На каких модельных системах можно продемонстрировать – Теории происхождения протобиополимеров. Биология 10 класс Захаров

Автор: | 01.09.2019

Содержание

Теории происхождения протобиополимеров. Биология 10 класс Захаров

  • ГДЗ
  • 1 Класс
    • Математика
    • Английский язык
    • Русский язык
    • Немецкий язык
    • Информатика
    • Природоведение
    • Основы здоровья
    • Музыка
    • Литература
    • Окружающий мир
    • Человек и мир
  • 2 Класс
    • Математика
    • Английский язык
    • Русский язык
    • Немецкий язык
    • Белорусский язык
    • Украинский язык
    • Информатика
    • Природоведение
    • Основы здоровья
    • Музыка
    • Литература
    • Окружающий мир
    • Человек и мир
    • Технология
  • 3 Класс
    • Математика
    • Английский язык
    • Русский язык
    • Немецкий язык
    • Белорусский язык
    • Украинский язык
    • Информатика
    • Музыка
    • Литература
    • Окружающий мир
    • Человек и мир
    • Испанский язык
  • 4 Класс
    • Математика
    • Английский язык
    • Русский язык
    • Немецкий язык
    • Белорусский язык
    • Украинский язык
    • Информатика

resheba.me

Модели коацерватов - Биология в вопросах и ответах

На каких модельных системах можно продемонстрировать образование коацерватных капель в растворе?

Например, коацерватную каплю, образованную из белка, гуммиарабика и фосфорилазы, погружают в раствор глюкозо-1-фосфата. Глюкозо-1-фосфат начинает входить в каплю и полимеризуется в ней в крахмал при действии катализатора — фосфорилазы. Процессы, протекающие в коацерватной капле, изображены в квадратных скобках, а вне их помещены вещества, находящиеся во внешней среде:

глюкозо-1-фосфат → [глюкозо-1-фосфат → крахмал → мальтоза] → мальтоза.

За счет образовавшегося крахмала капля растет, что легко может быть установлено как химическим анализом, так и непосредственными микроскопическими измерениями. Если в каплю включить другой катализатор — 6-амилазу, крахмал распадается до мальтозы, которая выделяется во внешнюю среду.

Таким образом, возникает простейший метаболизм. Вещество входит в каплю, полимеризуется, обусловливая рост системы. А при распаде вещества продукты этого процесса выходят во внешнюю среду, где их ранее не было.

Другая схема иллюстрирует опыт, где полимером является полинуклеотид. Капля, состоящая из белка-гистона и гуммиарабика, окружена раствором АДФ. Поступая в каплю, АДФ полимеризуется под влиянием полимеразы в полиадениловую кислоту, за счет которой капля растет, а неорганический фосфор поступает во внешнюю среду:

АДФ → [АДФ → Поли-А + Ф] → Ф.

При этом капля за короткий срок увеличивается в объеме более чем в 2 раза.

Как в случае синтеза крахмала, так и при образовании полиадениловой кислоты в качестве исходных веществ в окружающий раствор вносили богатые энергией (макроэргические) соединения. За счет энергии этих соединений, поступающих из внешней среды, и происходил синтез полимеров и рост коацерватных капель. В другой серии опытов академиком А. И. Опариным и его сотрудниками было продемонстрировано, что и в самих коацерватных каплях могут протекать реакции, связанные с рассеиванием энергии.

biootvet.ru

Dixet - 2.3. Теория происхождения протобиополимеров

Вопрос  1. Что такое коацервация, коацерват? 

Коацервация - процесс выделения из однородного раствора многомолекулярных фазово-обособленных образований, отделенных от внешней среды водной оболочкой.

Коацерват – многомолекулярный комплекс, отграниченный от внешней среды водной оболочкой, способный к примитивному метаболизму - поглощению из среды и выделению в нее определенных молекул.

Вопрос 2. На каких модельных Системах можно продемонстрировать образование коацерватных капель в растворе?

Например, коацерватную каплю, образованную из белка, гуммиарабика и фосфорилазы, погружают в раствор глюкозо-1-фосфата. Глюкозо-1-фосфат начиняет входить в каплю и полимеризуется в ней в крахмал при действии катализатора - фосфорилазы. Процессы, протекающие и коацерватной капле, изображены в квадратных скобках, а вне их помешены вещества, находящиеся во внешней и среде:

глюкозо-1-фосфат -> [глюкозо-1-фосфат-> крахмал –> мальтоза] —> мальтоза.

