Слайд 2План лекции
1) Определение жизни
2) Уровни организации живого
3) Критерии живых систем
4) Происхождение
жизни на Земле
5) Молекулярно-генетический уровень
6) Строение ДНК
7) Выделение ДНК из образцов
8) Клеточный уровень
Слайд 4Наука биология
БИОЛОГИЯ (греч., bios – жизнь; logos – слово, учение) –
НАУКА о ЖИЗНИ как ОСОБОМ ЯВЛЕНИИ во ВСЕХ ее ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННЫХ ПРОЯВЛЕНИЯХ.
ТЕРМИН ВВЕДЕН в 1809 г. Ж.Б.ЛАМАРКОМ и Г.ТРЕВИРАНУСОМ.
Слайд 5Определение жизни
Жизнь — это макромолекулярная открытая система, которой свойственны иерархическая организация,
способность к самовоспроизведению, обмен веществ, тонко регулируемый поток энергии.
Современное определение
Слайд 6Определение жизни
Живые тела, существующие на Земле, представляют собой открытые, саморегулирующиеся и
самовоспроизводящиеся системы, построенные из биополимеров — белков и нуклеиновых кислот
М.В. Волькенштейн
Слайд 7Определение жизни
Аристотель: Жизнь — питание, рост и одряхление.
Ф. Энгельс: Жизнь есть
способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причём с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка.
М. Биша́: Жизнь — это совокупность функций, сопротивляющихся смерти
NASA: Жизнь - самоподдерживающаяся химическая система, способная к дарвиновской эволюции
Слайд 9Определение системы
Живая материя на Земле существует в виде биосистем — клеток,
тканей, организмов, популяций и т. д.
Система — это совокупность компонентов, находящихся во взаимодействии и образующих целое.
Слайд 10Структура системы
Любая система состоит из элементов (подсистем).
Любая система имеет определенную структуру
— определенное расположение и связь между подсистемами.
Слайд 11Свойства систем
- целостность
- подчиненность компонентов общей цели
- взаимосвязанность компонентов (изменение одного
приводит к изменению других)
- иерархичность (система включает в себя подсистемы и сама может быть частью высшей системы)
Слайд 12Виды систем
Системы
Живые
Неживые
Открытые
Обменивается веществом, энергией и информацией с внешней средой
Системы
Закрытые
Изолирована от внешней
среды
Слайд 13Уровни организации живых систем
Уровни
Слайд 14Уровни организации живых систем
Все уровни взаимосвязаны!
Каждый уровень характеризуется:
- элементарной единицей
- элементарным
явлением
Слайд 15Единица и явление
Элементарная единица — структура или объект природы, закономерные изменения
которой вносят вклад в процесс сохранения и развития жизни.
Элементарное явление — изменение элементарной единицы.
Слайд 16
Молекулярно-генетический уровень
Элементарная единица — ген.
Элементарное явление — репликация.
Слайд 17Определения
Ген — участок ДНК, содержащий информацию о первичной структуре белка или
РНК.
Репликация ДНК — процесс удвоения ДНК.
Слайд 18На молекулярно-генетическом уровне находятся:
- нуклеиновые кислоты
- белки
- полисахариды
- другие органические соединения
Слайд 19На молекулярно-генетическом уровне происходят:
- экспрессия гена (реализация наследственной информации)
- рекомбинация ДНК
(обмен аллельными участками между гомологичными хромосомами)
- репликация
- генные мутации
Слайд 20
Клеточный уровень
Элементарная единица — клетка.
Элементарные явления — реакции клеточного метаболизма.
Слайд 21Определения
Клетка — структурная и функциональная единица, единица размножения, развития и патогенеза
всего живого.
Метаболизм — совокупность процессов обмена веществом и энергией.
Слайд 24Определения
Анаболизм — совокупность процессов созидания более сложных веществ из более простых.
Происходят с затратой энергии. Примеры: фотосинтез, биосинтез белка.
Катаболизм — совокупность процессов распада более сложных веществ до более простых. Происходят с выделением энергии. Примеры: дыхание.
Слайд 25
Тканевый уровень
Элементарная единица — ткань.
Элементарные явления — тканевые реакции.
Слайд 26Ткани человека
- нервная
- мышечная
- эпителиальная
- соединительная
Слайд 27Определения
Ткань — группа клеток и межклеточного вещества, имеющих общее происхождение, сходное
строение и выполняющих определенную функцию.
Гистология — наука о тканях.
Слайд 28Органный уровень
Орган — часть многоклеточного организма, состоящая из разных типов тканей
и выполняющая определенные функции.
Система органов объединяет органы, выполняющие сходные функции.
Слайд 29
Онтогенетический уровень
Элементарная единица — особь.
Элементарные явления — онтогенез.
Слайд 30Определения
Онтогенез — индивидуальное развитие организма от зачатия до смерти.
Организм — целостная
одно- или многоклеточная система, способная к самостоятельному существованию.
Слайд 31
Популяционно-видовой уровень
Элементарная единица — популяция.
Элементарные явления — эволюционные изменения.
Слайд 32Определения
Вид — основная структурная единица систематики. Группа особей, обладающих наследственных сходством,
способных скрещиваться и давать плодовитое потомство.
