Органические молекулы - молекулы, основой строения которых служат атомы углерода. Органические молекулы входят в состав биологических макромолекул. Так, аминокислоты являются мономерами белков; моносахариды - строительным материалом для образования полисахаридов; нуклеотиды служат мономерами нуклеиновых кислот;  жирные кислоты и глицерин - основные составляющие жиров. В свою очередь, белки, полисахариды, нуклеиновые кислоты, жиры - основные вещества, составляющие структуры живых организмах как в клетках так и в межклеточном веществе.

Таким образом, основной функцией органических соединений в клетке является пластическая, т.е. строительная, функция.

Помимо этого некоторые органические вещества выполняют также энергетическую функцию. Например, при окислении 1 г моносахарида глюкозы или 1 г белка образуется 17,6 кДж (4,2 ккал) энергии, а при окислении 1 г жира - 38,9 кДж (9,3 ккал). Многие белки осуществляют ферментативную функцию. Нуклеиновые кислоты хранят и передают наследственную информацию.

 

 

Клетка представляет собой структурную единицу всех живых организмов вне зависимости от уровня их организации. Это элементарная единица живой системы. В природе нет более мелких систем, которым были 6ы присущи все свойства живого. По особенностям клеточной организации живые организмы делятся на прокариот - безъядерных и эукариот - ядерных. К прокариотам относят царство Дробянки, а к эукариотам - царства Животные, Растения и Грибы.

Эукариотические клетки представителей различных царств живой природы имеют определенные отличия друг от друга.

1. У клеток представителей царства животных клеточной стенки нет, растительные клетки имеют клеточную стенку из целлюлозы, клеточная стенка клеток грибов состоит из хитина.

2. Клетки растений содержат пластиды, в клетках грибов и животных их нет. Пластиды - двумембранные органеллы, присущие только растительным клеткам. В них происходят процессы фотосинтеза и депонируются питательные вещества.

З. Для растительных клеток характерно наличие крупных вакуолей, тогда как в клетках животных они встречаются редко.

4. В клеточных стенках растений и грибов имеются плазмодесмы - поры, выстланные плазматической мембраной и содержащие цитоплазму. Посредством плазмодесм клетки сообщаются между собой.

 

Цитологический, гистологический и анатомический методы изучают живую материю на различных уровнях организации.

Цитологический метод применяется для изучения клетки. При этом используются световая и электронная микроскопия, биохимические методы.

Гистологический метод применяется при изучении тканей. Ткань – это совокупность клеток различных клеточных типов и межклеточного вещества, специализированная для выполнения определенных функций. Применяются методы световой и электронной микроскопии, гистохимии, техники изготовления гистологических препаратов, биохимические методы.

Вопрос 4. Что называют биогеоценозом?

Биогеоценоз - совокупность живых организмов разного уровня организации, проживающих на одной территории, и факторов окружающей среды, влияющих на них. В биогеоценозе выделяют два компонента: биоценоз и экотоп. Под биоценозом понимают совокупность живых организмов различных систематических групп, обитающих на одной территории. Экотоп представляет собой совокупность факторов среды, воздействующих на биоценоз.

 

 

Вопрос 5. Как можно охарактеризовать биосферу Земли?

Биосфера - оболочка Земли, заселенная и преобразуемая живыми организмами. Это совокупность всех живых организмов и продуктов их жизнедеятельности. Границы биосферы простираются в атмосфере до озонового экрана (около 20 км), в литосфере Земли - до 5-7 км в глубину и в толщу всей гидросферы, т. е. во все области, где есть живые организмы. В биосфере выделяют живое вещество - биомассу; неживое (инертное) - косное вещество - компоненты атмосферы, гидросферы и литосферы; биокосное вещество - продукт взаимодействия живых организмов с косным ;веществом, например почвы, и биогенное вещество все, что произведено живыми организмами - каменный уголь, нефть, газ, руды, мел, мрамор, известняк.

Биосферный уровень - высший уровень организации жизни.

 

Вопрос 6. Какие метаболические процессы протекают на уровне биосферы? В чем их принципиальное значение для живых организмов, обитающих на нашей планете?

Основными метаболическими процессами па уровне биосферы являются биогеохимические циклы основных биогенных веществ – углерода (С), кислорода (О2), воды (Н20), серы (S), азота (N2), других элементов и веществ.

Круговорот воды

Вода - основа жизни на Земле, универсальный растворитель, среды, в которой

протекают биохимические реакции.

Вода испаряется с поверхности Мирового океана и органов растений и образует облака. В атмосфере вода конденсируется под действием более низких температур и

выпадает на Землю в виде осадков - дождя, росы, снега. С током рек и ручьев выпавшие осадки возвращаются в Мировой океан, часть их поглощается растениями и животными. Этот цикл повторяется в природе вновь и. вновь.

