4 проверочных работ и 1 итоговое тестирование:
Проверочная работа по теме «Происхождение жизни на Земле»
Часть А Выпишите номера вопросов, рядом с ними запишите буквы правильных ответов.
1. Живое отличается от неживого:
а) составом неорганических соединений;
б) наличием катализаторов;
в) взаимодействием молекул друг с другом;
Г) обменными процессами.
2. Первыми живыми организмами на нашей планете были:
а) анаэробные гетеротрофы; б) аэробные гетеротрофы;
в) автотрофы; г) организмы-симбионты.
3. Сущность теории абиогенеза состоит в:
в) сотворении мира Богом;
4. Опыты Луи Пастера доказали невозможность:
а) самозарождения жизни;
б) появления живого только из живого;
в) занесения «семян жизни» из Космоса;
г) биохимической эволюции.
5. Из перечисленных условий наиболее важным для возникновения жизни является:
а) радиоактивность;
б) наличие жидкой воды;
в) наличие газообразного кислорода;
г) масса планеты.
6. Углерод является основой жизни на Земле, т.к. он:
а) является самым распространенным на Земле элементом;
б) первым из химических элементов стал взаимодействовать с водой;
в) имеет небольшой атомный вес;
г) способен образовывать устойчивые соединения с двойными и тройными связями.
7. Сущность креационизма состоит в:
а) происхождении живого из неживого;
б) происхождении живого от живого;
в) сотворении мира Богом;
г) занесении жизни из Космоса.
8. Когда началась геологическая история Земли:
а) свыше 6 млрд.;
б) 6 млн.;
в) 3,5 млрд. лет тому назад?
9. Где возникли первые неорганические соединения:
А) в недрах Земли;
б) в первичном океане;
в) в первичной атмосфере?
10. Что явилось предпосылкой возникновения первичного океана:
а) охлаждение атмосферы;
б) опускание суши;
в) появление подземных источников?
11. Какие первые органические вещества возникли в водах океана:
12. Какими свойствами обладали концерванты:
а) рост; б) обмен веществ; в) размножение?
13. Какие свойства присущи пробионту:
а) обмен веществ; б) рост; в) размножение?
14. Какой способ питания был у первых живых организмов:
а) автотрофный; б) гетеротрофный?
15. Какие органические вещества возникли с появлением фотосинтезирующих растений :
а) белки; б) жиры; в) углеводы; г) нуклеиновые кислоты?
16. Возникновение каких организмов создало условия для развития животного мира:
а) бактерии; б) сине-зеленые водоросли; в) зеленые водоросли?
Часть Б Закончите предложения.
1. Теория, постулирующая сотворение мира Богом (Творцом), – … .
2. Доядерные организмы, не имеющие ограниченного оболочкой ядра и органоидов, способных к самовоспроизведению, – … .
3. Фазовообособленная система, взаимодействующая с внешней средой по типу открытой системы, – … .
4. Советский ученый, предложивший коацерватную теорию происхождения жизни, – … .
Часть С Ответьте на вопрос.
Перечислите основные положения теории А.И. Опарина.
Почему соединения нуклеиновых кислот с коацерватными каплями считается важнейшим этапом возникновения жизни?
Проверочная работа по теме «Химическая организация клетки»
Вариант 1
Тест «Проверь себя»
1.Какая группа химических элементов составляет 98% от сырой массы клетки: а) органогены (углерод, азот, кислород, водород); б) макроэлементы; в) микроэлементы?
2. Какие химические элементы, содержащиеся в клетке, являются
макроэлементами: а) кислород; б) углерод; в) водород; г) азот; д) фосфор; е) сера; ж) натрий; з) хлор; и) калий; к) кальций; л) железо; м) магний; н) цинк?
3. Какую долю в среднем составляет в клетке вода: а) 80%; б) 20%; в) 1%?
В состав какого жизненно важного соединения входит железо: а) хлорофилл; б) гемоглобин; в) ДНК; г) РНК?
