Что служит доказательством единства происхождения
Какие факторы свидетельствуют о единстве органического мира
Мир органических существ, также, как и неорганических веществ является материальным. Органическая жизнь очень тесно связана с неорганическим миром.
Эволюция длительное время работала над разнообразием форм живого мира, продвигаясь от простого к сложному. Разберемся, в чем же заключается общность и единство живой оболочки Земли? Что свидетельствует о единстве происхождения органического мира?
Факторы единства
Существует несколько факторов, выступающих доказательной базой общности и единства происхождения всех живых существ:
Рассмотрим представленные выше факторы несколько более подробно.
Это интересно: Карл Линней и его вклад в биологию.
Сходный химический состав органических тел
Все живые организмы при ближайшем рассмотрении имеют примерно одинаковый химически элементарный состав. Жизнь определяют как способ существования белковых тел, называя ее углеродной, так как в составе любого органического вещества всегда присутствую молекулы углерода. В составе любого живого существа содержатся вода, органические соединения (белки, жиры, углеводы), а также неорганические соли.
Среди важнейших элементов, которые содержатся в протоплазме можно обозначить — углерод, кислород, водород, азот, серу, фосфор, калий, кальций, магний и железо. Эти компоненты мы называем макроэлементами. Среди микроэлементов в составе живых существ мы выделяем медь, цинк, бор, молибден, марганец, хлор, натрий, кремний, стронций, алюминий, фтор, бром.
Любой живой организм содержит воду. Вода — важнейшее соединение в составе живых клеток. Она является раствором, где протекают основные химические процессы, служит транспортной сетью для растворенных веществ, регулирует температуру.
Это интересно: чем живая природа отличается от неживой?
В составе разных живых организмов представлено разное количество воды:
Это важно знать! Что такое энтропия?
Клеточное строение живых организмов
В 17 веке Р. Гук рассмотрел под микроскопом в коре пробкового дуба строение растительной клетки. После этого открытия клетки обнаруживались в различных биологических образцах. В 1838 году Маттиас Якоб Шлейден (немецкий ботаник) написал, что он исследовал множество разных форм растений, и все они состоят из клеток. Клетка — это универсальная форма жизни. Из одной клетки вырастает весь живой организм.
В 1839 другой ученый — Теодор Шванн популяризовал и углубил идею коллеги. Он изучал ткани животных и пришел к выводу, что и животные состоят из клеток. Каждая клетка имеет мембрану, которая отделяет ее от внешней агрессивной среды внешнего мира.
Так родилась теория Шлейдена — Шванна о единстве клеточного строения органического мира. Постепенно ученые пришли к тому, что и гаметы (яйцеклетка и сперматозоиды) — это тоже клетки. Сформировалась устойчивая концепция единства жизни. Единое клеточное строение организмов всех царств свидетельствует о единстве происхождения органической жизни.
Это интересно: сколько хромосом у нормального человека?
Физиология и биохимия
Исследования физиологов и биохимиков подтверждают, что одни и те же группы химически компонентов представлены в составе тел абсолютно разных живых существ. Все физиологические биохимические процессы у разных групп живых организмов протекают сходно вне зависимости от того как далеко они отстоят друг от друга в генеалогическом родстве.
Первооткрывателем процессов метаболизма был английский ученый — Артур Хэрдэн.
Он получил энзимную вытяжку из дрожжевых клеток и отметил, что она разлагает сахара и выделяет углекислый газ. Процесс со временем замедлялся. Хэрдэн предполагал, что это связано с расходом энзима. В ходе эксперимента выяснилось, что происходит накопление промежуточных продуктов метаболизма. Он добавил фосфат натрия, и процесс возобновился, при этом в составе появился органический фосфат.
Выявление родства на основании биогенетического закона
Эта закономерность является подтверждением единства царства животных. Животные на ранних стадиях онтогенеза имеют сходства в развитии. На основании этих наблюдений Э. Геккель и Ф. Мюллер вывели основной биогенетический закон, который гласит, что онтогенез — это быстрое и краткое повторение филогенеза. Такая формулировка справедлива исключительно для ранних стадий развития.
