Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Дидактичекая единица № 5. Панорама современного естествознания

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 6Следующая ⇒

Темы:

1. Космология (мегамир).

2. Общая космогония (структура мегамира).

3. Происхождение Солнечной системы (СС).

4. Геологическая эволюция.

5. Происхождение жизни (эволюция и развитие живых систем).

6. Эволюция живых систем.

7. История жизни на Земле и методы исследования эволюции (эволюция и развитие живых систем).

8. Генетика и эволюция.

Задание 1. Современная космология основана на достижениях естествознания. Вселе́нная Фри́дмана (метрика Фридмана — Леметра — Робертсона — Уокера) — одна из космологических моделей, удовлетворяющих полевым уравнениям общей теории относительности, первая из нестационарных моделей Вселенной. Получена Александром Фридманом в 1922. Модель Фридмана описывает однородную изотропную нестационарную Вселенную с веществом, обладающую положительной, нулевой или отрицательной постоянной кривизной. Эта работа учёного стала основным теоретическим развитием ОТО после работ Эйнштейна 1915—1917 гг.

КОСМОЛОГИЯ (от космос и...логия), физическое учение о Вселенной как целом, основанное на результатах исследования наиболее общих свойств (однородности, изотропности и расширения) той части Вселенной, которая доступна для астрономических наблюдений. Теоретический фундамент космологии составляют основные физические теории (общая теория относительности, теория поля и др.), эмпирическую основу - внегалактическая астрономия. Общие выводы космологии имеют важное общенаучное и философское значение. В современной космологии наиболее распространена модель горячей Вселенной, согласно которой в расширяющейся Вселенной на ранней стадии развития вещество и излучение имели очень высокую температуру и плотность. Расширение привело к их постепенному охлаждению, образованию атомов, а затем (в результате гравитационной конденсации) - протогалактик, галактик, звезд и других космических тел. Наблюдаемое реликтовое излучение с температурой ок. 3 К - это "остывшее" излучение, сохранившееся с ранних стадий развития Вселенной. К важнейшим, еще не решенным проблемам космологии относятся проблемы начального сверхплотного состояния Вселенной (т. н. сингулярности) и конечной фазы ее существования (возможности возвращения в состояние сингулярности). КОСМОЛОГИЯ — раздел астрономии и астрофизики, изучающий происхождение, крупномасштабную структуру и эволюцию Вселенной. Данные для космологии в основном получают из астрономических наблюдений. Для их интерпретации в настоящее время используется общая теория относительности А.Эйнштейна (1915). Создание этой теории и проведение соответствующих наблюдений позволило в начале 1920-х годов поставить космологию в ряд точных наук, тогда как до этого она скорее была областью философии. Сейчас сложились две космологические школы: эмпирики ограничиваются интерпретацией наблюдательных данных, не экстраполируя свои модели в неизученные области; теоретики пытаются объяснить наблюдаемую Вселенную, используя некоторые гипотезы, отобранные по принципу простоты и элегантности. Широкой известностью пользуется сейчас космологическая модель Большого взрыва, согласно которой расширение Вселенной началось некоторое время тому назад из очень плотного и горячего состояния; обсуждается и стационарная модель Вселенной, в которой она существует вечно и не имеет ни начала, ни конца.

Космология – одна из главных разделов любой культуры. Автором современной космологии (фото выше)стал российский учёный Александр Александрович Фридман (1888-1925). В древнем Египте космология представляла собой раздел мистики, где небесное и земное находились в сложных отношениях (см. рисунок ниже)

1. Приведите определение основных идей современной космологии - однородности, изотропности вселенной.

Однородность вселенной - независимость от места наблюдений, то есть равноправие всех точек пространства. Изотропность вселенной - независимость от направления наблюдений, то есть отсутствие выделенного направления в пространстве.

2. Современная вселенная признаётся нестационарной. Дайте краткое изложение этой космологической идее.

Нестационарность вселенной - явление, состоящее в почти однородном и изотропном расширении космического пространства в масштабах всей Вселенной, выводимое через наблюдаемое с Земли космологическое красное смещение. А. А. Фридман показал, что решения уравнений общей теории относительности для Вселенной позволяют построить три возможные модели Вселенной. В двух из них радиус кривизны пространства монотонно растет и Вселенная бесконечно расширяется (в одной модели - из точки; в другой - начиная с некоторого конечного объема). Третья модель рисовала картину пульсирующей Вселенной с периодически изменяющимся радиусом кривизны. Выбор моделей зависит от средней плотности вещества во Вселенной. Модели Вселенной Фридмана уже вскоре получили удивительно точное подтверждение в непосредственных наблюдениях движений далеких галактик — в эффекте «красного смещения», который свидетельствует о взаимном удалении всех достаточно далеких друг от друга галактик.