Какие соединения являются мономерами молекул белка:
а) глюкоза; б) глицерин; в) жирные кислоты; г) аминокислоты?
6. Какая часть молекул аминокислот отличает их друг от друга: а) радикал; б) аминогруппа; в) карбоксильная группа?
7. Посредством какой химической связи соединены между собой аминокислоты в молекуле белка первичной структуры: а) дисульфидная; б) пептидная; в) водородная?
8. Сколько энергии освобождается при расщеплении 1 г белка: а) 17.6 кДж; б) 38,9 кДж?
9. Каковы главнейшие функции белков: а) строительная; б) каталитическая; в) двигательная; г) транспортная; д) защитная; е) энергетическая; ж) все выше перечисленные?
10. К каким соединениям по отношению к воде относят липиды: а) гидрофильным; б) гидрофобными?
11. Где в клетках синтезируются жиры: а) в рибосомах; б) пластидах; в) ЭПС?
12. Какое значение для организма растений имеют жиры: а) структура мембран; б) источник энергии; в) теплорегуляция?
13. В результате какого процесса органические вещества образуются из
неорганических: а) биосинтеза белка; б)) фотосинтеза; в) синтеза АТФ?
14. Какие углеводы относятся к моносахаридам: а) сахароза; б) глюкоза; в) фруктоза; г) галактоза; д) рибоза; е) дезоксирибоза; ж) целлюлоза?
15. Какие полисахариды характерны для растительной клетки: а) целлюлоза; б) крахмал; в) гликоген; г) хитин?
Какова роль углеводов в животной клетке:
а) строительная; б) транспортная; в) энергетическая; г) компонент нуклеотидов?
17. Что входит в состав нуклеотида: а) аминокислота; б) азотистое основание; в) остаток фосфорной кислоты; г) углевод?
18. Какую спираль представляет собой молекула ДНК: а) одинарную; б) двойную?
19. Какая из нуклеиновых кислот имеет наибольшую длину и молекулярную массу:
А) ДНК; б) РНК?
Закончите предложения
Углеводы делятся на группы………………….
Жиры представляют собой…………………
Связь между двумя аминокислотами называется……………
Основными свойствами ферментов являются…………..
ДНК выполняет функции……………..
РНК выполняет функции……………..
Вариант 2
1. Содержание каких четырех элементов в клетке особенно велико: а) кислород; б) углерод; в) водород; г) азот; д) железо; е) калий; ж) сера; з) цинк; и) меда?
2. Какая группа химических элементов составляет 1,9% от сырой массы
клетки; а) органогены (углерод, водород, азот, кислород); в) макроэлементы; б) микроэлементы?
В состав какого жизненно важного соединения входит магний: а) хлорофилл; б) гемоглобин; в) ДНК; г) РНК?
Каково значение воды для жизнедеятельности клетки:
а) это среда для химических реакций; б) растворитель; в) источник кислорода при фотосинтезе; г) химический реагент; д) все выше перечисленное?
5. В чем растворимы жиры: а) в воде; б) ацетоне; в) эфире; г) бензине?
6. Каков химический состав молекулы жира: а) аминокислоты; б) жирные кислоты; в) глицерин; г) глюкоза?
7. Какое значение для организма животных имеют жиры: а) структура мембран; б) источник энергии; в) теплорегуляция; г) источник воды; д) все выше перечисленное?
Сколько энергии освобождается при расщеплении 1 г жира: а) 17,6кДж; б)38,9кДж?
Что образуется в результате фотосинтеза: а) белки; б) жиры; в) углеводы?
10. Какие углеводы относятся к полимерам: а) моносахариды; б) дисахариды; в) полисахариды?
11. Какие полисахариды характерны для животной клетки: а) целлюлоза; б) крахмал; в) гликоген; г) хитин?
12.Какова роль углеводов в растительной клетке: а) строительная; б) энергетическая; в) транспортная; г) компонент нуклеотидов?
13. Сколько энергии выделяется при расщеплении 1 г углеводов: а) 17,6кДж; б)38,9кДж?