Идею углубил русский ученый Карл Максимович Бэр. Именно он обнаружил сходство эмбрионов животных на ранних стадиях развития. Это наблюдение получило название закона зародышевого сходства. Многие наверняка видели картинку, где рыбы, саламандры, черепахи, крысы и человека. На самых ранних стадиях эмбрионы удивительно похожи. Это не может не являться свидетельством того, что все животные имеют одного единого предка и развиваются по сходному сценарию.
Нелишним здесь будет упомянуть о рудиментарных органах и атавизмах:
Палеонтология
Палеонтология — это наука, изучающая вымершие формы живых существ, их строение, образ жизни на основании останков. Палеонтология свой рабочий материал подразделяет условно на руководящих ископаемых и живых ископаемых. Руководящие — это останки животных и растений, которые встречаются в определенных геологических слоях. Живые ископаемые — это ныне живущие организмы, сохранившиеся практически без изменений с доисторических времен — гингко, секвойя, кистеперая рыба Латимерия, головоногий моллюск наутилус и некоторые другие животные и растения.
Альтернативные факторы единства
Из приведенных доказательств становится абсолютно очевидно, что на планете имеется четкая взаимосвязь живой и неживой природы. Многие факторы указывают на то, что все многообразие живой природы нашей планеты произошло от небольшой группы древних предков. Впереди нас ждут удивительные открытия, которые позволят понимать мир еще лучше.
Какие доказательства единства органического мира?
Важнейшим научным доказательством единства всего живого послужила клеточная теория Т. Шванна и М. Шлейдена (1839).
Открытие клеточного строения растительных и животных организмов, уяснение того, что все клетки (несмотря на имеющиеся различия в форме, размерах, некоторых деталях химической организации) построены и функционируют в целом одинаковым образом, дали толчок исключительно плодотворному изучению закономерностей, лежащих в основе морфологии, физиологии, индивидуального развития живых существ.
Единство органического мира. Особенности растительного организма, их связь с типом обмена веществ
Открытием фундаментальных законов наследственности биология обязана Г. Менделю (1865), Г. де Фризу, К. Корренсу и К. Чермаку (1900), Т. Моргану (1910—1916), Дж. Уотсону и Ф. Крику (1953).
Названные законы раскрывают всеобщий механизм передачи наследственной информации от клетки к клетке, а через клетки — от особи к особи и перераспределения ее в пределах биологического вида.
Законы наследственности важны в обосновании идеи единства органического мира; благодаря им становится понятной роль таких важнейших биологических явлений, как половое размножение, онтогенез, смена поколений.
Представления о единстве всего живого получили основательное подтверждение в результатах исследований биохимических (обменных, метаболических) и биофизических механизмов жизнедеятельности клеток.
Хотя начало таких исследований относится ко второй половине XIX в., наиболее убедительны достижения молекулярной биологии, ставшей самостоятельным направлением биологической науки в 50-е гг. XX столетия, что связано с описанием Дж. Уотсоном и Ф. Криком (1953) строения дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК).
На современном этапе развития молекулярной биологии и генетики возникло новое научно-практическое направление — геномика, имеющая в качестве главной задачи прочтение ДНК-текстов геномов человека и других организмов.
На основе доступа к личной биологической информации возможно ее целенаправленное изменение, в том числе путем введения генов от других видов. Такая возможность представляет собой важнейшее доказательство единства и универсальности базисных механизмов жизнедеятельности.
Молекулярная биология уделяет главное внимание изучению в процессах жизнедеятельности роли биологических макромолекул (нуклеиновые кислоты, белки), закономерностей хранения, передачи и использования клетками наследственной информации.
Молекулярно-биологические исследования раскрыли универсальные физико-химические механизмы, от которых зависят такие всеобщие свойства живого, как наследственность, изменчивость, специфичность биологических структур и функций, воспроизведение в ряду поколений клеток и организмов определенного строения.