Круговорот углерода и кислорода

Все организмы по принципу их питания можно разделить на автотрофные (в частности, фотосинтетики), синтезирующие органические вещества из углекислого газа и воды за счет энергии солнечного света, и гетеротрофные, использующие для питания готовые органические вещества. В результате процессов жизнедеятельности, смерти и разложения живых организмов на Земле совершается биогеохимический цикл углерода и кислорода - их круговорот.

Так под действием солнечной энергии фотосинтезирующие организмы преобразуют углекислый газ и воду в органическое вещество - глюкозу - и выделяют в качестве побочного продукта реакций фотосинтеза кислород. В процессе дыхания живые организмы поглощают кислород и выделяют углекислый газ.

При гибели и разложении в присутствии кислорода органические составляющие организмов окисляются до углекислого газа и воды. Таким образом, при дыхании и расщеплении органических молекул в процессе метаболизма живые организмы выделяют углекислый газ и волу, которые впоследствии, н результате фотосинтеза, вновь преобразуются в органическое вещество и кислород.

Круговорот азота

В природе азот в основном существует в свободной молекулярной форме в виде химически малоактивного газа азота N2. Живые организмы способны усваивать только связанный азот в форме нитрат-иона NO3 или иона аммония NН4. Поэтому азот является основным лимитирующим фактором среди элементов, необходимых для живых систем. Способностью связывать свободный азот обладают некоторые виды бактерий. Этот процесс называется азотфиксацией. Азотфиксирующие бактерии обитают в клубеньках бобовых растений

(горох, фасоль и др.) и преобразуют свободный азот N2 в ион аммония ЫН, который

используется для построения молекул аминокислот, белков и нуклеотидов.

Большинство же растений, не способных к фиксации азота, получают его из почвы в виде нитрат иона NO3 и ассимилируют его, превращая в ион аммония.

Гетеротрофные организмы поглощают азот в виде иона аммония NН4 при поедании биомассы других организмов. После смерти тела живых организмов разлагаются бактериями и грибами в присутствии кислорода, а соединения азота, окисляются по схеме:  NН. + O2 >NO3 + Н20. Таким же образом может происходить окисление аммиака нитрифицирующими бактериями (нитрификация), получающими энергию за счет окисления неорганических веществ, т. е. использующими хемотрофный путь питания.

Обратный процесс - превращение связанного азота в инертный - называется денитрификацией. Он происходит в бескислородных условиях под действием денитрифицирующих бактерий, вместо кислорода в качестве окислителя использующих нитрат-ион (NО3 ): С + NО 3 -+ `СО2 = N3. Таким образом, замыкается круговорот азота. В результате запасы этого важнейшего биогенного элемента в живых системах не истощаются.

Круговорот серы

Необходимым компонентом большинства белков является сера. В природе сера чаще всего встречается в виде соединений сульфат - иона (SO4) – больше всего в виде гипса (CaSO4), пирита (FeS2) и самородной среды. Растения способны усваивать серу в виде сульфатов, животные могут удовлетворить свои потребности в сере за счет других организмов.

В целом цикл серы можно представить следующим образом. Растения поглощают из почвы сульфат-ион SO4, используют его в построении собственных аминокислот и белков. Животные, поедая растения и других животных, также получают серу и используют ее  в процессах пластического обмена. Умирая, животные и растения разлагаются в присутствии кислорода, и вновь образуется сульфат-ион SO4.

Таким образом, метаболические процессы в биосфере связаны со сложными пищевыми взаимоотношениями между организмами. Основным биологическим смыслом круговорота веществ в природе является поддержание их необходимого количества в живых системах.

(Теги :живых, организмов, организмы, кислорода, азота, совокупность, организации, Круговорот, вещество, растений, Растения, клетки, живые, вновь, веществ, различных, методы, других, животных, Вопрос, белков, аммония, результате, метод, уровень, организмами, живой, можно, биосферы, также, почвы, питания, действием, присутствии, Земли, углекислый, фотосинтеза, кислород, клеточной, нуклеиновые, некоторые, Цитологический, Земле, усваивать, жизнедеятельности, окислении, смерти, тканей, форме, территории, живыми, метаболизма, изучают, основным, получают, называется, бактериями, имеют, углекислого, сульфат-ион, образуется, окисляются, являются, обитающих, бактерий, основные, органов, царства, протекают, белки, используются, биосфере, функций, факторов, качестве, преобразуют, гидросферы, мономерами, представляет, способны, уровня, функцию, процесс, анатомический, элементов, служат, молекул, выполнения, свободный, соединений, процессе, аминокислот, систем, биоценоз, гетеротрофные, разлагаются, системах, метаболические, используют, глицерин)