Сколько из известных аминокислот участвуют в синтезе белков: а) 20; б) 23; в) 100?
В каких органоидах клетки синтезируются белки: а) в хлоропластах; б) рибосомах; в) в митохондриях; г) в ЭПС?
16. Какие структуры молекул белка способны нарушаться при денатурации, а затем вновь восстанавливаться: а) первичная; б) вторичная; в) третичная; г) четвертичная?
17. Что представляет собой мономер нуклеиновых кислот:
а) аминокислоту; б) нуклеотид; в) молекулу белка?
18. К каким веществам относится рибоза: а) к белкам; б) жирам; в) углеводам?
19. Какие вещества входят в состав нуклеотидов ДНК: а) аденин; б) гуанин; в) цитозин; г) урацил; д) тимин; е) фосфорная кислота: ж) рибоза; з) дезоксирибоза?
II. Закончите предложения
1. Углеводы делятся на группы………………….
2. Жиры представляют собой…………………
3. Связь между двумя аминокислотами называется……………
4. Основными свойствами ферментов являются…………..
5. ДНК выполняет функции……………..
6. РНК выполняет функции……………..
ДЕШИФРАТОР
Вариант №1
I а: 2-д,е,ж,з,и,к,л,м; 3-а; 4-гб; 5-г; 6-а; 7-6; 8-а; 9-ж; 10-6; 11-в; 12-а,б; 13-6; 14-б,в,г.д,е; 15-а,б; 16-в.г; 17-б,в,г; 18-6; 19-а.
Вариант №2
1-а,б,в,г; 2-6; 3-а; 4-д; 5-б,в,г; 6-б,в; 7-д; 8-6; 9-в; 10-а,б; 11-в.г; 12-а.б,г; 13-а; 14-а; 15-б; 16-б,в,г; 17-6; 18-в; 19-а.б.в,д,е,3.
1. моносахариды, олигосахариды, полисахариды
2. сложные эфиры глицерина и высших жирных кислот
3. пептидная
4. специфичность и зависимость скорости катализа зависит от температуры, рН, концентрации субстрата и фермента
5. хранение и передача наследственной информации
6. информационные РНК переносят информацию о структуре белка от РК к месту синтеза белка, они определяют расположение аминокислот в молекулах белка. Транспортные РНК доставляют аминокислоту к месту синтеза белка. Рибосомальные РНК входят в состав рибосом, определяя их структуру и функционирование.
Проверочная работа по теме «Строение и жизнедеятельность клеток»
Вариант 1
I. Какие особенности живой клетки зависят от функционирования биологических мембран:
а) избирательная проницаемость; б) поглощение и удержание воды; в) ионный обмен; г) изоляция от окружающей среды и связь с ней; д) все выше перечисленное?
2. Через какие участки мембраны проводится вода: а) липидный слой; б) белковые поры?
3. Какие органоиды цитоплазмы имеют одномембранное строение: а) наружная клеточная мембрана; б) ЭС; в) митохондрии; г) пластиды; д) рибосомы; е) комплекс Гольджи; ж) лизосомы?
4. Чем отделена цитоплазма клетки от окружающей среды: а) мембранами ЭС (эндоплазматическая сеть); б) наружной клеточной мембраной?
Из скольких субъединиц состоит рибосома: а) одной; б) двух; в) трех?
Что входит в состав рибосом: а) белки; б) липиды; в) ДНК; г) РНК?
7. Какая функция митохондрий дала им название - дыхательный центр клетки: а) синтез АТФ; б) окисление органических веществ до С0
2
и Н
2
О; в) расщепление АТФ?
Какие органоиды характерны только для растительных клеток: а) ЭС; б) рибосомы; в) митохондрии; г) пластиды?
Какие из пластид бесцветные: а) лейкопласты; б) хлоропласты; в) хромопласты?
10. Какие из пластид осуществляют фотосинтез: а) лейкопласты; б) хлоропласты; в) хромопласты?
11. Для каких организмов характерно ядро: а) прокариотов; б) эукариотов?