Клеточная теория, законы наследственности, достижения биохимии, биофизики и молекулярной биологии свидетельствуют в пользу единства органического мира в его современном состоянии.
То, что живое на планете представляет собой единое целое в историческом плане, обосновывается теорией эволюции. Основы названной теории заложены Ч. Дарвином (1858). Свое дальнейшее развитие, связанное с достижениями генетики и популяционной биологии, она получила в трудах А. Н. Северцова, Н. И. Вавилова, Р. Фишера, С. С. Четверикова, Ф. Р. Добжанского, Н. В. Тимофеева-Ресовского, С. Райта, И. И. Шмальгаузена, чья плодотворная научная деятельность относится к XX столетию.
Эволюционная теория объясняет единство мира живых существ общностью их происхождения. Она называет пути, способы и механизмы, которые за несколько миллиардов лет привели к наблюдаемому ныне разнообразию живых форм, в одинаковой мере приспособленных к среде обитания, но различающихся по уровню морфофизиологической организации.
Общий вывод, к которому приходит теория эволюции, состоит в утверждении, что живые формы связаны друг с другом генетическим родством, степень которого для представителей разных групп различается.
Свое конкретное выражение — это родство находит в преемственности в ряду поколений фундаментальных молекулярных, клеточных и системных механизмов развития и жизнеобеспечения.
В основе специфических свойств каждой клетки, каждого организма, которые передаются по наследству, лежит специфика обмена веществ. Обмен веществ — это совокупность всех происходящих в организме химических процессов.
Химические реакции, составляющие обмен веществ, тесно взаимосвязаны и согласованы друг с другом. Обмен веществ внутри клетки тесно взаимосвязан со средой. Из внешней среды поступают вещества, необходимые для жизнедеятельности организма, и определенные вещества выделяются организмом в среду.
Условия среды (температура, влажность, освещение), в которых обитает организм, оказывают огромное влияние на скорость и направленность обмена. Организм обладает способностью регулировать обмен веществ. Даже поверхностное рассмотрение особенностей химических процессов в живой клетке позволяет заметить, что они протекают с огромной скоростью.
И все они являются каталитическими и осуществляются благодаря присутствию биологических катализаторов-ферментов, ничтожное количество которых осуществляет колоссальный объем превращений.
Особенностями ферментов по сравнению с небиологическими катализаторами является высокая эффективность действия, специфичность и способность функционировать при «мягких» условиях значений рН и температуры.
Доказательства эволюции
Пути эволюции
В своих работах советский ученый Северцов А.Н. выделил понятия биологического прогресса и регресса.
Ароморфоз представляет собой прогрессивное эволюционное преобразование, повышающее уровень организации организмов. В результате ароморфоза становится возможным освоение новых, ранее недоступных для жизни, территорий. К примеру, теплокровность птиц позволила им заселить места с холодным климатом.
Идиоадаптация подразумевает незначительные, частные изменения в строении и функциях организма, которые помогают приспособиться к условиям среды обитания. Идиоадаптации существенно не повышают уровень организации.
Общей дегенерацией называют упрощение организации, которое заключается в утрате отдельных органов и систем органов. У многих этот пункт вызывает внутреннее противоречие: как общая дегенерация может относиться к биологическому прогрессу?
У многих паразитов отсутствуют различные органы, к примеру, у ленточных червей нет пищеварительной системы. А зачем она им, когда пища в кишке, где они обитают, уже переварена и расщеплена организмом хозяина?
Биологический регресс характеризуется признаками, противоположными биологическому прогрессу:
Главная причина биологического регресса в том, что скорость эволюции вида отстает от скорости изменения внешней среды, эволюции других видов: это несоответствие снижает приспособленность организмов. Часто деятельность человека молниеносно меняет окружающую среду: далеко не все виды могут приспособиться к этому, происходит вымирание.
