Образование полимеров кратко биология

Обновлено: 05.07.2024

Для того чтобы знать пути зарождения жизни, необходимо сначала изучить признаки и свойства живых организмов. Знание химического состава, строения и различных процессов, протекающих в организме, дает возможность понять происхождение жизни. Для этого познакомимся с особенностями образования первых неорганических веществ в космическом пространстве и появления планетарной системы.


Атмосфера древней Земли. По последним данным ученых, исследователей космоса, небесные тела образовались 4,5—5 млрд. лет назад. На первых этапах формирования Земли в ее состав входили оксиды, карбонаты, карбиды металлов и газы, извергавшиеся из глубин вулканов. В результате уплотнения земной коры и действия гравитационных сил стало выделяться большое количество тепла. На повышение температуры Земли оказали влияние распад радиоактивных соединений и ультрафиолетовые излучения Солнца. В это время вода на Земле существовала в виде пара. В верхних слоях воздуха водяные пары собирались в облака, которые выпадали на поверхность горячих камней в виде ливневых дождей, затем вновь, испаряясь, поднимались в атмосферу. На Земле сверкали молнии, гремели раскаты грома. Это продолжалось долго. Постепенно поверхностные слои Земли стали остывать. Из-за ливневых дождей образовались небольшие водоемы. Потоки раскаленной лавы, которые текли с вулканов, и зола попадали в первичные водоемы и непрерывно изменяли условия окружающей среды. Такие непрерывные изменения окружающей среды способствовали возникновению реакций образования органических соединений.
В атмосфере Земли еще до возникновения жизни содержались метан, водород, аммиак и вода (1). В результате химической реакции соединения молекул сахарозы образовались крахмал и клетчатка, а из аминокислот — белки (2,3). Из сахарозы и соединений азота образовались саморегулирующие молекулы ДНК (4) (рис. 9).

Рис. 9. Приблизительно 3,8 млрд. лет назад путем химических реакций образовались первые сложные соединения

В составе первичной атмосферы Земли не было свободного кислорода. Кислород встречался в виде соединений железа, алюминия, кремния и участвовал в образовании различных минералов земной коры. Кроме того, кислород присутствовал в составе воды и некоторых газов (например, углекислого). Соединения водорода с другими элементами образовывали ядовитые газы на поверхности Земли. Ультрафиолетовые излучения Солнца явились одним из необходимых источников энергии для образования органических соединений. К широко распространенным в атмосфере Земли неорганическим соединениям относятся метан, аммиак и другие газы (рис. 10).


Рис. 10. Начальный этап возникновения жизни на Земле. Образование сложных органических соединений в первичном океане


Условия среды на древней Земле


Образование органических соединений абиогенным путем. Знание условий окружающей среды на начальных этапах развития Земли имело огромное значение для науки. Особое место в этой области занимают работы русского ученого А. И. Опарина (1894—1980). В 1924 г. он высказал предположение о возможности прохождения химической эволюции в начальные этапы развития Земли. Теория А. И. Опарина основывается на постепенном длительном усложнении химических соединений.
Американские ученые С. Миллер и Г. Юри в 1953 г. согласно теории А. И. Опарина поставили опыты. Пропуская электрический разряд через смесь метана, аммиака и воды, они получили различные органические соединения (мочевина, молочная кислота, различные аминокислоты). Позднее такие опыты повторили многие ученые. Полученные результаты опытов доказали правильность гипотезы А. И. Опарина.
Благодаря выводам названных выше опытов, было доказано, что в результате химической эволюции первобытной Земли образовались биологические мономеры.


Образование и эволюция биополимеров. Совокупность и состав органических соединений, образованных в различных водных пространствах первичной Земли, были разного уровня. Образование таких соединений абиогенным путем доказано экспериментально.
Американский ученый С. Фокс в 1957 г. высказал мнение о том, что аминокислоты могут образовывать, соединяясь между собой, пептидные связи без участия воды. Он заметил, что при нагревании, а затем охлаждении сухих смесей аминокислот их белковоподобные молекулы образуют связи. С. Фокс пришел к выводу, что на месте бывших водных пространств под действием тепла потоков лавы и солнечных излучений произошли самостоятельные соединения аминокислот, которые дали начало первичным полипептидам.