12. Какая из ядерных структур принимает участие в сборке субъединиц рибосом: а) ядерная оболочка; б) ядрышко; в) ядерный сок?
13. Какой из компонентов мембраны обусловливает свойство избирательной проницаемости: а) белки; б) липиды?
14. Каким образом проходят через мембрану крупные белковые молекулы и частицы: а) фагоцитоз; б) пиноцитоз?
15. Какие органоиды цитоплазмы имеют немембранное строение: а) ЭС; б) митохондрии; в) пластиды; г) рибосомы; д) лизосомы?
16. Какой органоид связывает клетку в единое целое, осуществляет транспорт веществ, участвует в синтезе белков, жиров, сложных углеводов: а) наружная клеточная мембрана; б) ЭС; в) комплекс Гольджи?
17. В какой из ядерных структур идет сборка субъединиц рибосом: а) в ядерном соке; б) в ядрышке; в) в ядерной оболочке?
18. Какую функцию выполняют рибосомы: а) фотосинтез; б) синтез белков; в) синтез жиров; г) синтез АТФ; д) транспортная функция?
19. Какова структура молекулы АТФ: а) биополимер; б) нуклеотид; в) мономер?
20. В каких органоидах синтезируется АТФ в растительной клетке: а) в рибосомах; б) в митохондриях; в) в хлоропластах?
21. Сколько энергии заключено в АТФ: а) 40 кДж; б) 80 кДж; в) 0 кДж?
22. Почему диссимиляция называется энергетическим обменом: а) поглощается энергия; б) выделяется энергия?
23. Что включает в себя процесс ассимиляции: а) синтез органических веществ с поглощением энергии; б) распад органических веществ с выделением энергии?
24. Какие процессы, происходящие в клетке, относятся к ассимиляционным: а) синтез белка; б) фотосинтез; в) синтез липидов; г) синтез АТФ; д) дыхание?
25. В какой стадии фотосинтеза образуется кислород: а) темновой; б) световой; в) постоянно?
26. Что происходит с АТФ в световой стадии фотосинтеза: а) синтез; б) расщепление?
27. Какую роль играют ферменты при фотосинтезе: а) нейтрализуют; б) катализируют; в) расщепляют?
28. Какой способ питания у человека: а) автотрофный; б) гетеротрофный; в) смешанный?
29. Какова функция ДНК в синтезе белка: a) самоудвоение; б) транскрипция; в) синтез тРНК и рРНК?
30. Чему соответствует информация одного гена молекулы ДНК: а) белку; б) аминокислоте; в) гену?
31. Чему соответствует триплет и РНК: а) аминокислоте; б) белку?
32. Что образуется в рибосоме в процессе биосинтеза белка: а) белок третичной структуры; б) белок вторичной структуры; а) полипептидная цепь?
Вариант 2
Из каких молекул состоит биологическая мембрана: а) белков; б) липидов; в) углеводов; г) воды; д) АТФ?
Через какие участки мембраны проводятся ионы: а) липидный слой; б) белковые поры?
Какие органоиды цитоплазмы имеют двухмембранное строение: а) ЭС; б) митохондрии; в) пластиды; г) комплекс Гольджи?
4. У каких клеток поверх наружной клеточной мембраны находится целлюлозная стенка:
а) растительных; б) животных?
Где образуются субъединицы рибосом, а) в цитоплазме; б) в ядре; в) в вакуолях?
В каких органоидах клетки находятся рибосомы:
а) в цитоплазме; б) в гладкой ЭС; в) в шероховатой ЭС; г) в митохондриях; д) в пластидах; е) в ядерной оболочке?
7. Почему митохондрии называют энергетическими станциями клеток: а) осуществляют синтез белка; б) синтез АТФ; в) синтез углеводов; г) расщепление АТФ?
8. Какие органоиды являются общими для растительной и животной клетки: а) ЭС; б) рибосомы; в) митохондрии; г) пластиды? 9. Какие из пластид имеют оранжево-красный цвет: а) лейкопласты; б) хлоропласты; в) хромопласты?
