Войти
Закрыть

Закономірності формування адаптацій та їхні властивості

11 Клас

Генетичні основи формування адаптацій. Ви вже знаєте, що кожній групі організмів притаманний свій адаптивний потенціал, який визначається набором спадкової інформації - геномом. У свою чергу, спадкова інформація реалізується під контролем зовнішнього середовища. Адаптації можуть виникати лише за певних передумов. Це стверджує правило відповідності умов середовища мешкання генетичній визначеності організму: будь-який вид організмів може існувати доти і настільки, наскільки особливості довкілля відповідатимуть генетичним можливостям пристосування цього виду до змін і коливань умов середовища. Ви вже знаєте, що за певних умов одні гени можуть ставати неактивними, а інші - активуються. Реалізація спадкової інформації прямо залежить від умов середовища мешкання. Тому один і той самий генотип здатний визначати різні варіанти фенотипу, залежно від того, у яких умовах реалізується спадкова інформація особини (мал. 3.1). Спадковий матеріал організмів визначає не так саму ознаку, як межі, у яких вона може варіювати. Це явище називають нормою реакції. Що ширша норма реакції для певних ознак, то більше шансів адаптуватися до нових умов мешкання. Широка норма реакції дає змогу мешкати в мінливих умовах довкілля. Більшість ознак, які визначають адаптації організмів до умов існування, - це ознаки із широкою нормою реакції. Поява нової адаптації є наслідком виникнення нових мутацій (мутаційна мінливість) або появи нових комбінацій мутантних алелів, що виникли раніше (комбінативна мінливість). Якщо мутація виявляється нейтральною (за певних умов, можливо, і корисною), то така особина здатна вижити й передати свій спадковий матеріал нащадкам. Згодом такий мутантний алель має шанс поширитися серед особин популяції, і його концентрація в генофонді зростатиме. Через певний час адаптація окремих особин може перетворитися на адаптацію, притаманну всім особинам популяції. Наприклад, у коників або богомолів протягом року весняно-літнє зелене забарвлення тіла змінюється на літньо-осіннє коричневе (мал. 3.2). Така зміна забарвлення комах пов’язана зі змінами забарвлення рослинності. Це приклад захисного забарвлення, яке робить тварин менш помітними на тлі довкілля. У разі можливості обміну спадковим матеріалом між особинами різних популяцій певного виду нова ознака, притаманна певній популяції, може згодом закріпитися на видовому рівні....
0 Переглянути

Принцип єдності організмів і середовища їхнього мешкання

11 Клас

Адаптації - це не тільки властивість біологічних систем реагувати на зміни середовища мешкання, а ще й здатність цих систем активно впливати, змінювати і перетворювати це середовище (поміркуйте чому). З курсу біології 9 класу ви вже знайомі з історією вивчення адаптацій організмів до середовища мешкання від Карла Ліннея до Чарльза Дарвіна. Ви пам’ятаєте, що вперше на вплив умов довкілля на виникнення адаптацій у різних організмів звернув увагу Жан Батист Ламарк (1744-1829). Він вважав, що адаптивні зміни можуть бути лише прогресивними, оскільки виникають під упливом певного «внутрішнього прагнення до вдосконалення», притаманного всім організмам. Чарльз Дарвін (1809-1882) розглядав формування адаптацій як засіб для виживання. Він відкрив еволюційні процеси - дивергенцію та конвергенцію (мал. 2.1, 1, 2). У разі дивергенції нащадки спільного предка, які опиняються в різних умовах існування, формують різні адаптації, оскільки відбувається адаптивна радіація (див. мал. 1.3). У разі конвергенції, навпаки, неспоріднені організми, потрапивши в схоже середовище мешкання, демонструють подібні адаптації. Так формуються певні життєві форми організмів. У разі паралельної еволюції, або паралелізму (мал. 2.1, 3), подібні ознаки формуються незалежно у близькоспоріднених груп організмів, тобто таких, які походять від спільного предка, шляхом дивергенції. Тому такі організми мають багато спільних груп генів. Далі такі споріднені групи можуть потрапляти в подібні умови існування, і в їхніх генофондах закономірно з’являються подібні мутації, на основі яких формуються подібні ознаки. У результаті споріднені види та роди характеризуються подібними рядами спадкової мінливості - подібними адаптаціями - з такою правильністю, що, вивчивши ряд форм у межах одного виду чи роду, можна передбачити знахідки форм з подібним поєднанням ознак у межах близьких видів чи родів. Що тісніші родинні зв’язки між такими організмами, то більша подібність у рядах їхньої спадкової мінливості....
1 Переглянути