Роль ДНК и РНК в эволюции жизни. Главное отличие нуклеиновых кислот от белков — способность удваиваться и воспроизводить точные копии первоначальных молекул. В 1982 г. американский ученый Томас Чек открыл ферментативную (каталитическую) активность молекул РНК. В итоге он заключил, что молекулы РНК — самые первые полимеры на Земле. Молекулы ДНК по сравнению с РНК более устойчивы в процессах распада в слабощелочных водных растворах. А среда с такими растворами была в водах первичной Земли. В настоящее время это условие сохранено только в составе клетки. Молекулы ДНК и белки взаимосвязаны. Например, белки защищают молекулы ДНК от вредного воздействия ультрафиолетовых лучей. Мы не можем назвать белки и молекулы ДНК живыми организмами, хотя им присущи некоторые признаки живых тел, потому что у них полностью не сформированы биологические мембраны.


Эволюция и образование биологических мембран. Параллельное существование белков и нуклеиновых кислот в пространстве, возможно, открыло путь для возникновения живых организмов. Это могло произойти только при наличии биологических мембран. Благодаря биологическим мембранам образуется связь между окружающей средой и белками, нуклеиновыми кислотами. Только через биологические мембраны идет процесс обмена веществ и энергии. На протяжении миллионов лет первичные биологические мембраны, постепенно усложняясь, присоединяли в состав различные белковые молекулы. Таким образом, путем постепенного усложнения появились первые живые организмы (протобионты). У протобионтов постепенно формировались системы саморегуляции, самовоспроизведения. Первые живые организмы приспособились к жизни в бескислородной среде. Все это соответствует мнению, высказанному А. И. Опариным. Гипотеза А. И. Опарина в науке называется коацерватной теорией. Эту теорию в 1929 г. поддержал английский ученый Д. Холдейн. Многомолекулярные комплексы с тонкой водной оболочкой снаружи называются коацерватами или коацерватной каплей. Некоторые белки в составе коацерватов выполняли роль ферментов, а нуклеиновые кислоты приобрели возможность передачи информации по наследству (рис. 11).


Рис. 11. Образование коацерватов - многомолекулярных комплексов с водной оболочкой

Постепенно у нуклеиновых кислот сформировалась способность к удвоению. Связь коацерватной капли с окружающей средой привела к осуществлению самого первого простого обмена веществ и энергии на Земле.
Таким образом, основные положения теории возникновения жизни по А. И. Опарину таковы:

  1. в результате непосредственного влияния факторов окружающей среды из неорганических веществ образовались органические;
  2. образованные органические вещества оказали влияние на образование сложных органических соединений (ферментов) и свободных самовоспроизводящих генов;
  3. образованные свободные гены соединились с другими высокомолекулярными органическими веществами;
  4. у высокомолекулярных веществ снаружи постепенно появились белково-липидные мембраны;
  5. в результате названных процессов появились клетки.

Современный взгляд на возникновение жизни на Земле называется
теорией биопоэза (органические соединения образуются из живых организмов). В настоящее время она носит название биохимической эволюционной теории появления жизни на Земле. Эту теорию предложил в 1947 г. английский ученый Д. Бернал. Он различал три этапа биогенеза. Первый этап—это возникновение биологических мономеров абиогенным путем. Второй этап — образование биологических полимеров. Третий этап — возникновение мембранных структур и первых организмов (протобионтов). Группировка сложных органических соединений в составе коацерватов и их активное взаимодействие между собой создают условия для образования саморегулирующих простейших гетеротрофных организмов.
В процессе возникновения жизни произошли сложные эволюционные изменения — образование органических веществ из неорганических соединений. Сначала появились хемосинтезирующие, затем постепенно - фотосинтезирующие организмы. В появлении большего количества свободного кислорода в атмосфере Земли огромную роль сыграли фотосинтезирующие организмы.
Химическая эволюция и эволюция первых организмов (протобионтов) на Земле продлилась до 1—1,5 млрд. лет (рис. 12).


