Какими свойствами обладают коацерваты рост обмен веществ размножение
Коацерват (от лат. coacervātus — «собранный в кучу») или «первичный бульон» — многомолекулярный комплекс, капли или слои с большей концентрацией коллоида (разведённого вещества), чем в остальной части раствора того же химического состава.
Коацервация[править | править код]
Коацервация — расслоение коллоидной системы с образованием коллоидных скоплений коацерватов в виде двух жидких слоев или капель. Коацервация может возникать в результате частичной дегидратации дисперсной фазы коллоида, являясь начальной стадией коагуляции.
Сущность явления коацервации заключается в отмешивании из однородного коллоидного раствора слоя или капель, связанном с переходом от полного смешивания к ограниченной растворимости.
Коацерватные капли[править | править код]
Коацерватные капли — сгустки, подобные водным растворам желатина. Образуются в концентрированных растворах белков и нуклеиновых кислот. Коацерваты способны адсорбировать различные вещества. Из раствора в них поступают химические соединения, которые преобразуются в результате реакций, проходящих в коацерватных каплях, и выделяются в окружающую среду.
Коацерваты имеют важное значение в ряде гипотез о происхождении жизни на Земле. Коацерваты в таких гипотезах представляют некие праорганизмы (протоорганизмы).
Каждая молекула имеет определённую структурную организацию (атомы, входящие в её состав, закономерно расположены в пространстве). Вследствие этого в разноатомных молекулах образуются полюсы с различными зарядами. Например, молекула воды H2O образует диполь, в котором одна часть молекулы несёт положительный заряд, а другая — отрицательный. Кроме этого, некоторые молекулы (например, соли) в водной среде диссоциируют на ионы.
В силу таких особенностей химической организации вокруг молекул образуются водные «рубашки» из определённым образом ориентированных молекул воды. Молекулы, окруженные водной «рубашкой», могут объединяться, образуя многомолекулярные комплексы — коацерваты. Коацерватные капли возникают также при простом смешивании разнообразных полимеров. При этом полимерные молекулы «собираются» в многомолекулярные фазово-обособленные образования.
А. С. Трошин использовал коацерватные капли в качестве клеточных моделей для исследования распределения веществ между моделью и средой.
В 2011 году японские учёные воспроизвели в лаборатории возникновение из «первичного бульона» протоклеток с катионной оболочкой и элементами ДНК внутри (отрезки природной ДНК входили в состав исходных компонентов[1]), способных к делению в результате полимеразной цепной реакции, реплицирующей ДНК[2][3][4].
Коацерватная теория[править | править код]
Автором этой теории является советский биохимик академик А. И. Опарин (1924 г.). Позже Опарина и независимо от него к аналогичным выводам пришел английский учёный Дж. Холдейн.
Опарин полагал, что переход от химической эволюции к биологической требовал возникновения индивидуальных фазово-обособленных систем, способных взаимодействовать с окружающей средой.
По теории А. И. Опарина коацервация сыграла большую роль на одном из этапов возникновения жизни на Земле.
Список литературы[править | править код]
- Трошин А. С. Проблема клеточной проницаемости. М. — Л., 1956
- Troshin A. S. Problems of Cell Permeability. Pergamon Press, London, 1966
- Евреинова Т. Н. Концентрирование веществ и действие ферментов в коацерватах. — М., 1966
- Серебровская К. Б. Коацерваты и протоплазма. — М., 1971
Примечания[править | править код]
Ссылки[править | править код]
- Зарождение жизни объяснили без участия бога
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология
-> Богданова Т.Л.
-> «Биология: Задания и упражнения» -> 10
Богданова Т.Л. Биология: Задания и упражнения — М.: Высшая школа, 1991. — 350 c.