3. Космология считает, что началом вселенной была сингулярность, то есть признаёт модель горячей вселенной. Приведите краткий комментарий к этому разделу космологии.

Сингулярность - состояние нашей Вселенной в определённый момент времени в прошлом, когда плотность энергии (материи) и кривизна пространства-времени были очень велики. На основании нестационарных моделей вселенной Фридмана были сделаны выводы о том что изначально Вселенная имела более высокую плотность энергии (материи). Также важно отметить независимость теории от наличия или отсутствия Большого взрыва - вне зависимости от существования начальной космологической сингулярности, которую должна описать квантовая теория гравитации, состояние горячей плазмы, описываемое моделью горячей Вселенной и приводящее к современной наблюдаемой космологической картине, не меняется (помимо самых близких к сингулярности моментов).

Задание 2. Ниже приведены основные положения современной космологии. Используйте их для выполнения задания. Воспользуйтесь также рекомендованной литературой и справочниками.

КОСМОЛОГИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ Под космологическими данными понимают результаты экспериментов и наблюдений, имеющие отношение к Вселенной в целом в широком диапазоне пространства и времени. Любая мыслимая космологическая модель должна удовлетворять этим данным. Можно выделить 6 основных наблюдательных фактов, которые должна объяснить космология: 1. В больших масштабах Вселенная однородна и изотропна, т. е. галактики и их скопления распределены в пространстве равномерно (однородно), а их движение хаотично и не имеет явно выделенного направления (изотропно). Принцип Коперника, "сдвинувшего Землю из центра мира", был обобщен астрономами на Солнечную систему и нашу Галактику, которые также оказались вполне рядовыми. Поэтому, исключая мелкие неоднородности в распределении галактик и их скоплений, астрономы считают Вселенную такой же однородной везде, как и вблизи нас. 2. Вселенная расширяется. Галактики удаляются друг от друга. Это обнаружил американский астроном Э.Хаббл в 1929. Закон Хаббла гласит: чем дальше галактика, тем быстрее она удаляется от нас. Но это не означает, что мы находимся в центре Вселенной: в любой другой галактике наблюдатели видят то же самое. С помощью новых телескопов астрономы углубились во Вселенную значительно дальше, чем Хаббл, но его закон остался верен. 3. Пространство вокруг Земли заполнено фоновым микроволновым радиоизлучением. Открытое в 1965, оно стало, наряду с галактиками, главным объектом космологии. Его важным свойством является высокая изотропность (независимость от направления), указывающая на его связь с далекими областями Вселенной и подтверждающая их высокую однородность. Если бы это было излучение нашей Галактики, то оно отражало бы ее структуру. Но эксперименты на баллонах и спутниках доказали, что это излучение в высшей степени однородно и имеет спектр излучения абсолютно черного тела с температурой около 3 К. Очевидно, это реликтовое излучение молодой и горячей Вселенной, сильно остывшее в результате ее расширения. 4. Возраст Земли, метеоритов и самых старых звезд немногим меньше возраста Вселенной, вычисленного по скорости ее расширения. В соответствии с законом Хаббла Вселенная всюду расширяется с одинаковой скоростью, которую называют постоянной Хаббла Н. По ней можно оценить возраст Вселенной как 1/ Н. Современные измерения Н приводят к возрасту Вселенной ок. 20 млрд. лет. Исследования продуктов радиоактивного распада в метеоритах дают возраст ок. 10 млрд. лет, а самые старые звезды имеют возраст ок. 15 млрд. лет. До 1950 расстояния до галактик недооценивались, что приводило к завышенному значению Н и малому возрасту Вселенной, меньшему возраста Земли. Чтобы разрешить это противоречие, Г.Бонди, Т.Голд и Ф.Хойл в 1948 предложили стационарную космологическую модель, в которой возраст Вселенной бесконечен, а по мере ее расширения рождается новое вещество. 5. Во всей наблюдаемой Вселенной, от близких звезд до самых далеких галактик, на каждые 10 атомов водорода приходится 1 атом гелия. Кажется невероятным, чтобы всюду местные условия были столь одинаковы. Сильная сторона модели Большого взрыва как раз в том, что она предсказывает везде одинаковое соотношение между гелием и водородом. 6. В областях Вселенной, удаленных от нас в пространстве и во времени, больше активных галактик и квазаров, чем рядом с нами. Это указывает на эволюцию Вселенной и противоречит теории стационарной Вселенной.