Рис. 12. Схема перехода химической эволюции в биологическую


Первичная атмосфера. Биологическая мембрана. Коацерват. Протобионт. Теория биопоэза.

  1. Небесные тела, в том числе земной шар, появились 4,5—5 млрд. лет назад.
  2. В период возникновения Земли было достаточно много водорода и его соединений, а свободного кислорода не было.
  3. На начальном этапе развития Земли единственным источником энергии были ультрафиолетовые излучения Солнца.
  4. А. И. Опарин высказал мнение, что в начальный период на Земле происходит только химическая эволюция.
  5. На Земле впервые появились биологические мономеры, из которых постепенно образовались белки и нуклеиновые кислоты (РНК, ДНК).
  6. Первые организмы, появившиеся на Земле, — протобионты.
  7. Многомолекулярные комплексы, окруженные тонкой водной оболочкой, называются коацерватами.
    1. Что такое коацерват?
    2. В чем смысл теории А. И. Опарина?
    3. Какие ядовитые газы были в первичной атмосфере?
      1. Дайте характеристику состава первичной атмосферы.
      2. Какую теорию об образовании аминокислот на поверхности Земли представил С. Фокс?
      3. Какую роль выполняют нуклеиновые кислоты в эволюции жизни?
        1. В чем сущность опытов С. Миллера и Г. Юри?
        2. На чем основывался А. И. Опарин в своих гипотезах?
        3. Назовите основные этапы появления жизни.

        * Проверь знания!
        Вопросы для повторения. Глава 1. Происхождение и начальные этапы развития жизни на Земле

        Полимер представляет собой биологические вещества, которые отличаются сложной химической структурой.

        Исследованием полимером активно занимался Г. Штаудингер. В ходе многочисленных опытов он доказал, что в составе полимеров есть повторяющиеся молекулярные звенья, которые соединены друг с другом при помощи ковалентных связей.

        Отличительная особенность таких связей — в наличии общей электронной пары у двух атомов.

        Также ученым было доказано, что для пластмассы характерна структура полимера — это открытие принесло Штаудингеру Нобелевскую премию.

        Органические соединения в составе живых организмов характеризуются высокой степенью разнообразия. Природных органических соединений насчитывается несколько тысяч, и многие из них отличаются сложной структурой.

        Выделяют 2 группы органических веществ:

        1. Полимеры.
        2. Низкомолекулярные вещества.

        Если говорить о молекулярной массе полимеров, то она варьируется от нескольких тысяч до нескольких миллионов. В основе всех полимеров лежит большое количество повторяющихся мономеров.

        Есть несколько вариантов полимеров: органические, неорганические, элементарно органические. В свою очередь в группе органических выделяют природные, искусственные и синтетические.

        Природные полимеры — продукт естественной среды обитания. В производстве таких полимеров человек участие не принимает.

        Примеры биологических полимеров

        Самые известные биологические полимеры — крахмал, хлопок, каучук и др.

        Чтобы получить какие-либо искусственные полимеры, человек проводит определенные химические опыты.

        Для получения модифицированного полимера с последующим его использованием в производстве красок, в раствор стирола в толуоле или ксилоле добавляется льняное или касторовое масла, которые затем нагреваются.

        Результат реализации реакций химического синтеза — синтетические полимеры. В синтезе принимают участие разнообразные высокомолекулярные органические продукты.

        Лавсан (химический полимер) получается в результате поликонденсирования терефталевой кислоты и этиленгликоля.

        Основные характеристики полимеров

        Молекула полимера может содержать разное количество мономеров — и это количество сильно варьируется. К примеру, в пептиде глутатиона всего три аминокислоты, хотя его роль в таких процессах как окисление и восстановления огромная. Для сравнения, в молекуле ДНК насчитывается больше трех миллионов нуклеотидов. Эта молекула способна образовывать наследственную информацию не только в отношении эукариотических клеток, но и бактерий.

