II. Формирование, эволюция, строение Земли Белова С. Б.
Общая структура планеты Земля
Оболочки Земли Внешние Атмосфера Биосфера Гидросфера Внутренние 1) Кора 2) Мантия 3) Ядро
Геосфе ры (от греч. гео — Земля, сфера — шар) Общая структура планеты Земля географические концентрические оболочки (сплошные или прерывистые), из которых состоит планета Земля земная кора мантия ядро Земли внешнее ядро (жидкое) центральное — субъядро (твёрдое) литосфера атмосфера гидросфера
Внутренние оболочки Земли Геосфе ры Ядро (от греч. гео — Земля, сфера — шар) Мантия Кора географические концентрические оболочки (сплошные или прерывистые), из которых состоит планета Земля земная кора мантия ядро Земли внешнее ядро (жидкое) центральное — субъядро (твёрдое) литосфера атмосфера гидросфера
Формирования внутренних оболочек Земли
Формирование Распад последнего суперконтинента -Пангеи Эон - Фанерозой , эра - Мезозой -Северная Лавразия -Южная Гондвана Формирование суперконтинентов, их распад и новое объединение; рождения и угасания вулканических цепей, появления и закрытия океанов и морей. Земная кора состоит из относительно целостных блоков — плит, Находятся в постоянном движении относительно друга Конвекциия - горизонтальное движение плит происходит за счёт мантийных онвекциия теплогравитационных течений Эон- Архей Зрелая земная кора Возникновение первых блоков континентальной коры – плит Первичная земная кора Эон - Катархей Формирование геосфер 1 -– ядро (тяжелые элементы (Fe, Ni) 2 – мантия (более легкие элементы) 3 – земная кора (легкие силикаты) Остывание → разделение вещества по плотности и диффузия хим. элементов↑ Плавление вещества в ядре – полное в мантии –частичное Разогревание планеты↑ - радиоактивный распад атомов - столкновение частиц (кин. эн. →тепло) - столкновение частиц (кин. эн. - падение метеоритов Планета холодная - наращивание планеты и ее формирование Планета холодная - наращивание планеты Скопление, соударение ↑ Планетезимали протопланетного диска↑
Формирование Распад последнего суперконтинента -Пангеи Эон - Фанерозой , эра - Мезозой -Северная Лавразия -Южная Гондвана Формирование суперконтинентов, их распад и новое объединение; рождения и угасания вулканических цепей, появления и закрытия океанов и морей. Земная кора состоит из относительно целостных блоков — плит, Находятся в постоянном движении относительно друга Конвекциия - горизонтальное движение плит происходит за счёт мантийных онвекциия теплогравитационных течений Эон- Архей Зрелая земная кора Возникновение первых блоков континентальной коры – плит Первичная земная кора Эон - Катархей Формирование геосфер 1 - ядро (тяжелые элементы (Fe, Ni) 2 – мантия (более легкие элементы) 3 – земная кора (легкие силикаты) Остывание → разделение вещества по плотности и диффузия хим. элементов↑ Плавление вещества в ядре – полное в мантии –частичное Разогревание планеты↑ - радиоактивный распад атомов - столкновение частиц - падение метеоритов Планета холодная - наращивание планеты и ее формирование Планета холодная - наращивание планеты Скопление, соударение ↑ Планетезимали протопланетного диска↑
Формирование Распад последнего суперконтинента -Пангеи Эон - Фанерозой , эра - Мезозой -Северная Лавразия -Южная Гондвана Формирование суперконтинентов, их распад и новое объединение; рождения и угасания вулканических цепей, появления и закрытия океанов и морей. Земная кора состоит из относительно целостных блоков — плит, Находятся в постоянном движении относительно друга Конвекциия - горизонтальное движение плит происходит за счёт мантийных онвекциия теплогравитационных течений Эон- Архей Зрелая земная кора Возникновение первых блоков континентальной коры – плит Первичная земная кора Эон - Катархей Формирование геосфер 1 - ядро (тяжелые элементы (Fe, Ni) 2 – мантия (более легкие элементы) 3 – земная кора (легкие силикаты) Остывание → разделение вещества по плотности и диффузия хим. элементов↑ Плавление вещества в ядре – полное в мантии –частичное Разогревание планеты↑ - радиоактивный распад атомов - столкновение частиц - падение метеоритов Планета холодная - наращивание планеты и ее формирование Планета холодная - наращивание планеты Скопление, соударение ↑ Планетезимали протопланетного диска↑
Формирование Распад последнего суперконтинента -Пангеи Эон - Фанерозой , эра - Мезозой -Северная Лавразия -Южная Гондвана Формирование суперконтинентов, их распад и новое объединение; рождения и угасания вулканических цепей, появления и закрытия океанов и морей. Земная кора состоит из относительно целостных блоков — плит, Находятся в постоянном движении относительно друга Конвекциия - горизонтальное движение плит происходит за счёт мантийных онвекциия - горизонтальное движение плит происходит за счёт мантийных теплогравитационных течений Эон- Архей Зрелая земная кора Возникновение первых блоков континентальной коры – плит Первичная земная кора Эон - Катархей Формирование геосфер 1 - ядро (тяжелые элементы (Fe, Ni) 2 – мантия (более легкие элементы) 3 – земная кора (легкие силикаты) Остывание → разделение вещества по плотности и диффузия хим. элементов↑ Плавление вещества в ядре – полное в мантии –частичное Разогревание планеты↑ - радиоактивный распад атомов - столкновение частиц - падение метеоритов Планета холодная - наращивание планеты и ее формирование Планета холодная - наращивание планеты Скопление, соударение ↑ Планетезимали протопланетного диска↑
Анимационная версия движения континентов
Дрейф материков § Разделение Пангеи § Последний из суперконтинентов — Пангея § 150— 220 миллионов лет назад распалась на : § северная Лавразия и § южная Гондвана. § Лавразия распалась на современные континенты: Евразию и Северную Америку. § Гондвана распалась на современные континенты: Африку, Южную Америку, Антарктиду, Австралию и субконтинент (остров, впоследствии соединившийся с южной Евразией) Индию. §Суперконтинентальный цикл §– период около 500 млн. лет.