Слайд 33Определения
Популяция — элементарная единица вида, совокупность организмов одного вида, длительное время
обитающих на одной территории (занимающих определённый ареал) и частично или полностью изолированных от особей других таких же групп.
Слайд 34
Биогеоценотический уровень
Элементарная единица — биогеоценоз.
Элементарные явления —
потоки энергии и круговорот
веществ.
Слайд 35Определения
Биогеоценоз (экосистема) — система, включающая совокупность живых организмов (биотические факторы) и
факторы неживой природы (абиотические факторы) в пределах одной территории.
Слайд 36В состав биогеоценоза входят
- абиотические факторы (неживая природа)
- продуценты (производители органики
из не органических веществ)
- консументы (потребители органики)
- редуценты (разрушители органики до не органических веществ)
Слайд 37Пищевая цепь биогеоценоза
Продуценты:
Растения, автотрофные бактерии
Консументы I:
Травоядные животные
Консументы II:
Хищные животные
Редуценты:
Грибы, бактерии
Слайд 38
Биосферный уровень
Элементарная единица — биосфера.
Элементарные явления —
потоки энергии и круговорот
веществ.
Слайд 39Определения
Биосфера — совокупность всех биогеоценозов Земли, оболочка Земли, заселенная и преобразованная
живыми организмами.
Слайд 42Свойства живых систем
- единство хим. состава
- метаболизм
- гомеостаз (постоянство внутренней
среды)
- упорядоченность (низкая энтропия)
- клеточное строение
- сложность организации
- рост и развитие
- энергозависимость
- подвижность
- репродукция
- наследственность
- изменчивость
- раздражимость (ответная реакция на изменение окружающей среды)
- ритмичность
- способность к адаптации
- дискретность (разделенность)
- открытость
- саморегуляция
Слайд 43Единство хим. состава
Неживая природа
- преимущественно простые соединения
- самые распространенные элементы —
O2, Si, Al, Fe и др.
Живая природа
- сложные биополимеры
- на 98% состоит из С, O, N, H.
Слайд 44Энтропия — мера неупорядоченности системы
14
Неживая природа
- системы с высокой энтропией
Живая природа
- системы с низкой энтропией
Слайд 45Гомеостаз
Неживая природа
- постепенно эволюционирует в сторону увеличения энтропии
Живая
природа
- при жизни поддерживает низкую энтропию
- производит новые системы с низкой энтропией
Слайд 47Теории происхождения жизни
14
- креационизм
- теория самопроизвольного зарождения
- теория стационарного состояния
- теория
панспермии
- теория биохимической эволюции
Слайд 48Креационизм
14
Жизнь была создана высшим существом
Слайд 49Самозарождение
14
Жизнь возникает постоянно из неживого
Опыт Ван Гельмонта (1579-1644): мыши "самозародились" в
шкафу из грязного белья и пшеницы.
Слайд 50Концепция биогенеза
14
Опыт Ф. Реди (1668г.): личинки мух появились в отрытой банке,
но не в закрытой => живое возникает только от живого (биогенез)
Слайд 51Теория стационарного состояния
14
Жизнь существовала всегда
Слайд 52Теория панспермии
14
Жизнь была занесена из Космоса
Слайд 53Бактерия с Марса?
14
Возможно, окаменелость в марсианском метеорите
Слайд 54Теория биохимической эволюции
14
Жизнь развилась из неживого в результате биохимических процессов
Слайд 55Молекулярно-генетический уровень:
ДНК
Слайд 56ДНК
Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) — биополимер, носитель генетической информации, состоит из дезоксирибонуклеотидов.
Слайд 58Открыли двойную спираль ДНК
1953г
14
Слайд 59Выделение ДНК
Этапы выделения:
- лизис (растворение) клеток
- удаление обломков клетки (центрифугирование)
- разрушение
белков протеиназами
- экстрагирование ДНК из раствора
- осаждение ДНК
- оценка качества образца
Приборы:
- термостат
- центрифуга
- вортекс
- спектрофотометр
Слайд 65Центрифугирование
14
Центрифуга — прибор для разделения сыпучих тел или жидкостей различного удельного
веса и отделения жидкостей от твёрдых тел путём использования центробежной силы. При вращении в центрифуге частицы с наибольшим удельным весом располагаются на периферии, а частицы с меньшим удельным весом — ближе к оси вращения.
Слайд 71Классификация клеток
1. По наличию ядра
* Прокариотическая
* Эукариотическая
- Животная
- Растительная
- Грибная
2. По организму
* клетка многоклеточного организма
* клетка одноклеточного организма
3. По назначению
(у многоклеточных)
* соматические
* половые
Слайд 72Прокариотическая клетка
- бактерии, археи, сине-зеленые водоросли (цианобактерии)
- нет ядра и мембранных
органоидов
- наследственный материал представлен кольцевой ДНК (нуклеоид)
Слайд 74Эукариотическая клетка
- животные, растения, грибы
- есть оформленное ядро и мембранные органоиды
-
наследственный материал представлен линейной ДНК
Слайд 78Виды микроскопов
- оптические
- электронные
- сканирующие
- рентгеновские
- ...
Слайд 79Оптический (световой) микроскоп
14
A — окуляр; B — объектив; C — объект;
D — конденсор; E — предметный столик; F — зеркало.
Слайд 80Оптический (световой) микроскоп
14