        Большая часть биологических полимеров — теплоизоляторы: они препятствуют процессу передачи тепла. Они достаточно эластичны и легко выдерживают агрессивную химическую среду. А еще биологические полимеры — диэлектрики. То есть, они практически не могут проводить электрический ток и не пропускают его через себя.

        Основные характеристики биологических полимеров — гомо- и гетерополимерность. Это значит, что в составе полимера могут быть как одинаковые, так и разные мономеры.

        В основе большинства полимеров лежит несколько мономеров: они относятся к одному классу веществ и соединены одинаковой связью. Яркий пример — гиалуроновая кислота.

        Полимеры бывают регулярными и нерегулярными. Такое разделение связано с порядком расположения мономеров в полимере.

        В состав регулярных полимеров входят повторяющиеся единицы и несколько мономеров. Та же гиалуроновая кислота включает два типа чередующихся остатков: глюкуроновую кислоту и N-ацетилглюкозамин.

        Обычно в живых организмах присутствуют гетерополимеры, в которых мономеры не образуют повторяющиеся единицы. Отмечается уникальный характер последовательности мономеров внутри, который обусловлен высокой степенью разнообразия таких полимеров.

        Характеристика биологических полимеров учитывает степень разветвленности.

        Неразветвленные полимеры — линейные полимеры, образующиеся в результате формирования мономерами, входящими в их состав, двух связей с мономерами по соседству.

        Пример таких полимеров — белки, нуклеиновые кислоты, разнообразные полисахариды.

        Разветвленные полимеры — гликоген и крахмал. Разветвление отмечается у небольшой группы мономеров. По этой причине у разветвленных полимеров есть различия по частоте ветвления. Различается и длина таких ветвлений. Есть полимеры, основная цепь которых состоит из одного мономера, а боковые цепи — из другого.

        В зависимости от состава низкомолекулярных веществ, входящих в состав молекулы полимера, выделяют несколько основных классов полимеров:

        • углеводы;
        • белки и аминокислоты;
        • липиды;
        • нуклеиновые кислоты;
        • нуклеотиды.

        Особенности строения полимеров

        Разобраться в строении биополимеров помогает молекула белков. Благодаря своему внушительному размеру, ее стали называть макромолекулой. Аминокислотный состав белковых молекул обеспечивает разнообразие: в них входит до 20 аминокислот. Аминокислоты внутри белков включают аминогруппы, отвечающие за основные свойства (NH2). У карбоксильной группы отмечаются кислотные свойства (COOH). В составе аминокислот есть радикал.

        В составе аминокислот первые две части идентичные. Нужную степень уникальности им придает радикал.

        При взаимодействии аминокислот одна с другой образуется пептидная связь. Она возникает, когда аминогруппы и карбоксильная группа сближаются. В процессе происходит выделение воды. Формирование пептидной связи происходит между С и N.

        Подводя итоги и принимая во внимание особенности строения молекулы белка как биополимера, можно утверждать, что:

        Нажмите, чтобы узнать подробности

        Данная презентация может быть использована на уроке биологии в 10 классе в ходе изучения темы "Возникновение жизни на Земле". Материал к уроку структурирован и проиллюстрирван схемами, фотографиями, рисунками.

        Возникновение жизни на Земле

        Возникновение жизни на Земле



        Гипотеза Шмидта: Земля возникла из холодного газопылевого облакоа-4,5 млрд лет назад

        Гипотеза Шмидта: Земля возникла из холодного газопылевого облакоа-4,5 млрд лет назад


        I этап биопоэза (1 млр. лет) Образование биологических мономеров (абиогенный синтез органических молекул) Образование в водах первичного океана из неорганических веществ простых органических веществ в результате действия ультрафиолетовой радиации , грозовых разрядов и химических реакций Результат: некоторые аминокислоты (глицин) , формальдегид, глицерин, мочевина, молочная кислота

        I этап биопоэза (1 млр. лет)

