- •6. Укажите основные черты строения липидов и углеводов. Какова биологическая роль этих соединений в клетках живых организмов?
- •38. В чем принципы эволюционного учения? Опишите процесс происхождения видов. В чем суть работ ч. Дарвина, ж.-б. Ламарка, а.Н. Северцова?
- •37. Опишите сущность понятия адаптации. В чем заключается принцип Ле-Шателье? Дайте понятие гомеостаза. В чем его биологическая роль?
- •15. Каковы структурные аспекты дыхания? Объясните локализацию процесса в клетке. Каковы основные особенности строения митохондрий?
- •24. Опишите механизмы и основные типы газообмена у животных. Приведите примеры.
- •16. Каковы клеточные механизмы трансмембранного переноса? в чем сущность пассивного переноса? Сравните понятия диффузии и осмоса.
- •8. Назовите известные Вам фотосистемы. Покажите основные светозависимые стадии фотосинтеза.
- •9. Укажите светонезависимые стадии фотосинтеза. Опишите основные стадии цикла Кальвина. Какова биологическая роль этого процесса?
- •11. Обоснуйте концепцию хемиосмотического сопряжения.
- •26. Опишите процесс пищеварения у разных групп животных. Укажите биологическую роль, отметьте эволюционное развитие пищеварительной системы.
- •29. Дайте понятие экскреции у млекопитающих. Какие основные этапы можно выделить в этом процессе? Какова биологическая роль этого процесса?
- •43. Дайте определение понятие ресурса. Укажите существующие принципы ресурсопотребления в биосфере и в обществе.
- •42. Вернадский о распределении живого вещества в биосфере. «Сгущения» и «плёнки» жизни в океане.
- •14. Опишите сущность процесса окислительного фосфорилирования. В чем заключается его энергетическая эффективность?
- •44. Дайте понятие стабильных и нестабильных экосистем. Укажите основные причины и пути преодоления экологического кризиса.
- •30. Дайте определение крови. Каковы биологические функции крови? Перечислите основные вещества, входящие в состав крови.
- •39 Назовите основные тезисы теории в.И. Вернадского о единстве живой и неживой природы. Дайте определение и сущность понятия биокосной системы.
- •12. Какова сущность процесса гликолиза? Покажите его основные молекулярные механизмы. Какова локализация процесса в клетке? Укажите энергетическую эффективность и эволюционный аспект процесса.
- •10. Сравните с-4 и сам- фотосинтез. Каковы физиологические и экологические особенности этих процессов?
- •20. Опишите лизосомы, как участников клеточного метаболизма. Какова их биологическая роль в клетке?
- •35. Сравните основные стадии процессов митоза и мейоза. Какова биологическая роль отдельных стадий и процессов в целом?
- •3. Дайте определения и сущность понятий: «начала термодинамики», «качество энергии». В чем заключается понятие энтропии? Что такое «стрела времени» в термодинамических процессах?
- •33. Что такое закономерность образования потока вещества? Опишите критерии: замкнутость, степень замкнутости.
- •15. Каковы структурные аспекты дыхания? Объясните локализацию процесса в клетке. Каковы основные особенности строения митохондрий?
- •19. Опишите комплекс Гольджи, как участника клеточного метаболизма. Какова его биологическая роль в клетке?
- •18. Каково участие эндоплазматической сети во внутриклеточном транспорте и трансформации веществ?
- •22. Опишите механизм транспорта воды и минеральных веществ растениями.
- •27. Опишите процесс пищеварения у млекопитающих. Какие основные стадии можно выделить в этом процессе? Биологическая роль процесса?
- •36. Дайте понятие управляющей связи. Какие основные типы управляющих связей выделяют?
- •25. Какие типы питания у животных Вам известны? Приведите примеры.
- •31. Опишите поток энергии через экологическое сообщество. Дайте определение «сообщества».
- •28. Опишите основные типы экскреции. Каковы биохимический и экологический аспекты этого процесса?
- •21. Дайте понятие транспирации и газообмена у растений. Какова биологическая роль этих процессов?
- •34. Каковы основные молекулярные механизмы сохранения биосистем? Что такое генный код? в чем заключается его универсальность? Укажите основные стадии биосинтеза белков.
- •1. Дайте понятие биологической системы. Что такое объект, предмет, методы, задачи биологии?
- •23. Опишите механизм транспорта органических веществ растениями. Что такое модель Мюнха?
- •2. Опишите уровни иерархии в биологии. В чем заключается принцип эмерджентности свойств и его методологические следствия? Покажите в чем аналогичность и множественность биосистем.
