Многоуровневая организация жизни.

Содержание курса по биологии для РБ 2012- 2013 учебный год

ТЕМЫ КУРСА

Введение в общую биологию.

1.Предмет биологии и структура биологической науки. Классификация биологических наук в зависимости от объекта исследований и от уровня организации живых объектов. Объекты биологии. Многообразие живой природы. Задачи общей биологии.

2.Значение общей биологии в естественнонаучной картине мира (материалистическое мировоззрение, экологическое мышление, практическое значение, теоретическая основа медицины).

3.Основные признаки, отличающие живые системы от мира неживой природы. Единство химического состава, обмен веществ и энергии, раздражимость, способность к росту и развитию, самовоспроизведение, наследственность, адаптация.

4.Методы общей биологии: эмпирический (наблюдения, эксперимент, сравнительный метод, системный) и теоретический (факт - гипотеза - эмпирический уровень - закон - теория). Понятие биологической системы.

Основные понятия, принятые в современной биологии:

5.Закономерности – симметрия, полярность, метамерность, цикличность, изменчивость, наследственность, приспобленность, зональность, единство живого вещества;

6.Законы – биогенетический закон, законы зародышевого сходства, закон необратимости эволюции, эволюционного развития, наследования, закон сохранения энергии, закон минимума, закон биогенной миграции атомов.

7.Теории – теория возникновения жизни на Земле, клеточная теория, теория эволюции, теория естественного отбора, хромосомная теория наследственности.

8.Основные концепции современной биологии: материальная сущность жизни, многоуровневая организация жизни, биологическая информация и самовоспроизводство, саморегуляция живых систем, самоорганизация и биологическая эволюция.

Многоуровневая организация жизни.

9. Системная организация жизни. Уровни организации живых систем (органические молекулы , макромолекулы и их ансамбли,

клеточные органелы, клетки, ткани, органы, организмы, популяции, виды, сообщества, экосистемы, биосфера).

10.Молекулярно-генетический уровень. Макромолекулы – полимеры. Четыре типа макромолекул, характерных для живых организмов: углеводы, белки, нуклеиновые кислоты, липиды. Их общая характеристика. Органоиды. Понятие и примеры.

11.Онтогенетический уровень. Понятие онтогенеза. Принципиальное сходство клетки и целого организма.

12.Популяционно-видовой уровень. Определение вида. Ареалы. Эндемические виды, виды космополиты. Определение популяции, ее значение для эволюции.

13.Биогеоценотический уровень. Понятие сообщества, классификация сообществ по категориям. Биоценоз, Биотоп. Биогеоценоз.

Биосфера. Материальная сущность жизни. Историческое развитие взглядов

на природу жизни. Материализм – механицизм, машинная теория, физикализм. Идеализм – витализм. Современный взгляд на сущность жизни.

Химия жизни. Элементы и вода.

14.Элементарный химический состав организмов. Сравнение живых и неживых объектов с точки зрения химии. Основные элементы и виды биологических макромолекул. Микроэлементы, их значение для организмов.

15.Углерод – основной элемент живых организмов. Свойства атомов углерода, определяющие их значение для жизни: размеры, валентность, способность к цепеобразованию. Химические связи и взаимодействия между молекулами, характерные для живых объектов. Ковалентная связь, ионная связь.

16.Взаимодействие ион-диполь, взаимодействие диполь-диполь, взаимодействия Ван-дер-Вальса, гидрофобные взаимодействия.

17.Растворы. Вода и ее роль в живых организмах. Вода как компонент живых клеток и как среда обитания. Вода как аномальная жидкость. Свойства воды, обуславливающие ее жизненно важное значение: растворитель, теплоемкость и теплопроводность, теплота испарения, поведение вблизи точки замерзания, поверхностное натяжение, когезия и адгезия. Основные жизненно важные биологические функции воды.

24-28

Пептидная связь.

Пептидная связь — вид амидной связи, возникающей при образовании белков и пептидов в результате взаимодействия α-аминогруппы (—NH2) одной аминокислоты с α-карбоксильной группой (—СООН) другой аминокислоты.

Из двух аминокислот и образуется дипептид (цепочка из двух аминокислот) и молекула воды. По этой же схеме рибосома генерирует и более длинные цепочки из аминокислот: полипептиды и белки. Разные аминокислоты, которые являются «строительными блоками» для белка, отличаются радикалом R.

Свойства пептидной связи:

· 4 атома связи (C, N, O и H) и 2 α-углерода находятся в одной плоскости. R-группы аминокислот и водороды при α-углеродах находятся вне этой плоскости.

· H и O в пептидной связи, а также α-углероды двух аминокислот трансориентированы (транс-изомер более устойчив). В случае L-аминокислот, что имеет место во всех природных белках и пептидах, R-группы также трансориентированы.

· Вращение вокруг связи C-N затруднено, возможно вращение вокруг С-С связи.

Питание как процесс приобретения энергии и вещества живыми организмами. Фототрофные и хемотрофные организмы. Авторофные и гетеротрофные организмы. Значимость и соотношение этих форм организмов в живой природе.

Автотро́фы — организмы, синтезирующие органические соединения из неорганических.

Автотрофы составляют первый ярус в пищевой пирамиде (первые звенья пищевых цепей). Именно они являются первичными продуцентами органического вещества в биосфере, обеспечивая пищей гетеротрофов. Следует отметить, что иногда резкой границы между автотрофами и гетеротрофами провести не удаётся. Например,одноклеточная эвглена на свету является автотрофом, а в темноте — гетеротрофом.