        Образование биологических мономеров

        (абиогенный синтез органических молекул)

        Образование в водах первичного океана из неорганических веществ простых органических веществ в результате действия ультрафиолетовой радиации , грозовых разрядов и химических реакций

        Результат: некоторые аминокислоты (глицин) , формальдегид, глицерин, мочевина, молочная кислота

        Земля состоит из оксидов, карбонатов и карбидов металлов и газов, вырывавшихся из недр, благодаря вулканам. Гравитационные силы +распад радиактивных соединений+ Солнце = разогрев Земли Водяной пар высоко над Землёй конденсировался – тучи – дождь Испарение и конденсация повторялись много раз. Лавовые потоки и вулканический пепел также попадали в водоёмы.

        Земля состоит из оксидов, карбонатов и

        карбидов металлов и газов, вырывавшихся

        из недр, благодаря вулканам.

        Гравитационные силы +распад

        радиактивных соединений+ Солнце

        = разогрев Земли

        Водяной пар высоко над Землёй

        конденсировался – тучи – дождь

        Испарение и конденсация повторялись

        много раз. Лавовые потоки и вулканический

        пепел также попадали в водоёмы.

        Свободного кислорода не было. Он соединялся с железом,

        алюминием, кремнием – горные породы

        А) кислород окислил бы синтезирующие органические вещества

        Б) образовал бы озоновый слой, поглощающий

        высокоэнергетическое ультрафиолетовое излучение Солнца

        Сегодняшний озоновый слой – результат деятельности растений

        В горячей воде растворялись

        атмосферные газы и те вещества,

        которые вымывались из земной коры.

        Именно в воде такого состава и произойдёт

        ВЫВОДЫ Образование биологических мономеров (абиогенный синтез органических молекул) 1 . Отсутствие озонового экрана свободное проникновение ультрафиолета. 2. Отсутствие кислорода - отсутствие окисления появляющихся мономеров органических веществ. 3.Наличие условий ускоряющих процессы образования органических веществ: а/Вулканический пепел – катализатор. б/Температура от +400 до + 900 градусов. в/Мощные электрические разряды в атмосфере. г/CO +3H2 = CH4 + H2O N2 + 3H2 = 2NH3 Результат: 1/аминокислоты 2/сахара 3/жирные кислоты 4/азотистые основания

        Образование биологических мономеров

        (абиогенный синтез органических молекул)

        1 . Отсутствие озонового экрана свободное проникновение ультрафиолета.

        2. Отсутствие кислорода - отсутствие окисления появляющихся мономеров органических веществ.

        3.Наличие условий ускоряющих процессы образования органических веществ:

        а/Вулканический пепел – катализатор.

        б/Температура от +400 до + 900 градусов.

        в/Мощные электрические разряды в атмосфере.

        г/CO +3H2 = CH4 + H2O

        N2 + 3H2 = 2NH3

        Результат: 1/аминокислоты 2/сахара 3/жирные кислоты

        4/азотистые основания

        ДОКАЗАТЕЛЬСТВА ПЕРВОГО ЭТАПА

        ДОКАЗАТЕЛЬСТВА ПЕРВОГО ЭТАПА


        1953 год – Миллер и Юри 1912 год – аналогичный опыт поставил Лёб (выделил глицин) Советские учёные …

        1953 год – Миллер и Юри

        1912 год – аналогичный опыт поставил

        Лёб (выделил глицин)

        Советские учёные …

        II этап биопоэза (длительность – 700миллионов лет) Образование и эволюция биополимеров (или образование биологических полимеров и коацерватов) Жирные кислоты + спирты = некоторые липиды – жировые плёнки на поверхности водоёмов Аминокислота + аминокислота= пептиды Нуклеотид + нуклеотид = нуклеиновая кислота (РНК), затем ДНК Нуклеиновые кислоты +белки = коацерват Коацерват – это высокомолекулярные комплексы, окружённые водной оболочкой Коацерват +ионы металлов = ферменты Белки, жиры, углеводы и нуклеиновые кислоты концентрируются и образуют коацерваты , обособленные структуры действующие как открытые системы, способные к росту. Но нужна была биологическая мембрана!