За счет образовавшегося крахмала капля растет, что легко может быть установлено как химическим анализом, так и непосредственными микроскопическими измерениями. Если в каплю включить другой катализатор — b-амилазу, крахмал распадается до мальтозы, которая выделяется во внешнюю среду.

Таким образом, возникает простейший метаболизм. Вещество входит в каплю, полимеризуется, обусловливая рост системы. А при распаде веществ продукты этого процесса выходят во внешнюю среду, где их ранее не была.

Другая схема иллюстрирует опыт, где полимером является полинуклеотид. Капля, состоящая из белка-гистона и гуммиарабики, окружена раствором АДФ.

Поступая в каплю, АДФ полимеризуется под влиянием полимеразы в полиадениловую кислоту, за счет которой капля растет, а неорганический фосфор поступает во внешнюю среду:

АДФ > IАДФ > Полн-А + ф] –> Ф.

При этом капля за короткий срок увеличивается в объеме более чем в 2 раза.

Как в случае синтеза крахмала, так и при образовании полиадениловой кислоты в качестве исходных веществ в окружающий раствор вносили богатые энергией (макроэргические) соединения. За счет энергии этих соединений, поступающих из внешней среды, и происходил синтез полимеров и рост коацерватных капель. В другой серии опытов академиком А. И. Опариным и его сотрудниками было продемонстрировано, что и в самих коацерватных каплях могут протекать реакции, связанные с рассеиванием энергии.

Вопрос  З. Какие возможности для преодоления низких концентраций органических веществ существовали в водах первичного океана?

1. Адсорбция органических веществ первичного океана в мелкопористых, очень тонких глинах приливно-отливной зоны. Это значительно повышало их концентрацию.

2. Локализация данных адсорбентов преимущественно в приливно-отливной и прибойной зоне, что обеспечивало постоянное перемешивание веществ между собой и увеличивало частоту происходящих биохимических реакций.

4. Процессы коацервации, которые позволяли сконцентрироваться полимерам в пределах одной капли при крайне низкой их концентрации в растворе.

Вопрос 4. В чем заключаются преимущества для взаимодействия органических молекул в зонах высоких концентраций веществ?

В зонах высоких концентраций веществ повышаются частота и избирательность контактов между органическими молекулами, а следовательно, и скорость образования протобионтов. 

dixet.ucoz.com

Читать книгу Биология. Общая биология. Профильный уровень. 10 класс Н. И. Сонина : онлайн чтение

Текущая страница: 4 (всего у книги 18 страниц) [доступный отрывок для чтения: 12 страниц]

Важно то, что в зависимости от совершенства внутренней организации капель одни из них могут расти быстро, тогда как другие, находясь в той же внешней среде, замедленны в своем росте или подвергаются распаду. Таким образом, на модели коацерватных капель А. И. Опарину и его сотрудникам удалось экспериментально продемонстрировать зачатки естественного отбора, той закономерности, которая в дальнейшем легла в основу всей последующей эволюции такого рода открытых, фазово-обособленных систем на пути к возникновению жизни.

Summary

Due to the appearance of numerous organic molecules and to the presence of condenced water on the Earth, further evolution of substance towards formation of prebiological, and later biological systems became possible. Increased concentration of organic molecules in the waters of «primary ocean» should be considered as the most important stage, which enabled the appearance of protobionts. Theoretical and empirical models of these processes were suggested by many scientists. Thus, owing to the studies of S. Fox, an English biologist, of Russian academician A. I. Oparin, and many other specialists, it turned possible to get an idea about the processes that enabled concentration of substances in the waters of the ancient Earth.

Опорные точки

1. Органические вещества по отношению к воде подразделяются на две крупные группы: гидрофобные и гидрофильные.

2. В водных растворах гидрофильные молекулы диссоциируют, образуя заряженные частицы.

3. Крупные органические молекулы, обладающие зарядом, либо связываются с субстратом, либо взаимодействуют друг с другом, в результате чего формируются коацерваты.

Вопросы для повторения и задания

1. Что такое коацервация, коацерват?

2. На каких модельных системах можно продемонстрировать образование коацерватных капель в растворе?

3. Какие возможности для преодоления низких концентраций органических веществ существовали в водах первичного океана?

4. В чем заключаются преимущества для взаимодействия органических молекул в зонах высоких концентраций веществ?

Используя словарный запас рубрик «Терминология» и «Summary», переведите на английский язык пункты «Опорных точек».

Терминология

Каждому термину, указанному в левой колонке, подберите соответствующее ему определение, приведенное в правой колонке на русском и английском языках.

Select the correct definition for every term in the left column from English and Russian variants listed in the right column.