Адаптації як універсальна властивість біологічних систем

11 Клас

За будь-яких змін умов існування вижити та залишити плодючих нащадків можуть лише ті організми, які до цих змін адаптувалися. Адаптація — це процес пристосування будови, хімічного складу та функцій, поведінки організмів, а також пристосування популяцій, угруповань видів до умов середовища мешкання. Здатність адаптовуватись — універсальна властивість біологічних систем різного рівня організації: від найнижчого молекулярного до найвищого - біосферного. На клітинному, тканинному або органному рівні адаптації можуть проявлятись у вигляді їхніх функціональних або морфологічних змін. На рівні організму вони проявляються змінами у будові та функціях як окремих органів або систем органів, так і цілісного організму як інтегрованої біологічної системи. Прикладами таких адаптацій може бути формування функціональних систем організму (мал. 1.1). Хоч би на якому рівні організації живої матерії формувалися адаптації, вони насамперед спрямовані на підтримання гомеостазу біологічної системи: динамічної сталості її складу та властивостей. Еволюція як процес постійного формування адаптацій біологічних систем. Процес еволюції можна розглядати як розвиток біологічних систем у бік кращої адаптованості за допомогою виникнення ароморфозів, ідіоадаптації і навіть загальної дегенерації. Ароморфози, пов’язані з підвищенням рівня організації, забезпечували адаптації до нових середовищ мешкання. Ідіоадаптації супроводжувались адаптаціями до конкретних умов опанованого раніше середовища і без змін рівня організації. Ви вже знаєте, що за допомогою ідіоадаптацій відбувається адаптивна радіація - пристосування споріднених організмів до різних умов існування (мал. 1.3). Вона базується на процесах дивергенції - розходження станів певних ознак у нащадків спільного предка....
0 Переглянути

Практикум

11 Клас

1. Виберіть захворювання, для профілактики якого розроблятимете рекомендації. 2. За наданими матеріалами ознайомтеся з особливостями біології збудника, способами зараження та основними шляхами поширення інфекції. 3. Визначте, на яких етапах життєвого циклу збудника можна найбільш ефективно запобігти поширенню інфекції. 4. Враховуючи отриману інформацію, складіть рекомендації щодо найбільш ефективних заходів профілактики цього захворювання. 5. Підбийте підсумок роботи. Практична робота 3 Тема. Оцінка екологічного стану свого регіону. Мета: закріпити знання про способи оцінювання екологічного стану, докладно ознайомитися з екологічною ситуацією у своєму регіоні. Обладнання і матеріали: додаткові матеріали щодо способів оцінювання екологічного стану та інформація про екологічний стан свого регіону, підручник, робочий зошит. Хід роботи 1. Ознайомтесь із географічними характеристиками свого регіону та особливостями екосистем, які в ньому розташовані. 2. За наданими матеріалами ознайомтеся з інформацією про найбільш актуальні екологічні проблеми регіону та їхнім значенням для різних частин регіону. 3. Визначте, які з проблем створюють найбільшу загрозу для екосистем і населення регіону. 4. Враховуючи отриману інформацію, оцініть стан регіону з позиції екології. 5. Підбийте підсумок роботи....
0 Переглянути

Біологія та глобальні проблеми людства

11 Клас

Сучасне суспільство вимушене вирішувати різноманітні проблеми. Але частина цих проблем стала глобальною й охоплює всю планету. Це, наприклад, нестача продуктів харчування, порушення людиною екосистем, забруднення середовища продуктами діяльності та зміна клімату. На жаль, не можна об'єктивно оцінити, як ці проблеми впливають на розвиток людини. І не для всіх проблем можна знайти надійний алгоритм вирішення. Але в багатьох випадках на допомогу людині може прийти біологія. Живі організми існують на нашій планеті вже кілька мільярдів років, і весь цей час вони шукають шляхи розв'язання величезної кількості питань. Жива природа має гарний потенціал, який можна використати для вирішення проблемних моментів. Уже зараз живі організми відіграють свою важливу роль для очищення стічних вод та відновного джерела енергії шляхом вироблення біогазу мікроорганізмами (мал. 52.1). Проблема нестачі продуктів харчування стосується насамперед людини і не дуже тісно пов'язана з існуванням біосфери. Але слід ураховувати, що ресурси для отримання продуктів харчування людство бере з біосфери. На планеті вже практично не залишилося вільних місць, придатних для збільшення площ сільськогосподарського виробництва. Тому далі не можна збільшувати виробництво продовольства шляхом розширення сільськогосподарських угідь. Крім того, ще одним важливим завданням, яке пов'язано з продовольчою проблемою, є забезпечення повноцінного харчування, тобто продукти харчування кожної людини повинні бути різноманітними і містити всі необхідні їй речовини. Біологія вже один раз розв'язувала таку задачу. У середині XX століття «зелена революція» дозволила зняти актуальність загрози голоду за допомогою значного підвищення врожайності культурних рослин. Це вдалося зробити, використовуючи методи класичної селекції та хімізації сільського господарства. Нині різке збільшення продуктивності культурних рослин можливе за умови запровадження технологій молекулярної біології, зокрема створення генетично модифікованих організмів....
0 Переглянути

Основні положення теми «Застосування результатів біологічних досліджень...»

11 Клас

1. Обґрунтуйте власну позицію щодо дотримання біоетики в біологічних та біомедичних дослідженнях. 2. Сучасна біологічна зброя часто діє не на людину, а на домашніх тварин або культурні рослини. Які проблеми виникають для населення у випадку такого застосування біологічної зброї? 3. На конкретних прикладах розкрийте внесок вітчизняних науковців у розвиток селекції, біотехнології і медицини. 4. Поясніть, які основні проблеми потрібно розв'язати, щоб масово впровадити технології 3D-друку органів людини. Завдання для роботи в групах 5. Проаналізуйте перспективи різних напрямів селекції рослин (злакові, плодові, технічні культури, бобові) та зробіть презентацію на основі власного бачення цієї проблеми. 6. Проаналізуйте перспективи напрямів селекції різних домашніх тварин (корів, овець, коней, кіз, собак, кішок тощо) та зробіть презентацію на основі власного бачення цієї проблеми. Теми навчальних проектів 1. Клонування організмів. 2. Нанотехнології в біології. 3. Трансгенні організми: за і проти. 4. Чужі гени в геномі людини. • Перевірте свої знання з теми «Застосування результатів біологічних досліджень у медицині, селекції та біотехнології»....
0 Переглянути

Біологічна небезпека та біологічний захист

11 Клас

Джерелом біологічної небезпеки можуть бути представники будь-якої групи живих організмів (мал. 51.2). Передовсім це, звичайно, хвороботворні мікроорганізми — віруси, бактерії, паразитичні гриби та одноклітинні еукаріоти. Вони можуть бути причиною виникнення епідемій і, можливо, загибелі великої кількості людей. Слід зазначити, що значну біологічну небезпеку можуть створювати і непатогенні мікроорганізми. Наприклад, клостридії, які виробляють ботулотоксин, не є паразитами. Вони живляться мертвою органікою, а отруту виділяють для того, щоб їм конкуренти не заважали її їсти. Але консерви також є мертвою органікою, бактерії можуть поселятися в них і виробляти ботулотоксин, який і стає причиною ботулізму. Біологічна небезпека може виникати і як побічний ефект життєдіяльності мікроорганізмів, із якими людина навіть не конкурує. Так, «цвітіння» води в результаті масового розмноження мікроскопічних водоростей негативно впливає на здоров'я людей, які перебувають у такий момент біля водойми. Причиною цього є не лише токсичні речовини, які виділяють водорості, але й продукти розпаду тіл організмів, що загинули внаслідок «цвітіння» води. Біологічний тероризм є різновидом тероризму, за якого проти населення застосовується біологічна зброя. Зазвичай як біологічну зброю використовуються збудників небезпечних інфекцій або токсини, які були ними вироблені. Біотероризм може здійснювати напад або безпосередньо на населення (використовуючи збудників таких захворювань, як сибірська виразка, чума, віспа тощо), або на економіку певного регіону. В останньому випадку використовуються не збудники захворювань людини, а організми, які уражають сільськогосподарських тварин або культурні рослини. Такий варіант діє повільніше, але є більш безпечним для самих терористів. Протягом останніх років було здійснено кілька терористичних атак із використанням біологічної зброї: 1972 рік — США, Чикаго. Спроба зараження міської системи водозабезпечення збудниками черевного тифу. Терористи арештовані до початку теракту, постраждалих немає....
0 Переглянути

Сучасна біотехнологія

11 Клас

Біотехнологія — це сукупність промислових методів, які застосовують для виробництва різних речовин із використанням живих організмів, біологічних процесів чи явищ. Сам термін «біотехнологія» з'явився в 70-х роках XX століття. Але насправді біотехнологічні принципи людина розробила вже давно. Низка продуктів харчування вироблялися за допомогою мікроорганізмів ще в Давньому Єгипті. Біотехнологія тісно пов'язана з іншими науками. Вона розвивається на основі досягнень багатьох наукових галузей і сама сприяє їхньому розвитку (мал. 50.1). Традиційні галузі застосування мікроорганізмів наразі розширюються. За допомогою мікроорганізмів отримують лікарські препарати (наприклад, гормональні препарати, засоби для лікування інфарктів та спадкових захворювань тощо). Уся лимонна кислота, яка продається в наших магазинах, вироблена мікроорганізмами. Таким самим способом одержують і натрій глутамат, який є підсилювачем смаку й широко застосовується як харчова добавка. Живі організми використовують і як засоби боротьби зі шкідниками та хворобами рослин. Використання природних збудників захворювань шкідників є набагато безпечнішим, ніж обробка отрутохімікатами. Хоча цей метод має свої недоліки — повільну дію, наприклад. І ще одна новітня галузь — виробництво ферментів для побутової хімії. Щоразу, коли ви купуєте, скажімо, пральний порошок із ферментами, ви користуєтеся продуктами біотехнології. Біотехнології також активно використовуються в галузі захисту навколишнього середовища. Значна частина сучасних систем очищення води має у своєму складі комплекси біологічного очищення, у яких знешкодження шкідливих речовин здійснюють мікроорганізми. Часто з цією метою використовують і вищу водну рослинність (технологія біоплато). Висадження лісових насаджень є одним зі способів вилучення з атмосфери вуглекислого газу, що може зменшити темпи глобального потепління. Досягнення біотехнології в медицині Біотехнологічні методи широко використовуються в таких галузях медицини, як репродуктивна медицина і трансплантологія. Репродуктивна медицина займається профілактикою, діагностикою та лікуванням безпліддя в людини. Ця проблема стала актуальною у зв'язку зі збільшенням кількості випадків безпліддя через постійний вплив на популяції антропогенних факторів, насамперед фізичного, хімічного і біологічного забруднення середовища. Вона базується на використанні найновіших розробок з ендокринології, хірургії, генетичної інженерії та інших...
0 Переглянути

Генетична інженерія людини. Біоетичні проблеми

11 Клас

Генетична (генна) інженерія надзвичайно широко використовується в сучасній біології та медицині. У наукових дослідженнях генетична інженерія дозволяє цілеспрямовано «вимикати» або «вмикати» потрібні гени. Це допомагає досліджувати їхні функції. Активно використовують технології генетичної інженерії для діагностики захворювань. Діагностувати таким чином можна інфекційні, спадкові захворювання, а також різні форми раку. Ця діагностика ґрунтується на розпізнаванні специфічних ділянок нуклеїнових кислот — ДНК або РНК. Такий метод має дуже велику чутливість і високу надійність. Наприклад, для визначення конкретного збудника ангіни традиційними методами потрібно кілька днів, бо культуру бактерій спочатку треба вирощувати і лише потім визначати. А за допомогою аналізу ДНК збудника можна визначити в день взяття зразків. Генна терапія Логічним розвитком технологій генетичної інженерії людини було створення нового напряму в медицині — генної терапії. Генна терапія є сукупністю технологій, яка забезпечує внесення змін у генетичний апарат соматичних клітин людини. Головне її призначення — лікування спадкових захворювань і захворювань, які пов'язані з порушенням регуляції роботи генів (наприклад, онкологічних). У цій галузі постійно виникають нові напрями досліджень, а їхня загальна кількість щороку збільшується (мал. 49.1)....
0 Переглянути

Генетична та клітинна інженерія в сучасній селекції

11 Клас

Клітинна інженерія — це галузь біотехнології, яка розробляє й використовує технології культивування клітин і тканин поза організмом у штучних умовах. Окрім того, у межах клітинної інженерії розробляють і використовують технології гібридизації клітин. Одним із напрямів клітинної інженерії є клонування тварин і рослин (мал. 48.1). Клонування рослин, наприклад, дозволяє дуже швидко розмножувати найбільш цінні особини рослин, які характеризуються високою врожайністю, підвищеною стійкістю до захворювань або іншими якостями. Часто клонування використовують для розмноження унікальних декоративних форм рослин. Одним із досягнень клітинної інженерії стала розробка методів використання стовбурових клітин у лікуванні людини (мал. 48.2). Здатність до необмеженого поділу і до перетворення на різні типи клітин (так звана плюрипотентність) робить їх ідеальним матеріалом для трансплантаційних методів терапії. Найбільш доступними вважаються стовбурові клітини дорослого організму. Однак реальний потенціал їх диференціювання ще слабо вивчений. Надзвичайно привабливі для використання в медицині є ембріональні стовбурові клітини людини: з них можна отримувати будь-які типи клітин організму....
0 Переглянути
Вперед
1 ... 315 316 317 318 319 320 321 322 323 ... 343
Назад

Навігація