        II этап биопоэза

        (длительность – 700миллионов лет)

        Образование и эволюция биополимеров

        (или образование биологических полимеров и коацерватов)

        Жирные кислоты + спирты = некоторые липиды – жировые плёнки на

        поверхности водоёмов

        Аминокислота + аминокислота= пептиды

        Нуклеотид + нуклеотид = нуклеиновая кислота (РНК), затем ДНК

        Нуклеиновые кислоты +белки = коацерват

        Коацерват – это высокомолекулярные комплексы, окружённые водной оболочкой

        Коацерват +ионы металлов = ферменты

        Белки, жиры, углеводы и нуклеиновые кислоты

        концентрируются и образуют коацерваты ,

        обособленные структуры действующие как открытые

        системы, способные к росту.

        Но нужна была биологическая мембрана!


        III этап биопоэза (400 – 500 млн.) Формирование мембранных структур и первичных организмов -пробионтов. В результате соединения и взаимодействия коацерватов с нуклеиновыми кислотами образуются пробионты (протоклетки),способные к самовоспроизведению

        III этап биопоэза (400 – 500 млн.)

        Формирование мембранных структур и первичных организмов -пробионтов.

        В результате соединения и взаимодействия коацерватов

        с нуклеиновыми кислотами образуются пробионты

        (протоклетки),способные к самовоспроизведению

        Значение: защита, упорядоченность, независимое существование саморегуляция и самовоспроизводство! Пробионты примитивные гетеротрофные организмы Завершение химической эволюции и начало биологической -

        защита, упорядоченность,

        независимое существование

        саморегуляция и самовоспроизводство!

        примитивные гетеротрофные

        Завершение химической эволюции и

        начало биологической -

        III этап биопоэза (400 – 500 млн.) Формирование мембранных структур и пробионтов. 1.Липидно-протеиновая плёнка на поверхности воды. 2.Разрыв плёнок в волнах. 3.Образование пузырьков первичного бульона/пена/ 4.Прокатывание пузырька вторично по липидно-протеиновой плёнке – трёхслойная мембрана коацервата. 5.Появление белковых пор в мембране /прокариоты/ 6.Впячивание мембраны внутрь/оксифотобактерии; эубактерии – настоящие бактерии/ 7.Смыкание мембран внутри клетки – образование каналов ЭПС. Формирование пористой оболочки вокруг хромосом – ядро./эукариоты/ 8.Первичное питание: анаэробные /бескислородные/ гетеротрофы – брожение/гликолиз в клетке/. 9.Появление хлорофилла. Способность фиксировать СО2 с образованием первичного углевода – глюкозы и выделением О2. Возникла способность к аэробному /кислородному/ разрушению органических веществ. 10.Проникновение прокариот в первичные гетеротрофные эукариоты. - усиление синтеза АТФ. - возрастание энергетики клетки /усиление жизненной активности/.

        III этап биопоэза (400 – 500 млн.)

        Формирование мембранных структур и пробионтов.

        1.Липидно-протеиновая плёнка на поверхности воды.

        2.Разрыв плёнок в волнах.

        3.Образование пузырьков первичного бульона/пена/

        4.Прокатывание пузырька вторично по липидно-протеиновой плёнке – трёхслойная мембрана коацервата.

        5.Появление белковых пор в мембране /прокариоты/

        6.Впячивание мембраны внутрь/оксифотобактерии; эубактерии – настоящие бактерии/

        7.Смыкание мембран внутри клетки – образование каналов ЭПС. Формирование пористой оболочки вокруг хромосом – ядро./эукариоты/

        8.Первичное питание: анаэробные /бескислородные/ гетеротрофы – брожение/гликолиз в клетке/.

        9.Появление хлорофилла. Способность фиксировать СО2 с образованием первичного углевода – глюкозы и выделением О2. Возникла способность к аэробному /кислородному/ разрушению органических веществ.