- •4. Дайте сущность понятия диссипативной структуры, понятия открытой системы. Перечислите основные постулаты Теоремы Пригожина. Напишите Ваше мнение по поводу энергетики живого: ”порядок из хаоса”.
- •13. Какова сущность цикла Кребса? Покажите его основные молекулярные механизмы. Какова локализация процесса в клетке? Укажите энергетическую эффективность и эволюционный аспект процесса.
- •7. Опишите основные группы фотосинтетических пигментов. Каковы спектры поглощения этих веществ?
- •17. Какие виды активного трансмембранного переноса Вы знаете? Объясните процессы с точки зрения молекулярного уровня.
- •36. Дайте понятие управляющей связи. Какие основные типы управляющих связей выделяют?
- •Ферментативная (каталитическая). Ферменты являются белками.
- •Типы структурной организации.
4. Дайте сущность понятия диссипативной структуры, понятия открытой системы. Перечислите основные постулаты Теоремы Пригожина. Напишите Ваше мнение по поводу энергетики живого: ”порядок из хаоса”.
В процессе онтогенеза, так же как и в процессе филогенеза, все время образуются новые структуры. Это кажущееся противоречие со вторым законом термодинамики объясняется тем, что организмы не изолированные, а открытые системы, непрерывно обменивающиеся веществом и энергией с окружающей средой.
Изменение энтропии в открытой системе складывается: из ее изменений, происходящих в самой системе ΔSi и из изменений при обмене веществом и энергией с окружающей средой ∆Se.: ∆S = ∆Si + ∆Se
Согласно второму закону термодинамики, ΔSi может быть только положительным, или в предельном случае (обратимые процессы) равным нулю. Напротив, ∆Se может принимать как положительные, так и отрицательные значения. И тогда получается, что ничто не запрещает ∆S быть отрицательным в том случае, если ∆Se < 0 и | ΔSe | > | ΔSi |. Т.е. когда систему покидает больше энтропии, чем ее производится благодаря внутренним необратимым процессам.
Обмен веществ и энергией необходим с точки зрения термодинамики живым организмам для того, чтобы препятствовать увеличению энтропии внутри живой системы, которое обусловлено необратимыми процессами в самой системе. Для системы «живой организм + окружающая среда» второй закон термодинамики остается в силе в своей классической формулировке, т.е. энтропия возрастает и никогда не уменьшается.
Таким образом, живые организмы могут создавать упорядоченность внутри себя только за счет того, что они уменьшают упорядоченность в окружающей среде. После открытия И.Пригожиным диссипативных структур было определено, что биологические системы можно отнести к числу открытых систем по энергии.
Диссипативные структуры – открытые системы, способные поддерживать свое существование за счет «прокачки» потоков вещества и энергии, системы которые рождаются из рассеивающейся энергии (примером может служить ванна сводой: когда открывают слив образуется воронка из потенциальной энергии воды – это и есть диссипативная структура). Такие структуры исчезают также быстро как и появляются. Диссипативные структуры – системы, поддерживающие свое упорядоченное состояние за счет деградации энергии. На их входе энергия более упорядоченная, на выходе – более вырожденная. Все живые системы относятся к диссипативным структурам. Пример: растения переводят электромагнитную энергию солнечного света в энергию химических связей. У животных энергия химических связей деградирует в механическую и тепловую энергию.
В качестве итога можно сказать, что все процессы в живых системах подчиняются как первому, так и второму началу термодинамики и упорядоченность этих систем поддерживается только благодаря притоку энергии извне. Если закрыть поток энергии, то система уничтожается. Главное свойство биологических систем – перенос энергии, по этому свойству можно судить о состоянии системы и определить насколько она повреждена. Перенос энергии это последнее чем будет жертвовать система, и если поток нарушен, то системе грозит полное уничтожение.
Теорема Пригожина. Если открытую термодинамическую систему при неизменных во времени условиях предоставить самой себе, то прирост энтропии такой системы будет уменьшаться, пока система не достигнет стационарного состояния, динамического равновесия, в этом состоянии прирост энтропии системы будет минимальный: ΔSi/Δt=min. Эмбриональное развитие животного, связанное с процессами дифференцировки, происходит с приростом удельного производства энтропии (на единицу массы организма). Поэтому теорема Пригожина здесь не применима. Напротив, во время постнатального периода роста, в соответствии с т. Пригожина, удельное производство энтропии все время уменьшается до тех пор, пока у взрослого животного, у которого масса тела постоянна, не установится стационарное состояние с минимальным производством энтропии (см. рисунок ниже).
У многолетних растений, у которых процессы дифференцировки и роста происходят в течение всей жизни, дело обстоит иначе.