Учение В.И.Вернадского о биосфере. Роль живых организмов в биосфере. Биомасса.

1. Биосфера – комплексная оболочка Земли, охватывающая всю гидросферу, верхнюю часть литосферы и нижнюю часть атмосферы, заселенная живыми организмами и преобразованная ими. Биосфера – глобальная экосистема с взаимосвязями, круговоротом веществ и превращением энергии.2. Отсутствие благоприятных условий для жизни организмов:1) в верхних слоях атмосферы – губительное действие космического излучения, ультрафиолетовых лучей; 2) в глубинах океана – недостаток света, пищи, кислорода, высокое давление; 3) в глубоких слоях литосферы – высокая плотность горных пород, высокая температура земных недр, недостаток света, пищи, кислорода. Отсутствие благоприятных условий – причина скудности жизни, незначительной биомассы.3.

Факторы, определяющие границы биосферы, – неблагоприятные условия для жизни организмов. Значение озонового слоя в атмосфере – защита от проникновения губительных для живого коротких ультрафиолетовых лучей. Граница соприкосновения разных сфер – зона с наиболее благоприятными условиями жизни, причина значительного скопления здесь живых организмов.

Земли и химию живого, их взаимосвязи. Вернадский о ведущей роли живого вещества в преобразовании биосферы, о ноосфере. Необходимость изучения роли и места живых организмов в целом на планете для познания присущих биосфере закономерностей.2. Живое вещество, или биомасса, – совокупность всех живых организмов на Земле, способность живого вещества к воспроизводству и распространению на планете – причины всюдности жизни, ее плотности и давления, борьбы организмов за пищу, воду, территорию, воздух.3. Постоянное взаимодействие живого вещества с окружающей средой в процессе обмена веществ: поглощение организмом различных элементов (кислорода, водорода, азота, углерода, фосфора и др.), их накопление, а затем вы деление

(частично при жизни и после смерти). 4. Устойчивость биосферы.

Биологический круговорот – основа целостности и устойчивости биосферы.

Энергия Солнца – основа биологического круговорота. Космическая роль растений – использование энергии Солнца на создание органических веществ из неорганических, распространение органических веществ и энергии по цепям питания.5. Биогеохимические функции живого вещества: 1) газовая – в процессе фотосинтеза растения выделяют кислород, в процессе дыхания все организмы выделяют углекислый газ, клубеньковые бактерии используют атмосферный азот; 2) концентрационная – организмы поглощают различные химические элементы, накапливают их (иод – водоросли, железо, сера – бактерии); 3) окислительно-восстановительная – происходит окисление и восстановление ряда веществ с участием организмов (образование бокситов, руды, известняков); 4) биохимическая – ее проявление в результате питания, дыхания, разрушения и гниения отмерших организмов.6. Влияние деятельности человека на круговорот веществ (химической промышленности, транспорта, сельского хозяйства и др.). Отсутствие в биосфере механизмов, способных восстановить равновесие, нарушаемое деятельностью человека. Проблемы: озоновые дыры и возможные последствия; производство большого количества энергии, загрязнение атмосферы и возможное потепление климата; увеличение численности населения и проблемы питания.7. Сохранение равновесия в биосфере – проблема всего человечества, необходимость ее решения.

Проведение мониторинга, рациональное природопользование, сокращение норм потребления и др.

.Гаметогенез – процесс образования половых клеток человека. Овогенез.

Половое размножение. В половом размножении принимают участие, как правило, две родительские особи, каждая из которых участвует в образовании нового организма, внося лишь одну половую клетку — гамету (яйцеклетку или сперматозоид). В результате слияния гамет образуется оплодотворенная яйцеклетка — зигота, несущая наследственные задатки обоих родителей, благодаря чему резко увеличивается наследственная изменчивость потомков. В этом заключается преимущество полового размножения перед бесполым. Одни гаметы богаты запасными питательными веществами и неподвижны — яйцеклетки; другие, маленькие, подвижные — сперматозоиды. Гаметы образуются в специализированных органах — половых железах. У высших животных женские гаметы (яйцеклетки) образуются в яичниках, мужские (сперматозоиды) — в семенниках.

Образование половых клеток. В процессе формирования половых клеток выделяют три стадии: — размножение — рост — созревание. Первичные половые клетки делятся путем митоза (период размножения), в результате чего их количество постоянно возрастает. Затем деление клеток прекращается, и они начинают расти. При сперматогенезе все 4 клетки в дальнейшем превращаются в сперматозоиды. Типичный сперматозоид состоит из головки, шейки и хвостика. Головка содержит ядро и незначительное количество цитоплазмы. На кончике головки располагается аппарат Гольджи, преобразованный в кольцевое тельце — акросому. В ней образуются ферменты, растворяющие мембрану яйцеклетки при оплодотворении. В цитоплазме шейки сосредоточены митохондрии, одна или несколько центриолей. При оогенезе мейотическое деление ядра сопровождается неравным делением цитоплазмы, в результате чего из ооцита развиваются одна крупная яйцеклетка и три маленькие клетки, называемые направленными тельцами, которые вскоре погибают. Биологический смысл формирования направленных телец заключается в необходимости сохранения в яйцеклетке максимального количества желтка, необходимого для развития будущего зародыша.

Оплодотворение. Слияние содержащихся в гаметах гаплоидных ядер называют оплодотворением; оно приводит к образованию диплоидной зиготы, т.е. клетки, содержащей по одному хромосомному набору от каждого из родителей. Это объединение в зиготе двух наборов хромосом (генетическая рекомбинация) представляет собой генетическую основу внутривидовой изменчивости. Зигота растет и развивается в зрелый организм следующего поколения. Таким образом, при половом размножении в жизненном цикле происходит чередование диплоидной и гаплоидной фаз. Число и размеры половых клеток различны у разных животных и растений. Однако наблюдается такая закономерность: чем меньше вероятность встречи яйцеклетки и сперматозоида, тем большее число половых клеток образуется в организме. Например, рыбы мечут икру (яйцеклетки) и сперму прямо в воду. Количество икринок у некоторых из них достигает громадной величины (треска выметывает около 10 млн. икринок). У высших растений и животных образуется обычно небольшое количество яйцеклеток (до нескольких десятков), так как у них вероятность оплодотворения при значительно большем количестве сперматозоидов (или пыльцы) очень велика.

Процесс оплодотворения состоит из нескольких этапов: проникновения сперматозоида в яйцо, слияния гаплоидных ядер обеих гамет с образованием диплоидной клетки зиготы, активации ее к дроблению и дальнейшему развитию. Как только сперматозоид проник в яйцеклетку, ее оболочки приобретают свойства, препятствующие доступу других сперматозоидов. Это обеспечивает слияние ядра яйца с ядром одного сперматозоида. У некоторых животных в яйцеклетку проникают два или несколько сперматозоидов, но в оплодотворении принимает участие лишь один, остальные погибают.