Сравнительно-анатомические доказательства эволюции
В строении нынешних животных можно найти признаки древних предковых форм, которые также свидетельствуют об эволюции. Сейчас мы обсудим рудименты и атавизмы.
У человека к рудиментарным органам относятся: зубы мудрости, копчик, ушные мышцы, аппендикс (червеобразный отросток), третье веко (эпикантус).
У человека атавизмами могут являться хвост, волосатое тело, добавочные молочные железы, незаращение межпредсердной перегородки.
Переходные формы
Такими формами являются, к примеру, утконос и ехидна из класса млекопитающих. При многих признаках млекопитающих, они откладывают яйца, тем самым подтверждают родство млекопитающих с пресмыкающимися.
Эмбриологические доказательства
Немецкие ученые Ф. Мюллер и Э. Геккель во второй половине XIX века сформулировали биогенетический закон, гласящий, что онтогенез (индивидуальное развитие) каждой особи есть краткое и быстрое повторение филогенеза (исторического развития вида).
Биогенетический закон Мюллера-Геккеля объясняет повторение этапов (на стадии зародыша), которые были свойственны нашим далеким предкам. Таким образом, мы проходим их этапы, но, не останавливаясь на них, двигаемся дальше к более совершенным этапам.
Карл Бэр сформулировал закон зародышевого сходства, который гласит, что на ранних стадиях развития зародыши позвоночных животных настолько похожи друг на друга, что практически неразличимы между собой. Это также указывает и подтверждает единство происхождения животного мира.
Палеонтологические доказательства эволюции
Палеонтология (греч. palaios – древний) изучает ископаемые останки вымерших животных, их сходства и различия с ныне живущими видами. Сопоставляя друг с другом ископаемые останки разных геологических эпох, можно увидеть как происходила эволюция различных видов животных и растений.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Доказательства единства происхождения органического мира
2.1. Доказательства единства происхождения органического мира.
2.У всех у них особо важную роль в жизненных явлениях играют белки и нуклеиновые кислоты, которые построены всегда по единому принципу и из сходных компонентов. Высокая степень сходства обнаруживается не только в строении биологических молекул, но и в способе их функционирования. Принципы генетического кодирования, биосинтеза белков и нуклеиновых кислот едины для всего живого.
3.У подавляющего большинства организмов в качестве молекул-аккумуляторов энергии используется АТФ, одинаковы также механизмы расщепления сахаров и основной энергетический цикл клетки.
4.Большинство организмов имеют клеточное строение.
2.2 Эмбриологические доказательства эволюции.
Отечественные и зарубежные ученные обнаружили и глубоко изучили сходства начальных стадий эмбрионального развития животных. Все многоклеточные животные проходят в ходе индивидуального развития стадии бластулы и гаструлы. С особой отчетливостью выступает сходство эмбрионального стадий в пределах отдельных типов или классов. Например, у всех наземных позвоночных, так же и у рыб, обнаруживается закладка жаберных дуг, хотя эти образования не имеют функционального значения у взрослых организмов. Подобное сходство эмбриональных стадий объясняется единством происхождения всех живых организмов.
2.3 Морфологические доказательства эволюции.
Особую ценность для доказательства единства происхождения органического мира представляют формы, сочетающие в себе признаки нескольких крупных систематических единиц. Существование таких промежуточных форм указывает на то, что в прежние геологические эпохи жили организмы, являющиеся родоначальниками нескольких систематических групп. Наглядным примером этого может служить одноклеточный организм эвглена зеленая. Она одновременно имеет признаки, типичные для растений и для простейших животных.
Строение передних конечностей некоторых позвоночных несмотря на выполнение этими органами совершенно разных функций, в принципиальных чертах строение сходны. Некоторые кости в скелете конечностей могут отсутствовать, другие – срастаться, относительные размеры костей могут меняться, но их гомология совершенно очевидна. Гомологичными называются такие органы, которые развиваются из одинаковых эмбриональных зачатков сходным образом.