ISBN 5-06-001728-1
Скачать (прямая ссылка): biologiyazadaniyaiupragneniya1991.djvu
Предыдущая 1 .. 4 5 6 7 8 9 10 > 11 12 13 14 15 16 .. 120 >> Следующая
IV Прогрессивное усложнение гетеротрофных примитивных организмов, возникновение автотрофного питания и свободного кислорода (предъядерные организмы — бактерии, гетеротрофы и фототрофы и синезеленые)
Проте- розойская От 0,5 до 2,6 млрд. лет Ядерные организмы Появление ядерных автотрофних фотосинтезирующих растений (зеленые водоросли) и простейших; обогащение воды кислородом —- среда обитания животных
Многоклеточные организмы Прогрессивное усложнение животных и растений. Беспозвоночные животные: кишечнополостные, черви, моллюски; различные водоросли
Органные организмы Прогрессивное усложнение тела животных (хордовые бесчерепные)
2. Где возникли первые неорганические соединения (в недрах Земли, в первичном океане, в первичной атмосфере)?
3. Что явилось предпосылкой возникновения пер-
27
вичного океана (охлаждение атмосферы, опускание суши, появление подземных источников)?
4. Какие первые органические вещества возникли в водах океана (белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты)?
5. Какими свойствами обладали коацерваты (рост, обмен веществ, размножение)?
6. Какие свойства присущи пробионту (обмен веществ, рост, размножение)?
7. Какой способ питания был у первых живых организмов (автотрофный, гетеротрофный)?
8. Какой новый способ питания появляется у прокариот (автотрофный, гетеротрофный)?
9. Какие органические вещества возникли с появлением фотосинтезирующих растений (белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты)?
10. Возникновение каких организмов создало условия для развития животного мира (бактерии, синезеленые, зеленые водоросли)?
Раздел IL УЧЕНИЕ О КЛЕТКЕ
ТЕМА. КЛЕТОЧНАЯ ТЕОРИЯ. ПРОКАРИОТЫ И ЭУКАРИОТЫ
Клетка — элементарная живая система, основная структурная и функциональная единица растительных и животных организмов, способная к самообновлению, саморегуляции и самовоспроизведению.
Задание 5. Повторить учебный материал. Ответить на вопросы для самоконтроля. Выполнить контрольную работу № 4.
Вопросы для самоконтроля
Кем, когда и на каком объекте была открыта клетка?
Дайте современное определение клетки.
В чем сущность клеточной теории и кто ее авторы?
С помощью каких приборов изучалась клетка в XIX, XX вв.? Какие формы жизни первыми появились на Земле?
Почему фаги и вирусы называют предклеточными организмами?
28
К каким формам жизни относят бактерии и синезеленые? Какие из одноклеточных организмов имеют обособленное ядро?
Какие многоклеточные организмы считаются первичными в растительном и животном мире?
Чем отличается колониальный организм от многоклеточного? Каковы последовательные этапы эволюции от пробионта до многоклеточных ядерных организмов?
Контрольная работа № 4
1. Какие из перечисленных положений составляют основу клеточной теории (все организмы состоят из клеток; все клетки образуются из клеток; все клетки возникают из неживой материи)?
2. Что представляет собой тело предклеточных организмов (ядро; цитоплазма; молекула ДНК или РНК, покрытая белковой оболочкой)?
3. Какой способ питания характерен для вирусов и бактериофагов (паразитный, сапрофитный)?
4. Какие организмы относят к клеточным предъ-ядерным (бактерии, фаги, вирусы, синезеленые)?
5. Какие организмы относят к одноклеточным ядер-ным (бактерии, амеба малярийная, хламидомонада, инфузория туфелька)?
6. Какие организмы являются многоклеточными (кишечнополостные, бурые водоросли, бактерии)?
ТЕМА. ХИМИЧЕСКАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ КЛЕТКИ
Содержание химических элементов в клетке. Вода и другие неорганические вещества, их роль в жизнедеятельности клетки. Органические вещества: липиды, АТФ, биополимеры (углеводы, белки, нуклеиновые кислоты), их роль в клетке. Ферменты, их роль в процессах жизнедеятельности. Само-удвоение ДНК.
Задание 6. Повторить учебный материал. Ответить на вопросы для самоконтроля. Выполнить контрольную работу № 5—7. Проанализировать табл. 7—9.