Автотрофные организмы для построения своего тела используют неорганические вещества почвы, воды, воздуха. При этом почти всегда источником углеродаявляется углекислый газ. При этом одни из них (фототрофы) получают необходимую энергию от Солнца, другие (хемотрофы) — от химических реакций неорганических соединений.

Гетеротро́фы — организмы, которые не способны синтезировать органические вещества из неорганических, путём фотосинтеза или хемосинтеза. Для синтеза необходимых для своей жизнедеятельности органических веществ им требуются экзогенные органические вещества, то есть произведённые другими организмами.

Фототрофы

Организмы, для которых источником энергии служит солнечный свет (фотоны, благодаря которым появляются доноры — источники электронов), называются фототрофами. Такой тип питания носит название фотосинтеза. К фотосинтезу способны зелёные растения и многоклеточные водоросли, а также цианобактерии и многие другие группы бактерий благодаря содержащемуся в их клетках пигменту — хлорофиллу.

Хемотрофы

Остальные организмы в качестве внешнего источника энергии (доноров — источников электронов) используют энергию химических связей пищи или восстановленных неорганических соединений — таких, как сероводород, метан, сера, двухвалентное железо и др. Такие организмы называются хемотрофы. Все фототрофы-эукариоты одновременно являются автотрофами, а все хемотрофы-эукариоты — гетеротрофами. Среди прокариот встречаются и другие комбинации. Так, существуют хемоавтотрофные бактерии, а некоторые фототрофные бактерии также могут использовать гетеротрофный тип питания, то есть являются миксотрофами.

Биология клетки.

Самовоспроизведение жизни..

Индивидуальное развитие организмов. Общая схема отногенеза.

Формы размножения: бесполое и половое.

Генотип и фенотип.

Ученые, родоначальники генетики как науки о наследственности и изменчивости. Основные понятия генетики. Определение понятий генотип и фенотип. Взаимоотношение генотипа и фенотипа.

Происхождение жизни.

Исторический взгляд на теории возникновения органического мира. Креационизм, теория стационарного состояния, спонтанное зарождение жизни, панспермия, биохимическая эволюция.

49.Самозарождение жизни: Демокрит, Эпикур, Аристотель. Значение трудов Франческо Реди и Луи Пастера.

Теория панспермии: Анаксагор, Герман ван Гельмгольц, Свант Аррениус. Взгляды А.И. Опарина, Дж. Холдейна, Гарольда Юри.

50.Современные взгляды на происхождение жизни. Химическая эволюция. Опыты У.Харисона, М. Кальвина, С. Миллера, С. Фокса.

Коацерватная гипотеза. Этапы биохимической эволюции:образование простых органических молекул, образование макромолекул, появление механизма репликации.

Эволюционизм до Ч. Дарвина. Теории Э. Бауэра, С. Берга.

Современное понимание механизмов эволюции органического мира.

Содержание курса по биологии для РБ 2012- 2013 учебный год

ТЕМЫ КУРСА

Введение в общую биологию.

1.Предмет биологии и структура биологической науки. Классификация биологических наук в зависимости от объекта исследований и от уровня организации живых объектов. Объекты биологии. Многообразие живой природы. Задачи общей биологии.

2.Значение общей биологии в естественнонаучной картине мира (материалистическое мировоззрение, экологическое мышление, практическое значение, теоретическая основа медицины).

3.Основные признаки, отличающие живые системы от мира неживой природы. Единство химического состава, обмен веществ и энергии, раздражимость, способность к росту и развитию, самовоспроизведение, наследственность, адаптация.

4.Методы общей биологии: эмпирический (наблюдения, эксперимент, сравнительный метод, системный) и теоретический (факт - гипотеза - эмпирический уровень - закон - теория). Понятие биологической системы.

Основные понятия, принятые в современной биологии:

5.Закономерности – симметрия, полярность, метамерность, цикличность, изменчивость, наследственность, приспобленность, зональность, единство живого вещества;

6.Законы – биогенетический закон, законы зародышевого сходства, закон необратимости эволюции, эволюционного развития, наследования, закон сохранения энергии, закон минимума, закон биогенной миграции атомов.

7.Теории – теория возникновения жизни на Земле, клеточная теория, теория эволюции, теория естественного отбора, хромосомная теория наследственности.

8.Основные концепции современной биологии: материальная сущность жизни, многоуровневая организация жизни, биологическая информация и самовоспроизводство, саморегуляция живых систем, самоорганизация и биологическая эволюция.

Многоуровневая организация жизни.

9. Системная организация жизни. Уровни организации живых систем (органические молекулы , макромолекулы и их ансамбли,

клеточные органелы, клетки, ткани, органы, организмы, популяции, виды, сообщества, экосистемы, биосфера).

10.Молекулярно-генетический уровень. Макромолекулы – полимеры. Четыре типа макромолекул, характерных для живых организмов: углеводы, белки, нуклеиновые кислоты, липиды. Их общая характеристика. Органоиды. Понятие и примеры.

11.Онтогенетический уровень. Понятие онтогенеза. Принципиальное сходство клетки и целого организма.

12.Популяционно-видовой уровень. Определение вида. Ареалы. Эндемические виды, виды космополиты. Определение популяции, ее значение для эволюции.

13.Биогеоценотический уровень. Понятие сообщества, классификация сообществ по категориям. Биоценоз, Биотоп. Биогеоценоз.

Биосфера. Материальная сущность жизни. Историческое развитие взглядов

на природу жизни. Материализм – механицизм, машинная теория, физикализм. Идеализм – витализм. Современный взгляд на сущность жизни.