Дрейф материков § Разделение Пангеи § Суперконтинентальный цикл – период около 500 млн. лет. § Через 300 миллионов лет, если сохранится современная скорость движения континентов, возможно возникновение нового суперконтинента: Пангея Ультим
Оболочки Земли § § § Внутренние 1) Кора 2) Мантия 3) Ядро
Оболочки Земли § Внутренние § • • 1) Кора Континентальная кора Океаническая кора § 2) Мантия § Верхняя мантия (Астеносфера) § Нижняя мантия § • • 3) Ядро: Внешнее ядро Внутреннее ядро
Исследование пород § Зонды для исследования пород – волны землетрясений § Сейсмические волны имеют – разную скорость в зависимости от плотности и упругости среды – могут изменять направление в земной коре 2— 8 км/с при углублении до мантии 13 км/с
1. Земная кора § Земная кора — верхняя часть твёрдой земли § Толщина коры: q от 6 км под океаном, q до 30— 50 км на континентах
Химический состав земной коры Таблица оксидов земной коры Ф. У. Кларка § Земная кора чуть более чем на 47 % состоит из кислорода § Минералы земной коры практически полностью состоят из оксидов § Оксид кремния - кремнезём формирует силикаты (соли кремниевой кислоты) Соединение Формул а оксидов Процентно е содержание Кремнезём Si. O 2 59, 71 % Глинозём Al 2 O 3 15, 41 % Оксид кальция Ca. O 4, 90 % Оксид магния Mg. O 4, 36 % Оксид натрия Na 2 O 3, 55 % Оксид железа (II) Fe. O 3, 52 % Оксид калия K 2 O 2, 80 % Fe 2 O 3 2, 63 % Вода H 2 O 1, 52 % Диоксид титана Ti. O 2 0, 60 % Пентоксид фосфора P 2 O 5 0, 22 % Оксид железа (III)
Силикаты: 82788 Датолит. Друза. Дальнегорск, Приморье. 86501 Диоптаз Корка кристаллов. Алтын- Тюбе, Казахстан. 86728 Нефрит Небольшой валун 21 см. 87072 Альмандин Сросток кристаллов, Австрия.
2. Мантия Земли § Мантия — это силикатная оболочка Земли § Сложена преимущественно породами, состоящими из силикатов магния, железа, кальция и др.
2. Мантия Земли § Простирается от глубин 5— 70 км ниже границы с земной корой, до границы с ядром на глубине 2900 км § Мантия расположена в огромном диапазоне глубин § С увеличением давления минералы приобретают всё более плотную структуру
![Оливи н 2. Мантия Земли магнезиально-железистый силикат (Mg, Fe)2[Si. O 4]](https://present5.com/presentation/3/57561453_176124917.pdf-img/57561453_176124917.pdf-22.jpg "Оливи н 2. Мантия Земли магнезиально-железистый силикат (Mg, Fe)2[Si. O 4]")
Оливи н 2. Мантия Земли магнезиально-железистый силикат (Mg, Fe)2[Si. O 4]
2. Мантия Земли § Выше границы 660 км находится верхняя мантия, § ниже 660 километров - нижняя § Эти две части мантии имеют различный состав и физические свойства § Теплоперенос в мантии происходит путём медленной конвекции, посредством пластической деформации минералов Эта конвекция приводит в движение литосферные плиты
Тепловая конвекция § Неравенство температур различных слоев в мантии приводит к активному перемешиванию вещества: § более холодное и, соответственно, плотное, тонет § более горячее всплывает
Литосфера § Твёрдая оболочка Земли. § Состоит из земной коры и верхней части мантии, до астеносферы. § Астеносфера —верхний пластичный слой верхней мантии Земли § Карта литосферных плит -2005
Литосфера § Литосфера разбита на тектонические плиты, и как бы плавает по астеносфере § Плиты представляют собой жёсткие сегменты, которые двигаются относительно друга
Земная кора и мантия § Отличие состава земной коры и мантии — следствие их происхождения: § исходнородная Земля в результате частичного плавления разделилась: q q на легкоплавкую и лёгкую часть — кору и плотную и тугоплавкую мантию
3. Ядро Земли § центральная, наиболее глубокая часть Земли, находящаяся под мантией § Предположительно состоит из железо-никелевого сплава § Глубина залегания — 2900 км § Средний радиус сферы — 3, 5 тыс. км
3. Ядро Земли § Разделяется на: – твердое внутреннее ядро радиусом около 1300 км – и жидкое внешнее ядро радиусом около 2200 км. q Жидкое внешнее ядро - источник магнитного поля Земли § Температура в центре ядра Земли достигает 50000 С § плотность около 12, 5 т/м³ § давление до 361 ГПа
3. Ядро Земли В океанической коре записаны все изменения магнитного поля Земли за последние 180 млн лет § Разделяется на: – твердое внутреннее ядро радиусом около 1300 км – и жидкое внешнее ядро радиусом около 2200 км. q Жидкое внешнее ядро - источник магнитного поля Земли § Температура в центре ядра Земли достигает 50000 С § плотность около 12, 5 т/м³ § давление до 361 ГПа Образование полосовых магнитных аномалий Смещение магнитных полюсов регистрируется с 1885 года
§ 1. 2. Процесс формирования внутренних оболочек шел одновременно с формированием внешних оболочек Земли и с возникновением жизни
Внешние оболочки Земли § § § Внешние: Атмосфера Биосфера Ноосфера Гидросфера
Атмосфера § газовая оболочка (геосфера), окружающая планету Земля § Внутренняя её поверхность покрывает гидросферу и частично земную кору § Внешняя граничит с околоземной частью космического пространства
Атмосфера 1) тропосфера ( до 8 км над полюсами — до 18 км в тропиках ) «фабрика погоды» : облака, циклоны и антициклоны , 80 % всей массы атмосферного воздуха и ~90 % всего водяного пара 2) стратосфера (до 50 км) — «кладовая погоды» , 3) мезосфера (50 - 80÷ 90 км). Температура с высотой ↓ 4) термосфера -верхний предел около 800 км Температура с высотой ↑ 5) экзосфера -зона рассеяния, внешняя часть термосферы, расположенная выше 700 км Газ в экзосфере сильно разрежен, и отсюда идёт утечка его частиц в межпланетное пространство
Атмосфера § Атмосферные слои до высоты 120 км
Атмосфера § По степени ионизации в атмосфере выделяют 1) нейтросферу (до высоты 80100 км) 2) и сильно ионизированный слой -ионосферу Пояса радиации из частиц высоких энергий выше атмосферы предохраняют Землю от жестких космических лучей, губительных для всего живого.
Атмосферный озон § Атмосферный озон играет важную роль для всего живого на планете § Озоновый слой в стратосфере защищает растения и животных от жёсткого ультрафиолетового излучения. § Тропосферный озон является загрязнителем, который может угрожать здоровью людей и животных, а также повреждать растения.
O 2 ~21 % 350 млн. лет назад – по сегодняшний день O 2 >1% → озоновый слой→блокирует УФИ→жизнь на суше 1 млрд. лет назад Окислительная атмосфера Дикинсония солнечная энергия Фотосинтез : H 2 O+ CO 2→ O 2 + глюкоза → кислородная катастрофа 2, 45 млрд. лет назад Восстановительная атмосфера N 2 - основная составляющая атмосферы Фотохимический распад воды, аммиака и метана→ CO 2 и N 2 УФИ Остывание Земли ниже tкип воды→дожди →океаны H 2 O(пар), CO 2, NH 3, CH 4, Водород H 2 ↑, гелий He↑
Оболочки Земли § § § Внешние: Атмосфера Биосфера Ноосфера Гидросфера
Биосфера от др. -греч. βιος — жизнь и σφαῖρα — сфера, шар) оболочка Земли, заселённая живыми § «пленка жизни» организмами, находящаяся § глобальная экосистема Земли под их воздействием и занятая продуктами их § Целостное учение о биосфере жизнедеятельности создал русский биогеохимик и философ В. И. Вернадский. § Впервые отвёл живым организмам роль главнейшей преобразующей силы планеты Земля, учитывая их деятельность не только в настоящее время, но и в прошлом
Биосфера § Границы биосферы § Верхняя граница в атмосфере: 15 -20 км q Определяется озоновым слоем, задерживающим УФ-излучение, губительное для живых организмов § Нижняя граница в литосфере: 3, 5— 7, 5 км. – Определяется температурой перехода воды в пар и температурой денатурации белков, § В основном распространение живых организмов ограничивается вглубь несколькими метрами § в гидросфере: 10— 11 км определяется дном Мирового Океана, включая донные отложения
Состав биосферы § 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) Биосферу слагают следующие типы веществ: Живое вещество Биогенное вещество Косное вещество Биокосное вещество Вещество, находящееся в радиоактивном распаде Рассеянные атомы Вещество космического происхождения
Состав биосферы 1) Живое вещество вся совокупность тел живых организмов, населяющих Землю
Состав биосферы 2) Биогенное вещество, создаваемое и перерабатываемое живым веществом Живые организмы пропустили через свои органы, ткани, клетки, кровь всю атмосферу, весь объём мирового океана, массу минеральных веществ месторождения угля, нефти, карбонатных пород …
Состав биосферы 3) Косное вещество продукты, образующиеся без участия живых организмов 4) Биокосное вещество, которое создается одновременно живыми организмами и косными процессами: почва, ил, кора выветривания и т. д. 5) Вещество, находящееся в радиоактивном распаде 6) Рассеянные атомы, непрерывно создающиеся из всякого рода земного вещества под влиянием космических излучений 7) Вещество космического происхождения
Будущее биосферы § С течением времени биосфера становится всё более неустойчивой § Развитие наблюдается лишь в живом веществе и связанным с ним биокосном § В косном веществе нашей планеты эволюционный процесс не проявляется
Оболочки Земли § § § Внешние: Атмосфера Биосфера Ноосфера Гидросфера
Ноосфе ра (греч. νόος — «разум» и σφαῖρα — «шар» ) § Сфера взаимодействия общества и природы § В ее границах разумная человеческая деятельность становится определяющим фактором развития § Предположительно новая, высшая стадия эволюции биосферы
Ноосфе ра § Понятие «ноосфера» было предложено профессором математики Сорбонны Эдуардом Леруа (1870— 1954), и католическим философом Пьером Тейяром де Шарденом. § При этом Леруа и Шарден основывались на лекциях по геохимии, которые в 1922/1923 годах читал в Сорбонне Русскийи советский учёный XX века, Владимир Иванович естествоиспытатель, мыслитель Вернадский и общественный деятель; создатель многих научных школ. Один из представителей русского космизма; создатель науки биогеохимии
Ноосфе ра § Условия для перехода биосферы в ноосферу : 1. высокий уровень развития науки 2. единство человечества (исключение войн из жизни общества, всесторонний обмен информацией между людьми) 3. высокое качество жизни людей в самых различных странах и частях нашей планеты; 4. социальное равенство людей, 5. поиски альтернативных технологий, открытие новых источников энергии § В. И. Вернадский был первым, кто понял важность гармоничного взаимодействия природы и общества.
Коэволюция природы и общества § Русский отечественный ученый Никита Николаевич Моисеев ввел понятие "коэволюция человека и биосферы" : развитие человечества должно быть согласовано с развитием биосферы. § Пути: q q q изменение технологии производства, характера потребления, переосмысление прежних норм жизни и культурных традиций.
Оболочки Земли § § § Внешние: Атмосфера Биосфера Ноосфера Гидросфера
Гидросфе ра (от др. -греч. Yδωρ — вода и σφαῖρα — шар) § совокрупность всех водных запасов Земли § Она образует ее прерывистую водную оболочку § Средняя глубина океана составляет 3800 м, максимальная (Марианская впадина Тихого океана) — 11 034 м Варианты деления на океаны
§ 1) 2) 3) § § В общем виде принято деление гидросферы на: Гидросфе ра Мировой океан континентальные воды подземные воды Большая часть воды сосредоточена в океане Значительно меньше — в континентальной речной сети и подземных водах
Гидросфе ра § Также большие запасы воды имеются в атмосфере, в виде облаков и водяного пара Гидросфера и атмосфера находятся в постоянном взаимодействии – круговорот воды
Гидросфе ра § В гидросфере впервые зародилась жизнь на Земле § Лишь в начале палеозойской эры началось постепенное переселение животных и растительных организмов на сушу
Значение воды для возникновения жизни § Для жизни нужна вода как универсальный растворитель.
Значение воды для возникновения жизни 1) Возможность перехода от химической эволюции к эволюции живого вещества связана с характеристиками воды: 1) жидкое состояние при температурах, обеспечивающих стабильность органических молекул и их синтез 2) растворитель для химических реакций 3) стабилизирует глобальные колебания температуры 4) вода и водяной пар поглощают вредное для макромолекул ультрафиолетовое облучение
Значение воды для возникновения жизни § Возможность перехода от химической эволюции к эволюции живого вещества связана с характеристиками воды: 5) Вода, в которой растворены вещества, (напр. морская вода) образует при вымораживании области разных концентраций веществ, которые окружены мембранами льда. (Ограничение от внешней среды и повышенная концентрация веществ необходимы для образования биологически активных молекул) 6) При замерзании плотность воды уменьшается. Поэтому вода в твердом агрегатном состоянии (лед) остаётся на поверхности, а подо льдом сохраняется положительная температура
Земля (лат. Terra) ( § Единственное известное человеку на данный момент тело Солнечной системы в частности и Вселенной вообще, населённое живыми существами Фотография Земли с космического корабля Аполлон-17
Жизнь
Понятие живого § материализованное в организмах явление возрастающего и наследуемого упорядочения, присущее при определённых условиях эволюции соединений углерода
Отличие живого от неживого Параметры Состав Признаки живого В состав обязательно входят высокоупорядоченные макромолекулярные органические соединения (биополимеры) : 1. ? 2. Структура Функции ?
Отличие живого от неживого Параметры Состав Признаки живого В состав обязательно входят высокоупорядоченные макромолекулярные органические соединения (биополимеры) : 1. белки 2. Структура Функции нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК) ? строение
Отличие живого от неживого Параметры Состав Признаки живого В состав обязательно входят высокоупорядоченные макромолекулярные органические соединения (биополимеры) : 1. белки 2. нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК) Структура клеточное строение Функции ?
Отличие живого от неживого Параметры I. Состав Признаки живого В состав обязательно входят высокоупорядоченные макромолекулярные органические соединения (биополимеры) : 1. белки 2. нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК) II. Структура клеточное строение III. Функции воспроизводство самих себя
Понятие живого § Для всех живых организмов характерны: – обособленность от среды, – способность к самовоспроизведению, – функционирование посредством обмена веществом и энергией с окружающей средой, – способность к изменчивости и адаптации, – способность воспринимать сигналы и способность на них реагировать.
Вещественная основа жизни 1. Атомы С вырабатываются в недрах больших звезд в необходимом для образования жизни количестве. Углерод (С) – основа жизни 2. Способен создавать разнообразные структуры (неск. десятков млн. ): подвижные, низкоэлектропроводные, студенистые, насыщенные водой, длинные скрученные цепеобразные. 3. Соединения углерода с H, O, N, P, S, Fe обладают каталитическими, строительными, энергетическими, информационными и иными свойствами. «Кирпичики» живого (помимо С) кислород, водород, азот Клетка состоит: 70% O , 17% C, 10% H, 3% N. Элементы - наиболее устойчивые и распространенные во Вселенной. Они легко соединяются между собой, вступают в реакции и обладают малым атомным весом. Их соединения легко растворяются в воде. Органические вещества абиогенного происхождения Присутствовали на Земле уже при ее образовании Определенные физические и химические условия Жизнь возможна только в определенных диапазонах: -температур, -влажности, - давления, -уровня радиации. Вся космическая эволюция Определенная направленность развития Вселенной и время
Биохимическое строение организма 1 2 Аминокислоты из них построены все белки Азотистые основания составные части нуклеиновых кислот (А, Г, Т, Ц, У) 3 Глюкоза 4 Жиры источник энергии структурный материал, идущий на: - построение в клетке мембран - запасающего энергию
I. Состав живого Биополимеры - основа Жизни на Земле. Основные биологические макромолекулы: § Биополимеры - органические природные полимеры Белки § обеспечивают процессы жизнедеятельности всех животных и растительных организмов Нуклеиновые кислоты дезоксирибонуклеиновые кислоты ДНК рибонуклеиновые кислоты РНК
§ § Молекулярные массы различных белков составляют от 10 000 до нескольких миллионов. В их состав входят остатки не более 22 α-аминокислот. 1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) Функции белков : каталитические (ферменты); регуляторные (гормоны); структурные (кератин шерсти, фиброин шелка, коллаген); двигательные (актин, миозин); транспортные (гемоглобин); запасные (казеин, яичный альбумин); защитные (иммуноглобулины) и т. д.
Аминокисло ты § органические соединения, в молекуле которых одновременно содержатся карбоксильные и аминные группы § Составные части молекулы аминокислоты : § аминогруппа NH 2, § карбоксильная группа COOH, § радикал (различается у всех αаминокислот), § α-атом углерода (в центре). § Общая структура α-аминокислот, составляющих белки
§ Попадающие в организм белки расщепляются на аминокислоты § Аминокислоты используются для построения собственных белков
Устройство живых организмов, гены и ДНК § Живые организмы состоят из q органических веществ, q воды, q минеральных соединений. § Гены — участки ДНК, несущие информацию : – о строении одной молекулы белка или – одной молекулы РНК. § Фенотипические признаки организмов определяются набором их генов § В генах записана большая часть наследственной информации. § Количество генов может варьировать от нескольких генов у простейших вирусов до десятков тысяч у высших организмов (около 30 тыс. у человека). Фенотип — совокупность внешних и внутренних признаков организма, приобретённых в результате онтогенеза (индивидуального развития).
Устройство живых организмов, гены и ДНК § Носителем генетической информации является ДНК — сложная органическая молекула, имеющая форму двойной спирали. § В генетическом коде используется лишь 4 «буквы» нуклеотида; код един для всех земных организмов.
ДНК § Пространственная структура ДНК удерживается множеством водородных связей § ТИМИН (Т) комплементарен АДЕНИНУ (А), § ЦИТОЗИН (Ц) комплементарен ГУАНИНУ (Г)
Свойства ДНК 1) молекулы ДНК способны к репликации (удвоению-копированию ДНК), т. е. могут обеспечить возможность синтеза других молекул ДНК, идентичных исходным. 2) молекулы ДНК могут направлять определенным образом синтез белков, специфичных для организмов данного вида перенос генетической информации с ДНК на РНК процесс синтеза белка
ДНК и РНК § ДНК сравнивают с чертежами для изготовления белков. § Если ДНК — это полный набор чертежей для изготовления белков, находящийся на хранении в сейфе директора завода § м. РНК — временная рабочая копия чертежа, выдаваемая в сборочный цех. § ДНК - «рецепт» по изготовлению взрослого организма
ДНК У эукариотических организмов ДНК - свёрнута в хромосомы - находится в ядре клетки § Собственная ДНК имеется внутри митохондрий и хлоропластов (у растений). § У прокариот ДНК, как правило, замкнута в кольцо (бактериальная хромосома, или генофор) и находится в цитоплазме. Фрагмент ДНК
Отличие живого от неживого Параметры I. Состав Признаки живого В состав обязательно входят высокоупорядоченные макромолекулярные органические соединения (биополимеры) : 1. белки 2. нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК) II. Структура клеточное строение III. Функции воспроизводство самих себя
II. Клеточное строение § Клетка в биологии – как атом в физике § Живые организмы – огромные скопления клеток Каждая клетка содержит: - Ядро (2) (плотное образование), плавающее в - полужидкой цитоплазме Все вместе заключено в § ДНК содержатся в основном в ядрах клеток § РНК – в рибосомах и протоплазме клеток
Кле тка § Кле тка — основная единица жизни, реальный носитель её свойств, элементарная единица строения и жизнедеятельности всех живых организмов (кроме вирусов) § Обладает – всей совокупностью свойств живого – собственным механизмом обмена веществ § Способна к – самостоятельному существованию, – самовоспроизведению и – развитию
II. Клеточное строение Схема строения типичной клетки животного § ДНК содержатся в основном в ядрах клеток § РНК – в рибосомах и протоплазме клеток § органоиды (органеллы) : 1) Ядрышко 2) Ядро 3) Рибосома 4) Везикула 5) Шероховата эндоплазматическая сеть 6) Аппарат Гольджи 7) Клеточная стенка 8) Гладкая эндоплазматическая сеть 9) Митохондрия 10) Вакуоль 11) Цитоплазма 12) Лизосома 13) Центросома органоиды - постоянные структуры клеток органоиды
II. Клеточное строение § Основное вещество клетки - белки § Содержат несколько сот аминокислот § Похожи на бусы
Хроматин - комплекс ДНК, РНК и белков § § Огромная длина молекул ДНК эукариот предопределила появление специальных механизмов хранения, репликации и реализации генетического материала. Хроматин находится внутри ядра клеток эукариот § Хроматин - молекулы хромосомной ДНК в комплексе со специфическими белками, необходимыми для осуществления этих процессов. § Основную массу составляют «белки хранения» - гистоны. § Из этих белков построены нуклеосомы - структуры, на которые намотаны нити молекул ДНК. § Нуклеосомы располагаются довольно регулярно - образующаяся структура напоминает бусы.
Хромосо мы § Хромосома – часть ядра клетки, состоящей из – белка и – нуклеиновых кислот § В ней заключена наследственная информация об организме
Хромосо мы § В каждой ядросодержащей соматической клетке человека содержится 23 пары линейных хромосом
Генетика § Гене тика (от греч. γενητως — происходящий от кого-то) — наука о закономерностях наследственности и изменчивости § В зависимости от объекта исследования классифицируют – – генетику растений, животных, микроорганизмов, человека и др. § В зависимости от используемых методов других дисциплин: – молекулярную генетику, – экологическую генетику и другие. § Идеи и методы генетики играют важную роль – – в медицине, сельском хозяйстве, микробиологической промышленности, в генетической инженерии.
III. Воспроизводство жизни Развитие организма: § 1) оплодотворение (слияние половых клеток) при половом размножении; § 2) воспроизводство в клетке по данной матрице определенных веществ и структур; § 3) деление клеток, в результате которого организм растет из одной оплодотворенной яйцеклетки.
Эволюция живых организмов § Развитие жизни на Земле, в том числе усложнение живых организмов, происходит в результате непредсказуемых мутаций и последующего естественного отбора наиболее удачных из них Филогения процесс исторического развития организмов
Последний универсальный общий предок § Связь бактерий, архей и эукариот с последним всеобщим предком (обозначен чёрным стволом внизу дерева) § - предполагаемый ближайший общий предок всех ныне живущих на Земле живых организмов § Жил предположительно 3, 6 — 4, 1 млрд лет назад Филогения процесс исторического развития организмов
Последний универсальный общий предок § Связь бактерий, архей и эукариот с последним всеобщим предком (обозначен чёрным стволом внизу дерева) § Бакте рии — домен (надцарство) прокариотных (безъядерных) микроорганизмов, чаще всего одноклеточных § Археи — одноклеточные прокариоты, на молекулярном уровне заметно отличающиеся как от бактерий, так и от эукариотов § Эукарио ты — домен (надцарство) живых организмов, клетки которых содержат ядра Домен — самый верхний уровень группировки организмов в системе научной классификации, включающий в себя несколько царств
Возникновение жизни на Земле § Обезгаживание и вулканическая активность привели к образованию первичной атмосферы § Конденсация водяного пара, усиленная льдом, занесённым кометами, привела к образованию океанов § Предположительно 3, 6— 4, 1 млрд лет назад появился «последний универсальный общий предок» (англ. Last Universal Common Ancestor) § Первые прокариоты (бактерии) появились около 4 млрд лет назад. § Развитие фотосинтеза позволило живым организмам напрямую накапливать солнечную энергию. § В результате в атмосфере стал накапливаться кислород, а в верхних слоях — формироваться озоновый слой
История жизни на Земле § Слияние мелких клеток с более крупными привело к развитию сложных клеток — эукариотов § Первые эукариоты (клетки с ядром) образовались примерно 2 млрд лет назад в результате симбиоза прокариот. § § Настоящие многоклеточные организмы, состоящие из группы клеток, стали всё больше приспосабливаться к окружающим условиям § Первые многоклеточные организмы появились около 1 млрд лет назад в результате симбиоза эукариот § Благодаря поглощению губительного ультрафиолетового излучения озоновым слоем, жизнь смогла начать освоение поверхности Земли
Коэволю ция — совместная эволюция биологических видов § Симбио з —тесное и продолжительное сосуществование представителей разных биологических видов. § В ходе коэволюции происходит их взаимоадаптация. Рыба-клоун и морской анемон — организмы, сосуществующие в симбиозе
История жизни на Земле § Около 600 млн лет назад появились многие знакомые нам животные (рыбы, членистоногие. . ) § 400 млн лет назад жизнь вышла на сушу. § 300 млн лет назад появились деревья (с твёрдыми волокнами) и пресмыкающиеся § 200 млн лет назад — динозавры и яйцекладущие млекопитающие § 65 млн лет назад вымерли динозавры и появились плацентарные (наиболее высокоразвитые) млекопитающие.
История жизни на Земле § В течение последних 65 миллионов лет развилось огромное количество разнообразных видов млекопитающих § Несколько миллионов лет назад обезьяноподобные животные получили способность прямохождения § Это позволило использовать орудия и способствовало общению, которое помогало добывать пищу и стимулировало необходимость в большом мозге § Около 100 тыс. лет назад появился современный человек Кайнозой, период времени после вымирания динозавров
Человек § Челове к разу мный вид рода Люди (Homo) из семейства гоминид в отряде приматов. § От современных человекообразных, помимо ряда анатомических особенностей, отличается: 1) развитием материальной культуры (включая изготовление и использование орудий, т. е. способность к труду), 2) способностью к членораздельной речи и 3) абстрактному мышлению.
История жизни на Земле § Развитие земледелия «Неолитическая (сельскохозяйственная) революциия» , а затем § цивилизации, позволило людям воздействовать на Землю как никакая другая форма жизни. § Человек влияет на природу и численность других видов.
История жизни на Земле § Развитие земледелия «Неолитическая (сельскохозяйственная) революциия» , а затем § цивилизации, позволило людям воздействовать на Землю как никакая другая форма жизни. § Человек влияет на природу и численность других видов
Масштабные диаграммы геохронологической шкалы § диаграмма охватывает всю историю земли фанерозой, время массового появления разнообразных форм жизни кайнозой, период времени после вымирания динозавров