29
Вопросы для самоконтроля (неорганические и органические вещества)
Какие химические элементы входят в состав клетки?
Какие неорганические вещества входят в состав клетки? Каково значение воды для жизнедеятельности клетки?
Какие соли входят в состав клетки?
Каково значение для клетки солей азота, фосфора, калия; натрия?
В чем разница между органическими и неорганическими ве-ществамгі?
Какие органические вещества входят в состав клетки?
Что такое мономеры и полимеры?
Почему белковую молекулу называют полимером?
Чем характеризуется первичная, вторичная, третичная и четвертичная структуры белка?
Что такое денатурация белка?
Какие функции белков вам известны?
Сколько видов аминокислот входит в состав белков?
Чем обусловлено многообразие белков?
Каковы функции жиров в клетке и в организме?
Где в клетке расщепляются жиры?
Каковы последовательные этапы расщепления жиров до конечных продуктов?
Почему жиры являются наиболее эффективным источником энергии в клетке?
У каких организмов и в каких органеллах синтезируются углеводы?
Какие запасные углеводы имеются в растительных и животных клетках?
Предыдущая 1 .. 4 5 6 7 8 9 10 > 11 12 13 14 15 16 .. 120 >> Следующая
Тема: Развитие органического мира.
Содержание темы: доказательства эволюции органического мира. Сравнительная анатомия. Гомология и аналогия. Рудименты и атавизмы. Переходные формы. Сравнительная эмбриология. Биогенетический закон, современное представление о нем. Палеонтология. Деление истории Земли на эры и периоды. Главные направления органической эволюции. Ароморфоз, идиоадаптация и дегенерация. Соотношение различных направлений эволюции. Биологический прогресс и регресс.
Вопросы для самоконтроля:
В чем сущность биогенетического закона Мюллера — Геккеля и какое существенное дополнение внес в его формулировку ?
Что называют филогенезом?
Что называют онтогенезом?
Какие примеры из ботаники и зоологии подтверждают положение биогенетического закона?
Какие существуют основные направления эволюции организмов и каким ученым принадлежит заслуга теоретического обоснования этих направлений?
Какое направление биологической эволюции поднимает живое существо на более высокую ступень организации?
Какие изменения на ранних этапах возникновения жизни на Земле можно считать ороморфозами?
Что такое идиоадаптации?
Какие примеры идиоадаптаций можно привести из мира растений и животных?
Что такое дегенерация органов и в каком случае она происходит?
Какие направления эволюции являются морфофизиологическим прогрессом, а какие – регрессом?
В чем отличие морфофизиологического прогресса и регресса от биологического?
Какую роль играют мероприятия по охране природы в биологическом регрессе?
Какие органы называют гомологичными, а какие – аналогичными?
Могут ли быть одни и те же органы аналогичными и гомологичными одновременно?
Почему о родстве организмов судят на основе сравнения гомологичных органов?
Контрольная работа №2.
1.Как называется период развития организма от зиготы до отмирания (филогенез, онтогенез)?
2.Какие признаки являются филогенетическими у животных (одноклеточная стадия, бластула, гаструла, покровительственная окраска, плавательные перепонки) и у растений (одноклеточная стадия, однородные клетки зародыша, наличие хлоропластов, насекомоопыление)?
3.Какие изменения черт строения растений можно назвать ароморфозами (многоклеточность, наличие побега, цветка, плода, ветроопыление, насекомоядность)?
4.Какие изменения черт строения животных являются ароморфозами (многоклеточность, легочное дыхание, форма тела, теплокровность, двойное дыхание)?
5.Какие черты строения свидетельствуют о морфофизиологическом регрессе (внеорганизменное пищеварение, утрата органов пищеварения, утрата глаз, лишение хлорофилла, редукция корней)?
6.Свидетельствует ли морфофизиологический регресс о биологическом регрессе (да, нет)?
7.Какие органы являются гомологичными у животных (рука, лапа, крыло, ласт, хвост), у растений (корнеплод, клубень, корневище, луковица)?