Некоторые органы или их части не функционируют у взрослых животных и являются для них лишними – это так называемые рудиментарные органы или рудименты. Наличие рудиментов, так же как и гомологичных органов, тоже свидетельство общности происхождения.
2.4 Палеонтологические доказательства эволюции.
Палеонтология указывает на причины эволюционных преобразований. В этом отношении интересна эволюция лошадей. Изменение климата на Земле повлекло за собой изменение конечностей лошади. Параллельно изменению конечностей происходило преобразование всего организма: увеличение размеров тела, изменения формы черепа и усложнение строения зубов, возникновения свойственного травоядным млекопитающим пищеварительного тракта и многое другое.
В результате изменения внешних условий под влиянием естественного отбора произошло постепенное превращение мелких пятипалых всеядных животных в крупных травоядных. Богатейший палеонтологический материал – одно из наиболее убедительных доказательств эволюционного процесса, длящегося на нашей планете уже более 3 миллиардов лет.
2.5 Биогеографические доказательства эволюции.
Ярким свидетельством происшедших и происходящих эволюционных изменений является распространение животных и растений по поверхности нашей планеты. Сравнение животного и растительного мира разных зон дает богатейший научный материал для доказательства эволюционного процесса. Фауна и флора Палеоарктической и Неоарктической областей имеют много общего. Это объясняется тем, что в пролом между названными областями существовал сухопутный мост – Берингов перешеек. Другие области имеют мало общих черт.
Таким образом, распределение видов животных и растений по поверхности планеты и их группировка в биографические зоны отражает процесс исторического развития Земли и эволюции живого.
Оценка теории Ламарка.
Эволюционное учение Ламарка не было достаточно доказательным и не получило широкого признания среди его современников.
Основные положения теории Дарвина и значение ее для науки.
Основные принципы эволюционного учения Дарвина сводятся к следующим положением:
1.Каждый вид способен к неограниченному размножению.
2.Ограниченность жизненных ресурсов препятствует реализации потенциальной возможности беспредельного размножения. Большая часть особей гибнет в борьбе за существование и не оставляет потомства.
3.Гибель или успех в борьбе за существование носят избирательный характер. Организмы одного вида отличаются друг от друга совокупностью признаков. В природе преимущественно выживают и оставляют потомство те особи, которые имеют наиболее удачное для данных условий сочетание признаков, т.е. лучше приспособлены.
Избирательное выживание и размножение наиболее приспособленных организмов Ч. Дарвин назвал естественным отбором.
4. Под действием естественного отбора, происходящего в разных условиях, группы особей одного вида из поколения в поколение накапливают различные приспособительные признаки. Группы особей приобретают настолько существенные отличия, что превращаются в новые виды.
Крупнейшие ученые в разных странах способствовали распространению эволюционной теории Дарвина, защищали ее от нападок и сами вносили вклад в ее дальнейшее развитие. Дарвинизм оказал сильнейшее влияние не только на биологию и естественные науки, но и на общечеловеческую культуру, способствуя развитию естественнонаучных взглядов на возникновение и развитие живой природы и самого человека.
Список использованной литературы:
Н. Грин, Биология, Москва, “МИР”, 1993.
Ф. Кибернштерн, Гены и генетика, Москва, “Параграф”, 1995.
А также статьи: Ламаркизм и неоламаркизм, Сальтационизм (Коржинский), Научный креационизм (Агассис).
Учение о макроэволюции, В.И.Назаров, 1991
1) Большая Российская Энциклопедия, 1997
2) Географический атлас мира, 1983
3) Учение о макроэволюции, В.И.Назаров, 1991
4) Популярный биологический словарь, Н.Ф.Реймерс, 1991
5) Биологический энциклопедический словарь, 1986
6) Камень преткновения, С.Бейкер, 1992
7) Опыт согласования научных данных: геология, палеонтология, археология, палеогеография, антропология, С.Ляшевский, 1996.
8) А также статьи: Ламаркизм и неоламаркизм, Сальтационизм (Коржинский), Научный креационизм (Агассис).
Что служит доказательством единства происхождения
Химические вещества в клетке
• какими особенностями обладают клетки многоклеточного организма;
• в чём проявляется сходство клеток прокариот и эукариот.
Химический состав клеток. Клеточная форма жизни зародилась в воде. Минеральные вещества, содержащиеся в водной среде, послужили основой состава химических веществ живой клетки. При этом, несмотря на большое разнообразие клеток, все они состоят из одних и тех же типов химических веществ, претерпевающих одинаковые превращения в процессах жизнедеятельности клетки. Этот факт служит доказательством единства происхождения различных типов клеток в процессе эволюции.
В клетках содержатся неорганические и органические вещества.
Химический состав живой клетки отличают три особенности: 1) высокое содержание воды; 2) значительное присутствие различных химических элементов; 3) большое количество сложных органических веществ.
Неорганические вещества клетки. В состав клетки входят вода, различные минеральные соли, углекислый газ, кислоты и основания.
Вода — важнейший компонент живой клетки, она составляет около 70 % её массы. Вода придаёт клетке упругость и объём, служит растворителем веществ, делает возможным протекание всех процессов её жизнедеятельности.
Минеральные соли составляют всего 1-1,5 % общей массы клетки, но роль их значительна. В растворённом виде они являются необходимыми компонентами и участниками химических процессов, обеспечивающих жизнь клетки. Избыточное количество солей в цитоплазме переходит в кристаллическое состояние и накапливается во включениях, а в клетках растений — также и в вакуолях.
Разновидности кристаллов солей кальция в клетках растений:
1 — игольчатые (недотрога); 2 — друза (опунция); 3 — кристаллический песок (картофель); 4 — одиночный кристалл (ваниль)
Органические вещества клетки — это углеводы, липиды (жиры), белки и нуклеиновые кислоты.
Во всех органических соединениях клетки важным элементом является углерод. Образование различных крупных молекул происходит благодаря уникальному свойству атомов углерода. Атомы углерода имеют четыре валентные связи, благодаря чему они способны создавать длинные цепи и замкнутые кольцевые структуры. Углеродные цепи и кольца представляют собой «скелеты» сложных органических молекул.
В клетках живых организмов молекулы органических веществ могут, соединяясь друг с другом, создавать крупные молекулы — полимеры (от греч. poll — «много» и meros — «часть», «доля»). Молекулы, образующие полимер, называют мономерами (от греч. monos — «один»). Многие полимеры состоят из сотен и тысяч мономеров. Молекулы белков, жиров и нуклеиновых кислот — полимеры, а молекулы углеводов могут быть и мономерами, и полимерами (рис. 10).
Органические вещества клетки представлены двумя группами молекул. Одни из них — биополимеры, или макромолекулы (белки, нуклеиновые кислоты, полисахариды), другие — малые неполимерные молекулы (липиды, моносахариды, дисахариды, аминокислоты, нуклеотиды и др.). Полимерная молекула гликогена, образованная из множества молекул глюкозы (мономеров)
Углеводы (глюкоза, крахмал, гликоген и др.) представляют собой органические вещества, в состав которых входят углерод, водород и кислород. Они выполняют в клетке различные функции: энергетическую (сахароза, глюкоза), защитную (целлюлоза), резервную (крахмал, гликоген), структурную (целлюлоза), служат важнейшими компонентами других сложных органических веществ клетки.
Полимерные молекулы гликогена, крахмала, гликогена. (образованные из множества молекул глюкозы.
Липиды — это вещества, нерастворимые в воде, в состав которых входят части молекул жирных кислот и глицерина. Как и углеводы, они выполняют энергетическую, резервную, защитную и структурную функции. Некоторые липиды (например, фосфолипиды) являются основным компонентом клеточных мембран.
Белки (протеины) составляют основную массу клетки (50-70 % её сухой массы). Это сложные вещества, которые выполняют в клетке важные функции. Гигантские полимерные белковые молекулы собраны из мономеров — различных аминокислот, которые, соединяясь друг с другом, образуют так называемую первичную структуру белка.
В природе известно 150 различных аминокислот, но в построении молекул белков живых организмов принимают участие только 20 из них. Специфичность белка определяется последовательностью соединения определённых аминокислот в его молекуле.
Молекула белка представляет собой длинную нить, которая скручена в спираль. Она может скручиваться и далее, приобретая более плотную конфигурацию. В результате многократного скручивания длинная и тонкая нить молекулы белка становится короче, толще и представляет собой компактное образование — глобулу. Белок выполняет свои функции, только находясь в форме глобулы. Если белок подвергнуть нагреванию или химическому воздействию, то его молекула теряет прежнюю конфигурацию — она раскручивается. Это важное свойство белков лежит в основе реакции живых систем на внешние или внутренние раздражители.
Роль белков в клетках очень многообразна. Они выполняют структурную, защитную, двигательную и запасающую функции. Многие белки играют роль катализаторов — ускоряют химические реакции, протекающие в клетке, и упорядочивают протекающие в ней процессы. Такие белки называют ферментами. Ни одна химическая реакция в живой клетке не обходится без участия ферментов.
Нуклеиновые кислоты были обнаружены в ядрах клеток, в связи с чем они и получили своё название (лат. nucleus — «ядро»). Существует два вида нуклеиновых кислот: дезоксирибонуклеиновая кислота (сокращённо ДНК) и рибонуклеиновая кислота (РНК). Молекулы нуклеиновых кислот — очень длинные полимерные цепочки (тяжи), мономерами которых явстав которого входит азотистое основание, углевод (рибоза — в молекулах РНК или дезоксирибоза — в молекулах ДНК) и остаток фосфорной кислоты (рис. 12, 1). В состав ДНК входит четыре азотистых основания: аденин (А), гуанин (Г), цитозин (IX) и тимин (Г). Молекула ДНК состоит из двух полимерных цепочек, соединённых между собой в области азотистых оснований (рис. 12,2) и скрученных в виде двойной спирали (рис. 12,3). Структуру молекулы ДНК открыли в 1953 г. американский биохимик Д. Уотсон и английский физик Ф. Крик, удостоенные в 1962 г. Нобелевской премии.
Строение ДНК: 1 — схема строения нуклеотида; 2 — схема строения участка молекулы ДНК; 3 — двойная спираль ДНК
Нуклеотиды ДНК (мономеры) соединяются друг с другом парами не случайно, а избирательно — аденин всегда стыкуется с тимином, а гуанин — с цитозином. Способность нуклеотидов ДНК к избирательному соединению в пары называют комплементарностъю (лат. complementus — «дополнение»). Схематически расположение нуклеотидов в двухцепочечной молекуле ДНК можно изобразить следующим образом:
На свойстве комплементарности основана способность молекулы ДНК к удвоению. Процесс удвоения ДНК получил название репликации (лат. replicatio — «повторение»).
Последовательность расположения нуклеотидов в молекуле ДНК определяет наследственную информацию клетки.
ДНК выполняет важные биологические функции: является структурным компонентом хромосом и носителем наследственной информации, служит основой — матрицей — для синтеза различных типов РНК.
Молекула рибонуклеиновой кислоты (РНК) состоит из одной полинуклеотидной цепочки, вместо тимина содержит урацил (У), в состав нуклеотидов входит рибоза. Значение РНК в жизни клетки огромно — она принимает участие в процессах биосинтеза, связанных с передачей наследственной информации от ДНК к белку.
1. Что служит доказательством единства происхождения различных типов клеток в процессе эволюции?
2. Какие функции в клетке выполняют белки и нуклеиновые кислоты?
3. Укажите лишний термин.
• Белки, ДНК, РНК, нуклеотиды.
• Мономеры, полимеры, молекула, глобула.
4. Почему углерод играет ключевую роль в жизни клетки?