        10.Проникновение прокариот в первичные гетеротрофные эукариоты. - усиление синтеза АТФ. - возрастание энергетики клетки /усиление жизненной активности/.



        БИОЛОГИЧЕСКАЯ ЭВОЛЮЦИЯ Прогрессивное усложнение гетеротрофных примитивных организмов гликолиз Возникновение автотрофного питания хемосинтез фотосинтез Появление свободного кислорода дыхание (предъядерные организмы- бактерии, гетеротрофы и фототрофы, синезелёные или цианеи)

        БИОЛОГИЧЕСКАЯ ЭВОЛЮЦИЯ

        Прогрессивное усложнение гетеротрофных примитивных

        организмов

        гликолиз

        Возникновение автотрофного питания

        хемосинтез

        фотосинтез

        Появление свободного кислорода

        дыхание

        (предъядерные организмы- бактерии, гетеротрофы

        и фототрофы, синезелёные или цианеи)

        Цианобакте́рии, или оксифотобакте́рии, или синезелёные во́доросли, или цианопрокариоты, или цианеи [1 это тип крупных грамотрицательных бактерий , способных к фотосинтезу , сопровождающемуся выделением кислорода . Грамотрицательные бактерии (обозначаются Грам (-)) — бактерии, которые, в отличие от грамположительных бактерий, обесцвечиваются при промывке при использовании метода окраски микроорганизмов по Граму. После обесцвечивания они обычно окрашиваются дополнительным красителем (фуксином) в розовый цвет.

        Цианобакте́рии, или оксифотобакте́рии, или синезелёные во́доросли, или цианопрокариоты, или цианеи [1 это тип крупных грамотрицательных бактерий , способных к фотосинтезу , сопровождающемуся выделением кислорода .

        Грамотрицательные бактерии (обозначаются Грам (-)) — бактерии, которые, в отличие от грамположительных бактерий, обесцвечиваются при промывке при использовании метода окраски микроорганизмов по Граму. После обесцвечивания они обычно окрашиваются дополнительным красителем (фуксином) в розовый цвет.



        Гипотеза фагоцителлы И. Мечникова – от колониальных жгутиковых простейших типа вольвокс Гипотеза гастреи Э. Геккеля –

        Гипотеза фагоцителлы И. Мечникова

        – от колониальных жгутиковых

        простейших типа вольвокс

        Гипотеза гастреи Э. Геккеля –


        Теория га́стреи — гипотеза, объясняющая происхождение многоклеточных организмов от одноклеточных . Была предложена немецким ученым Эрнстом Геккелем в 1866 году.

        Согласно этой теории, первичный многоклеточный организм мог возникнуть в процессе деления клетки , во время которого имело место нерасхождение дочерних клеток, образовавшихся в результате многократного деления одноклеточного животного, возможно простейшего . Далее в скоплениях таких клеток появились анатомические и функциональные различия, которые привели к дальнейшей специализации. Таким образом мог образоваться многоклеточный организм с некоторым разделением функций клеток: одни клетки отвечали за движение, другие за питание и пищеварение. По сути, это был прообраз первых кишечнополостных животных. Этот многоклеточный организм Геккель назвал гастреей, по аналогии с гаструлой — ранней стадией эмбрионального развития животных.

        Теория гастреи находила своё подтверждение, по мнению Геккеля, в некоторых особенностях эмбрионального развития животных, которые были сформулированы им в биогенетическом законе и в полной мере соответствовала принципам дарвинизма .

        1879 год – открыл возбудителей микозов насекомых.

        1866-1886 – стал основоположником сравнительной и эволюционной эмбриологии.

        1882 год – обнаружил явление фагоцитоза.

        1892 год – разработал сравнительную патологию воспаления.

        1901 год – предложил фагоцитарную теорию иммунитета, за что был удостоен Нобелевской премии в 1908 году.

        1903 год – впервые совместно с Э.Ру вызвал экспериментально сифилис у обезьян.

        Составил целый свод профилактических и гигиенических средств борьбы с самоотравлением организма, таких как стерилизация пищи.