8.Какие органы являются аналогичными у животных (крыло стрекозы, крыло летучей мыши, крыло птицы, рука, плавник); и какие у растений ( усики гороха, усики огурца, усы земляники)?
Основные термины и понятия.
Жизнь, живое тело, онтогенез, филогенез, биогенетический закон, ароморфоз, идиоадаптация, дегенерация, биологический прогресс, биологический регресс, гомологичные органы, аналогичные органы, рудименты, атавизм.
.
Содержание темы: определение понятия «жизнь». Гипотеза акад. о происхождении жизни. Абиогенный синтез органических соединений. Свойства первичных организмов. Ранние этапы развития жизни на Земле. Развитие органического мира в архейскую, протерозойскую, палеозойскую эры. Возникновение прокариот и эукариот. Дивергенция по способу питания: автотрофы и гетеротрофы. Космическая роль растений. Развитие жизни от одноклеточных к многоклеточным формам.
Вопросы для самоконтроля:
Чем характеризуется звездная и планетарная стадии истории Земли?
Какие химические элементы, а затем их соединения были в первичной атмосфере?
Что послужило причиной образования первичного океана?
Какие соединения могли быть растворены в водах первичного океана?
Когда началась геологическая история Земли и какая эра была первой?
В чем сущность 1 этапа зарождения жизни?
Какие органические вещества первыми возникли в водах океана?
В чем заключается 11 этап зарождения жизни на Земле?
Почему соединения нуклеиновых кислот с коацерватными каплями считается важнейшим этапом возникновения жизни?
Как питался и как дышал первый живой организм – пробионт?
Какие изменения под действием естественного отбора претерпевали пробионты?
Какую роль в эволюции органического мира сыграло появление фотосинтезирующих организмов?
На какие два направления развития подразделяют ядерные организмы (эукариоты)?
Кто из российских ученых создал рассмотренную теорию возникновения жизни на Земле?
Почему невозможно самозарождение жизни, т.е. возникновение ее из неорганической материи в современных условиях?
Общие указания.
В данном разделе необходимо повторить и проанализировать определение жизни, данное Ф. Энгельсом, и сопоставить его с современным определением живого тела. Затем следует провести сравнение живого и неживого, а также перечислить этапы химической эволюции. При этом обратить внимание на последовательность возникновения различных органических соединений и на причины, которыми эта последовательность обусловлена. Очень важно понимание взаимодействия веществ, особенно белковых коацерватных капель с нуклеиновыми кислотами, давших живую органическую материю – пробионт. Проследив многоступенчатый характер усложнений и преобразования пробионта, прокариот и эукариот в ходе естественного отбора, следует отметить два направления развития органического мира – мира автотрофов и гетеротрофов.
К вопросу о невозможности самозарождения жизни на Земле в современных условиях надо подойти с трех позиций: отсутствие соответствующих физико-химических условий, невозможности возникновения жизни абиогенным путем (из неживого) на данном этапе развития и неконкурентоспособности низкоорганизованных форм жизни, возникающих в биосфере заново.
Развитие доорганической природы.
Стадия истории Земли | Возраст | Физико-химические условия | Процессы, происходящие на Земле |
Звездная | Более 6 млрд. лет | Поверхность Земли раскалена до 1000 С, элементы находятся в виде атомов. | Вследствие вращательного движения при постепенном снижении температуры атомы тяжелых металлов перемещались к центру, а на поверхности оставались атомы легких элементов (N, H, C, O);при их взаимодействии выделялось много газов, поднимавшихся вверх. |
Планетарная | От 3,5 до 6 млрд. лет | Первичная атмосфера | Газы образовали первичную атмосферу. Появились химические соединения:вода в виде пара, аммиак, водород, углекислый газ и СО. |
Первичный океан | С охлаждением планеты ниже 100 С началась конденсация водяных паров. На Землю полились горячие ливни, что привело к образованию больших водоемов. Возникали частые грозы, из недр извергались карбиды (соединения металлов с углеродом). В горячей воде они растворялись и образовывали углеводороды, там же растворялись газы, соли, которые вступали в химические взаимодействия. |
Контрольная работа №3.