1. Дайте определение Метагалактики.

Метагалактика - совокупность галактик и межгалактической среды. Ныне наблюдениям доступна часть метагалактики, содержащая несколько млрд. галактик.

2. Приведите краткие сведения о реликтовом излучении.

Реликтовое излучение - космическое микроволновое фоновое излучение - равномерно заполняющее Вселенную тепловое излучение, возникшее в эпоху первичной рекомбинации водорода. Обладает высокой степенью изотропности и спектром, характерным для абсолютно чёрного тела с температурой 2,72548 ± 0,00057 К

3. Туманности – один из распространённых объектов мегамира. Ниже приведена туманность Ориона. Дайте определение туманности и приведите её краткие характеристики

Туманность Ориона

Туманность: протяженный слабо светящийся объект на ночном небе. Облако межзвездного газа и пыли. Этот термин раньше использовался для объектов, о которых теперь известно, что они представляют собой галактики. Например, большую "туманность Андромеды" теперь правильнее называть галактикой Андромеды. Эмиссионная туманность светится в присутствии ультрафиолетового излучения; отражающая туманность отражает свет звезд. Поглощающая туманность представляет собой темное образование и обычно видна лишь силуэтом на фоне светящейся туманности или на ярком звездном фоне. Среди других объектов, состоящих из светящегося газа и также называемых туманностями, выделяются планетарные туманности и остатки сверхновых. Туманности состоят из пыли, газа и плазмы.

Задание 3. Космого́ния (греч. κοσμογονία, от греч. κόσμος — порядок, мир, Вселенная и греч. γονή — рождение), область науки и философии, в которой изучается происхождение и развитие космических тел и их систем: звёзд и звёздных скоплений, галактик, туманностей, Солнечной системы и всех входящих в неё тел — Солнца, планет (включая Землю), их спутников, астероидов (или малых планет), комет, метеоритов. Изучение космогонических процессов является одной из главных задач астрофизики. Поскольку все небесные тела возникают и развиваются, идеи об их эволюции тесно связаны с представлениями о природе этих тел вообще. В современной космогонии широко используются законы физики и химии. Космогонические гипотезы XVIII—XIX веков относились главным образом к происхождению Солнечной системы. Лишь в XX веке развитие наблюдательной и теоретической астрофизики и физики позволило начать серьёзное изучение происхождения и развития звёзд. В 1860-х началось изучение происхождения и развития галактик, природа которых была выяснена только в 1920-е.

Рисунок иллюстрирует основную структурную единицу вселенной – звёздное скопление, где присутствуют космические тела разного происхождения и на разной стадии развития

1. Дайте определения некоторым космическим телам, изучаемым космогонией.

1. Планета: это небесное тело, вращающееся по орбите вокруг звезды или её остатков, достаточно массивное, чтобы стать округлым под действием собственной гравитации, но недостаточно массивное для начала термоядерной реакции, и сумевшее очистить окрестности своей орбиты от планетезималей.

2. Звезда: массивный газовый шар, излучающий свет и удерживаемый силами собственной гравитации и внутренним давлением, в недрах которого происходят (или происходили ранее) реакции термоядерного синтеза.

3. Галактика: огромное скопление звезд, пыли, межзвездного газа и тёмной материи, связанное гравитационно.

4. Сверхновая: взрывная переменная звезда, с возрастанием светимости более чем в сотни миллионов раз. Катастрофический взрыв звезды, в ходе которого выделяется так много энергии, что по яркости она может превзойти всю галактику с ее миллиардами звезд. Кроме того, в десять раз больше энергии выделяется в виде кинетической энергии выброшенного взрывом вещества и еще в сто раз больше - в виде энергии нейтрино.

2. Приведите краткую характеристику космогоническому понятию о главной звёздной последовательности.

Область на диаграмме Герцшпрунга - Рассела, где находится больше всего звезд, включая Солнце. Она тянется по диагонали от горячих ярких звезд в верхней левой части к холодным слабым звездам внизу справа диаграммы. Положение звезды на главной последовательности зависит от ее массы; самые массивные звезды - самые яркие. Звезды проводят большую часть своей жизни именно на главной последовательности, вырабатывая в центральных своих областях энергию путем превращения водорода гелий. Нулевая по возрасту главная последовательность находится там на диаграммах, где звезды начинают сжигать водород. По мере того, как звезды используют свой внутренний водород, они перемещаются от главной последовательности. Чем массивнее звезда, тем быстрее она удаляется от этой последовательности. Все звезды на ней называются КАРЛИКАМИ, независимо от того, больше они или меньше Солнца.

3. В космогонии фигурируют некоторые гипотетические объекты (области пространства). Дайте краткую характеристику или определение «чёрной дыре»

Космический объект, образованный при неограниченном гравитационном сжатии массивных космических тел. Излучение черной дыры "заперто" гравитацией, в результате звезда является невидимой. Считается, что черная дыра есть конечная стадия эволюции массивных звезд. Чёрная Дыра возникает в результате очень сильного сжатия какой - либо массы, при котором поле тяготения возрастает настолько сильно, что не выпускает ни свет, ни какое-либо другое излучения, сигналы или тела. Для возникновения чёрной дыры необходимо, чтобы масса сжалась до таких размеров (гравитационный радиус), при которых вторая космическая скорость становится равной скорости света.

Задание 4. Астрономы прошлого предложили множество теорий образования Солнечной системы, а в сороковых годах ХХ века советский астроном Отто Шмидт предположил, что Солнце, вращаясь вокруг центра Галактики, захватило облако пыли. Из вещества этого огромного холодного пылевого облака сформировались холодные плотные допланетные тела – планетезимали. При выполнении задания используйте доступные источники информации о строении Солнечной системы и её функционировании

1. В составе солнечной системы находятся планеты земного (внутренние планеты) типа и газовые планеты-гиганты (внешние планеты). Приведите примеры планет обоих типов с краткой характеристикой.

1.Внутренние планеты - Земля, Марс, Венера, Меркурий. Планеты земной группы состоят главным образом из кислорода, кремния, железа, магния, алюминия и других тяжёлых элементов. Все планеты земной группы имеют следующее строение: В центре ядро из железа с примесью никеля. Мантия состоит из силикатов. Кора, образовавшаяся в результате частичного плавления мантии и состоящая также из силикатных пород, но обогащённая несовместимыми элементами. Из планет земной группы коры нет у Меркурия, что объясняют её разрушением в результате метеоритной бомбардировки. Земля отличается от других планет земной группы высокой степенью химической дифференциации вещества и широким распространением гранитов в коре. 2. Внешние планеты - Сатурн, Нептун, Уран, Юпитер. В отличие от твердотельных планет земной группы, все они являются газовыми планетами, обладают значительно большими размерами и массами (вследствие чего давление в их недрах значительно выше), более низкой средней плотностью (близкой к средней Солнечной) мощными атмосферами, быстрым вращением, а также кольцами (в то время как у планет земной группы таковых нет) и большим количеством спутников.

2. Земля представляет собой небольшую по размерам планету, которая оказалась местом зарождения и эволюции живого. Ниже приведены основные количественные данные о Земле, которые предлагается привести:

1. Расстояние от Земли до Солнца: 149 600 000 км. 2. Возраст Земли: 4,54 миллиардов лет. 3. Диаметр планеты: 12 742 км. 4. Скорость движения по орбите: 60 - 62 угловых минут в сутки 5. Скорость обращения вокруг оси: 1674,365 км/ч (на экваторе). 4. Расстояние до спутника (Луны): 384 400 км.

3. Ниже приведена фотография Юпитера, сделанная одним из спутников НАСА. Приведите краткую характеристику этой планеты

Краткая характеристика Юпитера: пятая по удаленности от Солнца планета и крупнейшая из так называемых больших планет. На небе видна, как одна из самых ярких звезд. Его отличительной чертой являются большие красные пятна. Причиной наличия на планете всех этих пятен и полос является ее быстрое вращение и турбулентная атмосфера. Атмосфера Юпитера на 90% состоит из водорода и на 10% из гелия. Давление в верхних слоях достигает около 0,5 бар. На высоте 1000 км ниже верхнего слоя атмосферы разлит жидкий молекулярный водород. На глубине 20-25 тыс. км., под давлением 3 млн. бар водород сжимается настолько, что приобретает свойства металла. В телескопе Юпитер предстает в виде желтоватого диска, точнее, эллипса, который пресекают коричневато-красные полосы, известные под названием поясов и зон. Известно 16 его спутников, крупнейшими из которых являются четыре Галилеевых спутника.

Задание 5. Развитие Земли как планеты происходило в результате сочетания многих факторов. Но общее название для этого эволюционного процесса – геологическая история. Для выполнения задания воспользуйтесь доступными сведениями о геологическом прошлом, строении планеты и перспективах её эволюции как планеты.

1. на рис. вверху приведены основные структурные геологические компоненты планеты. Дайте определения и краткую характеристику следующим из них:

1. Ядро: центральная, наиболее глубокая геосфера Земли. Средний радиус около 3,5 тыс. км. Делится на внешнее ядро и субъядро. Температура в центре ядра Земли, по-видимому, достигает 5000°C, плотность около 12,5 г/см3, давление до 361 ГПа. Предполагают, что внешнее ядро — жидкое, а субъядро — твёрдое. 2. Кора: верхняя оболочка "твердой" Земли, ограниченная снизу Мохоровичича поверхностью. Различают континентальную кору (толщина от 35-45 км под равнинами до 70 км в области гор) и океаническую (5-10 км). В строении первой имеются три слоя: верхний осадочный, средний, называют условно гранитным, и нижний базальтовый; в океанической коре гранитный слой отсутствует, а осадочный имеет уменьшенную мощность. В переходной зоне от материка к океану развивается кора промежуточного типа (субконтинентальная или субокеаническая). Земная кора подвержена постоянным тектоническими движениям. В ее строении выделяют подвижные области (складчатые пояса) и относительно спокойные - платформы. 3. Мантия: оболочка "твердой" Земли, расположенная между земной корой и ядром Земли. Составляет 83% объема Земли (без атмосферы) и 67% ее массы. Верхняя граница проходит на глубине от 5-10 до 70 км по Мохоровичича поверхности, нижняя - на глубине 2900 км по границе с ядром Земли. Предполагают, что мантия Земли в основном сложена оливином и делится на верхнюю мантию толщиной ок. 900 км и нижнюю - ок. 2000 км; благодаря высокому давлению - от 1 до 136 ГПа вещество мантии Земли, по-видимому, находится в твердом кристаллическом состоянии (за исключением астеносферы, где оно, возможно, аморфно). Температура в мантии, по-видимому, не превышает 2000-2500.С. С процессами в мантии Земли связаны тектонические движения, магматизм, вулканизм и др. 4. Литосфера: твёрдая оболочка Земли. Состоит из земной коры и верхней части мантии, до астеносферы, где скорости сейсмических волн понижаются, свидетельствуя об изменении пластичности пород. В строении литосферы выделяют подвижные области (складчатые пояса) и относительно стабильные платформы.

2. Нынешний вид планеты – результат длительной геологической эволюции, которая ещё не завершилась. Рассмотрите приведённые на рис. ниже реконструкцию Пангеи и модель будущего строения Земли. Предложите свои ответы на следующие задания:

Рис.1. Эволюция планеты Земля от Пангеи (вверху) до прогнозируемых состояний суши в будущем (внизу)

Рис.2. Фрагментация Пангеи и образование нынешней конфигурации суши на Земле.

1. Дайте определение тектонической плите и приведите краткое описание гипотезе дрейфа плит:

Тектоническая плита - Крупный жесткий блок литосферы Земли, ограниченный сейсмически и тектонически активными зонами разломов. А. Вегенер впервые сформулировал концепцию «Пангеи» — единого доисторического континента, в результате раскалывания и перемещения обломков которого образовались современные континенты. В гипотезе Вегенера материки, сложенные гранитами, дрейфовали по более плотным базальтовым слоям земной мантии. Вегенер относительно точно определил время начала распада Пангеи — Триасовый период, в интервале 250—200 млн лет назад.

2. В задании упомянут материк Пангея. Найдите в учебниках, справочниках или Интернете информацию об этом материке и приведите её в кратком изложении:

Пангея - древний суперконтинет существоваший около 220 миллионов лет назад, и расколовшийся на отдельные блоки. Название, данному суперконтиненту предложил Альфред Вегенер, и в настоящее время оно общепризнано научным сообществом. Пангея омывалась огромным океаном Панталассией, родоначальником Тихого океана. Пангея образовалась в пермском периоде и раскололась в юрский период на два континента. Северный континент Лавразия позже раскололся на Евразию и Северную Америку, в то время как из южного континента Гондвана позже образовались Африка, Южная Америка, Индия, Австралия и Антарктида.

3. Существуют разные версии механизмов преобразования геологического облика планеты. Перечислите их или выберите наиболее правдоподобный и приведите его краткую характеристику:

Наиболее правдоподобным механизмом является вариант преобразования геологического образа планеты по теории А. Вегнера. Вегенер утверждал, что сначала на поверхности Земли возник тонкий слой гранитных пород. Со временем гранитные глыбы сконцентрировались в один большой праконтинент — Пангею, что произошло около 570—280 млн лет назад. Тогда же образовался праокеан, который окружал эту сушу. Затем Пангея раскололась и продолжала распадаться на более мелкие части.

Задание 6. Возникновение жизни — процесс превращения неживой природы в живую. В разное время относительно возникновения жизни на Земле выдвигались следующие теории:

Теория биохимической эволюции
Теория панспермии
Теория стационарного состояния жизни
Теория самозарождения

В настоящее время теории самозарождения и стационарного состояния представляют собой только исторический или философский интерес, так как результаты научных исследований противоречат выводам этих теорий. Теория панспермии не решает принципиального вопроса о возникновении жизни, она только отдаляет его в ещё более туманное прошлое Вселенной, хотя и не может исключаться как гипотеза о начале жизни на Земле.

Абиогенез- идея о происхождении живого из неживого - исходная гипотеза современной теории происхождения жизни. В 1924 г. известный биохимик А.И.Опарин высказал предположение, что при мощных электрических разрядах в земной атмосфере, которая 4-4,5 млрд.лет назад состояла из аммиака, метана, углекислого газа и паров воды, могли возникнуть простейшие органические соединения, необходимые для возникновения жизни. Предсказание академика Опарина оправдалось. В 1955 г. американский исследователь С.Миллер, пропуская электрические заряды через смесь газов и паров, получил простейшие жирные кислоты, мочевину, уксусную и муравьиную кислоты и несколько аминокислот. Таким образом, в середине XX века был экспериментально осуществлен абиогенный синтез белковоподобных и др. органических веществ в условиях, воспроизводящих условия первобытной Земли. А.И. Опарин (1894 – 1980) 1. В гипотезе абиогенного происхождения жизни используются несколько гипотетических понятий. Дайте краткую характеристику или определение тем из них, которые приведены ниже:

1. Восстановительная атмосфера: В состав первичной атмосферы Земли на протопланетной стадии развития планеты (более 4,2 млрд л. н.) входили преимущественно метан, аммиак и углекислый газ. 2. Коацерваты: многомолекулярный комплекс, капли или слои с большей концентрацией коллоида (разведённого вещества), чем в остальной части раствора того же химического состава. 3. Голобиоз: методологический подход в вопросе происхождения жизни, основанный на идее первичности структур, наделённых способностью к элементарному обмену веществ при участии ферментного механизма. 4. Генобиоз: методологический подход в вопросе происхождения жизни, основанный на убеждении в первичности молекулярной системы со свойствами первичного генетического кода. 5. Первичный бульон: первичный бульон предположительно существовал в мелких водоёмах Земли 4 млрд. лет назад. Он состоял из аминокислот, полипептидов, азотистых оснований, нуклеотидов. Он образовался под воздействием электрических разрядов, высокой температуры и космического излучения. При этом атмосфера Земли в то время не содержала кислорода. 6. Протоклетка: протоклетки - самоорганизуемые, эндогенно упорядоченные сферические скопления липидов, из которых, предположительно, произошла клеточная жизнь.

2. Развитие жизни на планете изучает палеонтология. Приведите примеры определений науки, её задач и методов.

наука о вымерших растениях и животных (сохранившихся в виде ископаемых остатков, отпечатков и следов их жизнедеятельности), о смене их во времени и пространстве, обо всех доступных изучению проявлениях жизни в геологическом прошлом. По объектам исследования палеонтология - наука биологическая, но возникла в теснейшей связи с геологией. Основателем палеонтологии считают Ж. Кювье. Палеонтологию подразделяют на палеоботанику и палеозоологию. Среди методов можно выделить метод руководящих ископаемых и метод руководящих комплексов форм.

3. Эволюционное учение раскрывает механизм усложнения живого. В естествознании конкурируют два основных подхода к описанию механизмов эволюции – ламаркизм и дарвинизм. Раскройте кратко содержание каждого из них

Ж.Б.Ламарк (1744-1829)

Ч.Дарвин (1809-1882)

Ламаркизм: 1. Определение эволюции: процесс, при котором все живые организмы стремятся к прогрессу, развиваясь от простого к сложному. Таким образом, организмы целесообразно изменяются, приспосабливаясь к условиям окружающей среды. 2. Движущие силы эволюции: стремление организма к совершенству. 3. Цель эволюции: приспособление к окружающей среде.

Дарвинизм: 1. Определение эволюции: наследственность, которая понимается как свойство организмов повторять в ряду поколений сходные типы обмена веществ и индивидуального развития в целом. Наследственность вместе с изменчивостью обеспечивает постоянство и многообразие форм жизни и лежит в основе эволюции живой природы. 2. Движущие силы эволюции: естественный отбор, борьба за существование, изменчивость. 3. Цель эволюции: видообразование.

Задание 7. Современная эволюционная гипотеза отличается от эволюционизма Ч.Дарвина за счёт уточнения некоторых положений. Так, Ч. Дарвин не мог объяснить понятие изменчивости, поскольку генетические исследования в его время не проводились. Некоторые положения современного эволюционного учения и необходимые определения приведите в задании ниже.

1. Дайте определение изменчивости с позиций генетики: изменчивость, имеющая генетическую основу, обусловленная генетически. Генотипическая изменчивость рассматривается как генетическое разнообразие, характеризующее популяцию какого-либо вида.

2. Приведите определение модификационной изменчивости: изменения в организме, связанные с изменением фенотипа вследствие влияния окружающей среды и носящие, в большинстве случаев, адаптивный характер. Генотип при этом не изменяется.

3. Определите формы естественного отбора: 3.1. движущий – форма естественного отбора, которая действует при направленном изменении условий внешней среды. 3.2. стабилизирующий – форма естественного отбора, при которой его действие направлено против особей, имеющих крайние отклонения от средней нормы, в пользу особей со средней выраженностью признака. 3.3. дизруптивный – форма естественного отбора, при которой условия благоприятствуют двум или нескольким крайним вариантам (направлениям) изменчивости, но не благоприятствуют промежуточному, среднему состоянию признака. В результате может появиться несколько новых форм из одной исходной.

4. Определите понятие популяционных волн и значение их для эволюции: колебания численности особей, характерные для любой популяции живых организмов; могут быть генетически обусловленными (тогда они, как правило, имеют упорядоченный, периодический, сезонный характер), а также могут быть результатом внешних биотических и абиотических воздействий. Популяционные волны - один из основных эволюционных факторов, играющих существенную роль в изменении концентрации мутаций и генотипов в популяции, а также в изменении направленности и жесткости естественного отбора

Задание 8. История становления и развития жизни на планете восстановлена палеонтологическими исследования частично. Весь период развития жизни разбит на эры, в течение которых существовала своя биосфера, и развивались свои группы живых организмов. Геохронологическая таблица (см. ниже) и преобладающие группы живых организмов используйте для выполнения задания.

Задание: 1. По геохронологической таблице определите время появления на суше 1.1. растений: Архейская эра (4000—2500 млн. лет назад). 1.2. животных: Протерозойский период (580—500 млн. лет назад). 2. Определите основные отличия млекопитающих, которые позволили им стать ведущей группой живых организмов в Кайнозойскую эру.

1. Особый тип строения головного мозга (в том числе сильное развитие переднего мозга, переход к нему функций основного зрительного центра и центра управления сложными формами поведения); 2. Высокий уровень развития нервной системы, который обеспечивает гибкое реагирование на воздействия со стороны внешней среды; 3. Млекопитающие претерпели длительную эволюцию от небольшого числа мелких примитивных форм и стали отличаться большим разнообразием наземных, морских и летающих видов.

3. Одним из наиболее важных для истории Земли стал Четвертичный период Кайнозойской эры. Приведите его краткую характеристику.

Именно в нём сформировалось большинство современных форм рельефа и произошло много важных (с точки зрения человека) событий истории Земли, важнейшие из которых — ледниковая эпоха и появление человека.

⇐ Предыдущая 1 2 3 456 Следующая ⇒

Воспользуйтесь поиском по сайту: