Планируемые контрольные работы по биологии на III
advertisement
Планируемые контрольные работы по биологии на III четверть 6 класс 29. 02. 2012 г. – Строение покрытосеменных растений Это интересно Аленький цветочек (самый редкий цветок в мире) В 1854 году некий Джон Миддлемист, британский садовник, отправился в путешествие в Китай, страну, в которой всегда особо ценили цветы и считали их предметом роскоши. Во время своего недолгого пребывания на китайской земле, Джон Миддлемист увидел необычайно красивый цветок алого цвета. Таких цветов он до того дня никогда не встречал. Разумеется, британский садовник, являясь тонким ценителем, не мог не привезти на свою родину хоть один экземпляр этого красивого и необычного цветка, прямой потомок которого и по сей день цветет в теплице Соединенного Королевства Великобритания и считается самым редким цветком в мире. Миддлемист красный – именно под таким названием сегодня известен этот цветок – был искоренен на своей родине и на сегодняшний день он цветет только в двух уголках земного шара: в Великобритании и в саду Новой Зеландии. Экспертов удивляет, каким образом эти два единственных экземпляра сохранились до наших дней. Принято считать, что британский и новозеландский экземпляры Миддлемиста красного существуют до сих пор только потому, что некогда один из цветов принадлежавших Джону Миддлемисту был продан без его ведома. В последний раз цветение самого редкого цветка в мире можно было наблюдать в 2010 году в оранжерее Чизик Хаус (Chiswick House), которая является частью небольшого летнего дворца расположенного в лондонском предместье Чизик. Как отметила Фиона Крамли, главный садовник Чизик Хаус, такие цветы как Миддлемист красный требуют к себе особого внимания и ухода по причине своей редкости и, безусловно, особой сложности по обеспечению их сохранения на земном шаре. 7 класс 24.01. 2012 г. – Класс Рыбы Это интересно Редкие рыбы черного моря Черное море в последнее время не изобилует рыбой, хотя старожилы рассказывают, что буквально недавно ситуация была иной. Разобраться и понять, почему это происходит, очень сложно. Существует множество версий, но ни одна из них не дает однозначного ответа. Но это тема другой статьи, в этой статье, я хочу рассказать о том, что, несмотря на неблагополучную ситуацию, в Черном море все еще есть шанс увидеть что-либо интересное. Хочется написать о встречах с редкими видами рыб нашего моря. Материал взят из бесед с В. Топольнишсим, чей подводный стаж насчитывает более 40 лет, и из собственных наблюдений. Светлый горбыль Хотелось бы начать со «светлого» горбыля. Эта крупнейшая и красивейшая рыба встречается крайне редко. Судите сами: за 7 лет своей подводной деятельности «светлого» горбыля я не видел ни разу. Владимир Топольницкий за свои подводные 40 лет всего несколько раз стрелял «светлых» горбылей. Как правило, эта рыба попадалась неглубоко, там, где песок примыкает к камням. Помню случай на границе с Абхазией: мы с Володей ныряли вдоль берега по кефали. На одном из нырков Владимир увидел «светлого» горбыля - тот вышел на него прямо с песка. Но увидел он его слишком поздно, когда тот уже уходил. Я думаю, что вероятность встретить их в тех краях больше, так как подводный ландшафт там подходящий: мелководный песок и галька. Со слов Владимира, именно в этих местах он стрелял горбылей дважды. Еще один случай произошел с ним лет 20 назад в Дюрсо: в чистой воде вышел огромный косяк «светлых» горбылей. Они все были разные, навскидку от 6 до 20 кг. Тогда не было под рукой хорошего ружья - Владимир охотился с самодельной рычажной резинкой, да еще с тройником. С таким ружьем нужно было подойти к рыбе очень близко и сделать уверенный выстрел. Это удалось лишь однажды, хотя косяк горбылей он видел шесть раз. Прошлым летом на Суджукской косе в районе Новороссийска, когда Топольницкий делал лежку на сингиля, горбыль вышел с песка на гальку на глубине 4 м. В мутняке Володя сразу понял, что это «светлый» горбыль, и четко сделал выстрел. Горбыль потянул на 6 кг. Лаврак Далее хотелось бы сказать о лавраках. Эти крупные хищные рыбы пришли к нам из Атлантики. Попадаются они на глаза охотникам, как правило, по холодной воде. Я встречал лавраков у берега среди пасущейся кефали, они любят стоять в прибойной волне, где караулят добычу. В основном одиночки, но несколько раз я видел стаи по 5-6 штук. По некоторым данным, первого лаврака весом в 7 кг в окрестностях Новороссийска взял Владимир Ашме в 1970 г., и с того времени они стали все чаще попадаться охотникам. Мне попадались некрупные, от 2 до 5 кг. Только один раз я взял лаврака на глубине 17 м. В апреле пошел по ранее разведанным местам. Выхожу на группу камней и начинаю их обрабатывать - на удивление, рыбы нет. В процессе поиска на глаза попадается горбыль с ощипанными плавниками. И вдруг в узком темном гроте я увидел «кефалевый» блеск, сразу понял: лаврак или дорада. Обхожу камень с другой стороны и вытаскиваю лаврака на 4 кг. Потом я проанализировал ситуацию и понял, почему не было рыбы и почему мелкие горбыли выглядели такими потрепанными - этот лаврак изрядно погонял их. Еще один интересный случай произошел с Владимиром Топольницким на Большом Утрише. Проныривая вдоль берега по кефали, он напоролся на стоящего в тени камня лаврака. Тот, завидев охотника, пошел прямо на него. Не доходя нескольких сантиметров, отскочил в сторону и по дуге начал двигаться Владимиру за спину. Обернувшись назад, Владимир увидел лаврака, стоящего прямо над собой. Наверное, хищник заинтересовался сингилями, висевшими на кукане. Не оставив никаких шансов, огромная рыбина ушла прочь, навскидку он был за 10 кг. Но охота еще продолжалась, и на небольшом участке лавраки попадались трижды, правда, не такие крупные, как первый. Все были примерно одного размера, весом около 4 кг. Пеламида Следующая рыба, которая заслуживает внимания, - это пеламида. Со слов Владимира, были годы, когда этой рыбы было много. Сейнера приходили на каботажную пристань г. Новороссийска и вываливали ее прямо на причал, предлагая рыбу прохожим. Пеламида достигала 7 кг. Сейчас ситуация в корне изменилась, и мною пеламида занесена в ранг трофейных рыб. Эта сильнейшая рыба попадается преимущественно в конце лета или начале осени, когда вода прогревается до температуры свыше 20 градусов, хотя однажды я встретил косяк пеламиды и в ноябре, когда вода была 14 градусов. Как правило, мне пеламида попадалась случайно. Ныряя за горбылем, встречаешь ее по краю рельефа на свале к песку. При встрече начинаю закручиваться вместе с косяком, потихоньку сближаясь на выстрел - пока ты планируешь, рыба тобой интересуется. Самая крупная у меня была на 3 кг, а Владимир стрелял на б кг. В этом году планирую специально охотиться на пеламиду, используя различные приманки типа «флешер» - если что-нибудь из этого получится, обязательно поделюсь. Луфарь К разряду редких рыб сейчас можно отнести луфаря. В недавнем прошлом луфарь попадался огромными косяками. Бывает, встречаешь стаю луфарей, зависших над косяком мелкой рыбы. Они, как волки, пасут свою добычу. Луфарь любит теплую мутную воду, поэтому встречается в основном летом. Раньше попадались особи до 3 кг, сейчас в основном около килограмма. Хочется описать пару встреч с этими рыбами. Сентябрь. Владимир с двумя рыбаками вышел на лодке порыбачить, лодку поставили над свалом в яму. С первых же ныров начали появляться луфари. Их было так много, что можно было стрелять сверху, не ныряя. Рыбаки, опуская снасть на ставриду, вытаскивали только головы, все остальное доставалось луфарям - они были некрупные, до килограмма. Еще один случай произошел на Малом Утрише. После небольшого шторма в более чистой воде сплошной стеной стояла мелкая кефаль (чуларка). Но что интересно, она стояла, рассредоточившись широкой полосой и опустив голову вниз. Присмотревшись, Владимир увидел, что у всей чуларки откушены хвосты. Всё сразу стало понятно. Продолжив движение вдоль берега, Володя наткнулся на мутную воду. В мутняке был сингиль и крупнейшие луфари, они стояли, растянувшись вдоль берега. Морской петух Хочется написать про интересные встречи с морским петухом. Эта рыба живет глубоко и попадается охотнику, когда происходит резкая смена теплой воды на холодную. Она выходит на песчаные или илистые поляны, прижимаясь к камням или траве. За семь лет я только один раз наткнулся на петухов. Это было в Новороссийске осенью 2004 года. Они лежали на илистых полянках, сложив свои красивые крылья, и больше походили на бревна, чем на рыбу. Володя рассказывал, что если к нему подойти и ущипнуть за хвост, то он расправляет свои красивые крылья и начинает летать вокруг тебя, издавая стрекочущие звуки. Со слов Владимира, он не встречал петухов на протяжении 20 лет. Самые крупные попадались на 5 кг, хотя, возможно, есть и крупнее. 07.02. 2012 г. – Класс Земноводные 28.02. 2012г.- Класс Пресмыкающиеся Это интересно Крестовка кавказская. Крестовка кавказская, Pelodytes caucasicus, занесена в Красную Книгу и относится к горным формам. Внутренний пяточный бугор небольшой и более округлый по сравнению с чесночницами. Проживает данный вид лягушек в горах на высоте до 2300 метров над уровнем моря и даже выше. Как и большинство представителей данного вида земноводных, крестовка проживает недалеко от водоемов и предпочитает тенистость, спокойствие. В дневные часы ее практически невозможно заметить, так как более активна она в ночное врем Чесночница Сирийская. Местом обитания Чесночницы Сирийской, Pelobates syriacus, является Малая Азия, Сирия, Закавказье. Внешне она напоминает зеленую жабу. Верхняя часть туловища имеет светло-серый цвет с пятнистостью темно-зеленого цвета. Иногда верхняя часть туловища имеет желтоватый цвет с хаотично расположенными пятнами. Брюхо чесночницы беловатое и не имеет никаких пятен. Кожный покров достаточно гладкий. На перепонках пальцев задних ног имеются глубокие вырезы. Жаба-повитуха Жабу-повитуху можно встретить на территории от Пиренейского полуострова до Средней Европы. Длина жабы достигает всего 50мм. Нижняя сторона жабы имеет зеленоватый, пепельно-серый или буроватый оттенок. Нижняя же сторона жабы желто-серая или белая. От глаза к бедру идет продольный ряд бородавок темного, черного или желто-белого цвета. Этот вид жаб отличается наличием барабанной перепонки. Проживает данный вид жабы исключительно в гористых либо холмистых местностях. Ринодерма Дарвина. В горных ручьях Чили живет очень редкий вид лягушек, занесенных в Красную книгу, Ринодерма Дарвина. В длину ринодерма не превышает трех сантиметров. Весь ее день протекает в воде, где она с высунутым острым языком, поджидает свою очередную добычу. Как только цель появляется, она тут же бросается на свою добычу с резким писком. Пурпурная лягушка. Пурпурная лягушка (Nasikabatrachus sahyadrensis) – это необычное земноводное, имеющий фиолетовый окрас и достигающий в длину 7-9см. Она привлекает тем, что практически все время живет под землей. На поверхности ее можно увидеть только в период размножения (в течение двух недель). Этот вид лягушек единственный из семейства сейшельских лягушек. Лишь в 2003 году ее официально отнести к данному классу. Лягушка обитает в Индии, на Западных Гхатах (Гатах). Она обосновала небольшую территорию, площадь которой около 14 м² 8 класс 31.01. 2012 г. – Пищеварительная система. 09.02.2012г.- Покровы тела человека. Это интересно Кожный покров тела. Эта хрупкая и одновременно прочная оболочка, в которую одет наш организм, отделяет «я» от «не я» и берет на себя роль... Сколько же сложных и важныхфункций выполняет наша кожа? Прежде всего роль защитника организма от неблагоприятных воздействий. Роговой слой, соединительная ткань, подкожная жировая клетчатка — не бог весть что, но тем не менее благодаря этим структурам кожа способна оказывать сопротивление давлению, ушибам, разрывам, прочим механическим травмам. В определенной мере кожа защищает нас от чрезмерной инсоляции: ее роговой слой почти целиком задерживает инфракрасные лучи и частично ультрафиолетовые (УФ). А те УФ, которые все же проникают в глубь эпидермиса, стимулируют в клетках кожи выработку пигмента меланина, их же и поглощающего. А бактерицидные свойства кожи? Только представьте: на поверхности кожи насчитывается от 115 тысяч до 32 миллионов различных микроорганизмов. И это на одном квадратном сантиметре! Но пока кожа здорова, она служит для них барьером. Более того, благодаря своей кислой мантии, в состав которой входят продукты типа лизоцима, жирные кислоты, секрет сальных и потовых желез, кожа способна обезвреживать, уничтожать многих микробов. Участвует она и в процессах дыхания, терморегуляции, обмена веществ. Через кожу организм избавляется от избытка воды и отработанных продуктов обмена веществ (потоотделение) и через неё же способен всасывать многие жирорастворимые, водорастворимые, газообразные вещества... О каждой функции кожи можно говорить долго и увлекательно. Но я хочу рассказать о коже чувствующей, воспринимающей, ощущающей. Рецепторы внутри кожного покрова Чем ощущаем мы прикосновение, поглаживание, похлопывание? Конечно, кожей! А тепло или холод? Тоже кожей. И многое, многое другое — даже добрый и недобрый взгляд! — мы чувствуем кожей благодаря миллионам заложенных в ней рецепторов. Подсчитано, что на одном квадратном сантиметре кожи (а площадь ее равна 1,5-2 м2) находятся 100—200 болевых рецепторов, 12-15 холодовых, 1—2 тепловых и около 25 воспринимающих давление. Подобно чутким локаторам, рецепторы кожи улавливают, впитывают информацию из внешнего мира и передают ее в головной мозг с тем, чтобы организм мог сориентироваться и вовремя адаптироваться к окружающей среде, столь склонной к изменам и переменам. Благодаря прямым и обратным связям, которые существуют между кожей и всеми внутренними органами (конечно, через посредство центральной нервной системы!), кожа получает информацию о состоянии внутренней среды. И совершенно не случайно врачеватели всех времен считали и считают кожу зеркалом организма. Ибо цвет кожных покровов, сухость, отечность, различные высыпания на коже — все это весьма ценные «вехи» на пути к точному диагнозу. Но есть на коже определенные области, которые при заболеваниях внутренних органов становятся повышенно-чувствительными, а иногда и болезненными. Причем эта болезненность проявляется либо сама по себе, либо при надавливании, прикосновении, иногда даже очень легком. Впервые диагностическое значение этих областей оценил отечественный терапевт Г. Захарьин, а детальное их описание дал Г. Гед. Сегодня, спустя почти век после открытия, эти зоны используют для диагностики различных заболеваний. Врач слегка зажимает между большим и указательным пальцами кожу и слегка приподнимает ее кверху. Эта манипуляция абсолютно безболезненна, когда человек здоров. Но при наличии патологии соответствующего внутреннего органа всегда появляется боль. Выявляя границы болевых ощущений и сопоставляя их с зонами Захарьина — Геда на схеме (эти схемы есть практически во всех медицинских учебниках и руководствах по нервным болезням), врач делает предположение о том, какой внутренний орган в данном случае просит о помощи. О состоянии внутренних органов можно судить и по изменениям электропотенциалов в зонах Захарьина — Геда. У здорового человека электропотенциал этих зон очень незначительно отличается от потенциала соседних участков кожи. А в острой стадии заболевания электропотенциал повышается до больших величин. Исследователи установили, что изменения электропотенциалов происходят в проекционных зонах задолго до появления выраженных признаков болезни. Получается, что организм предупреждает о надвигающейся опасности, но мы, к сожалению, эти «молчаливые» предупреждения кожи не слышим. И даже тогда, когда становятся болезненными, скажем, участки кожи на спине, в голову не приходит, что это подает сигналы больной желудок. Но было бы несправедливо приписывать открытие связи кожных покровов с внутренними органами только ученым. Наши предки, пользуясь методами народной медицины, лечили многие заболевания припарками да растираниями на строго определенных участках тела. А такой могучий целебный метод, как русская баня?! Сколько болезней бесследно исчезали после парной да искусных рук мастера-банщика! Акупунктура (иглоукалываение) А в 50-е годы мы познакомились с чужестранным лечебным методом — китайским иглоукалываниеми прижиганием активных точек (их называютточками акупунктуры, биологически активными точками, зонами иглоукалывания и т. д.), расположенных на разных участках кожного покрова. В короткое время этот метод завоевал широкую популярность и признание. Редко сейчас встретишь человека, который хотя бы не слышал об иглоукалывании, или рефлексотерапии (так назвали метод наши специалисты). Относительно недавно зоны Захарьина — Геда были идентифицированы с некоторыми зонами иглоукалывания. Исследования показали, что основные процессы, протекающие в коже (теплообмен, кожное дыхание и другие), осуществляются преимущественно в области зон иглоукалывания. Выяснились и еще ранее неизвестные их свойства. Оказалось, что через зоны иглоукалывания происходит интенсивное перемещение электрических зарядов, благодаря чему поддерживается оптимальное их соотношение в организме. Это крайне важно для процессов адаптации к постоянно меняющимся внешним условиям. А что случится, если зоны иглоукалывания в силу различных причин будут плохо справляться с такими обязанностями? Станут страдать связанные с ними внутренние органы, может пострадать организм в целом. У некоторых людей проявлением такого страдания бывают недомогания, возникающие при изменениях электрического состояния атмосферы, электрического и магнитного полей Земли, Болезни, обусловленные неблагоприятными геофизическими факторами, были известны давно, но только в последнее время становятся понятными некоторые причины и особенности их развития. В этой связи по-новому удается взглянуть и на сущность тяжелых осложнений, возникающих при обширных повреждениях кожного покрова. Бесспорно, организм теряет много крови, а с ней и воду, белки, соли и другие жизненно необходимые вещества. Бесспорно и то, что обширные раны широко открывают двери для беспрепятственного проникновения болезнетворных микробов, всевозможных ядов. Но кроме всего прочего, организм еще и теряет свою энергию, «разряжается». То же, но в гораздо меньшей степени, происходит при повреждении кожного покрова в области отдельных зон иглоукалывания. Исследования показали, что при ранении или длительном их раздражении, сопровождающихся повреждением кожного покрова, могут развиться как местные (боль, нагноение), так и глубинные сдвиги в деятельности органов и систем, связанных с этими зонами. В свою очередь, при некоторых заболеваниях внутренних органов нередко развиваются изменения в области определенных зон кожного покрова (покраснение, изъязвление, местное расширение кровеносных сосудов, изменение чувствительности). Иногда они появляются очень рано, когда еще нет других видимых признаков болезни. Но, пожалуй, самыми ранними изменениями, возникающими в биологически активных точках, являются стойкие нарушения электрических потенциалов, которые можно быстро выявить с помощью приборов. На этом основаны многочисленные диагностические методики. Воздействие различных целебных факторов — не только классическое иглоукалывание и прижигание, но и современная электропунктура, лазерная акупунктура — на кожные зоны способно восстановить нарушенную деятельность соответствующих органов (параллельно нормализуются электрические процессы в коже). Такое воздействие на организм практикуется не только для лечения болезней, но и для снятия утомления, повышения жизненного тонуса, работоспособности... Сегодня открываются все большие возможности уменьшить применение химических препаратов, столь небезразличных для организма. И все ярче вырисовываются контуры медицины, использующей удивительные нервно-рефлекторные связи кожного покрова со всеми системами организма и сочетающей безопасные способы диагностики и целенаправленного лечебного воздействия. 9 класс 20.02. 2012 г. – Селекция Это интересно Селекция микроорганизмов Микроорганизмы (бактерии, микроскопические грибы, простейшие и др.) играют исключительно важную роль в биосфере и хозяйственной деятельности человека (см. гл. 5,6). Из более чем 100 тыс. видов известных в природе микроорганизмов человеком используется несколько сотен, и число это растет. Качественный скачок в их использовании произошел в последние десятилетия, когда были установлены многие генетические механизмы регуляции биохимических процессов в клетках микроорганизмов. Многие из них продуцируют десятки видов органических веществ — аминокислот, белков, антибиотиков, витаминов, липи-дов, нуклеиновых кислот, ферментов, пигментов, Сахаров и т. п., широко используемых в разных областях промышленности и медицины. Такие отрасли пищевой промышленности, как хлебопечение, производство спирта, молочных продуктов, виноделие и многие другие, основаны на деятельности микроорганизмов. Микробиологическая промышленность предъявляет к продуцентам различных соединений жесткие требования, которые важны для технологии производства; это высокая скорость роста, использование для жизнедеятельности дешевых субстратов и устойчивость к заражению посторонними микроорганизмами. Научная основа этой промышленности — умение создавать микроорганизмы с новыми, заранее определенными генетическими свойствами и умение использовать их в промышленных масштабах. Селекция микроорганизмов (в отличие от селекции растений и животных) имеет ряд особенностей: 1) у селекционера имеется неограниченное количество материала для работы: за считанные дни в чашках Петри или пробирках на питательных средах можно вырастить миллиарды клеток; 2) более эффективное использование мутационного процесса, поскольку геном микроорганизмов гаплоидный, что позволяет выявить любые мутации уже в первом поколении; 3) простота генетической организации бактерий: значительно меньшее количество генов, их генетическая регуляция более простая, взаимодействия генов просты или отсутствуют. Эти особенности накладывают свой отпечаток на выбор методов селекции микроорганизмов, которые во многом существенно отличаются от методов селекции растений и животных. Например, в селекции микроорганизмов обычно учитываются их естественные способности синтезировать какие-либо полезные для человека соединения (аминокислоты, витамины, ферменты и др.). В случае использования методов генной инженерии можно заставить бактерии и другие микроорганизмы продуцировать те соединения, синтез которых в естественных природных условиях им никогда не был присущ (например, гормоны человека и животных, биологически активные соединения). Природные микроорганизмы, как правило, обладают низкой продуктивностью содержащихся в них веществ, которые интересуют селекционера. Для использования же в микробиологической промышленности нужны высокопродуктивные штаммы, которые создаются различными методами селекции, в том числе отбором среди природных микроорганизмов. Отбору высокопродуктивных штаммов предшествует целенаправленная работа селекционера с генетическим материалом исходных микроорганизмов. В частности, широко используют различные способы рекомбинирования генов: конъюгацию, трансдукцию, трансформацию и другие генетические бактериями) процессы. позволила углеводороды нефти. Например, конъюгация (обмен создать штамм Pseudomonas генетическим putida, материалом способный между утилизировать Часто прибегают к трансдукции (перенос гена из одной бактерии в другую посредством бактериофагов),трансформации (перенос ДНК, изолированной из одних клеток, в другие) и амплификации (увеличение числа копий нужного гена). Так, у многих микроорганизмов гены биосинтеза антибиотиков или их регуляторы находятся в плазмиде, а не в хромосоме. Поэтому увеличение числа этих плазмид путем амплификации позволяет существенно повысить выход антибиотиков. Важнейшим этапом в селекционной работе является индуцирование мутаций. Экспериментальное получение мутаций открывает почти неограниченные перспективы для создания высокопродуктивных штаммов. Вероятность возникновения мутаций у микроорганизмов (1x10 -10— 1 х 10-6) ниже, чем у всех других организмов (1x10 -6—1x10-4). Но вероятность выделения мутаций по данному гену у бактерий значительно выше, чем у растений и животных, поскольку получить многомиллионное потомство у микроорганизмов довольно просто и сделать это можно быстро. Для выявления мутаций служат селективные среды, на которых способны расти мутанты, но погибают родительские клетки дикого типа. Проводится также отбор по окраске и форме колоний, скорости роста мутантов и диких форм и т. д. Отбор по продуктивности (например, продуцентов антибиотиков) осуществляется по степени антагонизма и угнетения роста чувствительного штамма. Дня этого штамм-продуцент высевается на «газон» чувствительной культуры. По размеру пятна, где отсутствует рост чувствительного штамма вокруг колонии штамма-продуцента, судят о степени его активности (в данном случае антибиотической). Для размножения, естественно, отбираются наиболее продуктивные полонии. В результате селекции производительность продуцентов удается увеличить в сотни и тысячи раз. Например, путем комбинирования мутагенеза и отбора в работе с грибом Penicillium был увеличен выход антибиотика пенициллина примерно в 10 тыс. раз по сравнению с исходным диким штаммом. Важным подходом в селекционной работе с микроорганизмами является получение рекомбинантов путем слияния протопластов, или гибридизации, разных штаммов бактерий. Слияние протопластов позволяет объединить генетические материалы и таких микроорганизмов, которые в естественных условиях не скрещиваются. Роль микроорганизмов в микробиологической, пищевой промышленности, в сельском хозяйстве и других областях трудно переоценить. Особенно важно отметить то, что многие микроорганизмы для производства ценных продуктов используют отходы промышленного производства, нефтепродукты и тем самым производят их разрушение, предохраняя окружающую среду от загрязнения. 10 класс 12.03. 2012 г.- Размножение и развитие организмов Это интересно Партеногенез (от греч. parthénos — девственница и ...генез), девственное размножение, одна из форм полового размножения организмов, при которой женские половые клетки (яйцеклетки) развиваются без оплодотворения.П. — половое, но однополое размножение — возник в процессе эволюции организмов у раздельнополых форм. В тех случаях, когда партеногенетические виды представлены (всегда или периодически) только самками, одно из главных биологических преимуществ П. заключается в ускорении темпа размножения вида, так как все особи подобных видов способны оставить потомство. В тех случаях, когда из оплодотворённых яйцеклеток развиваются самки, а из неоплодотворённых — самцы, П. способствует регулированию численных соотношений полов (например, у пчёл). Часто партеногенетические виды и расы являются полиплоидными и возникают в результате отдалённой гибридизации, обнаруживая в связи с этим гетерозис и высокую жизнеспособность. П. следует отличать от бесполого размножения, которое осуществляется всегда при помощи соматических органов и клеток (размножение делением, почкованием и т.п.). Различают П. естественный — нормальный способ размножения некоторых организмов в природе и искусственный, вызываемый экспериментально действием разных раздражителей на неоплодотворённую яйцеклетку, в норме нуждающуюся в оплодотворении. Партеногенез у животных. Исходная форма П. — зачаточный, или рудиментарный, П., свойственный многим видам животных в тех случаях, когда их яйца остаются неоплодотворёнными. Как правило, зачаточный П. ограничивается начальными стадиями зародышевого развития; однако иногда развитие достигает конечных стадий (случайный, или акцидентальный, П.). Полный естественный П. — возникновение вполне развитого организма из неоплодотворённой яйцеклетки — встречается во всех типах беспозвоночных. Обычен он у членистоногих (особенно у насекомых). П. открыт и у позвоночных — рыб, земноводных, особенно часто встречается у пресмыкающихся (этим способом размножаются не менее 20 рас и видов ящериц, гекконов и др.). У птиц большая склонность к П., усиленная искусственным отбором до способности давать половозрелых особей (всегда самцов), обнаружена у некоторых пород индеек. У млекопитающих известны только случаи зачаточного П.; единичные случаи полного развития наблюдались у кролика при искусственном П. Различают облигатный П., при котором яйца способны только к партеногенетическому развитию, и факультативный П., при котором яйца могут развиваться и посредством П., и в результате оплодотворения [у многих перепончатокрылых насекомых, например у пчёл, из неоплодотворённых яиц развиваются самцы (трутни), из оплодотворённых — женские особи (матки и рабочие пчёлы)]. Часто размножение посредством П. чередуется с обоеполым — так называемый циклический П. Партеногенетические и половые поколения при циклическом П. внешне различны. Так, последовательные генерации у тлей рода Chermes резко различаются по морфологии (крылатые и бескрылые формы) и экологии (приуроченность к разным кормовым растениям); у некоторых орехотворок особи партеногенетических и обоеполых поколений столь различны, что принимались за разные виды и даже роды. Обычно (у многих тлей, дафний, коловраток и др.) летние партеногенетические поколения состоят из одних самок, а осенью появляются поколения из самцов и самок, которые оставляют на зиму оплодотворённые яйца. Многие виды животных, не имеющие самцов, способны к длительному размножению путём П. — так называемый константный П. У некоторых видов наряду с партеногенетической женской расой существует обоеполая раса (исходный вид), занимающая иногда др. ареал — так называемый географический П. (бабочки чехлоноски, многие жуки, многоножки, моллюски, коловратки, дафнии, из позвоночных — ящерицы и др.). По способности давать посредством П. самцов или самок различают: арренотокию, при которой из неоплодотворённых яиц развиваются только самцы (пчёлы и др. перепончатокрылые, червецы, клещи, из позвоночных — партеногенетические линии индеек); телитокию, при которой развиваются только самки (самый распространённый случай); дейтеротокию, при которой развиваются особи обоего пола (например, при случайном П. у бабочек; в обоеполом поколении при циклическом П. у дафний, коловраток, тлей). Очень большое значение имеет цитогенетический механизм созревания неоплодотворённой яйцеклетки. Именно оттого, проходит ли яйцеклетка мейоз и уменьшение числа хромосом вдвое — редукцию (мейотический П.) или не проходит (амейотический П.), сохраняется ли при этом свойственное виду число хромосом вследствие выпадения мейоза (зиготический П.) или это число восстанавливается после редукции слиянием ядра яйцеклетки с ядром направительного тельца или как-либо иначе (аутомиктический П.), зависят в конечном счёте наследственная структура (генотип) партеногенетического зародыша и все его важнейшие наследственные особенности — пол, сохранение или утрата гетерозиса, приобретение гомозиготности и пр. П. делят также на генеративный, или гаплоидный, и соматический (он может быть диплоидным и полиплоидным). При генеративном П. в делящихся клетках тела наблюдается гаплоидное число хромосом (n); этот случай относительно редок и сочетается с арренотокией (гаплоидные самцы — трутни пчёл). При соматическом П. в делящихся клетках тела наблюдается исходное диплоидное (2n) или полиплоидное (Зn, 4n, 5n, редко даже 6n и 8n) число хромосом. Часто в пределах одного вида имеется несколько рас, характеризующихся кратными числами хромосом,— так называемые полиплоидные ряды. По очень высокой частоте полиплоидии партеногенетические виды животных представляют резкий контраст с обоеполыми, у которых полиплоидия, наоборот, большая редкость. Полиплоидные раздельнополые виды животных, по-видимому, произошли путём П. и отдалённой гибридизации. Своеобразна форма П. — педогенез — партеногенетическое размножение в личиночном состоянии. Искусственный П. у животных был впервые получен русским зоологом А. А. Тихомировым. Он показал (1886), что неоплодотворённые яйца тутового шелкопряда можно побудить к развитию растворами сильных кислот, трением и др. физикохимическими раздражителями. В дальнейшем искусственный П. был получен Ж. Лёбом и др. учёными у многих животных, главным образом у морских беспозвоночных (морские ежи и звёзды, черви, моллюски), а также у некоторых земноводных (лягушка) и даже млекопитающих (кролик). В конце 19 — начале 20 вв. опыты по искусственному П. привлекали особое внимание биологов, давая надежду с помощью этой физикохимической модели активации яйца проникнуть в сущность процессов оплодотворения. Искусственный П. вызывают действием на яйца гипертонических или гипотонических растворов (так называемый осмотический П.), уколом яйца иглой, смоченной гемолимфой (так называемый травматический П. земноводных), резким охлаждением и особенно нагревом (так называемый температурный П.), а также действием кислот, щелочей и т.п. С помощью искусственного П. обычно удаётся получать лишь начальные стадии развития организма; полный П. достигается редко, хотя известны случаи полного П. даже у позвоночных животных (лягушка, кролик). Способ массового получения полного П., разработанный (1936) для тутового шелкопряда Б. Л. Астауровым, основан на точно дозированном кратковременном прогреве (до 46 °С в течение 18 мин)извлечённых из самки неоплодотворённых яиц. Этот способ даёт возможность получать у тутового шелкопряда особи только женского пола, наследственно идентичные с исходной самкой и между собой. Получаемые при этом ди-, три- и тетраплоидные клоны можно размножать посредством П. неограниченно долго. При этом они сохраняют исходную гетерозиготность и "гибридную силу". Отбором получены клоны, размножающиеся посредством П. так же легко, как обоеполые породы посредством оплодотворения (более 90% вылупления активированных яиц и до 98% жизнеспособности). П. представляет разносторонний интерес для практики шелководства. Партеногенез у растений. П., распространённый среди семенных и споровых растений, относится обычно к константному типу; факультативный П. обнаружен в единичных случаях (у некоторых видов ястребинки и у василистника Thalictrum purpurascens). Как правило, пол партеногенетически размножающихся растений — женский: у двудомных растений П. связан с отсутствием или крайней редкостью мужских растений, у однодомных — с дегенерацией мужских цветков, отсутствием или абортивностью пыльцы. Как и при П. животных, различают: генеративный, или гаплоидный, П. и соматический, который может быть диплоидным или полиплоидным. Генеративный П. встречается у водорослей (кутлерия, спирогира, эктокарпус) и грибов (сапролегния, мукор, эндомицес). У цветковых растений он наблюдается только в экспериментальных условиях (табак, скерда, хлопчатник, хлебные злаки и многие др.). Соматический П. встречается у водорослей (хара, кокконеис), у папоротников (марселия Друммонда) и у высших цветковых растений (хондрилла, манжетка, ястребинка, кошачья лапка, одуванчик и др.). Полиплоидный П. у растений встречается очень часто; однако полиплоидия не является здесь особенностью партеногенетических видов, так как широко распространена и у обоеполых растений. К П. растений близки др. способы размножения — апогамия, при которой зародыш развивается не из яйцеклетки, а из др. клеток гаметофита, и апомиксис.Искусственный П. у растений получен у некоторых водорослей и грибов действием гипертонических растворов, а также при кратковременном нагревании женских половых клеток. Австрийский учёный Э. Чермак получил (1935—48) искусственный П. у цветковых растений (хлебные злаки, бобовые и многие др.), вызывая его раздражением рыльца убитой или чужеродной пыльцой или порошкообразными веществами (тальк, мука, мел и пр.). Советский учёный Е. М. Вермель получил (1972) диплоидный П. у смородины, томатов и огурцов действием диметилсульфоксида. К П. относят также своеобразные способы развития животных и растений — гиногенез и андрогенез, при которых яйцеклетка активируется к развитию проникающим спермием своего или близкого вида, но ядра яйцеклетки и спермия не сливаются, оплодотворение оказывается ложным, и зародыш развивается только с женским (гиногенез) или только с мужским (андрогенез) ядром. 11 класс 13.02. 2012 г.- Гипотезы возникновения жизни на земле 07.05.2012г. – Основы экологии Это интересно Биохимическая теория Первую научную теорию относительно происхождения живых организмов на Земле создал советский биохимик А.И. Опарин (1894–1980). В 1924 г. он опубликовал работы, в которых изложил представления о том, как могла возникнуть жизнь на Земле. Согласно этой теории, жизнь возникла в специфических условиях древней Земли и рассматривается Опариным как закономерный результат химической эволюции соединений углерода во Вселенной. По Опарину, процесс, приведший к возникновению жизни на Земле, может быть разделен на три этапа: Возникновение органических веществ. Образование из более простых органических веществ биополимеров (белков, нуклеиновых кислот, полисахаридов, липидов и др.). Возникновение примитивных самовоспроизводящихся организмов. Теория биохимической эволюции имеет наибольшее количество сторонников среди современных учёных. Земля возникла около пяти миллиардов лет назад; первоначально температура её поверхности была очень высокой (до нескольких тысяч градусов). По мере её остывания образовались твёрдая поверхность (земная кора — литосфера). Атмосфера, первоначально состоявшая из лёгких газов (водород, гелий), не могла эффективно удерживаться недостаточно плотной Землёй, и эти газы заменялись более тяжёлыми: водяным паром, углекислым газом, аммиаком и метаном. Когда температура Земли опустилась ниже 100ºС, водяной пар начал конденсироваться, образуя мировой океан. В это время, в соответствии с представлениями А.И. Опарина, состоялся абиогенный синтез, то есть в первичных земных океанах, насыщенных разными простыми химическими соединениями, «в первичном бульоне» под влиянием вулканического тепла, разрядов молний, интенсивной ультрафиолетовой радиации и других факторов среды начался синтез более сложных органических соединений, а затем и биополимеров. Образованию органических веществ способствовало отсутствие живых организмов — потребителей органики — и главного окислителя — кислорода. Сложные молекулы аминокислот случайно объединялись в пептиды, которые, в свою очередь, создали первоначальные белки. Из этих белков синтезировались первичные живые существа микроскопических размеров. Наиболее сложной проблемой в современной теории эволюции является превращение сложных органических веществ в простые живые организмы. Опарин полагал, что решающая роль в превращении неживого в живое принадлежит белкам. По-видимому, белковые молекулы, притягивая молекулы воды, образовывали коллоидные гидрофильные комплексы. Дальнейшее слияние таких комплексов друг с другом приводило к отделению коллоидов от водной среды (коацервация). На границе между коацерватом (от лат. coacervus — сгусток, куча) и средой выстраивались молекулы липидов — примитивная клеточная мембрана. Предполагается, что коллоиды могли обмениваться молекулами с окружающей средой (прообраз гетеротрофного питания) и накапливать определённые вещества. Ещё один тип молекул обеспечивал способность к самовоспроизведению. Система взглядов А.И. Опарина получила название «коацерватная гипотеза». Гипотеза Опарина была лишь первым шагом в развитии биохимических представлений о возникновении жизни. Следующим шагом стали эксперименты Л.С. Миллера, который в 1953 году показал, как из неорганических составляющих первичной земной атмосферы под воздействием электрических разрядов и ультрафиолетового излучения могут образовываться аминокислоты и другие органические молекулы. Академик РАН В.Н. Пармон и ряд других ученых предлагают различные модели, позволяющие объяснить, как в среде насыщенной органическими молекулами могут протекать автокаталитические процессы, реплицирующие некоторые из этих молекул. Одни молекулы реплицируются успешнее, другие — хуже. Так запускается процесс химической эволюции, которая предшествует эволюции биологической. На сегодняшний день среди биологов преобладает гипотеза РНК-мира, утверждающей, что между химической эволюцией, в которой размножались и конкурировали отдельные молекулы и полноценной жизнью, основанной на модели ДНК—РНК—белок, был промежуточный этап, на котором размножались и конкурировали между собой отдельные молекулы РНК. Уже есть исследования, показывающие, что некоторые молекулы РНК обладают автокаталитическими свойствами и могут обеспечивать самовоспроизведение без участия сложных белковых молекул. Современная наука еще далека от исчерпывающего объяснения, как конкретно неорганическое вещество достигло высокого уровня организации, характерного для процессов жизнедеятельности. Тем не менее, ясно, что это был много ступенчатый процесс, в ходе которого уровень организации вещества шаг за шагом повышался. Восстановить конкретные механизмы этого ступенчатого усложнения — задачу будущих научных исследований. Эти исследования идут по два основным направлениям: сверху вниз: анализ биообъектов и изучение возможных механизмов образования их отдельных элементов, снизу вверх: усложнение «химии» — изучение всё более сложных химических соединений. Пока добиться полноценного соединения этих двух подходов не удалось. Тем не менее, биоинженеры уже сумели «по чертежам», то есть, по известному генетическому коду и структуре белковой оболочки собрать из биологических молекул простейший живой организм — вирус. Тем самым доказано, что для создания живого организма из неживой материи не требуется сверхъестественного воздействия. Так что необходимо лишь ответить на вопрос, как этот процесс мог пройти без участия человека, в естественной среде. Широкого распространено «статистическое» возражение против абиогенного механизма возникновения жизни. Например, в 1966 г. немецкий биохимик Шрамм подсчитал, что вероятность случайного сочетания 6000 нуклеотидов в РНК-вирусе табачной мозаики: 1 шанс из 102000. Это чрезвычайно низкая вероятность, которая указывает на полную невозможность случайного образования подобной РНК. Однако в действительности это возражение построено некорректно. Оно исходит из предположения, что вирусная молекула РНК должна образоваться «с нуля» из разрозненных аминокислот. В случае ступенчатого усложнения химических и биохимических систем вероятность рассчитывается совершенно иначе. Кроме того, нет никакой необходимости получить именно такой вирус, а не какой-то другой. С учетом этих возражений получается, что оценки вероятность возникновения вирусной РНК занижены до полной неадекватности и не могут рассматриваться как убедительное возражение против абиогенной теории возникновения жизни.