        1907 год – опубликовал результаты первого в мире медицинского исследования функциональных свойств болгарской палочки и болгарского кислого молока.


        3, 5 млр лет назад Докембрий (криптозой –эра скрытой жизни)– архей и протерозой наступила эпоха биологической эволюции Архей – цианобактерии Протерозой – аэробные одноклеточные организмы (1% О2 от нынешнего объёма уже достаточно для нового типа обмена веществ – дыхание), симбиоз прокариот = эукариоты появление ядра – митоз, мейо з, а зн. половое размножение 1-1, 5 млрд лет назад многоклеточность (1,3- 1,4 млрд лет назад)- водоросли И так: 1.бактерии, животные, растения и грибы 2. губки, кишечнополостные, черви, иглокожие, членистоногие, моллюски

        3, 5 млр лет назад

        Докембрий (криптозой –эра скрытой жизни)– архей и протерозой

        наступила эпоха биологической эволюции

        Архей – цианобактерии

        Протерозой – аэробные одноклеточные организмы (1% О2 от нынешнего объёма уже достаточно для нового типа обмена веществ – дыхание),

        симбиоз прокариот = эукариоты

        появление ядра – митоз, мейо з,

        а зн. половое размножение 1-1, 5 млрд лет назад

        многоклеточность (1,3- 1,4 млрд лет назад)- водоросли

        И так: 1.бактерии, животные, растения и грибы

        2. губки, кишечнополостные, черви, иглокожие, членистоногие, моллюски

        taurocholate-of-sodium-2901493_640.jpg


        Молекулярный уровень — это начальный, самый низкий уровень организации жизни. На этом уровне проявляются реакции обмена веществ и энергии, реализация наследственной информации. Изучение процессов, протекающих на молекулярном уровне, позволяет разобраться, как могла появиться жизнь на планете Земля; даёт возможность понять, как осуществляется передача наследственных признаков и каковы механизмы обмена веществ.


        В состав живых организмов входят такие же химические элементы, что и в состав неживых тел, но в других соотношениях. В живой природе самыми распространёнными являются органогенные неметаллы: углерод , кислород , водород и азот .

        Главным элементом всех органических веществ является углерод. Атомы углерода соединяются друг с другом и с атомами других элементов, образуя цепи и циклы разных размеров, чем и обусловлено разнообразие органических соединений. Важнейшее значение имеют вещества, содержащиеся в живых клетках — белки , нуклеиновые кислоты , полисахариды . Эти вещества относятся к биологическим полимерам, или биополимерам.

        Молекулы биополимеров могут быть образованы огромным количеством соединённых друг с другом мономерных звеньев, одинаковых или разных. Свойства биополимеров зависят от строения их мономеров. Главные вещества всего живого — белки и нуклеиновые кислоты.

        adrenomedullin-872350_640.jpg

        • белки служат строительным материалом и регулируют процессы обмена веществ;
        • нуклеиновые кислоты хранят и передают наследственную информации (генетический код универсален, т. е. он одинаковый для всего живого);
        • полисахариды являются основными источниками необходимой для жизни энергии (процессы превращения разных видов энергии тоже универсальны — они протекают одинаково во всех живых организмах).

        Все биополимеры построены по одному плану. Эти вещества образованы небольшим количеством повторяющихся звеньев (мономеров), одинаковых или разных. Так, в состав молекул белков входит \(20\) аминокислот, а в состав молекул нуклеиновых кислот — \(4\) вида нуклеотидов. Всё разнообразие биополимеров обусловлено разными сочетаниями этих мономеров, образующими огромное количество вариантов макромолекул. Такое строение биополимеров определяет всё разнообразие проявлений жизни на Земле.


        Особые свойства биологических полимеров обнаруживаются, когда они находятся в живой клетке. В изолированном виде молекулы биополимеров являются неживыми.

        Связь между молекулярным и более сложным клеточным уровнем обеспечивается тем, что биологические молекулы служат строительным материалом для клеточных структур.

        Читайте также: