Електронний підручник
Біологія і екологія 11 клас
Адаптивні біологічні ритми організмів. Фотоперіодизм
Закономірності формування адаптацій.
Преадаптація та постадаптація. Властивості адаптацій
Формування адаптацій. Стратегії адаптації організмів
Пройти тест за 09.09.24
Записати ментальну-карту
Практична робота. Визначення ознак адаптованості різних організмів до середовища існування
Мета: визначити ознаки адаптованості різних видів організмів до водного, наземного й ґрунтового середовища існування
1. Розгляньте зображення представників видів організмів. Розподіліть їх на групи відповідно до середовища існування.
2. Складіть план опису ознак адаптованості організмів до середовища існування (зверніть увагу на форму й особливості покриву тіла, особливості будови кінцівок тощо).
3. Опишіть ознаки адаптованості різних організмів до певного середовища існування.
.jpg)
.jpg)
Життєві форми рослин
Життєві форми рослин (за І.Г. Серебряковим)
Життєві форми тварин
Водне середовище існування
особливості:
1. Висока густина ⇒ морська вода > прісна вода; max → на великих глибинах
2. Стабільніший tо режим, на глибинах ≈+4 °С
3. Мало кисню ( у 21 раз ↓ ніж у повітрі), вміст СО2 ↑ в 150 раз
4. Мало світла → понад 250 м фототрофи не існують.
5. Певний сольовий режим:
- прісні (до 1‰),
- солоні морські (до 40 ‰),
- пересолені (> 40 ‰).
лімітуючі чинники: О2, світло і мінеральні речовини
Гідробіонти - організми, які живуть у водному середовищі
екологічні групи:
1. Нейстон → організми на межі водного та повітряного середовищ
- дрібні молюски, клопи-водомірки, жуки-вертячки, личинки риб, ряска мала, сальвінія плаваюча та ін.
- довгі ноги (↑ плавучості)
Іл. Нейстонні організми: 1 - водомірка ставкова (Gerris lacustris); 2 - главк атлантичний («блакитний ангел») з черевного боку (Glaucus atlanticus)
2. Планктон → організми дрейфують у товщі води, не здатні протидіяти течіям
- бактерії, археї, одноклітинні водорості, медузи, дрібні ракоподібні, молюски, личинки риб
- дрібні розміри, численні вирости, жирові включення, відсутність важких скелетів, напівпрозорість тіла
Іл. Планктонні організми: 1 - діатомові водорості; 2 - ціанея арктична (Cyanea capillata)
3. Нектон - організми товщі води, які активно плавають
- кальмари, риби, морські змії, черепахи, пінгвіни, китоподібні, ластоногі та ін.
- зябри, плавці, ласти, сильні м'язи, обтічна форма тіла, слизовий шар...
Іл. Нектонні організми: 1 - кальмар тихоокеанський (Todarodes pacificus); 2 - черепаха зелена (Chelonia mydas)
4. Бентос - організми на дні водойм.
- червоні й бурі водорості, кишковопорожнинні (корали, актинії), голкошкірі (морські їжаки та зірки), молюски (устриці, мідії, гребінці), ракоподібні (лангусти, краби).
- зовнішній скелет (молюски), органи прикріплення (ризоїди водоростей, основа тіла губок), сплощена форма тіла (камбала, скати), додаткові органи дихання (покриви у в'юнів), біолюмінесценція (глибоководні вудильники).
Іл. Бентосні організми: 1 - беззубка звичайна (Anodonta cygnea); 2 - ламінарія японська (Laminaria japonica)
Наземно-повітряне середовище існування.
- найрізноманітніше за умовами існування !!
- основний ресурс → повітря
Аеробіонти (від грец. аерос - повітря) - організми, які населяють наземно-повітряне середовище.
лімітуючі чинники: нестача або надлишок тепла й вологи
чинники:
1. Хімічний склад повітря: азот ≈ 78 %; О2≈21 %, СО2≈0,03 %.
Аероби - потрібен О2
Анаероби - організми в безкисневому середовищі (деякі бактерії, дріжджеві гриби, внутрішні паразити, глибоководні)
- незначна силу опору, порівняно низький тиск
2. Світло - ритмічні зміни → сезонні і добові ритми.
- УФ-промені - згубні для живого, але! в малій кількості → синтез вітаміну D
- видиме → для зору, фотосинтез
- інфрачервоне → для тепла
тварини ⇒ денні, нічні
рослини ⇒ світлолюбиві, тіневитривалі, тіневиносливі
3. Температура → велика добова і річна амплітуди tо
організми:
- термофіли - теплолюбні ( ціанобактерії гарячих джерел, археї чорних курців, тварини пустель, тропічні птахи)
- кріофіли - холодолюбні (хламідомонада снігова, снігова муха, безкрилі зимові комарі, білий ведмідь)
Іл. Хламідомонада снігова (Chlamydomonas nivalis) → явище «червоного снігу»
4. Вологість → вміст водяної пари в повітрі
організми:
- гігрофіли - живуть в умовах високої вологості (мокриці, дощові черв'яки, росянка)
- ксерофіли - в умовах невисокої вологості (саксаул, ковила, тушканчики, верблюди)
Екологічна пластичність - здатність організмів до існування в певному діапазоні екологічного чинника
- пристосованість організмів до змін чинників середовища існування
Чим ширший діапазон коливань чинника ⇒ тим ширшим є його діапазон витривалості.
1. Еврибіонти - екологічно пластичні види, які можуть виживати в широкому діапазоні змін умов існування
- бурий ведмідь, вовк звичайний, горобець польовий, кульбаба лікарська, очерет звичайний, діатомові водорості, борщівник Сосновського, ротан-головешка
2. Стенобіонти - екологічно непластичні види з вузьким діапазоном екологічної пластичності до чинників середовища (вузько спеціалізовані до умов середовища життя)
а) стенотерми → форель струмкова (річки з чистою й прохолодною водою)
б) стенобати → глибоководні кальмари, клопи-водомірки
в) стенофаги → коала сірий (листя евкаліптів), велика панда (бамбуком)
Іл. Велика панда - екологічно непластичний вид
Адаптивний потенціал - міра пристосувальних можливостей виду в мінливих умовах довкілля
- має спадковий характер (визначається нормою реакції)
1. високий → еврибіонти
2. низький → стенобіонти
Адаптивна радіація - еволюційний процес виникнення в межах певної систематичної групи форм, пристосованих до різних умов існування
- вихідні види → екологічно пластичні види
1902 р. - Г. Ф. Осборн (амер.) → правило адаптивної радіації - розходження в різних адаптивних напрямах будь-якої групи в результаті історичного розвитку
- урізноманітнення плацентарних ссавців
Іл. Адаптивна радіація плацентарних ссавці
Записати конспект у зошит
Принцип єдності організма і середовища.
довкілля (джерело речовин, енергії) ⇔(вивільняє в середовище енергію, речовини та інформацію) біосистема
Життя → внаслідок постійного обміну речовин, енергії та інформації!!!
значення адаптацій:
- забезпечення гомеостазу
- збереження динамічної рівноваги біосистем
Організм пристосований до середовища в якому мешкає!!!
Адаптація (від лат. adaptatio - пристосування) - властивість біосистем пристосовуватися до змін довкілля.
Види адаптацій:
І. За особливостями:
1. Морфологічні (структурні) → великі вуха у слонів, кроликів (терморегуляція), видозміни органів у рослин (корні присоски, бульби)...
2. Фізиологічні → потовиділення, запасання води, ехолокація, секреція отрут...
 |  |
3. Етологічні (повендінкові) → загрозливі пози, побудова гнізд, турбота про потомство, запасання їжі...
 |  |
| Опосум імітує смерть | Загрозлива поза тигра |
ІІ. Залежно від часу виникнення:
- Онтогенетичні - упродовж індивідуального розвитку (неспадкові, короткочасні) → умовні рефлекси
- Філогенетичні - в процесі еволюції (спадкові, довготривалі) → мімікрія, маскування, застережне або захисне забарвлення
а) Маскування - схожість з предметами навколишнього середовища (морський коник з водоростями...)
 | |
| Морський коник | Гекон |
б) Захисне забарвлення допомагає сховатися в навколишньому середовищі (біле забарвлення полярної сов)
 |  |
| Жаба | Полярна сова |
в) Застережливе забарвлення вказує на небезпеку виду (яскравий червоний, жовтий колір вказує на отруйність)
 |  |
| Саламандра | Сонечко |
4. Мімікрія - схожість між незахищеним видом з більш захищеним (осовидні метелики і оси, молочна змія і отруйний кораловий аспид)
 |  |
| Муха журчалка осовидна | Оса |
 |  |
| Молочна змія | Кораловий аспид (отруйна) |
ІІІ. За походженням:
- преадаптивні,
- комбінативні
- постадаптивні
ІV. За характером змін:
- з ускладненням
- зі спрощенням організації
V. За еволюційним масштабом:
- спеціальні
- загальні
VІ. За тривалістю:
- короткочасні
- ритмічні
- постійні
ДІЯЛЬНІСТЬ
Біологія + Екологія. Різноманітність адаптацій
Зіставте наведені ілюстрації (I - V) із адаптаціями (1 - 5) та їх значеннями.
Сформулюйте висновок про значення адаптацій в еволюції органічного світу.
1 Забарвлення саламандри плямистої | А Застережне забарвлення |
2 Камуфляж листкоподібного гекона | Б Захисне забарвлення |
3 Забарвлення куріпки білої | В Приваблювальне забарвлення |
4 Подібність бджоловидки звичайної до бджоли | Г Маскування |
5 Забарвлення самця вивільги | Д Мімікрія |
Адаптаціогенез (від лат. adaptatio - пристосування і грец. генезис - походження ) - процес формування пристосувань завдяки зміні генотипу під дією еволюційї.
механізм → формуванні корисних ознак в організмів певної популяції (вона є елементарною одиницею еволюції)
способи формування пристосувань:
1. Комбінативний(!!!):
поява дрібних спадкових ознак в окремих особин (елементарний еволюційний матеріал) → виживають і дають потомство (природний добір) → поширення ознаки в популяції ( зміна генетичної структури популяції)⇒ адаптація
2. Преадаптації - еволюційні зміни, що забезпечують появу нових пристосувань за участі сформованих структур організмів у змінених умовах існування.
основа нового пристосування → існуюча структура, яка набула і нової функції:
- черепашки молюсків (захист від хижаків) ⇒ на суходолі захищають організм ще й від пересихання;
- оперення птахів (регуляції температури тіла) ⇒ для польоту;
- луска акул (захист) ⇒ формування зубів
Іл. Зуби акул за будовою і походженням є видозмінами плакоїдної луски
3. Постадаптації - еволюційні зміни організмів, що удосконалюють існуючі пристосування даного виду до вже освоєних ним умов існування.
- зяброві дуги (1-опора водних органів дихання) ⇒ перетворилися на щелепи (2);
- апендикс (орган травлення ссавців) ⇒ у людини орган імунної системи.
Суть закономірностей формування адаптацій:
1. Правило адаптивності - усе живе здатне пристосовуватися до умов існування (екологічної ніші)
дія середовища ⇒ пристосування
2. Правило екологічної індивідуальності - кожен вид організмів по-своєму адаптований
3. Правило відносної незалежності адаптацій - адаптивність до одного чинника не дає такого самого ступеня пристосовуваності до інших умов життя.
4. Правило двох рівнів адаптації - біосистеми адаптуються до умов існування двома способами.
на рівні організмів:
- онтогенетичні - спрямовані на підтримку гомеостазу впродовж індивідуального розвитку
- філогенетичні - адаптованості впродовж історичного розвитку
на рівні надвидових таксонів:
- ароморфози
- ідіоадаптацій
Найзагальніші властивості адаптації:
1. Індивідуальність - процес адаптації завжди індивідуальний (залежить від генотипу організму).
2. Відносна доцільність (відносний характер) - будь-яка адаптація допомагає організмам лише в певних умовах.
- захисні пристосування від одних ворогів є неефективними від інших (отруйних змій поїдають мангусти);
- прояв інстинктів у тварин може не мати доцільності (нічні метелики летять на вогонь і гинуть);
- корисний за одних умов орган стає непотрібним і навіть шкідливим в іншому середовищі (біле забарвлення під час танення снігу).
 |  |
| Білу куріпку помітно на фоні моху | Зайця видно на фоні дерева |
3. Непостійність - адаптації змінюються в процесі індивідуального й історичного розвитку окремих біосистем залежно від змін умов існування.
- із послабленням впливу сонячного світла змінюється засмага людини,
- через харчову спеціалізацію змінюється форма дзьоба у в'юрків.
Ознаки, що стали непотрібними, перетворюються на рудименти і зникають у ході еволюції ( очі у крота).
Основи генетичної інженерії.
 Новини науки. Американські науковці вилікували двох самців мавп виду саймірі звичайний (Saimiri sciureus) від вродженого дальтонізму. Вчені зробили це за допомогою штучних вірусів, перемістивши ген людського білка йодопсину в клітини мавп. Ці результати мають практичне значення, оскільки стало зрозуміло, що можна здійснювати лікування дальтонізму і в людини. А який напрям науки займається такими дослідженнями? |
Генетична інженерія - напрям науки, створення генетичних структур та організмів з новими комбінаціями спадкових ознак.
- 1972 р. - Пол Берг → перша рекомбінантна ДНК (рекДНК)
Іл. Американський біохімік П. Берг
Переваги перед селекцією:
- дослідження процеси рекомбінації поза організмом
- контрольована зміна ознак з використанням генетичного матеріалу різних видів
- термін отримання нових форм організмів скоротився до 3-4 років замість 10-12 років
Генетично модифіковані організми (ГМО) - організми, генотип яких було змінено за допомогою методів генетичної інженерії.
- перші у 80-х роках ХХ ст.
| Для отримання генів, їх поєднання з векторами (плазмідами чи вірусами) в генетичній інженерії використовують ферменти: ревертази (ферменти, які каталізують синтез нитки ДНК на матриці іРНК), рестриктази (ферменти, які розрізають нуклеотидні послідовності в певних місцях), лігази (ферменти, які поєднують нуклеотидні послідовності). |
етапи створення ГМО:
1. Отримання генетичного матеріалу: виділення природних генів, створення рекДНК.
2. Копіювання і розмноження генів.
3. Введення гена до складу вектора, перенесення і включення в геном організму.
Вектор - молекула ДНК, яка здатна вбудовуватися в геном клітини і містить ген, потрібний для введення в організм.
- створено на основі віруса або бактеріальної плазміди(бактерії з роду Agrobacterium)
Мал. Схема трансформації клітин рослин за допомогою бактерії:
1 - виділення та генно-інженерне конструювання (2) спеціальної плазміди; 3 - інфікування агробактеріями рослинних клітин; 4 - отримання трансгенних рослин
способи перенесення вектору:
- введення в ядро клітини шляхом ін'єкції
- всередині ліпосом (мікрокульок, стінки яких побудовані з ліпідів)
- бомбардувати клітину із генної гармати мікрочастинками золота (або ванадію), на поверхню яких нанесено вектори.
Мал. Внесення чужорідної ДНК у рослинні клітини за допомогою мікроін’єкції (1) чи «генної гармати» (2)
Отже, сутність сучасних досліджень генетичної інженерії полягає в тому, що рекомбінацію генів здійснюють in vitro, потім спрямовано переносять генетичні структури в клітини організму, далі закріплюють ці гени в ДНК та забезпечують передачу інформації.
Роль генетичної інженерії:
І. В господарстві → створення і використання трансгенних організмів із заздалегідь запланованими властивостями
1. Трансгенні рослини - ≈ 25 000 за останні 15 років
- перші, дозволені для вживання в їжу ⇒ Flavour Saver томати
- нині у 25 країнах вирощують сою, кукурудзу, бавовну та інші
напрями:
- вироблення стійкості до гербіцидів і паразитів,
- збільшення врожайності,
- стійкість до засухи, заморозків,
- підвищення вмісту корисних сполук (вітамінів, білків...)
Рис золотий — генетично модифікований сорт рису, що здатен синтезувати бета-каротин, у приготовленому вигляді містить вітамін А.
2. Трансгенні тварини
- перші, дозволені для вживання в їжу ⇒ лосось AquAdvantage (виростає за 16–18 місяців, а не за 3 роки)
- перші домашні тварини: флуорисцентні рибки GloFish
напрями:
- джерело органів для трансплантації,
- виробники білків, для тестування вакцин та ін.
Трансгенні корови, з яких отримують людський інтерферон
3. Трансгенні мікроорганізми
- для синтезу інсуліну, інтерферону, гормону росту, ферментів, вітамінів, вакцин, антитіл та ін.
ІІ. Генотерапія - методи лікування спадкових (онкологічних, деяких вірусних) захворювань шляхом внесення змін у генетичний апарат клітин пацієнтів.
види:
- соматична - введення генів у соматичні клітини пацієнта;
- позаорганізмова - введення генів у культивовані клітини і пересадка цих клітин пацієнтам.
нині ≈ 400 проектів ≈ лікування гемофілії, пухлин мозку...
Отже, генетичні структури, створені за допомогою генетичної інженерії, можуть значною мірою сприяти розв'язуванню проблем людства.
ДІЯЛЬНІСТЬ
Біологія + Здоров'я
Картопля - одна із найпопулярніших у нашій країні культур. На жаль, велика кількість її врожаїв втрачається через колорадського жука. Це змушує землеробів використовувати різноманітні хімічні засоби. Генетична інженерія поставила за мету створити високоврожайні та стійкі до колорадського жука сорти картоплі. Застосуйте свої знання та оцініть переваги та можливі ризики застосування таких сортів картоплі для здоров’я людини.
.jpg)
Біотехнологія.
 Поміркуйте! У світі виготовляють сотні сортів сиру, найвідомішими з яких є бринза, камамбер, рокфор, пармезан, чеддер, моцарела та ін. Їх тип, консистенція і аромат залежать від молока, бактерій і цвілевих грибів, обробки тощо. Ароматизаторами можуть слугувати трави, спеції, деревний дим. Чому сироваріння є біотехнологією? |
Біотехнологія (від грец. біос - життя, технос - майстерність і логос - вчення) - комплекс наук та методів використання організмів і біологічних процесів у виробництві.
- термін → в 1917р. Карл Ерекі (угор.)
Завдання №1. Використовуючи схему і матеріал сайту скласти опорний конспект "Напрямки біотехнології"
Іл. Схема основних напрямів сучасної біотехнології
| Біотехнологія виникла як сукупність способів використання живих істот і біологічних процесів для промислового виробництва. З найдавніших часів людина використовувала організми для випікання хліба, приготування кисломолочних продуктів, фарбування одягу тощо. Але лише завдяки дослідженням Л. Пастера (1822-1895) біотехнологія набула наукової основи. Цей французький науковець вивчав процеси бродіння, що є основою виноробства й пивоваріння, врятував шовківництво, виявивши причину хвороб шовкопряда, запропонував метод запобіжних щеплень для профілактики інфекційних захворювань, метод пастеризації для зберігання харчових продуктів тощо. У 40-50-ті роки ХХ ст., коли було здійснено біосинтез пеніцилінів, почалася ера антибіотиків, що дала поштовх розвитку мікробіологічної промисловості. У 60-70-ті рр. XX століття почала бурхливо розвиватися клітинна інженерія. Зі створенням у 1972 р. групою П. Берга в США першої гібридної молекули ДНК in vitro формально пов’язане народження генетичної інженерії. Загострення екологічних проблем стало причиною появи екологічної інженерії, спрямованої на отримання людиною чистої води, повітря, продуктів (іл. 174). |
Галузі сучасної біотехнології:
1. нанобіотехнологія - технологія наночастинок (від 1 до 100 нм)
- технологія адресної доставки ліків за допомогою ліпосом (ліпідних бішарових структур)
2. цитотехнологія - клітинна технологія
- вирощування гібридом - В-лімфоцитів + ракові клітини → для отримання моноклональних антитіл;
- отримання білків-інтерферонів
- отримання людського інсулін (кишкова паличка)
3. гістотехнологія - тканинна технологія на поживних середовищах
- вирощування шкіри, органів для трансплантації
4. ембріотехнологія - зародкова технологія
- пересаджування ембріональних стовбурових клітин пуповинної крові для лікування променевої хвороби
- екстракорпоральне запліднення
5. біотехнологія культивування організмів (наприклад, біотехнологія
- вирощування грибів (печериць й гливи), молюсків
- мікроклональне розмноження рослин
6. біоінженерна технологія
- тестування ДНК з використанням біочипів
- створення штучних суглобів, кардіостимуляторів, апаратів ниркового діалізу
Отже, сучасна біотехнологія демонструє майже необмежені можливості використання організмів у різних галузях діяльності людини.
Завдання №1. Використовуючи матеріал сайту заповнити таблицю "Значення біотехнології"
Галузь | Приклади |
Медицина | |
Сільське господарство | |
Енергетика | |
Фармацевтика | |
Харчова промисловість | |
Охорона природи |
Яке значення біотехнології? Сучасна біотехнологія має величезні перспективи для вирішення екологічних проблем, ліквідації дефіциту їжі й боротьби з голодом, отримання сировини й енергії для промисловості, збереження здоров’я людини та ін. За допомогою біотехнології здійснюються:
Використання біотехнології може мати і негативні наслідки. Це шкідливий вплив на природу мутагенів, втрата біосистемами здатності до саморегуляції, зміна геномів організмів й генофонду популяцій та ін. Наслідками неконтрольованого поширення генетично змінених об’єктів у довкіллі може бути збільшення кількості стійких до антибіотиків мікроорганізмів, підвищення концентрації алергенів у природі, порушення рівноваги природних екосистем, підвищення рівня шкідливості мікроорганізмів, мутаційні зміни та поширення захворювань організмів тощо. |
Отже, сучасна біотехнологія має величезні перспективи й переваги, але існує й реальна небезпека негативних наслідків від втручання людини в природні системи.
ДІЯЛЬНІСТЬ
Біологія + Латина
У біології досить часто використовуються латинські вирази, що позначають особливості проведення досліджень. Зіставте найпоширеніші вирази із визначенням їхньої суті та отримайте прізвище угорського інженера, який у 1917 р. запропонував термін біотехнологія.
1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
1 In vitro («в склі») | Е2 Проведення дослідів у живій тканині поза організмом у штучному середовищі (наприклад, вирощування стовбурових клітин у культурі) |
2 In vivo («в живому») | К Розгляд явища чи об'єкта на місці, в природних умовах, без перенесення в середовище (наприклад, гібридизація хромосом) |
3 Ex vivo («з життя») | І Розгляд явища чи об'єкта до народження (наприклад, ультразвукове дослідження плода) |
4 In situ («на місці») | Е1 Проведення дослідів поза організмом (наприклад, екстракорпоральне запліднення яйцеклітин поза межами організму) |
5 In utero («в матці») | Р Проведення дослідів у живій тканині в живому організмі (наприклад, експерименти на лабораторних тваринах) |
Клітинна інженерія.
Клітинна інженерія - створення нових клітин та отримання тканин, органів й організмів з клітинного матеріалу.
Тільки прочитати «Клітинна», тому що маніпуляції здійснюються з окремими клітинами, а «інженерія» - конструюються нові клітини на основі їхньої гібридизації, реконструкції та культивування. Перевагами клітинної інженерії є те, що вона дає змогу експериментувати з клітинами, а не з цілими організмами, і навіть отримувати з клітин тканини та організми із заданими властивостями. Так, у вищезгаданому прикладі кісткову тканину й кістки вирощують зі стовбурових клітин, виділених із кісткового мозку чи жирової тканини. Початок стрімкого розвитку клітинної інженерії відносять до 1960-х років, коли було створено перші гібридні клітини (Б. Ефруссі, Г. Харріс, П. Карлсон) |
основні методи:
І.Метод культури клітин (тканин) - виділення й перенесення клітин з організму на поживні середовища для отримання культури клітин.
Клітинні культури - генетично однорідні популяції клітин, що ростуть у сталих умовах середовища.
задачі:
1. Генетичні дослідження: визначення мутагенної дії чинників довкілля, діагностики захворювань, картування хромосом...
2. Отримання калюсних культур:
- є джерелом лікарських речовин з женьшеню, родіоли рожевої, тощо...
- клональне мікророзмноження → оздоровлення та швидке розмноження рідкісних, цінних та новостворених сортів культурних рослин
трооло
л
Іл. Отримання моркви методом культури тканин
| Для цього групу клітин з рослини (бруньки, стебла тощо) поміщають у стерильне поживне середовище, де вони «омолоджуються» і починають посилено розмножуватися й рости. Внаслідок поділу клітин виникає своєрідна тканина, яка називається калюсною. З неї, наприклад, можна виростити на живильному середовищі велику кількість клітин женьшеню, родіоли рожевої, діоскореї, які є джерелом лікарських речовин. У селекції рослин застосовується технологія клонального мікророзмноження рослин. Цим способом із невеликих частин рослини отримують до 1 млн рослин на рік. Клональне мікророзмноження використовують для оздоровлення та швидкого розмноження рідкісних, цінних та новостворених сортів культурних рослин. Таким шляхом вже отримують картоплю, грецький горіх, виноград, садові суниці, ремонтантні сорти малини, ожини. |
3. Вирощування стовбурових клітин → на їх основі вирощування органів (судин, шкіри, кісток, хрящів...)
- лікування бійців АТО → кісткова тканина (методика В. Оксимець...)
Вирощення кісток із стовбурових клітин - результат дослідницької роботи лікарів і біологів Донецького інституту невідкладної і відновної хірургії ім. В. К. Гусака. На сьогодні команда спеціалістів працює в Києві, ставлячи на ноги поранених бійців. Методику, що ґрунтується на клітинний інженерії, розробив В. Оксимець спільно з Д. Зубовим та Р. Васильєвим |
Цікаві факти!
3D-біопринтінг: що це таке та які органи вже можна надрукувати (прочитати )
https://www.imena.ua/blog/3d-bioprint-part-1/
ІІ. Метод гібридизації соматичних клітин - поєднання соматичних клітин різних тканин або організмів для отримання нових комбінацій ознак.
1. Технології моноклональних антитіл → наприклад, гібридоми - пухлинні клітини і лімфоцити
| Поєднують пухлинні клітини і лімфоцити та отримують гібридоми, що мають властивості обох батьківських клітинних ліній: подібно до ракових клітин вони здатні необмежений час ділитися, подібно до лімфоцитів - синтезувати моноклональні антитіла певної специфічності, що їх застосовують у медицині. |
2. Створення химерних організмів:
Химери - організми, які мають спадково неоднакові клітини.
- щеплення рослин (троянди на шипшині, груші на яблуні...)
- злиття ембріонів на ранніх стадіях ( химерні миші...)
Іл. Схема створення химерних мишей методом злиття ембріонів
| Читати Поєднання клітин різних видів чи різних зародків на ранніх стадіях їхнього розвитку є основою технології отримання химерних клітин і химерних організмів. Отримання та дослідження химерних клітин (наприклад, гібридних клітин миші й курки, людини й миші) використовують для картування генів, вивчення сумісності тканин у разі трансплантації органів, розуміння причин виникнення пухлин тощо. У природі химерні організми зазвичай виникають унаслідок соматичних мутацій чи порушення мітозу (природні химери, що їх називають мозаїками). Штучні химери отримують завдяки тканинній трансплантації у тварин або щеплення у рослин. |
ІІІ. Метод клонування - отримання багатьох ідентичних генетично однакових нащадків однієї клітини або одного організму.
- основа → явище тотипотентності - здатність однієї клітини багатоклітинного організму давати початок цілому новому організму шляхом поділу
1. клонування організмів - овечки Доллі, Поллі; конячка Прометея....
Іл. Послідовність етапів клонування вівці Доллі
2. Ембріональне клонування - утворенням химерних ембріонів шляхом поєднання бластомерів, взятих із зародків різних організмів.
| Читати У 1996 р. генетикам з Рослінського інституту, що біля Единбурга (Шотландія), вдалося створити першу в світі тварину шляхом клонування - легендарну вівцю Доллі. При цьому вчені використали клітину молочної залози дорослої вівці як донора ядра, з яйцеклітини вилучили власне ядро і замінили ядром клітини молочної залози однієї і тієї самої вівці. Потім виростили бластоцисту і пересадили її до матки тієї самої вівці. І ця вівця народила «доньку» на ім’я Доллі, яка була клоном материнського організму. Була також клонована трансгенна вівця Поллі з активним геном одного з чинників зсідання крові людини, при цьому продукт цього гена виділявся з молоком. Під час клонування кіз було створено ГМО, у яких активно працював ген людського тромбіну. Таким чином, клоновані трансгенні організми можуть слугувати живим «фармацевтичним заводом», який природним шляхом виробляє ті чи інші речовини, що їх використовують для лікування захворювань людини. Вчені виростили перші в світі ембріони-химери, що складаються з клітин людини й свині. Ці ембріони можуть допомогти створити технологію вирощування людських органів всередині тварин. |
|
Селекція - наука про створення нових форм організмів з цінними для людини властивостями.
теоретична основа ⇒ Генетика. Молекулярна біологія. Молекулярна генетика. Біохімія. Мікробіологія. Еволюційна біологія. Екологія.
 | Піонером селекції в нашій країні є Микола Іванович Вавилов. Важливо !!! ⇒ Генетична різноманітність вихідного матеріалу |
Сучасні напрями селекції:
1. Маркерна - використання маркерів для визначення розташування генів, що відповідають за селекційно-цінні ознаки.
| Нині найширше використовують молекулярні маркери з ДНК-чіпами. Поширена в селекції рослин і тварин для добору за генотипом та дослідження моногенних ознак й основних генів локусів полігенних (кількісних) ознак. |
2. Геномна - тестування геному одразу за великою кількістю маркерів.
| Сканування геному відбувається за участі ДНК-чіпів з десятками тисяч маркерів. Геномну селекцію застосовують у селекції рослин і тварин для добору організмів за генотипом та дослідження полігенних ознак. |
3. Адаптивна - виведення сортів і порід з високим адаптивним потенціалом (стійкістю до несприятливих кліматичних змін і захворювань, до різних стресів)
| Створення адаптивних сортів і порід з високою й стійкою продуктивністю в різних умовах довкілля, стійких до екстремальних умов вирощування, основних захворювань - актуальна проблема сучасної селекції. |
задавання:
- Удосконалення старих і виведення нових форм пристосованих до сучасного с / г
- Забезпечення максимального виробництва харчових продуктів при мінімальних витратах.
- Введення в культуру нових видів (наприклад, введення в культуру ламінарії, салатних рослин - руколи, спаржі, базиліку).
досягнення селекції:
1. Нові перспективи розвитку молекулярної біології ( ДНК-гібридизації), біохімії (отримання ферментів), і біотехнології (генетичне редагування CRISPR/Cas9)....
2. Забезпечення продовольчої безпеки (створено нові, стійкі й більш продуктивні сорти рису, пшениці, кукурудзи, у 1940-1960 рр. «Зелена революція» в Мексиці, Пакистані та Індії...)
3. Основа розв'язування проблем голоду.
| Станом на 2016 р., за даними Продовольчої і сільськогосподарської організації ООН (ФАО), у світі від голоду страждають 815 млн людей, а це 11 % населення Землі. |
4. Дослідження є важливими для:
- забезпечення міцного здоров'я (нові сорти для органічного землеробства, зерно яких має дієтичні та лікувальні властивості),
- отримання доступної й чистої енергії (штами бактерій для отримання біопалива),
- отримання чистої води (нові сорти рослин, штами мікроорганізмів для очищення водойм).
- створення стійкого посадкового матеріалу для відтворення лісових ресурсів з метою отримання продукції (активованого вугілля, живиці, ефірних олій) та збереження екосистем
Отже, сучасна селекція є важливою наукою з визначними досягненнями й важливими перспективами для забезпечення сталого розвитку.
Внесок вітчизняних учених:
установи ⇒ Національна академія аграрних наук України, Всеукраїнський науковий інститут селекції (Київ)...
| Інститут картоплярства НААН України, Інститут рослинництва ім. В. Я. Юр'єва НААН України, Селекційно-генетичний інститут в Одесі, Миронівський інститут пшениці ім. В. М. Ремесла НААН України, Інститут зернових культур у місті Дніпро, Національний науковий центр Інститут бджільництва ім. П. І. Прокоповича, Інститут свинарства і агропромислового виробництва НААН України в Полтаві, Інститут рибного господарства НААН України та ін. |
українські селекціонери:
- Л. П. Симиренко (1855-1920), В. Л. Симиренко (1891-1938) - видатні помологи і вчені-садівники;
 Ренет Симиренка - зимовий сорт яблуні домашньої, один із найвідоміших сортів яблук. Сорт названий Левком Симиренком на честь свого батька Платона, а внук Володимир присвятив своє життя розвитку садівництва. Що таке помологія? Яке значення мала діяльність родини Симиренків у розвитку селекції рослин? |
- В. М. Ремесло (1907-1983) - закріпив за Україною статус «житниці Європи», селекціонував 40 сортів зернових культур...
- П. Х. Гаркавий (1908-1984) → 14 сортів озимого і 23 ярого ячменю;
- М. Ф. Іванов (1871-1935) → вивів асканійську породу тонкорунних овець і українську степову білу породу свиней;
- В. С. Пустовойт (1886-1972) → 34 високоолійних сортів соняшнику;
- Л. Л. Семполовський (1868-1960)→ сорти цукрового буряку;
- В. Я. Юр'єв (1879-1962) → сорти озимої і ярої пшениці, проса, кукурудзи...
- О. С. Алексєєва (1926-2006) → 30 сортів гречки...
Отже, вітчизняні селекціонери створили чимало сортів і порід, що стали надбанням національної й світової селекції.
СТАВЛЕННЯ Біологія + Цивілізації. Кукурудза і селекція Кукурудза є найдавнішою культурною хлібною рослиною, що разом з квасолею та гарбузом стала харчовою тріадою доколумбових цивілізацій. Найвідоміші цивілізації ацтеків (Мексиканське нагір'я), майя (півострів Юкатан, Гватемала), інків (Анди, Болівійське нагір'я), чибча (гірська Колумбія) існували завдяки агрокультурі, основою якої була кукурудза. Оцініть значення біологічних наук у селекції цієї культури від дрібної дикої рослини (теосінте) до сучасних високопродуктивних гетерозисних різнобарвних сортів.
|
Методи селекції. Гетерозис.
Сорт рослин (порода тварин) - група особин одного виду з загальними ознаками цінними для людини.
Штам - чиста культура мікроорганізмів.
 |  |  |
| Лимонна | Дюшес | Тріумф Пакгами |
- Традиційні методи:
І. Штучний добір - допущення до розмноження тільки певних особин
буває ⇒ несвідомий (з давніх часів) і методичний (відповідно до визначених завдань)
індивідуальний (в тваринництві !!) і масовий (в рослинництві)
ІІ. Гібридизація - отримання потомства шляхом об'єднання генетичного матеріалу 2 організмів.
1. Внутрішньовидова:
а) Інбридинг - близькоспоріднені схрещування.
"+" ⇒ підвищує гомозиготність, використовують для отримання чистих ліній
"-" ⇒ ослаблення потомства
Споріднене схрещування - це гібридизація організмів, які мають безпосередніх спільних предків.
| Прочитати Споріднене схрещування - це гібридизація організмів, які мають безпосередніх спільних предків. Унаслідок спорідненого схрещування з кожним наступним поколінням гібридів підвищується їхня гомозиготність. Це пояснюється тим, що чим більша генетична подібність батьківських форм, тим вища ймовірність поєднання в генотипі нащадків одних і тих самих алелей різних генів. У самозапильних рослин уже в 10-му поколінні спостерігають майже повну гомозиготність (до 99,9%), а при схрещуванні братів із сестрами або батьків з нащадками такий самий результат може бути досягнений після 20-го покоління. Проте 100%-ної гомозиготності за всіма генами досягти не вдається, оскільки вона порушується мутаціями, що виникають. Споріднене схрещування може призводити до негативних наслідків: ослаблення або навіть виродження нащадків. Це пояснюється підвищенням ймовірності переходу в гомозиготний стан рецесивних летальних або сублетальних алелей, які можуть проявитися у фенотипі. Таким чином, тісне споріднене схрещування часто призводить до появи нащадків з різними спадковими вадами. Загалом у людини відомо кілька рецесивних летальних алелей, здатних у гомозиготному стані спричинити смерть. Тому шлюби між близькими родичами у багатьох народів вважалися небажаними або взагалі заборонялися релігією чи законами. У селекції споріднене схрещування застосовують для одержання чистих ліній. Воно дає можливість перевести в гомозиготний стан алелі, які визначають цінні для селекціонерів стани ознак. |
б) Аутбридинг - з'єднання цінних якостей 2 неспоріднених ліній
Гетерозис - організми F1 мають підвищену життєздатність і продуктивність.
Але !!! ⇒ ефект послаблюється і зводиться нанівець до 7 поколінню.
Гетерозис можна закріпити вегетативним розмноженням.
Неспоріднене схрещування - це гібридизація організмів, які не мають тісних споріднених зв’язків протягом останніх шести поколінь.
Прочитати Неспоріднене схрещування - це гібридизація організмів, які не мають тісних споріднених зв’язків протягом останніх шести поколінь. Застосовують для поєднання в генотипі нащадків генів, які зумовлюють цінні якості, властиві представникам різних ліній, порід або сортів. При неспорідненому схрещуванні з кожним наступним поколінням зростає гетерозиготність нащадків. У нащадків від неспорідненого схрещування часто спостерігають явище гетерозису, або гібридної сили. Гетерозис (від грец. гетероіозіс - зміна, перевтілення) - явище, за якого перше покоління гібридів, одержаних від неспорідненого схрещування мас підвищену життєздатність і продуктивність порівняно з вихідними батьківськими формами. У гетерозисних форм сублетальні та летальні рецесивні алелі переходять у гетерозиготний стан, завдяки чому їхній несприятливий вплив не проявляється у фенотипі. Найчіткіше гетерозис проявляється в першому поколінні гібридів. У наступних поколіннях, завдяки явищу |
2. Міжвидова (віддалена):
| ожиномалина ⇒ малина + ожина | |
| сорт тайбері | сорт кумберленд |
 |  |
| йошта ⇒ смородина + агрус | слива ⇒ терн + алича |
 |  |
| плуот ⇒ слива + абрикос | апріум ⇒ абрикос( 75%) + слива |
 |  |
| неші ⇒ груша + яблуко | тритикале ⇒ пшениця + жито |
 |  |
| тигролев ⇒ левиця + тигр | лігр ⇒ тигриця + лев |
 |  |
| мул ⇒ жеребиця + осел | зеброїд ⇒ кінь + зебра |
 |  |
| собакововк ⇒ собака + вовк | бістер ⇒ білуга + стерлядь |
 |  Перспективним методом селекційної роботи є віддалена гібридизація - схрещування особин, які належать до різних видів і навіть родів з метою поєднання у генотипі гібридних нащадків цінних спадкових ознак представників різних видів. |
Прочитати Перспективним методом селекційної роботи є віддалена гібридизація - схрещування особин, які належать до різних видів і навіть родів з метою поєднання у генотипі гібридних нащадків цінних спадкових ознак представників різних видів. За допомогою віддаленої гібридизації створено гібриди: пшениці й жита - тритикале. Відомі міжвидові гібриди й серед плодово-ягідних культур (наприклад, малини та ожини, сливи та терену). У тваринництві також виведено численні міжвидові гібриди. Так, добре відомий гібрид кобили і віслюка - мул. який відрізняється значною силою, витривалістю та довшим терміном життя порівняно з батьківськими видами. Гібрид білуги і стерляді (бістер) швидко росте і має високі смакові властивості м’яса. Проте селекціонери часто стикаються з проблемою безпліддя міжвидових гібридів, гамети яких зазвичай не дозрівають. Навіть за умови однакової кількості хромосом у каріотипах батьківських форм, їхні хромосоми можуть відрізнятися за розмірами й особливостями будови і тому нездатні кон’югувати в процесі мейозу. |
- Сучасні методи:
1. Метод поліплоїдізації - кратне збільншення хромосомного набору
- підвищення продуктивності!!
2.Метод експериментального мутагенезу - штучне одержання мутацій спрямованою дією різних мутагенів
- можна отримати мутації, що трапляються в природі зрідка або не виявляються
3. Методи генної та клітинної інженерії
значення новітніх методів:
І. Розширення спектра генетичної мінливості - можливість отримувати цінний селекційний матеріал зі спадково зміненими властивостями та ознаками
Генетичні банки - сховище насіння, статевих і соматичних клітин, придатних для відтворення представників видів, сортів і порід.
- Найбільший у світі - Свалбардський глобальний банк насіння рослин на о. Шпіцберген (Норвегія).
- В Україні Національний центр генетичних ресурсів → 27 000 зразків насіння 203 видів рослин.
II. Підвищення ефективності відбору
- перспективним є добір за допомогою молекулярних маркерів
III. Підвищення інформативності селекційного процесу завдяки комп'ютеризації, впровадженню методів моделювання
- використання фітотронів (камер штучного клімату) → моделюють умови вегетації рослин для експериментальних досліджень
IV. Скорочення термінів створення сортів, порід і штамів
- технології клонального мікророзмноження → значно прискорюють селекційний процес
Сталий розвиток природи й суспільства - розвиток суспільства, за якого економічне зростання, матеріальне виробництво і споживання відбуваються в межах, що визначаються властивістю екосистем до самовідновлення.
Г. Х. Брундтланд (норв.) → термін
мета → збереження людства, завдання → збереження умов існування екосистем і біосфери
принципи:
- Екологізації економіки й суспільного життя.
- Екоресурсної ємністі.
- Соціальної рівноправності.
- Сталого споживання та виробництва
- Коеволюції - взаємодія розвитку людства й природи.
Основні напрями сучасної екологічної політики України.
15 вересня 2017 р. - Національна доповідь → представлено 17 глобальних цілей національного розвитку.
Іл. Глобальні цілі сталого розвитку
Природні ресурси:
- мінеральні, кліматичні, лісові, водні...
- вичерпні (відновлювані й невідновлювані) й невичерпні.
принципи природокористування:
- «нульовий рівень» споживання природних ресурсів;
- відповідність антропогенного навантаження ресурсному потенціалу певного регіону;
- збереження цілісності природних екосистем у процесі їх господарського використання;
- збереження природного кругообігу речовин у процесі антропогенної діяльності;
- погодження виробничого й природного ритмів;
- пріоритетність екологічної оптимальності на довгострокову перспективу.
Важливо!!! → екологічна освіта:
- усвідомлення пріоритетних загальнолюдських цінностей,
- знання про основні джерела порушення природної рівноваги,
- усвідомлення відповідальності перед суспільством.
Екологічне мислення - відображення дійсності, що передбачає усвідомлення людиною екологічних взаємозв'язків природи.
Необхідність міжнародного природоохоронного співробітництва!!!
причини:
- глобальний характер багатьох екологічних проблем;
- транскордонний характер забруднення довкілля;
- міжнародні зобов'язання України щодо охорони довкілля;
- наявність міжнародних природних ресурсів;
- вигода від міжнародного обміну досвідом та технологіями;
- можливості залучення міжнародних інвестицій.
Форми міжнародного співробітництва:
- організація наукових і практичних зустрічей;
- створення міжнародних організацій;
- укладання офіційних договорів та угод;
- діяльність міжнародних громадських партій та організацій → Грінпіс, Всесвітній фонд дикої природи...
**************************************************************************************
Природно-заповідний фонд України (ПЗФ) - ділянки суходолу і водойм, природні комплекси та об’єкти яких мають особливу природоохоронну, наукову, естетичну тощо цінність для збереження різноманіття ландшафтів, генофонду видів, підтримання екологічного балансу.
1. Біосферні заповідники (5) - створені з метою збереження в природному стані найтиповіших природних комплексів (ПК) і здійснення екологічного моніторингу
- охороняються усі компоненти біосфери
- реалізуються міжнародні наукові і природоохоронні програми
→ Асканія-Нова, Карпатський, Чорноморський, Дунайський, Чорнобильський
2. Природні заповідники (19) - створені з метою збереження в природному стані типових для даної місцевості чи унікальних ПК
- природоохоронні науково-дослідні установи загальнодержавного значення
→ "Медобори", Поліський, Український степовий...
3. Національні природні парки (52)- це природоохоронні і культурно-просвітницькі установи, покликані охороняти цінні природні, історико-культурні комплекси і об’єкти від більшості видів людської діяльності.
→ «Подільські Товтри», Святі гори, Шацький ...
4. Регіональні ландшафтні парки - природоохоронні рекреаційні установи, створені з метою збереження в природному стані типових або унікальних природних комплексів та об’єктів, а також забезпечення умов для організованого відпочинку населення.
→ Донецький кряж, Слов'янський курорт ...
5. Заказники - об’єкти, створені з метою збереження і відтворення окремих видів організмів та інших природних ресурсів.
→ Приозерний, озеро Ріпне...
6. Заповідні урочища - цілісні ландшафти, які мають важливе наукове, природоохоронне та естетичне значення.
7. Пам’ятки природи - окремі унікальні природні об’єкти, які мають наукове, пізнавальне, історичне, культурно-естетичне значення.
→ озеро Синевир, 600-річний дуб (Св'ятогірськ)
8. Дендрологічні парки (дендропарки) (19) - території, на яких вирощують різні види деревних рослин, вони мають науково-дослідницьке та культурно-просвітницьке значення.
→ «Олександрія», "Софіївка", Дендропарк Маяцького лісництва
9. Парки-пам’ятки садово-паркового мистецтва - цінні зразки паркового будівництва з метою охорони їх і використання в естетичних, виховних, наукових, природоохоронних та оздоровчих цілях.
→ Алупкінський парк, Феофанія...
10. Ботанічні сади → вивчення, збереження, акліматизація рідкісних видів флори, проведення освітньо-виховної роботи
→ ім. Миколи Гришка (Києв), Нікітський (Крим)
11. Зоологічні парки → вивчення, збереження, акліматизація рідкісних видів фауни, проведення освітньо-виховної роботи
→ Київський, Миколаївський...
Червона книга та чорні списки. Зелена книга України.
1953 р. - перший Міжнародний червоний список (МСОП при ЮНЕСКО ) на папері червоного кольору.
Пітер Скотт (англ.) запропонував → «Червона книга»
Іл. Види Червоного списку МСОП: 1 - казуар шоломоносний; 2 - ірбіс; 3 - горила гірська; 4 - тигр амурський; 5 - носоріг яванський
Червона книга України - державнй документ, список видів тварин, рослин, грибів, які перебувають під загрозою зникнення.
- 1980 р. → 1-ше видання Червоної книги України,
- у 1994 (тварини) і 1996 (рослини і гриби) → 2-ге,
- в 2002 р. - Закон «Про Червону книгу України»
- 2009 р. → 3-тє видання Червоної книги Укр. ⇒ 542 види тварин, 826 видів рослин і грибів
Назва, опис будови, поширення, чисельності, перелік заходів щодо їхньої охорони, картосхеми та ілюстрації занесених видів.
- наприклад, Зубр Bison bonasus → дивись тут@
категорії:
- зниклі: відсутня будь-яка інформація (тюлень-монах, довгокрил звичайний, кулан, сайгак, соболь, росомаха, стерв'ятник, степовий орел та ін.);
- зниклі в природі: збереглися лише у спеціально умовах (зубр);
- зникаючі: під загрозою зникнення (трюфель їстівний, їжак вухатий);
- вразливі: можуть бути зникаючими (махаон, саламандра плямиста, тис ягідний, зозулині черевички);
- рідкісні: (айстра альпійська, лелека чорний, жук-олень);
- неоцінені: можуть бути вразливими чи рідкісними (лілія лісова, підсніжник білосніжний, видра річкова);
- недостатньо відомі: немає повної інформації.
Іл. Рослини Червоної книги України: 1 - зозулині черевички справжні (вразливий вид); 2 - шафран Гейфеля (неоцінений вид); 3 - підсніжник білосніжний (неоцінений вид); 4 - цибуля ведмежа (неоцінений вид); 5 - лілія лісова (неоцінений вид); 6 - айстра альпійська (рідкісний вид); 7 - місячниця (лунарія) оживаюча (неоцінений вид); 8 - сон лучний (неоцінений вид); 9 - тис ягідний (вразливий вид)
Іл. Тварини Червоної книги України: 1 - жук-олень (рідкісний вид); 2 - махаон (вразливий вид); 3 - стерлядь прісноводна (зникаючий вид); 4 - саламандра плямиста (вразливий вид); 5 - мідянка звичайна (вразливий вид); 6 - лелека чорний (рідкісний вид); 7 - пугач (рідкісний вид); 8 - їжак вухастий (зникаючий вид); 9 - видра річкова (неоцінений вид); 10 - зубр (зниклий у природі)
Іл. Гриби Червоної книги України: 1 - трюфель їстівний (зникаючий вид); 2 - зморшок степовий (рідкісний вид); 3 - боровик бронзовий (вразливий вид); 4 - решіточник червоний (рідкісний вид); 5 - модринова губка (зниклий вид)
Чорний список МСОП:
- на 2008 р. → 844 види вимерлих тварин
підстава для внесення → відсутність відомостей про існування ≈50 років
→ гагарка велика, гігантський одуд, голуб мандрівний, європейський лев, зебра квага, маврикійський дронт, мамут, морська корова, пелікан новозеландський, сумчастий тасманійський тигр, фолклендський вовк, яванський тигр, тур, тарпан...
Іл. Тур (1), тарпан (2)
причини вимирання:
- інтродукція → завезені тварини (кішки, пацюки),
- знищення природних екосистем для с/г, промисловості...
у 1987 р. → 127 рідкісних й зникаючих угруповань (соснові жовторододендронові ліси, ялинові ліси Полісся, формація латаття білого, формації ковили української)
Пройти тест за 17.03.23 (Обов'язково)
https://naurok.com.ua/test/join?gamecode=2598959
Пройти тест за 10.03.23 (Обов'язково)
https://naurok.com.ua/test/join?gamecode=4782497
Забруднення атмосфери - надходження в повітря газуватих хімічних речовин, твердих часточок і біологічних матеріалів, що можуть чинити негативний вплив на організми та їх угруповання.
- локальне й глобальне,
- природне (вулкани, космічний вплив, лісові пожежі) й антропічне.
основні забруднювачі:
- атмосферний пил (попіл, сажа),
- аерозолі,
- вуглеводні (СН4, С2Н4, поліциклічні ароматичні вуглеводні, бензопірен),
- вуглекислий газ, чадний газ (CO),
- оксиди Нітрогену (NO, NO2), оксиди Сульфуру (SO2, SO3), ванадій(V) оксид (V2O5),
- тропосферний озон (сильний фотоокисник з небезпечною дією на органи дихання).
їх види:
- механічні - пил цементних заводів, дим і сажа від спалювання вугілля
- хімічні - пилуваті або газуваті речовини, що можуть вступати в хімічні реакції
основні джерела забруднення:
- теплоенергетика,
- промисловість,
- транспорт,
- нафто- і газопереробна промисловість,
- випробування ядерної зброї тощо.
Екологічні наслідки забруднення атмосфери:
1. Руйнування озонового шару вуглеводнями (холодильні установки, аерозолі) призводить до утворення озонових дір.
озонові діри → небезпека згубної дії УФ- випромінювання.
 |
2. Парниковий ефект - нагрівання нижніх шарів атмосфери внаслідок поглинання водяною парою, вуглекислим газом відбитого від поверхні планети теплового випромінювання.
причина → підвищення концентрації СО2 і СН4 внаслідок спалювання органічного палива
3. Смог - видиме сильне забруднення повітря, що характеризується поєднанням часточок пилу, краплин туману, газуватих забруднювачів і диму.
причина → викиди вихлопних газів, продукти згоряння вугілля, мазуту, дизельного палива
 |  |
4. Кислотні опади - атмосферні опади, кислотність яких перевищує нормальне значення (рН ≤ 5,5).
причина → сульфур(IV) оксид, оксиди Нітрогену, хлороводень (робота ТЕС, автомобільних двигунів) сполучаються з атмосферною вологою й утворюють дрібні краплинки сульфатної та нітратної кислот, що випадають на поверхню Землі.
Забруднення повітря ⇒ організм людини:
- 1) знижується адаптаційні можливості, стійкість до негативних чинників;
- 2) підвищується рівень захворюваності: на хронічний бронхіт, бронхіальної астми, онкологічних захворювань дихальної системи;
- 3) негативно впливає на рівень смертності.
Охорона атмосфери - система заходів, пов'язаних із збереженням, поліпшенням та відновленням стану атмосферного повітря, запобіганням його забруднення.
Основні заходи:
- економічні заходи → застосування підприємствами екологічних фільтрів, абсорберів для очищення повітря, раціоналізація процесів спалювання, створення безвідходних технологій виробництва;
- організаційні заходи → створення санітарно-захисних зон для підприємств, озеленення й зонування населених місць, перехід на експлуатацію екологічного транспорту, впровадження «зелених» альтернатив;
- соціальні заходи → контроль технічного стану транспортних засобів, складу палива; утилізація сміття;
- законодавчі правові заходи → розробка нормативів, стандартів, прийняття законів: Закон України «Про охорону атмосферного повітря» (1992)...
Для визначення якості повітря фактичні концентрації забруднювачів порівнюють з ГДК → на цій основі й формується комплексний індекс забруднення атмосферного повітря (КІЗА).
- Найбільш забруднені містами України ( 2018 р.) ⇒ Маріуполь, Одеса, Луцьк, Дніпро, Київ, Кривий Ріг, Запоріжжя.
- Найменш забруднені ⇒ Горішні Плавні Полтавської області, Ізмаїл, Світловодськ, Чернівці.
Забруднення гідросфери - це надходження у водойми рідких, твердих і газуватих речовин у кількостях , що змінюють властивості води і є шкідливими для водних екосистем.
основні забруднювачі ⇒ нафтопродукти, стічні води, пестициди, нітрати, фосфати, синтетичні мийні засоби, пластикові вироби, поліетиленові пакети, мінеральні добрива із суходолу.
види забруднень:
- механічне → засмічення, забруднення піском, глиною;
- хімічне → нафта, нафтопродукти, пестициди, сполуки важких металів, діоксини, антибіотики, добрива;
- фізичне → тепло, радіонукліди Цезій-137, Стронцій-90, Калій-40;
- біологічне → бактерії, ентеровіруси, яйця гельмінтів, спори грибів.
основні джерела забруднення ⇒ целюлозно-паперові, хімічні, нафтопереробні, металургійні комбінати, стоки населених пунктів, с/г.
Наслідки забруднення гідросфери:
- 1) зниження первинної біологічної продукції (на 10 %);
- 2) деградація й руйнування водних екосистем;
- 3) скорочення запасів прісної води;
- 4) погіршення якості води;
- 5) збільшення частоти інфекційних захворювань (холера, дизентерія, онхоцеркоз).
Основні екологічні проблеми гідросфери:
1. Проблема стічних вод - дуже небезпечні стоки целюлозно-паперової промисловості.
2. Проблема промислових відходів → масове отруєння людей сполуками ртуті у рибі (хвороба Мінамати), кадмієм - недоброякісна вода (хвороба ітай-ітай)...
3. Евтрофікація водойм - підвищення біологічної продуктивності водних екосистем унаслідок накопичення у воді біогенних елементів (Нітроген, Фосфор, Калій), що призводить до заростання водойм, обміління, скорочення рибних ресурсів, утворення боліт та ін.
4. Цвітіння води - масове розмноження фітопланктону, що спричиняє зміну забарвлення води і погіршує кисневу забезпеченість вод.
5. Розливи нафти → утворюється на поверхні води плівка й порушується обмін речовин між океаном і атмосферою, що впливає на клімат, спричиняє загибель гідробіонтів.
6. Дефіцит водних ресурсів - відсутність достатніх запасів для забезпечення потреб населення в чистій питній воді ( 40 % населення світу).
7. Танення льодовиків - зменшення площі льодовиків по всьому світу, що істотно впливає на наявність джерел прісної води, існування гірських екосистем та рівень води в океанах.
Якість природної води - це сукупність фізичних, хімічних, біологічних і бактеріологічних показників, що зумовлюють придатність води для використання.
- порушення якості води виявляється у зміні:
- фізичних властивостей → прозорості, запаху, присмаку
- хімічного складу → кислотності, кількості домішок, вмісту отруйних речовин,
- зменшенні вмісту кисню,
- зміні кількості та видового складу мікроорганізмів, появі хвороботворних бактерій.
- способи оцінювання якості:
- фізико-хімічні
- бактеріологічні
- біологічні.
Біоіндикація - метод оцінювання якості води за видовим складом і показниками кількісного розвитку видів-індикаторів.
Охорона водойм - сукупність заходів, спрямованих на запобігання забрудненню та виснаженню вод.
заходи:
- організаційні → створення санітарних зон, прибережних захисних смуг;
- економічні → технології очищення стічних вод, оборотного водопостачання;
- соціальні → виховання бережливого ставлення до води, екологічна освіта;
- правові → нормування якості води, державний моніторинг вод, дотримання природоохоронних законів: «Водний кодекс України», Закон України «Про питну воду, питне водопостачання та водовідведення».
Основні види та чинники забруднення довкілля
Механічне | Фізичне | Хімічне | Біологічне |
Сміття побутове, відходи побутові, органічний і неорганічний пил, сажа, смолянисті речовини | Теплове, шумове, електромагнітне, світлове, радіаційне випромінювання | Хімічні речовини: оксиди, кислоти, солі важких металів, пестициди, нітрати, пластмаси, синтетичні поверхнево-активні речовини (СПАР) | Біотичне, мікробіологічне, продукти генетичної інженерії |
До яких видів забруднення найбільш уразливі екосистеми вашої місцевості?
ЯКІСТЬ ДОВКІЛЛЯ - міра відповідності навколишнього середовища і природних умов потребам людей та інших організмів.
Забруднення, особливо антропогенного походження, спричиняє гостру екологічну кризу, зумовлену деградацією об'єктів навколишнього середовища. Для оптимізації взаємодії людини з природою важливо проаналізувати стан навколишнього природного середовища, оцінити потенційні можливості біосфери до самовідновлення, визначити різні типи впливів на природні екосистеми. У зв'язку з цим важливим є означення поняття якості довкілля.
Вплив деяких хімічних забруднювачів на здоров'я людини
Карбон(ІІ) оксид (чадний газ) | Унаслідок взаємодії з гемоглобіном крові утворює карбоксигемоглобін, що може призвести до погіршення гостроти зору, роботи серця та легенів, порушення дихання і навіть смерті |
Вуглеводні (бензин, метан) | Мають наркотичну дію, викликають головний біль, запаморочення |
Плюмбум | Викликає головний біль, анемію, нервові розлади, пологові дефекти, затримку фізичного та психічного розвитку |
Пестициди | Мають канцерогенний вплив, спричинюють ушкодження печінки, порушення ембріонального розвитку |
Нітрати | Викликають утруднення дихання, підвищують дитячу смертність, унаслідок хімічних перетворень утворюються канцерогенні сполуки |
Радіонукліди | Мають канцерогенний вплив, призводять до мутацій |
Забруднення атмосфери - надходження різних за походженням і хімічним складом забруднювачів у кількостях і концентраціях, що змінюють склад і властивості повітряних мас, шкідливо впливають на організми.
Забруднення довкілля – це надходження в навколишнє середовище речовин та енергії, що призводить до порушення структури й функцій біосистем.
Забруднення може статися внаслідок дії чинників:
природних (землетруси, виверження вулканів, зсуви);
антропогенних (забруднення атмосферного повітря, водойм, ґрунту, екосистем).
Основними антропогенними забруднювачами є:
хімічна промисловість,
металургія (чорна та кольорова),
сільське господарство,
енергетика (нафтопереробні заводи, ТЕС, ТЕЦ, ГЕС, АЕС),
транспорт (передусім автомобільний).
Забруднювачем (полютантом) є будь-який фізичний агент, хімічна речовина або біологічний вид, котрий потрапляє в довкілля чи виникає у ньому в кількості, що виходять за межі звичайної наявності.
Пройти тест за 03.03.23 (Обов'язково)
Пройти тест за 10.02.23 (Обов'язково)
Екосистема – сукупність організмів різних видів, які взаємодіють між собою і з середовищем через колообіги речовин і енергії.
Завдання №1. Доповнити схему "Структура екосистеми", користуючись матеріалом під схемою.
У структурі будь-якої екосистеми розрізняють абіотичну (умови середовища існування) та біотичну (сукупність взаємопов’язаних організмів) частини. До абіотичної частини належать: неорганічні сполуки (кисень, вуглекислий газ, азот, вода тощо), органічні сполуки (рештки організмів і продукти їхньої життєдіяльності), мікроклімат (середньорічна температура, вологість тощо).
Біотичну частину становлять популяції організмів з різним типом живлення: продуценти – автотрофні організми (рослини, хемотрофні прокаріоти); консументи – гетеротрофні організми, які живляться іншими організмами, соками цих організмів або їхніми рештками (рослиноїдні тварини, хижаки, паразити); редуценти – гетеротрофні організми, які живляться залишками або продуктами життєдіяльності організмів, розкладаючи їх до неорганічних сполук (членистоногі, гриби, бактерії).
Отже, екосистему складено з живих та неживих компонентів. У межах екосистеми відбувається повний цикл обміну речовин, починаючи з утворення органічних сполук і закінчуючи її розкладанням на неорганічні складники. Екосистема зберігає стійкість протягом певного часу, що забезпечується структурою біотичних та абіотичних компонентів та їхніми взаємодіями.
Характеристики екосистем:
1. Видове різноманіття → видове багатство (кількість видів) та рівномірність (співвідношення розподілу особин між видами в екосистемі).
2. Щільність популяцій – число особин (тварин, рослин, мікроорганізмів) на одиницю об’єму (води, повітря або ґрунту) або поверхні (ґрунту або дна водойми).
3. Біомаса – загальна маса органічної речовини екосистеми на одиницю поверхні.
- max → тропічні ліси
Біологічна продуктивність - кількість біомаси, відтвореної організмами екосистеми за одиницю часу.
Властивості екосистем:
1. Цілісність.
2. Стійкість.
3. Здатність до самовідтворення.
4. Саморегуляція.
| Цілісність екосистеми забезпечується взаємозв’язками організмів між собою та чинниками неживої природи. Унаслідок цих взаємозв’язків виникають потоки енергії та колообіг речовин, що об’єднують усі складники екосистеми в єдину цілісну систему. Стійкість екосистеми залежить від різноманітності форм життя в ній, від стійкості організмів і популяцій, які до неї входять. Вона виявляється в їхній здатності до збереження в несприятливих умовах. Отже, основою стійкості організмів є їхня здатність до адаптації. Здатність до самовідтворення зумовлена здатністю популяцій організмів, які входять до складу екосистеми, відтворювати свою чисельність, а також брати участь у регуляції чисельності популяцій інших видів. Саморегуляція екосистем полягає в коливаннях показників їхньої продуктивності і потоків енергії навколо оптимальних значень |
Основні біоми Землі.
Біом – великий тип екосистем, який характеризується схожим характером рослинності та займає певні регіони планети.
- 1916 р. Фредерік Клементс (амер.) → термін
види: наземні та водні біоми
- залежать від кількості сонячної радіації та вологості
Завдання №2. Скласти схему "Види біомів", користуючись матеріалом:
| До наземних біомів належать тундра, степ, пустеля, тайга, ліси (листопадні, субтропічні сухі, тропічні, гірські) тощо. Водні біоми поділяють на прісноводні та морські. Прісноводні біоми – стоячі води (озера, ставки), текучі води (річки, потоки) та болота. До морських біомів належать, наприклад, пелагіаль (відкритий океан), континентальний шельф (прибережні води), літораль (зона узбережжя дна), естуарії (прибережні бухти, проливи, гирла рік тощо). |
У межах України:
1. Листопадні ліси → в помірному поясі в умовах достатньої вологості.
- опадів≈ 600 – 700 мм.
2. Степи → в помірному поясі в умовах посушливого клімату.
- опадів ≈ від 250 до 750 мм.
3. Гірські ліси Карпат → в помірному поясі в умовах достатньої вологості.
- опадів ≈ 650 – 750 мм.
4. Субтропічні сухі ліси Південного узбережжя Криму
- опадів ≈ 600 мм на рік
Штучні екосистеми людина створює для власних потреб:
- вирощування рослин, які людина використовує в їжу (поля, сади)
- захист ґрунтів (лісосмуги)
- зниженню рівня шуму в містах, місце відпочинку (сквери, парки)
- вивчення тварин і рослин (зоопарки, ботанічні сади...)
Демекологія (від грец. демос - народ) - розділ екології, що вивчає умови формування, структуру, функціонування і динаміку розвитку популяці (популяційна екологія)
- засновник Чарльз Елтон (англ.)
Популяція - сукупність організмів одного виду, що займають обмежений ареал та ізольовані від інших популяцій даного виду.
структура:
1. Статева - співвідношення особин різних статей
- первинне співвідношення → визначається в момент запліднення ⇒ 1:1 - завдяки генетичній детермінації
- вторинне співвідношення → під дією умов середовища і особливостей розмноження
2. Вікова - розподіл особин популяції за віковими групами
- у стабільних популяціях розподіл вікових груп є більш рівномірним,
- в популяціях, для яких характерне зменшення чисельності, переважають особини старшого віку
3. Просторова - розподіл особин популяції по території, яку вона займає
- залежить від різноманітності умов довкілля та біологічних особливостей виду, передусім від рухливості та поведінки
а) випадковий (наприклад, розподіл дощових черв'яків у ґрунті),
б) рівномірний (наприклад, розподіл дерев у лісі) та
в) груповий (наприклад, у слонів чи приматів) - найчастіше в природі!
4. Етологічна - система взаємозв'язків між особинами, що проявляється в їхній поведінці.
- поодинокий (більшість павуків, каотячих)
- груповий спосіб життя у вигляді родин, колоній, зграй, табунів
Отже, статева, просторова, вікова, етологічна структури популяцій належать до головних екологічних характеристик популяцій.
Характеристики популяцій:
1. Життєздатність - сукупність властивостей, ознак і процесів, що забезпечують притаманну їй здатність підтримувати рівень організації, необхідний для здійснення функцій в екосистемах та відновлення, розселення й еволюції у часі.
2. Популяційний ареал - простір, заселений особинами конкретної популяції.
- у равлика виноградного - ареал ізольований локальний, досягає декількох десятків метрів,
- у водяної полівки - лінійний тип ареалу, площею від одного до декількох десятків гектарів,
- у лелеки білого - континуальний, що включає гніздову територію, перелітні шляхи й місця зимівлі в Африці
3. Чисельність - загальна кількість особин, що входять до складу даної популяції.
- у комах і рослин відкритих просторів чисельність у популяціях може досягати тисяч і мільйонів особин,
- у популяції деяких ссавців може бути кілька сотень або тисяч особин.
4. Щільність - середня кількість особин, що припадає на одиницю площі або об'єму простору, зайнятого популяцією.
5. Динаміка - це сукупність біологічних й екологічних процесів, що змінюють розміри ареалу, чисельність особин, склад популяцій за статтю, віком, поведінкою, розташуванням у просторі.
показники:
- народжуваність,
- смертність,
- природний приріст,
- іміграція (вселення),
- еміграція (виселення) та ін.
Отже, головними характеристиками популяцій є їхня структура, популяційний ареал, чисельність, щільність і динаміка.
Основні механізмами регуляції чисельності популяцій:
- регуляція взаємозв'язками із популяціями інших видів (наприклад, чисельність рисі залежить від чисельності зайців); стабільне співіснування популяцій двох видів, що конкурують за однаковий набір ресурсів за умови незмінності екологічних чинників, є неможливим (закон Гаузе, або принцип конкурентного витіснення)
- регуляція міграціями та розселенням (наприклад, міграції білок);
- регуляція суспільною поведінкою (наприклад, у суспільних комах у розмноженні беруть участь окремі самки-матки та самці, кількість яких регулюється в процесі розмноження);
- регуляція територіальною поведінкою (наприклад, мічення території у ведмедів, зубрів);
- регуляція перенаселенням і стресовою поведінкою (наприклад, явище канібалізму чайок).
Іл. Досліди з інфузоріями, що ілюструють закон Гаузе
Закономірності впливу екологічних чинників на організми.
Зони дії екологічних чинників:
1) зону нормальної життєдіяльності (оптимум) - значення чинника, що є найсприятливішими для життєдіяльності організмів і за яких спостерігаються ріст й розмноження.
2) зону пригнічення (зони песимуму, стресові зони) - значення чинника, за яких організми зберігають життєдіяльність, але не ростуть і не розмножуються; що більше значення чинника відхиляється від оптимальних, то сильніше пригнічується життєдіяльність особин;
3) зону екологічної валентності (діапазон витривалості, межі витривалості) - діапазон мінливості чинника, в межах якого можлива нормальна життєдіяльність. Розрізняють верхню й нижню межі витривалості.
Іл. Схема дії екологічного чинника
Екологічна валентність різних видів може значно різнитися. Так, північні олені витримують коливання температури повітря від -55 °С до +30 °С, а тропічні корали гинуть вже в разі зміни температури на 5 - 6 °С.
Екологічна валентність (екологічна толерантність) - здатність організмів витримувати певну амплітуду коливань екологічних чинників.
- організми:
І. Стенобіонти (від грец. стенос - вузький та біос - життя) - організми, які можуть жити лише за дуже незначної зміни чинників середовища.
- стенофаги → які живляться небагатьма видами корму (колібрі, осоїди, коала)
- стенобати → на певній глибині за певного тиску води (клопи-водомірки, глибоководні кальмари, риби-вудильники)
- стенотерми → пристосовані до відносно сталих температурних умов довкілля (форель річкова трапляється в холодних гірських річках);
- стеногали → витримують лише незначні зміни ступеня солоності середовища (головоногі молюски, карась, видра річкова).
ІІ. Еврибіонти (грец. еври - широкий та біос - життя) - організми, які можуть жити за значних змін екологічних чинників
- можуть витримувати великі сезонні коливання температури, вологості та інших чинників середовища...
- еврифаги → живляться найрізноманітнішою їжею (пацюк сірий, тарган рудий, свиня дика, бурий ведмідь, крук);
- еврибати → витримують значні коливання тиску води (губки, голкошкірі, кити);
- евритерми → пристосовані до значних коливань температури середовища (сокіл-сапсан, вовк сірий, сосна звичайна);
- евригали → зі значними змінами ступеня солоності (очерет звичайний, прохідні риби)
Отже, екологічна валентність стено- та еврибіонтів виражається вузьким або широким діапазоном витривалості й розглядається як відносна реакція видів на деякі чинники середовища або на їх комплекс.
Основні закономірності впливу екологічних чинників:
1. Закон сукупної дії екологічних чинників (закон О. Мітчерліха, 1909) ⇒ у природі один екологічний чинник може впливати на інший, тому успіх виду в довкіллі залежить від взаємодії чинників.
- підвищена температура сприяє випаровуванню води, тварини важче витримують високі температури за значної вологості.
2. Закон взаємокомпенсації екологічних чинників (закон Е. Рюбеля, 1930) ⇒ нестача деяких екологічних чинників може бути компенсована іншими близькими чинниками.
- обмеженність світла в парнику може бути компенсована підвищенням концентрації СО2
3. Закон обмежувального чинника (закон мінімуму, закон Ю. Лібіха, 1840) ⇒ найбільшу лімітуючу дію на організм справляють ті чинники, кількість (концентрація) яких близька до мінімального критичного рівня.
- температура, світло, тиск...
4. Закон оптимуму ⇒ кожен чинник позитивно впливає на життєдіяльність організмів лише в певних межах
5. Закон толерантності (закон Шелфорда, 1913) ⇒ лімітуючим чинником процвітання будь-якого організму (виду) може бути як мінімум, так і максимум екологічного чинника, діапазон між якими визначає витривалість (толерантність) організму до даного чинника.
Отже, існування організмів певного виду в певному середовищі зумовлене взаємодією з цілим комплексом екологічних чинників, що діють згідно з певними закономірностями.
https://naurok.com.ua/test/join?gamecode=7053356
Негативний вплив наркотиків на здоров’я людини.
План.
- Механізм впливу психоактивних речовин.
- Формування залежності від наркотичних речовин.
- Вплив наркотиків на здоров'я людини.
Основні поняття: психоактивні речовини, залежність від психоактивних речовин, наркотичні речовини, наркоманія.
Пригадайте! Який механізм впливу нікотину й етанолу на організм людини?
 Вступна вправа. Зіставте позначені елементи будови синапсу з їхніми назвами, заповніть табличку й отримайте назву хворобливо підвищеного настрою, що є одним із симптомів наркотичного синдрому: 1 - синаптичні міхурці; 2 - передсинаптична мембрана; 3 - йонні канали; 4 - синаптична щілина; 5 - післясинаптична мембрана; 6 - молекули нейромедіаторів; 7 - молекули рецепторів. |
Який механізм впливу психоактивних речовин?
Психоактивні речовини (ПАР) - речовини, що викликають залежність за умов систематичного вживання їх людиною
дія ⇒ стимулювання або пригнічення ЦНС (на «систему винагород»), формування фізичної та психічної залежності
- основа → подібність до природних нейромедіаторів та вплив на синапси
| Наприклад, нікотин впливає на ацетилхолінові рецептори, сприяє вивільненню дофамінів, пригнічує дію ферменту (моноамінооксидази), що їх руйнує. |
види:
- наркотичні → психоактивні речовини, заборонені законодавством,
- психотропні → психоактивні лікарські препарати
- прекурсори → сполуки, що використовуються під час виробництва психоактивних речовин
| Отже, психоактивні речовини діють на організм через «систему винагород», змінюючи нервову діяльність дією на проходження імпульсів через синапси, що призводить до звикання й виникнення залежності. |
Наркотичні речовини - це психоактивні сполуки, що:
- а) справляють специфічну дію на ЦНС (заспокійливу, стимулювальну, галюциногенну);
- б) здатні спричиняти залежність і становлять серйозну небезпеку для здоров'я;
- в) їх законодавчо внесено до списку наркотиків.
за характером впливу на ЦНС: !! - найпоширеніші за оцінками ВООЗ
- 1) заспокійливі (депресанти) - це опіати!! й опіоїди, метадон, барбітурати та ін.;
- 2) стимулювальні - це кокаїн!!, похідні ефедріну, амфетаміни!! та ін.;
- 3) галюциногенні (фантастики, психоделіки)- канабіс!! (з коноплі), мескалін (з кактуса лофофора), ЛСД, псилоцібін (з грибів Псілоцібе) тощо.
шляхи вживання:
- а) куріння (конопля, гашиш, опій);
- б) внутрішньовенне введення (героїн, кокаїн, ефедрон);
- в) ковтання (канабіс, кодеїн, ЛСД);
- г) вдихання (кокаїн, героїн).
Наркотики - хімічні речовини рослинного або синтетичного походження, що спричиняють зміну психічного стану людини, систематичне вживання яких формує залежність від них.
- термін «наркотик» (з гр. "заціпеніння") → Гіппократ
max небезпека → морфін, кодеїн, героїн, фентаніл
наслідки вживання:
- синдром відміни (абстинентний синдром) - болісні відчуття!!! → смерть
- синдром толерантності → щоразу потрібно більше речовини!
Наркоманія - захворювання, що характеризується психічною і фізичною залежністю від наркотиків
наркотики викликають:
- у малих дозах ейфорію - помилкове відчуття веселощів, настрою, приємного заспокоєння.
- у великих → наркотичне сп'яніння, наркотичний сон, галюцинації, гострі отруєння ⇒ смерть!!
від першої проби до смерті ⇒ 6-8 місяців (максимум 10-12 років)
вплив наркотиків на здоров'я:
- незворотні зміни головного мозку ⇒ психічні порушення: амнезія, параноя, депресія, шизофренія
- абсцеси і шкірні захворювання (екзема, псоріаз), руйнування зубів, кісток
- захворювання вен (тромбофлебіт), інфаркти, інсульти, зараження крові, СНІД
- ниркова недостатність, цироз печінки, гепатит В і С.
- туберкульоз, пневмонія
- онкологічні хвороби
- знижується больовий поріг
- народжуються мертві діти або з вадами: відсутністю кінцівок, розщепленим піднебінням, «заячою губою», дефектами внутрішніх органів...
психологічні і соціальні проблеми:
- в сім'ї і на роботі
- порушення емоційно-чуттєвої складової психіки
- деградація особистості - повна байдужість до всього → життя, їжі, вчитися, працювати
- із законом → крадуть, обманюють, йдуть на все заради дози
Отже, наркоманія - це захворювання, що позначається на усіх складових здоров'я і веде до смерті.
( прочитати)
ДІЯЛЬНІСТЬ
Біологія + Історія. Опіум й війни
Людство узнало про психоактивні речовини дуже давно. Майже в усіх відомих цивілізаціях можна знайти згадки про вживання наркотичних речовин. Однак з проблемою наркотичної залежності люди зіткнулися лише у першій половині XVIII ст. Тоді ця проблема перетворилася на першу та другу опіумні війни. Що таке опіум? Чому ці війни назвали опіумними?
СТАВЛЕННЯ
Біологія + Хімія. Запобігання наркоманії
Ендорфіни людина отримує природним шляхом від споживання певних продуктів (перець чилі, гіркий шоколад), прослуховування музики, зокрема класичної, сміху, від зайняття такими видами спорту, що пов'язані з тривалим навантаженням (теніс, біг, плавання), під час зосередження на приємних думках, емоціях, улюблених видах діяльності тощо. Що таке ендорфіни з погляду хімії? Застосуйте ці знання й створіть пам'ятку «Про формування життєвих навичок, що запобігають наркоманії».
Негативний вплив алкоголю та куріння на здоров’я людини
Відеоурок у Zoom
Переглянути відео
https://www.youtube.com/watch?v=eQWWoD48cWY&list=PLsWyMT6uUTresSdQEG5o_cLEjvLmpl_nR&index=14
Записати у зошит конспект
План.
- Біологічна роль етанолу для організму.
- Шлях етанолу в організмі.
- Вплив алкоголю на здоров'я людини.
Основні поняття: алкоголь, етанол, ацетальдегід
 Біологія + Хімія. Алкоголь (лат. Spiritus aethylicus, алхімічна назва aqua vitae, наукова назва етанол, спирт винний, метилкарбінол) - органічна речовина з групи одноатомних спиртів. Хімічна формула С2Н5ОН, молярна маса 46,068 г/моль, густина 0,7893 г/см3 (20 °C). Це безбарвна, прозора, летка, легкозаймиста рідина, має характерний запах і пекучий смак. Добре змішується з водою, є гарним розчинником для багатьох органічних речовин (наприклад, жирів, алкалоїдів, хлорофілів, глікозидів, ефірних олій). Яке біологічне значення цієї хімічної сполуки? |
Алкоголь (етанол) - органічна речовина з групи одноатомних спиртів (С2Н5ОН)
- до VІ класу небезпечних речовин
види:
1. Ендогенний → утворюється в клітинах (обмін вуглеводів) або в травному каналі (бродіння)
≈ 1 -1,5 мг на 1 л крові
- розчинник для органічних речовин (важливо для метаболізму)
- енергетичний обмін (1 г ≈ 29 кДж енергії)
- участь у синтезі нейромедіаторів (дофамін, серотонін, норадреналін) та нейромодуляторів (ендорфіни).
2. Екзогенний → з алкогольними напоями
- міцні (горілка, коньяк, віскі),
- середньоміцні (шампанське, вино, медовуха)
- слабоалкогольні (пиво, квас, кумис, сидр).
наслідки вживання⇒ ушкодження мембран клітин, порушення: метаболізму, обміну нейромедіаторів, гормональної та імунної систем, метаболізма, обміну нейромедіаторів...
Шлях етанолу в організмі:
- Всмоктується у шлунку (20 %) і тонкому кишечнику (80 %).
- Через кров → до печінки (часткове або повне розщеплення)
- З печінки → до органів: max в мозку!!, легенях, селезінці, нирках, статевих органах
Перетворення етанолу (в печінці) - це складна сукупність біохімічних процесів
етапи окиснення:
1й - до ацетальдегіду - дуже токсичний канцерогенний метаболіт
- в мітохондріях, незернистій ЕПС, пероксисомах
2й - до ацетату
3й - до СО2 і H2O
Іл. Схема метаболічного розкладу етанолу в клітинах печінки
Вплив алкоголю на здоров'я людини:
1. Токсичний → на (ЦНС), печінку та серцевий м'яз, підшлункову залозу, нирки, легені, кровотворення, сприяє анемії.
2. Наркотичний → психоактивна речовина, що впливає на ЦНС і спричиняє звикання й залежність.
- сприяє виробленню ендорфінів, дофаміну...
3. Канцерогенний → етанол і ацетальдегід збільшують ризик розвитку рака органів травлення, статевої с-ми й молочні залози...
4. Мутагенний → ацетальдегід порушує транскрипцію генів, ушкоджує хромосоми у стовбурових клітин
5. Тератогенний → спричиняє вади розвитку плоду
- аномалії обличчя, відставання у розвитку, вади серця, сечовидільної й статевої систем...
СТАВЛЕННЯ
Біологія + Англійська мова. Негативний вплив етанолу
Розгляньте ілюстрацію, зробіть переклад і заповніть таблицю. Обґрунтуйте судження про негативний вплив вживання алкоголю на організм людини.
Негативний вплив на здоров’я людини куріння.
План.
- Тютюнова залежність.
- Дія нікотину на організм.
- Вплив тютюнокуріння на організм.
Основні поняття: нікотинова залежність, нікотин, тютюнокуріння.
Пригадайте! Що таке алкалоїди?
 Поміркуйте! Тютюн справжній (Nicotiana tabacum) - однорічна рослина родини Пасльонові, з якої добувають сировину для тютюнових виробів. Батьківщиною тютюну вважають Болівію та Перу, а до Європи його завезли експедиції Х. Колумба. Основним складником тютюну є отруйний алкалоїд нікотин, названий на честь французького посла Ж. Ніко, який у 1560 р. надіслав насіння тютюну з Бразилії до Парижа. З того часу й почалося поширення тютюнокуріння, від якого нині в світі щорічно вмирає близько 6 млн людей. Україна від куріння втрачає 100-120 тисяч осіб, що становить 13 % усіх смертей. Із них 10 тисяч - від пасивного куріння. Чому ж люди добровільно себе отруюють й стають залежними від нікотину? |
Вживання тютюну й нікотину:
- тютюнокуріння
- куріння кальяну
- жувальний і нюхальний тютюн
- вейпінг → «куріння» електронних сигарет
Іл. Будова електронних сигарет першого покоління
причини куріння:
- психологія натовпу, відповідність іміджу, слабка воля, бажання подобатися
- стрес, невміння його знімати
- нудьга, цікавість, неповага до себе
- наслідування дорослим...
| Нікотин - органічна нітрогеновмісна речовина, що належить до алкалоїдів. За фізичними властивостями нікотин - це масляниста пекуча рідина з гірким присмаком і неприємним запахом, добре розчиняється у воді й органічних розчинниках. За хімічною природою є нітратною основою, що реагує з кислотами з утворенням солей. |
Нікотин → нітрогеновмісний алкалоїд, який є психоактивною речовиною (C10H14N2)
- сприяє вивільненню дофамінів ⇒ призводить до звикання (збільшення дози й частоти надходження нікотину)
шлях в організмі:
- Всмоктується слизовою оболонкою ротової порожнини, дихальних шляхів, шлунково-кишкового каналу та шкірними покривами.
- Через кров (10-20 с після вдихання) → ЦНС
≈ 90 % → зазнає біотрансформації у печінці, ≈ 10 % метаболізується в нирках й легенях (період розкладу ≈ 2 год)
дії на організм:
- малі дози → психостимулювальна дія, ↑секреція адреналіну, ↑рівень глюкози в крові
- великі дози → блокують ацетилхолінові рецептори, паралізують м'язову систему...
реакція організму на вживання:
- спочатку підвищена подразливість і збудливість органів
- потім пригнічення
Тютюнокуріння - вдихання диму тліючого висушеного листя тютюну.
- в організм людини потрапляють (>40 канцерогенних речовин):
- нікотин,
- чадний газ, ефірні масла,
- синильна кислота,
- спирти (метанол, бутанол),
- альдегіди (формальдегід, ацетальдегід),
- радіоактивні елементи (Полоній, Радон),
- сполуки важких металів (Плюмбуму, Кадмію)...
вплив на організм:
1. Дихальну с-му : ↓опірність до інфекцій ⇒ риніти, трахеїти, бронхіти, емфізема і рак легень.
2. Кровоносну: звуження судин, кров бідна на кисень → ↓живлення серцевого м'яза ⇒ інфаркт, стенокардія.
3. Травна: запальні процеси ⇒ гастрити, ентерити, виразки шлунка...
4. Нервова: ↓розумова працездатність, пам'ять і вольові якості; ↑дратівливість; порушення сну, склероз мозкових судин...
5. Ендокринна: порушуються діяльність щитоподібної і статевих залоз, вироблення тропних гормонів...
6. Репродуктивна: кисневе голодування плода ⇒ вади розвитку
СТАВЛЕННЯ
Біологія + Психологія. Психологія натовпу
Одним із прикладів нерозумної поведінки є «ефект натовпу», що був досліджений французьким соціологом Гюставом Ле Боном (1841-1931). Учений довів, що люди, групуючись, стають одним цілим і починають поводитися протилежно до того, як вони діяли б наодинці. Скупий у натовпі стає щедрим, а щедрий - скупим, боягуз - сміливим і навпаки, людина, яка не курить, - починає курити. Як навчитися не піддаватися шкідливим впливам оточення?
Безпека і статева культура
Гостальне середовище - середовище існування, пов'язане з ресурсами живого організму.
особливості:
- сталість сольового складу,
- велика кількість їжі,
- захищеність мешканців,
- відсутність температурних перепадів,
- незначний вміст кисню,
- нестача світла...
лімітуючі чинники → біотичні впливи з боку організму хазяїна
Онтобіонти - мешканці гостального середовища життя.
- віруси!!!, бактерії(зудники захворювань...), одно- та багатоклітинні тварини(трипаносома, аскарида...), гриби(трутовики, фітофтора...), рослини (омела, повитиця...)
- ентобіонти (внутріші), екзобіонти (зовнішні)
- паразити, мутуалісти, коменсали...
особливості адаптацій:
1. взаємозалежність адаптацій паразитів та їх хазяїв
2. загальна дегенерація - спрощення організації → втрата генів, органів цілих систем органів
- у ціп'яків немає травнї системи
3. анаеробне дихання
4. спеціальні органи прикріплення - присоски, гачки, кігтики...
Паразитизм. Його форми та значення.
Паразитизм - форма симбіозу організмів різних видів, з яких один (паразит) використовує іншого (хазяїна) як середовище мешкання та джерело живлення, покладаючи на нього (частково або повністю) регуляцію відносин з навколишнім середовищем.
- є універсальним явищем → характерний для всіх неклітинних форм життя та багатьох груп клітинних організмів (бактерії, гриби, рослини, тварини)
Форми паразитизму:
| ||
ектопаразитизм | ендопаразитизм | |
ззовні тіла хазяїна кліщі, комарі, воші, блохи
Іл. Людська воша головна (1) - мешкає у волосяному покриві голови й живиться кров’ю людини; свої яйця (гниди) (2) вона приклеює секретом особливих залоз до волосин | усередині тіла хазяїна гельмінти, стеблові нематоди
| |
| ||
біотрофний | некротрофний | |
паразити харчуються живим хазяїном малярійний плазмодій, мінога | вбивають хазяїна паразитичні оси та гриби | |
| ||
облігатний (лат. обов’язковий) | факультативний (лат. можливість) | |
паразити гинуть без хазяїна
воші, блохи, ціп'яки, аскариди, гострики | можуть вижити без хазяїна
п'явки, сальмонели, амеба дизентерійна | |
| ||
| постійний (стаціонарний) | тимчасовий (періодичний) | |
усе життя проводять у контакті з хазяїном блохи, аскариди, паразитичні рослини | контактують із хазяїном для живлення кровососи: комарі, ґедзі | |
Аскарида| Варто зазначити, що основна відмінність між факультативним і тимчасовим паразитизмом полягає в тому, що факультативні паразити можуть живитися незалежно від хазяїна, тоді як тимчасові — винятково на хазяїнові. Факультативний паразит велика псевдокінська п'явка полює на дрібних безхребетних тварин і личинки комах, але якщо потрапляє на тіло амфібії чи дрібної риби, то починає висмоктувати кров, переходячи до паразитичного живлення. Самки ж комарів як представниці тимчасових (періодичних) паразитів живляться лише кров'ю хребетних тварин. Але не живуть постійно на тілі хазяїв, а лише прилітають для поживи. |
Спеціалізовані форми:
1. Напівпаразитизм - паразит отримує мінеральних речовини і воду із тіла хазяїна, а органічні в процесі фотосинтезу
- характерна для рослин: омела, дзвінець
2. Паразитоїдність - паразитоїд використовує хазяїна лише на певних етапах розвитку (личинковій стадії...), спричиняючи його загибель
- їздці, оси
Іл. Паразитоїдні види:
1 - їздець (Aleiodes indiscretus) заражує гусеницю непарного шовкопряда; 2 - гриб-кордицепс на мурасі
3. Гіперпаразитизм (надпаразитизм) → один паразит паразитує на другому паразиті
- піроплазма → кліщ лісовий → пес
4. Соціальний паразитизм → мурахи-амазонки викрадають лялечки інших мурах і виховують потомство як робочу силу.
5. Гніздовий паразитизм → тварина використовує гніздо інших тварин для вирощування своїх нащадків, яких вигодовують ті тварини, котрі будували гнізда
- зозуля звичайна, джмелі-зозулі, чорний шершень, соми-зозулі
 |  |  |
| пташеня зозулі | джміль-зозуля | сомик Syndontys |
Роль паразитизму:
- Регуляції чисельності в популяціях хазяїна
- Важлива роль у біологічному кругообігу речовин та енергії у біосфері
- В еволюції → горизонтальне перенесення генів, коеволюційні адаптації у системі «паразит - хазяїн»...
- Спричиняють інфекційні та інвазійні захворювання, беруть участь у формуванні імунітету.
Сибіоз. Антибіоз
І. Симбіоз (грец. співжиття) - явище закономірного співжиття організмів різних систематичних груп.
1879 р - Генріх Антон Де Барі (нім.) → термін
форми:
1. Мутуалізм - співіснування є корисним та обов’язковим (облігатним) для обох видів.
"+", "+"
- комахи (терміти, таргани) і джгутикові твариноподібні,
- рак-самітник і актинії,
- квіткові рослини та їх запилювачі...
Іл. Приклади мутуалізму: 1 - рак-самітник і актинії; 2 - червонодзьобий шпак поїдає кліщів на шерсті антилопи
2. Протокооперація - необов'язкові взаємини організмами, при яких обидва види отримують користь.
"+", "+"
- буйвол і шпаки
- мурена і рибки-чистильники
- крокодил і чібіс
Іл. Приклади протокооперації: 1 - буйвол і шпаки; 2 - мурена і рибки-чистильники; 3 - крокодил і чібіс
3. Коменсалізм - один вид отримує користь, не завдаючи шкоди іншому виду.
"+", "0"
а) квартирантство → орхідеї на гілках дерев, гірчак відкладає ікру у черепашку беззубки
б) нахлібництво →жуки виманюють їжу в мурашок...
Іл. Приклади коменсалізму: 1 - рибка гірчак і беззубка звичайна; 2 - орхідеї і дерева
4. Паразитизм - один вид отримує користь і завдає шкоду іншому виду
"+", "-"
- гриби-трутовики на деревах,
- печінковий сисун - у травній системі людини.
Іл. Приклади паразитизму: 1 - міноги та риба; 2 - дерева й трутовики
ІІ. Нейтралізм - організм не виявляють ніякого впливу один на одного.
ІІІ. Антибіоз - взаємозв’язки, при яких один видів відчуває негативний вплив іншого
форми:
1. Хижацтво - одні організми поїдають інших.
- леви, тигри
- комахоїдні рослини
- хижі гриби, які живляться круглими червами
Канібалізм - поїдання організмів свого виду (павуки).
Іл. Приклади хижацтва: 1 - морський леопард і пінгвін; 2 - венерина мухоловка й комахи
2. Виїдання - тварини різні види рослин
- олені, антилопи поїдають траву,
- вивірка живиться горіхами.
Іл. Приклади виїдання і конкуренції: 1 - коала живиться листям евкаліпта; 2 - турнірні бої оленів
3. Конкуренція - змагання за їжу, територію, самку між організмами.
а) внутрішньовидова) - 1 вид → сосни між собою, турнірні бої оленів...
б) міжвидова - різні види → сірий пацюк з чорним
4. Аменсалізм - один вид пригнічує життєдіяльність іншого, але при цьому не зазнає впливу у відповідь.
а) створення негативного середовища → світлолюбні трав'янисті види зазнають пригнічення деревами в результаті затінення
б) алелопатія - виділення певних речовин (фітонциди, глюкозиди), які негативно впливають на інший вид ⇒ грецький горіх → гексенал; хвойні рослини → фітонциди
Відеоурок у Zoom
Переглянути відео
Пройти тестування (Обов'язково)
Відеоурок у Zoom
Переглянути відео
Відеоуроку у Zoom
Переглянути відео
Відеоуроку у Zoom
Переглянути відео
https://www.youtube.com/watch?v=Ob0ngNelcpk
09.09.2022
Тема уроку: Формування адаптацій на молекулярному та клітинному рівнях організації. Стратегії адаптацій організмів.
Поняття про екологічно пластичні та екологічно непластичні види. Поняття про адаптивну радіацію.
02.09.22
Тема уроку: Адаптація як загальна властивість біологічних систем. Принцип єдності організмів та середовища мешкання.