Эра (эратема) Период (система) Эон - Фанерозой Основные события 11, 7 тыс Конец Ледникового Периода. Возникновение цивилизаций Плейстоцен 2, 588 млн Вымирание многих крупных млекопитающих. Появление современного человека Плиоцен 5, 33 млн Миоцен 23, 0 млн Олигоцен 33, 9 ± 0, 1 млн Появление первых человекообразных обезьян. Эоцен 55, 8 ± 0, 2 млн Появление первых «современных» млекопитающих. Палеоцен Кайнозой Начало, лет назад Голоцен Четвертичный (антропогеновый) Эпоха (отдел) 65, 5 ± 0, 3 млн Неогеновый Палеогеновый Меловой Первые плацентарные млекопитающие. Вымирание динозавров. Юрский 199, 6 ± 0, 6 млн Появление сумчатых млекопитающих и первых птиц. Расцвет динозавров. Триасовый 251, 0 ± 0, 4 млн Первые динозавры и яйцекладущие млекопитающие. Пермский 299, 0 ± 0, 8 млн Вымерло около 95 % всех существовавших видов (Массовое пермское вымирание). Каменноугольный 359, 2 ± 2, 8 млн Появление деревьев и пресмыкающихся. Девонский Мезозой 145, 5 ± 0, 4 млн 416, 0 ± 2, 5 млн Появление земноводных и споровых растений. Силурийский 443, 7 ± 1, 5 млн Выход жизни на сушу: скорпионы ; появление челюстноротых Ордовикский 488, 3 ± 1, 7 млн Ракоскорпионы, первые сосудистые растения. Кембрийский 542, 0 ± 1, 0 млн Появление большого количества новых групп организмов ( «Кембрийский взрыв» ). Палеозой
Докембрий эон эра период начало основные события Эдиакарий Одно из самых масштабных оледенений Земли 1, 0 млрд Начало распада суперконтинента Родиния 1, 2 млрд Суперконтинент Родиния, суперокеан Мировия Эктазий 1, 4 млрд Первые многоклеточные растения (красные водоросли) 1, 6 млрд Статерий 1, 8 млрд Орозирий 2, 05 млрд Риасий 2, 3 млрд Сидерий Палеопротерозой 850 млн Калимий Мезопротерозой Криогений Стений Протерозой Первые многоклеточные животные. Тоний Неопротерозой ~635 млн 2, 5 млрд Кислородная катастрофа Неоархей Мезоархей 3, 2 млрд Палеоархей 3, 6 млрд Эоархей Архей 2, 8 млрд 4 млрд Появление примитивных одноклеточных организмов ~4, 6 млрд лет назад — формирование Земли Катархей (Гадей)
От Большого Взрыва к человеку (приблизительные даты) 1 ~14 млрд. лет назад Большой взрыв, рождение Вселенной 2 4, 6 млрд. лет назад Возникновение Солнечной системы и Земли 3 4 млрд. лет назад Зарождение жизни на Земле (прокариоты) (примитивные одноклеточные организмы) 4 2 млрд. лет назад Появление клеток с ядрами (эукариоты) 5 1 млрд. лет назад Первые многоклеточные организмы 6 542 млн. лет назад Начало палеозойской эры, кембрийский взрыв 7 500 млн. лет назад Появление первых позвоночных животных 8 444 млн. лет назад Выход жизни на сушу 9 250 млн. лет назад Начало мезозойской эры, появление динозавров 10 65 млн. лет назад Начало кайнозойской эры, конец эпохи динозавров 11 2, 5 млн. лет назад Начало четвертичного периода (появился род Homo) 12 200 000 лет назад Появление первых Homo Sapiens (люди обрели современный вид)
§ § § § § Хронология Земли - 4. 5 миллиарда лет, 3, 8 млрд. лет назад появились первые доядерные организмы (прокариоты), 3 млрд лет назад - первые организмы, способные к фотосинтезу, 2 млрд лет назад - первые клетки, имеющие ядро (эукариоты), 1 млрд лет назад - первые многоклеточные организмы, 570 млн. лет членистоногим (предкам насекомых, паукообразных и ракообразных), 500 млн. лет рыбам и протоамфибиям, 475 млн. лет наземным растениям, 400 млн. лет насекомым и семенам, 360 млн. лет назад появились первые земноводные, 300 млн. лет назад - первые пресмыкающиеся (рептилии), 200 млн. лет назад - первые млекопитающие, 150 млн. лет назад - первые птицы, 130 млн. лет назад - первые цветковые растения, 65 млн. лет назад вымерли нептицеподобные динозавры, 2, 5 млн. лет назад появился род Homo, 200 тыс. лет назад люди в результате антропогенеза обрели современный вид, 25 тыс. лет назад вымерли неандертальцы.
Хронология Земли - 4. 5 миллиарда лет § 3, 8 млрд. лет назад появились первые доядерные организмы (прокариоты), § 3 млрд лет назад - первые организмы, способные к фотосинтезу, § 2 млрд лет назад - первые клетки, имеющие ядро (эукариоты), § 1 млрд лет назад - первые многоклеточные организмы, § 570 млн. лет членистоногим (предкам насекомых, паукообразных и ракообразных), § 500 млн. лет рыбам и протоамфибиям, § 475 млн. лет наземным растениям, § 400 млн. лет насекомым и семенам, § 360 млн. лет назад появились первые земноводные, § 300 млн. лет назад - первые пресмыкающиеся (рептилии), § 200 млн. лет назад - первые млекопитающие, § 150 млн. лет назад - первые птицы, § 130 млн. лет назад - первые цветковые растения, § 65 млн. лет назад вымерли нептицеподобные динозавры, § 2, 5 млн. лет назад появился род Homo, § 200 тыс. лет назад люди в результате антропогенеза обрели современный вид, § 25 тыс. лет назад вымерли неандертальцы.
Эволюция жизни § http: //www. youtube. com/watch? v=ZSt 9 tm 3 Ro. UU&feature= player_embedded
Скачать презентацию II Формирование эволюция строение Земли Белова С Б
10.2- Формирование, эвол. и стр. Земли.ppt