10. Какие из пластид запасают крахмал: а) лейкопласты; б) хлоропласты; в) хромопласты?
11. Какая ядерная структура несет наследственные свойства организма: а) ядерная оболочка; б) ядерный сок; в) хромосомы; г) ядрышко?
12. Каковы функции ядра: а) хранение и передача наследственной информации; б) участие в делении клеток; в) участие в биосинтезе белка; г) синтез ДНК; д) синтез РНК; е) формирование субъединиц рибосом?
13. Как называются внутренние структуры митохондрий: а) граны; б) кристы; в) матрикс?
14. Какие структуры образованы внутренней мембраной хлоропласта: а) тилакоиды гран; б) тилакоиды стромы; в) строма; г) кристы?
15. Какие из пластид имеют зеленый цвет: а) лейкопласты; б) хлоропласты; в) хромопласты?
16. Какие из пластид придают окраску лепесткам цветов, плодам, осенним листьям:
а) лейкопласты; б) хлоропласты; в) хромопласты?
17. С появлением какой структуры ядро обособилось от цитоплазмы: а) хромосомы; б) ядрышка; в) ядерного сока; г) ядерной оболочки?
18. Что представляет собой ядерная оболочка: а) сплошную оболочку; б) пористую оболочку?
19. Какие соединения входят в состав АТФ: а) азотистое основание; б) углевод; в) три молекулы фосфорной кислоты; г) глицерин; д) аминокислота?
20. В каких органоидах синтезируются АТФ в животной клетке: а) рибосомах; б) митохондриях; в) хлоропластах?
21. В результате какого процесса, происходящего в митохондриях, синтезируется АТФ: а) фотосинтеза; б) дыхания; в) биосинтеза белков?
22. Почему ассимиляция называется пластическим обменом: а) создаются органические вещества; б) расщепляются органические вещества?
23. Что включает в себя процесс диссимиляции: а) синтез органических веществ с поглощением энергии; в) распад органических веществ с выделением энергии?
24. Чем отличается окисление органических веществ в митохондриях
от горения этих же веществ: а) выделением теплоты; б) выделением теплоты и синтезом АТФ; в) синтезом АТФ; г) процесс окисления происходит с участием ферментов; д) без участия ферментов?
25. В каких органоидах клетки осуществляется процесс фотосинтеза: а) в митохондриях; б) рибосомах; в) хлоропластах; г) хромопластах?
26. При расщеплении какого соединения выделяется свободный кислород при фотосинтезе:
А) С0 2 ; б) Н 2 0; в) АТФ?
27. Какие растения создают наибольшую биомассу и выделяют большую часть кислорода:
а) споровые; б) семенные; в) водоросли?
28. Какие компоненты клетки непосредственно участвуют в биосинтезе белка: а) рибосомы; б) ядрышко; в) ядерная оболочка; г) хромосомы?
29. Какая структура ядра содержит информацию о синтезе одного белка: а) молекула ДНК; б) триплет нуклеотидов; в) ген?
30. Какие компоненты составляют тело рибосомы: а) мембраны; б) белки; в) углеводы; г) РНК; д) жиры?
31. Сколько аминокислот участвуют в биосинтезе белков, а) 100; б) 30; в) 20?
32. Где формируются сложные структуры молекулы белка: а) в рибосоме; б) в матриксе цитоплазмы; в) в каналах эндоплазматической сети?
Проверка
Вариант 1:
1д; 2б; 3а,е,ж; 4б; 5б; 6а,г; 7б; 8г; 9а; 10б; 11б; 12б; 13б; 14а; 15г; 16б; 17б; 18б; 19б,в; 20б,в; 21б; 22б; 23а; 24а, б,в,г; 25б; 26 а; 27 а,б, в; 28б; 29б, в; 30а; 31а; 32в.
Вариант 2:
1а,б; 2а4 3б,в; 4а; 5б; 6а,в,г,д; 7б; 8а,б,в; 9в; 10а; 11в; 12все; 13б; 14а,б; 15б; 16в; 17г; 18б; 19а,б,в: 20б; 21б; 22а; 23б; 24в,г; 25в; 26б; 26б; 28а,г; 29в; 30б,г; 31в; 32в.
Проверочная работа по теме «Размножение и развитие организмов»
«Отаеть-ка»
Что такое жизненный цикл клетки?
Какие различают виды постэмбрионального развития?
Каково строение бластулы?
Какие функции выполняют хромосомы?
Что такое митоз?
Что такое дифференцировка клеток?
Каково строение гаструлы?
Какие зародышевые листки образуются в ходе эмбрионального развития?
Назовите трех русских ученых, внесших большой вклад в развитие эмбриологии.
Что такое метаморфоз?
Перечислите стадии эмбрионального развития многоклеточных животных.
Что такое эмбриональная индукция?
В чем проявляются преимущества непрямого развития над прямым?
На какие периоды делится индивидуальное развитие организмов?
Что такое онтогенез?
Какие факты подтверждают, что зародыш – целостная система?
Каков набор хромосом и ДНК в профазу 1 и профазу 2 мейоза?
Что такое репродуктивный период?
Каков набор хромосом и ДНК в метафазе 1 и метафазе 2 мейоза?
Какое количество хромосом и ДНК при анафазе митоза и анафазе 2 мейоза?
Перечислите виды бесполого размножения.
Перечислите стадии эмбриогенеза.
Какое количество хромосом и ДНК будет в клетках в метафазу митоза и телофазу мейоза 2?
Что такое вегетативный полюс в бластуле?
Назовите виды хромосом (по строению).
Что такое бластоцель и гастроцель?
Сформулируйте биогенетический закон.
Что такое специализация клеток?
Что такое мейоз?
Какое количество хромосом в клетках в начале и в конце митоза?
Что такое стресс?
Перечислите фазы мейоза.
Сколько яйцеклеток и сперматозоидов образуется в итоге гаметогенеза?
Что такое биваленты?
Кто такие первичнополостные и вторичнополостные животные?
Что представляет собой нейрула?
Из каких периодов состоит интерфаза?
В чем биологическое значение оплодотворения?
Чем заканчивается второе деление мейоза?
Что такое гомеостаз?
Что такое спорообразование?
В чем биологический смысл размножения?
Что такое нейруляция?
Каково значение размножения в природе?
Что такое гаструла?
Из каких частей состоит яйцеклетка птицы?
Каковы функции зиготы?
В чем выражается регенерация у высокоорганизованных животных и человека?
Какие зародышевые листки образуются у многоклеточных животных на стадии гаструлы?
Перечислите фазы мейоза.
Какие стадии проходят животные при развитии с метаморфозом?
Что такое прямое и непрямое развитие?
Чем дробление отличается от митотического деления?
Какие этапы различают в постэмбриональном развитии человека?
Что такое амитоз?
Какие органы развиваются у зародыша человека из мезодермы?
Какой набор хромосом и ДНК в анафазе 1 и анафазе 2 мейоза?
Перечислите фазы митоза.
Что такое эмбриональное развитие животных?
Какое число хромосом и ДНК в клетках в профазе митоза и анафазе 2 мейоза?
Какие функции выполняют яйцеклетка и сперматозоиды?
Каково строение хромосомы?
Сколько хромосом и ДНК будет в клетке в анафазе митоза и метафазе 1 мейоза?
Что происходит с клеткой в интерфазе?
Перечислите основные этапы образования яйцеклеток.
Что такое регенерация?
Какой набор хромосом и ДНК в телофазе 1 и телофазе 2 мейоза?
Кто создал биогенетический закон?
Что такое конъюгация?
Что представляют собой кроссоверные хромосомы?
К чему приводит кроссинговер?
Что такое хромосомы?
Чем можно объяснить различия в размерах яйцеклеток птиц и человека?
Каково строение бластулы?
В какой фазе мейоза происходит конъюгация и что это такое?
Как называются стадии оогенеза?
В какой фазе мейоза происходит кроссинговер и что это такое?
В чем биологическое значение кроссинговера?
Из какого зародышевого листка формируется сердце человека?
Чем заканчивается первое деление мейоза?
Тест «Проверь себя»
Вариант 1
1. Какой тип деления клеток не сопровождается уменьшением набора хромосом: а) амитоз; б) мейоз; в) митоз?
2. Какой набор хромосом получается при митотическом делении диплоидного ядра: а) гаплоидный; б) диплоидный?
3. Сколько хроматид в хромосоме к концу митоза: а) две; б) одна?
4. Какое деление сопровождается редукцией (уменьшением) числа хромосом в клетке в два раза: а) митоз; 6) амитоз; в) мейоз? 5. В какой фазе мейоза происходит конъюгация хромосом: а) в профазе 1; 6) в метафазе 1; в) в профазе 2?
6. Для какого способа размножения характерно образование гамет: а) вегетативного; б) бесполого; в) полового?
7. Какой набор хромосом имеют сперматозоиды: а) гаплоидный; б) диплоидный?
8. В какой зоне при гаметогенезе происходит мейотическое деление клеток:
а) в зоне роста; 6) в зоне размножения; в) в зоне созревания?
9. Какая часть сперматозоида и яйцеклетки является носителем генетической информации: а) оболочка; б) цитоплазма; в) рибосомы; г) ядро?
10. С развитием какого зародышевого листка связано появление вторичной полости тела: а) эктодермы; б) мезодермы; в) энтодермы?
11. За счет какого зародышевого листка образуется хорда: а) эктодермы; б) энтодермы; в) мезодермы?
Вариант 2
1. Какое деление характерно для соматических клеток: а) амитоз; б) митоз; в) мейоз?
2. Сколько хроматид в хромосоме к началу профазы: а) одна; б) две?
3. Сколько клеток образуется в результате митоза: а) 1;б)2;в)3;г)4?
4. В результате какого типа деления клетки получаются четыре гаплоидные клетки:
а) митоза; б) мейоза; в) амитоза?
Какой набор хромосом имеет зигота: а) гаплоидный; б) диплоидный?
Что образуется в результате овогенеза: а) сперматозоид; б) яйцеклетка; в) зигота?
7. Какой из способов размножения организмов возник позже всех в процессе эволюции: а) вегетативный; б) бесполый; в) половой?
8. Какой набор хромосом имеют яйцеклетки: а) гаплоидный; б) диплоидный?
9. Почему стадия двухслойного зародыша называется гаструлой:
а) похожа на желудок; б) имеет кишечную полость; в) имеет желудок?
10. С появлением какого зародышевого листка начинается развитие тканей и систем органов:
а) эктодермы; б) энтодермы; в) мезодермы?
11. За счет какого зародышевого листка формируется спинной мозг: а) эктодермы; б) мезодермы; в) энтодермы?
Проверка
Вариант №1
1в ; 2б; 3б; 4в; 5а; 6в; 7а; 8в; 9г; 10б; 11в
Вариант №2
1б; 2б; 3б; 4б; 5б; 6б; 7в; 8а; 9б; 10в; 11а.
Итоговое тестирование
ПРОВЕРОЧНАЯ РАБОТА ЗА КУРС
«Общая биология» 10 класс
Вариант 1.
Инструкция для учащихся
Тест состоит из частей А, В, С. На выполнение отводится 60 минут. Внимательно прочитайте каждое задание и предлагаемые варианты ответа, если они имеются. Отвечайте только после того, как вы поняли вопрос и проанализировали все варианты ответа.
Выполняйте задания в том порядке, в котором они даны. Если какое-то задание вызывает у вас затруднение, пропустите его и постарайтесь выполнить те, в ответах на которые вы уверены. К пропущенным заданиям можно будет вернуться, если у вас останется время.
За выполнение различных по сложности заданий дается один или более баллов. Баллы, полученные вами за выполненные задания, суммируются. Постарайтесь выполнить как можно больше заданий и набрать наибольшее количество баллов.
Желаем успеха!