когда началась геологическая история Земли (свыше 6 млрд. лет, 6млрд. лет, 3,5 млрд. лет)? где возникли первые неорганические соединения ( в недрах Земли, в первичном океане, первичной атмосфере)? что явилось предпосылкой возникновения первичного океана (охлаждение атмосферы, опускание суши, появление подземных источников)? какие первые органические вещества возникли в водах океана (белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты)? какими свойствами обладали коацерваты ( рост, обмен веществ, размножение)? какие свойства присущи пробионту (обмен веществ, рост, размножение)? какой способ питания был у первых живых организмов(автотрофный, гетеротрофный)? какой новый способ питания появляется у прокариот (автотрофный, гетеротрофный)? какие органические вещества возникли с появлением фотосинтезирующих растений (белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты)? возникновение каких организмов создало условия для развития животного мира (бактерии, синезеленые, зеленые водоросли)?
Развитие органической жизни на Земле
(по , 1924, и Дж. Холдейну, 1929)
Эра | Возраст | Этапы возникновения жизни | Процессы, происходящие на Земле |
Архейская | От 2,6 до 3,5 млрд. лет | 1 | Образование в водах океана из неорганических веществ органических в результате действия ультрафиолетовой радиации, грозовых разрядов и химических реакций. |
11 | Белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты концентрируются – образуют коацерваты, действующие как открытые системы, способные к росту. | ||
111 | В результате соединения и взаимодействия коацерватов с нуклеиновыми кислотами образуются живые существа — пробионты (проклетки),способные к самовоспроизведению. | ||
1У | Прогрессивное усложнение гетеротрофных примитивных организмов, возникновение автотрофного питания и свободного кислорода (предъядерные организмы — бактерии, гетеротрофы и фототрофы и синезеленые). | ||
Протерозойская | От 0,5 до 2,6 млрд. лет | Ядерные организмы | Появление ядерных автотрофных фотосинтезирующих растений (зеленые водоросли) и простейших; обогащение воды кислородом – среда обитания животных. |
Многоклеточные организмы | Прогрессивное усложнение животных и растений. Беспозвоночные животные: кишечнополостные, черви, моллюски; различные водоросли. | ||
Органные организмы | Прогрессивное усложнение тела животных (хордовые бесчерепные). |
Тема: Клеточная теория.
Прокариоты и эукариоты.
Основное содержание темы :клетка – элементарная живая система, основная структурная и функциональная единица растительных и животных организмов, способная к самовозобновлению, саморегуляции и самовоспроизведению.
Вопросы для самоконтроля:
Кем, когда и на каком объекте была открыта клетка?
Дайте современное определение клетки.
В чем сущность клеточной теории и кто ее авторы?
С помощью каких приборов изучалась клетка в 19,20веках?
Какие формы жизни первыми появились на Земле?
Почему фаги и вирусы называют предклеточными организмами?
К каким формам жизни относят бактерии и синезеленые?
Какие из одноклеточных организмов имеют обособленное ядро?
Какие многоклеточные организмы считаются первичными в растительном и животном мире?
Чем отличается колониальный организм от многоклеточного?
Каковы последовательные этапы эволюции от пробионта до многоклеточных ядерных организмов?
Контрольная работа №4.
1.какие из перечисленных положений составляют основу клеточной теории (все организмы состоят из клеток; все клетки образуются из клеток; все клетки возникают из неживой материи)?
2.что представляет собой тело предклеточных организмов (ядро; цитоплазма;молекула ДНК или РНК, покрытая белковой оболочкой)?
3.какой способ питания характерен для вирусов и бактериофагов (паразитный, сапрофитный)?
4.какие организмы относят к клеточным предъядерным (бактерии, фаги, вирусы, синезеленые)?
5.какие организмы относят к одноклеточным ядерным (бактерии, амеба малярийная, хламидомонада, инфузория туфелька)?
6.какие организмы являются многоклеточными (кишечнополостные, бурые водоросли, бактерии)?