Общая биология уровни организации и основные признаки живого вещества уровни организации живого вещества молекулярный
| Вид материала | Документы |
- Перечень вопросов для курсового экзамена по биологии уровни организации живого. Человек, 96.87kb.
- Чебышев Н. В. Биология: учебник для студентов сред. Проф. Учебных заведений, 197.24kb.
- «биология», 388.53kb.
- Экзаменационные вопросы по биологии биология: определение, современный этап развития, 123.72kb.
- Оглавление лекция №1, 787.83kb.
- Основные вопросы программы по биологии для студентов 1 курса заочного обучения по специальности, 55.73kb.
- Основные вопросы программы по биологии для студентов 1 курса заочного обучения волгоградской, 648.74kb.
- Размножение и индивидуальное развитие организмов, 44.8kb.
- Урок биологии-9 класс. Тема «Многообразие живого мира. Основные свойства», 52.53kb.
- Учебно-тематический план по биологии 9 класс (70 ч.), 98.84kb.
КРИТЕРИИ ВИДА
Вид – это совокупность особей сходных морфологически (морфологический критерий), физиологически (физио-логический критерий), биохимически (биохимический критерий), генетически (сходный набор хромосом; генетический критерий), занимающих определённый ареал (географический критерий), экологическую нишу (ведущие сходный образ жизни - экологический критерий), свободно скрещивающихся и дающих плодовитое потомство.
СТРУКТУРА ВИДА
Популяция – это часть вида относительно долго (в течение ряда поколений) существующая, относительно изолированно от других популяций, в данном ареале.
Подвид – это часть вида (одна или несколько популяций), не менее 75 % особей которой, имеют характерные признаки отличные от особей других популяций.
ПРЕДПОСЫЛКИ ЕСТЕСТВЕННОГО ОБОРА
Прогрессия размножения – на свет появляется гораздо больше потомства, чем может обеспечить их выживание данная кормовая база.
Гетерогенность популяции: в одной популяции нет двух абсолютно одинаковых особей.
Борьба за существование.
Борьба с изменениями условий окружающей среды: сезонная линька животных, перелёты птиц, листопад растений, и др.
Межвидовая борьба: хищник – жертва, тигры – волки, кролики – кенгуру и др.
Внутривидовая борьба является самой жестокой, так как происходит по всем направлениям: за места обитания, кормовую базу, самку и т.д.
ВИДЫ ЕСТЕСТВЕННОГО ОТБОРА
Стабилизирующий отбор протекает при неизменных условиях и приводит к сохранению особей со среднестатистическими показателям признака, то есть обеспечивает сохранение вида.
Движущий отбор осуществляется при изменении условий окружающей среды и приводит к сохранению особей с одним из крайних проявлений данного признака и гибели других особей.
Дизруптивный отбор осуществляется при изменении условий окружающей среды и приводит к сохранению особей с несколькими из крайних проявлений данного признака и гибели других особей.
ПОПУЛЯЦИОННЫЕ ВОЛНЫ
Изменение численности популяции могут быть перио-дические и не периодические.
Периодические колебания численности особей в популяции могут быть связаны с сезонными явлениями, лунной, солнечной активностью, а так же с геомагнитным состоянием планеты.
Непериодические колебания связаны со спонтанными изменениями условий окружающей среды (пожары, наводнения, засуха и т.д.).
Увеличение численности популяции обеспечивает появление более многообразных признаков, а снижение численности приводит к закреплению наиболее благоприят-ных признаков для данных конкретных условий существования.
СПОСОБЫ ВИДООБРАЗОВАНИЯ
Аллопатрическое видообразование осуществляется в различных популяциях данного вида. При большом ареале вида крайние наиболее удалённые популяции фактически изолированы друг от друга, оказавшись в разных условиях могут дать начало новым видам. Если популяции располагаются близко, но между ними имеются непреодоли-мые препятствия возможно образование нового вида.
Симпатрическое видообразование происходит внутри данной популяции это возможно в случае возникновения мутаций, при которых часть особей становится неспособна скрещиваться с особями исходного вида. Такая же ситуация возможна при отдалённой гибридизации сопровождающейся полиплоидией и сдвиге фаз биологической активности у части особей данной популяции.
ПРИНЦИП ОСНОВАТЕЛЯ
Новый вид образуется из весьма ограниченного числа исходных особей так как они занимают новую экологическую нишу и давление жизни на них резко понижается.
ОСНОВНЫЕ ПУТИ ЭВОЛЮЦИИ
Филетическая эволюция приводит к постепенному изменению исходного таксона и образованию новой таксономической группы такого же уровня, при этом общее число таксонов не изменяется.
Дивергенция – при дизруптивном отборе образуется несколько новых таксонов, которые развиваясь в различных условиях накапливают всё больше отличительных признаков.
Параллелизм – изначально дивергировавшие таксоны развиваются филлетически в сходных направлениях.
Конвергенция – изначально различные таксоны разви-ваясь в сходных условиях приобретают сходные признаки.
ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ЭВОЛЮЦИИ
Арогенез (ароморфоз, морфофизиологический прогресс) – приобретение признаков, повышающих уровень организации.
Аллогенез (идиоадаптация) – приобретение признаков благоприятных для жизни в данных конкретных условиях.
Катагенез (дегенерация, морфофизиологический регресс) сопровождается утратой или упрощением отдельных органов, при этом общий уровень организации понижается.
Биологический прогресс данного таксона характеризует-ся большой численностью особей и видов входящих в него, а так же большим ареалом распространения данной группы.
ПРАВИЛА ЭВОЛЮЦИИ ГРУПП
Правило необратимости эволюции. (Л. Долло, 1893 г.)
В процессе эволюции не может возникнуть таксон полностью повторяющий ранее уже существовавший.
Правило происхождения от неспециализированных предков. (Э. Коп, 1904 г.) Новые таксономические группы возникают от неспециализированных предковых форм.
Правило прогрессирующей специализации. (Ш. Депере, 1876 г.) Группы вставшие на путь специализации будут развиваться углубляя её.
Правило радиальной адаптации. (В. О. Ковалевский, 1875 г., Г. Осборн, 1915 г.) Филогенетическое развитие групп идёт дивергентно в разных направлениях.
Правило чередований основных направлений эволюции. (А. Н. Северцов, 1925 г.) Периоды арогенеза сменяются периодами аллогенеза.
ГИПОТЕЗЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ
Креационизм объясняет возникновение жизни на Земле волей Создателя, то есть существованием высшего разума.
Панспермия подразумевает вечность жизни и распростра-нение её по вселенной, возможно заносимую на планеты с метеоритами.
Самозарождения жизни.
Первый этап – возникновение органических соединений из неорганических.
а) Вулканическое происхождение органических соединений – органические соединения образовались в недрах Земли и были выброшены в мировой океан при извержении вулканов.
б) Атмосферно - гидросферное образование органических веществ, предсказанное А. И. Опариным, было подтверждено опытами Г. Юри и С. Миллера (1955 г.). Они, пропуская электрические разряды напряжением до 60000 В через смесь углекислого газа, метана, аммиака, водорода и водяных паров при повышенном давлении и температуре + 80о С, получили простейшие жирные кислоты, мочевину, уксусную и муравьиную кислоты, так же несколько аминокислот.
Второй этап возникновения жизни наиболее логично изложен в теории А. И. Опарина, который на основании присущей всем высокомолекулярным соединениям способности самопроизвольно концентрироваться (соединятся, притягиваясь разноимённо заряженными участками молекул) предположил, что с течением времени могли образоваться так называемые коацерваты, способные поглощать из окружающей среды различные вещества.
Третий этап связан с возникновением молекул способных к самовоспроизводству, редупликации, делению по принципу комплементарности.
Окончательное возникновение жизни обусловлено появлением мембранных структур, прокариотических клеток и возникновением ядра.
ГЕОХРОНОЛОГИЯ
Относительная геохронология основывается на том, что более поверхностный пласт всегда моложе лежащего под ним.
Абсолютная геохронология основывается на естественной радиоактивности некоторых химических элементов.
ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ЖИЗНИ НА ЗЕМЛЕ
Катархейская эра
Планетарный период развития Земли, возникновение: литосферы, атмосферы и гидросферы.
Архейская эра
(3500 млн. лет.)
Зарождение жизни, возникновение пробионтов и основных царств живых организмов (вирусов, бактерий, красных водорослей и животных). Крупнейшим ароморфозом можно считать: возникновение фотосинтеза.
Протерозойская эра
(2600 млн. лет)
Возникают зелёные водоросли, кишечнополостные, черви и первые хордовые. Крупнейшим ароморфозом можно считать: возникновение многоклеточности, первичных тканей и органов.
Палеозойская эра
(570 млн. лет.).
Кембрийский период. Появляются бурые водоросли, животные с внешними скелетами.
Ордовикский период. Водоросли полностью покоряют мировой океан, бурые водоросли занимают господствующее положение, появляются первые бесчелюстные позвоночные, коралловые полипы, господствуют кишечнополостные, игло-кожие и трилобиты. Крупнейшим ароморфозом можно считать возникновение тканей и органов у животных.
Селурийский период. Появляются скорпионы, паукообраз-ные, бескрылые насекомые, бесчелюстные позвоночные, двоякодышащие и кистепёрые рыбы. Псилофиты выходят на сушу и господствуют. У растений полностью формируются ткани и органы.
Девонский период. Появляются папортникообразные, грибы и мхи. Стегоцефалы выходят на сушу, благодаря появлению лёгочного дыхания.
Каменноугольный период. Появляются семенные папорт-ники, крылатые насекомые и каменноугольные акулы. Повсеместно развиваются древовидные папортникообораз-ные, господствуют гигантские папортники, хвощи, плауны, земноводные и каменноугольные акулы. Возникает внутреннее оплодотворение у позвоночных животных.
Пермский период. Появляются первые хвойные растения, зверозубые и травоядные пресмыкающиеся. Господствуют семенные папортники, акулы, насекомые и пресмыкающиеся.
Мезозойская эра
(230 млн. лет.).
Триасовский период. Возникают первые современные голо-семенные растения, яйцекладущие и сумчатые млекопитаю-щие настоящие костистые рыбы, черепахи, крокодилы и дино-завры. Господствуют голосененные и семенные папортнико-образные, пресмыкающиеся, головоногие моллюски и акулы. Ароморфозом является возникновение млекопитания.
Юрский период. Появляются первые покрытосеменные рас-тения, первоптицы, современные земноводные и пресмыкаю-щиеся. Господствуют голосеменные и динозавры. Ароморфоз – возникновение цветов и плодов.
Меловой период. Возникают разнообразные покрытосемен-ные растения, плацентарные и высшие млекопитающие и настоящие птицы, которые и начинают господствовать. Крупнейшим ароморфозом является появление плаценты у млекопитающих.
Кайназойская эра
(67 млн. лет.)
Современный этап эволюции биосферы. (Возможно деление эры на два периода: третичный и четвертичный).
Палеоген. Появляются современные покрытосеменные растения, морские млекопитающие, хвостатые ящеры, додлгопяты, низшие обезьяны, парапитеки, дриопитеки и копытные животные. Господствуют покрытосеменные растения насекомые, млекопитающие и птицы.
Неоген. Возникают злаки и человекообразные обезьяны. Господствуют покрытосеменные растения и гтгантские млекопитающие.
Антропоген. Эпоха развития человека. Формируется совре-менная биосфера. Возникает и развивается человек, появля-ются культурные растения.
АНТРОПОГЕНЕЗ
Подтверждениями единства происхождения человека и животных, помимо всего прочего, могут служить следующие факты: кровь карликового шимпанзе бонобо в принципе можно переливать человеку, по первичной структуре гены человека и шимпанзе сходны на 96-98 %.
Примерно 30 млн. лет назад древнейшие обезьяны парапитеки разделились на две ветви: проплиопитеков, приведших к появлению современных гиббонов и орангутангов, и дриопитеков, давших начало шимпанзе, гориллам и человеку.
ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ АНТРОПОГЕНЕЗА
Dryopithecus (дриопитек – древесная обезьяна) жил 18 – 9 млн. лет назад, вел стадный, древесный образ жизни
Australopithekus (австралопитек - южная обезьяна) имел рост 120 – 150 см, массу тела 20 – 50 кг, массу головного мозга около 500 – 550 см3. Жил примерно 5 млн. лет назад. Вел стадный образ жизни, передвигаясь на нижних конечностях возможно использовал огонь. Первые кости черепа австралопитека были обнаружены Р. Дартом в 1924 г. в пустыне Калахари в Южной Африке.
Homo habilis (человек умелый) жил 2 – 3 млн. лет назад, имел объём головного мозга 650 – 680 см3, рост 135 – 150см.. Умел обрабатывать гальку и изготавливать примитивные скребки и резцы. Одни учёные относят Homo habilis к поздним австралопитекам, другие к ранним архантропам. Первые останки обнаружил Л. Лики в 1959 г. в Олдувайском ущелье в Танзании.
Homo erektus (человек прямоходящий, архантропы, древнейшие люди) жили около 2 млн. – 700 тыс. лет назад, имели объём мозга 800 – 1400 см3, имели рост 150 – 160см и соответствующую массу тела. Левое полушарие головного мозга было более крупней чем правое, что сближает их с человеком, лицевая часть черепа преобладала над мозговой и чётко выделялись надбровные дуги. Подбородочный выступ нижней челюсти не развит, что говорит об отсутствие членораздельной речи.
Питекантропы (первые скелетные остатки были обнаружены Э. Дюбуа в 1890-92 годах на острове Ява) жили от 1,9 млн. лет до 650 тыс. лет назад, имели объём мозга около 900 см3.
Синантропы (китайский человек, впервые найдены в Китае в 1927-37 годах), абсолютный возраст около 400 тыс. лет, имели объём мозга около 1000 см3.
Гейдельбергский человек (мауэровский человек, в 1907 году в селении Мауэр около города Гейдельберг на территории западной Германии была обнаружена нижняя челюсть с полным набором зубов, которые по размерам, форме и строению близки к человеческим) жил около 400 тыс. лет назад.
Homo sapiens (человек разумный).
Неандертальцы (впервые остатки скелетов были обнаружены в 1856 году в долине Неандерталь близ Дюссель-дорфа, Германия) жили 500 – 30 тыс. лет назад, имели рост 155 – 165 см, объём мозга 1400 – 1700 см3, подбородочный выступ слабо развит, надбровные дуги явно выражены.
Ранние неандертальцы, в отличие от поздних, имели несколько меньший рост, жили более многочисленными группами, умели выделывать шкуры, шить одежду, заботились о стариках и детях (на одной из стоянок ранних неандертальцев был обнаружен скелет старика без обеих рук).
Возможно у них были зачатки религиозных представлений, так как на одной из стоянок обнаружены захоронения.
Поздние неандертальцы пошли по пути индивидуального развития. Они жили менее многочисленными группами, имели более крупное строение и для них не характерно наличие захоронений.
Кроманьонцы (первые современные люди) имели рост около 180 см, объём мозга как у современного человека 1000 – 1800 см3. Для них характерно отсутствие сплошного надбров-ного валика, наличие хорошо развитого подбородочного выступа и наскальных рисунков в местах обитания.
В 1972 году Р. Лики у озера Рудольф в Кении обнаружил кости существа № 1470, возрастом свыше 2,8 млн., которое можно читать прямым предком современного человека, а все архантропы и палеонтропы якобы являются тупиковыми ветвями антропогенеза.
ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ
Экология – наука, изучающая взаимосвязи живых организмов между собой с окружающей их средой.
Биотические экологические факторы – факторы живой природы, влияющие на состояние данного организма.
Пищевые цепи – последовательность передачи энергии Солнца от одного организма к другому, в процессе поедания одних другими.
Закон пирамиды чисел – общая биомасса каждого после-дующего звена в цепи питания всегда меньше общей био-массы предшествующего звена, за счёт потери энергии, затраченной на жизненно важные функции организма.
Симбиоз – положительные взаимоотношения видов.
Комменсализм – тип взаимоотношений, при котором один из двух обитающих вместе видов извлекает пользу из совместного существования, не причиняя вреда другому виду. Нахлебничество – разновидность комменсализма при которой один вид питается остатками добычи другого вида (рыбы-прилипалы и акулы).
Квартиранство – тела или постройки одних организмов служат убежищем для других. Мальки многих рыб прячутся под зонтиками крупных медуз.
Протокооперация – совместное существование выгодно обоим видам, но не обязательно для них (актиния и рак отшельник, грибы и деревья).
Мутуализм – виды не могут существовать друг без друга. В кишечнике термитов обитают жгутиковые простейшие, кото-рые, выделяя определённые ферменты, обеспечивают перева-ривание клетчатки.
Антибиоз – отрицательные, антагонистические взаимо-отношения видов.
Хищничество – представители одного вида ловят и поеда-ют представителей другого вида.
Паразитизм – особи одного вида используют особей другого вида не только как место обитания, но и как источник питания.
Конкуренция возникает, если у двух видов наблюдаются сходные потребности в питании и условиях обитания (волки и тигры).
Абиотические факторы связаны с влиянием неживой природы на живые организмы.
Вода является одним из основных экологических факторов. Среди животных можно выделить организмы
Температурный фактор. По отношению к этому фактору растения можно разделить на две группы: теплолюбивые и морозостойкие, а животных на пойкилотермных, не имеющих постоянной температуры тела, и гомойотермных, тепло-кровных.
Теплолюбивые растения приспосабливаются к высоким тем-пературам по разному, в зависимость от водного режима в местах их обитания.
Морозостойкие растения, как правило, уменьшают общий объём своего тела.
Пойкилотермные животные для приспособления к низ-ким температурам могут вырабатывать «биологические анти-фризы» - вещества, понижающие точку замерзания и препят-ствующие образованию кристаллов льда в клетках, это могут быть глицерин, гликопротеиды или другие органические вещества. Повышению температуры тела способствует интен-сивная работа мышц, изменение поз и артерио или венозные «теплообменники» (выходящие из мышц сосуды тесно сопри-касаются с сосудами, идущими от кожи и несущими охлаж-дённую кровь). Для приспособления к высоким температурам может повышаться скорость испарения влаги с поверхности кожи (у ящериц скорость тока крови по сосудам кожи возрастает при повышении температуры).
Гомойотермные животные
Свет. По отношению к количеству света, необходимого для нормального развития, растения можно разделить на светолюбивые (лопух, мать и мачеха, гусиный лук) и тене-выносливые (кислица, черника, голубика).
Фотопериодизм – реакция организмов на изменение освещенности. Суточный фотопериодизм – изменение физио-логической активности организмов в зависимости от времени суток. Сезонный фотопериодизм связан с изменением продолжительности светогого дня.