Вопросы для обсуждения

Как вы думаете, могут ли в современных земных условиях образовываться небиологическим путем органические молекулы? Коацерваты?

Каковы перспективы эволюции коацерватов, полученных экспериментальным путем, в окружающей среде?

2.4. Эволюция протобионтов

Анализируя описанные гипотезы, можно прийти к заключению о том, что развитие такой системы взаимодействия органических «автоматов» добиологической природы происходило различными способами и продолжалось длительное время. Однако главными направлениями эволюции, приведшей к возникновению биологических систем, следует считать ряд событий, среди которых: эволюция протобионтов, возникновение каталитической активности белков, появление генетического кода и способов преобразования энергии.

Возникновение энергетических систем. В условиях Земли основной механизм, с помощью которого малые органические молекулы можно сделать реакционно способными в водном растворе, заключается в соединении этих молекул с различными формами фосфата.

При переносе фосфатной группы энергия высвобождается или поглощается, поэтому в биологических системах, благодаря таким переносам, энергия запасается и затем используется в реакциях конденсации или в обмене веществ. В настоящее время высокоэнергетические связи, образуемые между фосфатами и органическими соединениями, обеспечивают протекание всех биологических реакций. Не исключено, что это справедливо и для протоклеток.

Очень многие малые органические биомолекулы способны легко вступать почти во все реакции в присутствии больших количеств воды только в том случае, когда они активированы фосфатом; следовательно, синтез полимеров и в протоклетках обеспечивали активированные фосфатом промежуточные соединения. Реакции конденсации с отщеплением воды не свойственны современным биохимическим процессам, а реакции с переносом фосфата и сейчас, и ранее составляли единственный путь осуществления конденсации мономеров. Для проведения реакций переноса фосфата требуется источник высокоэнергетического фосфата, простейшей формой которого является пирофосфат:


Эта молекула неустойчива в водном растворе, и поэтому протоклетке был доступен лишь растворенный неорганический фосфат. В ходе эволюции отбирались более длинные полипептидные цепочки, обладающие способностью ускорять течение определенной химической реакции, т. е. взаимодействующие с конкретным субстратом. Откуда же мог взяться необходимый для реакции пирофосфат? Вероятно, фотосинтетическое образование пирофосфата было одним из важных свойств первичного метаболизма протоклеток. Современные фотосинтезирующие клетки синтезируют в качестве аккумулятора энергии аденозинтрифосфат из аденозиндифосфата. Этот процесс гораздо более эффективен, чем механизм образования пирофосфата, предложенный для протоклеток, но схема его по существу та же. Замена реакций конденсации с отщеплением воды на реакции с переносом фосфата, составляющие основу биохимических процессов у всех ныне существующих организмов, началась с первой протоклеткой.

Образование полимеров. Создание правдоподобной модели протоклеток, возникавших в ранний период в неустойчивых мелких водоемах, представляется возможным. Но эти протоклетки весьма далеки от того, что мы назвали бы клеткой, поскольку они не имеют ни генетического, ни синтезирующего белок аппарата. Любой нерегулярный полимер, синтезированный в протоклетке, в лучшем случае мог бы передаваться от одной клетки другой в какой-то одной линии потомства и в конце концов подвергся бы распаду. Еще Фокс показал, что произвольно организованные полипептидные молекулы обладают неспецифической каталитической активностью благодаря наличию на их поверхности многочисленных и разнообразных зарядов. В силу этого протобионты, обладающие разнообразными пептидами, оказывались в более благоприятном положении, так как имели больше возможностей по преобразованию молекул, поступающих из окружающей среды. При этом, чем более активна оказывалась молекула белка как катализатор, тем больше пользы она приносила ее обладателю. По-видимому, в это же время происходило становление генетического кода, т. е. такой организации ДНК и РНК, при которой последовательность нуклеотидов в полинуклеотидных цепях нуклеиновых кислот стала нести информацию о наиболее удачных, в смысле каталитической активности, молекулах белка.

Эволюция метаболизма. С появлением примитивного генетического аппарата обладавшие им протоклетки смогли передавать всем своим потомкам способность синтезировать специфические полипептиды. Образующиеся из них линии давали семейства родственных протоклеток с наследуемыми свойствами, которые подвергались естественному отбору.

Обладающие наследственным материалом протоклетки могли довольно быстро развить способность к синтезу крупных белков, имеющих множество различных функций. После того как в состав примитивной клетки стали входить большие молекулы, обладающие разнообразными функциональными возможностями, стало возможным говорить о ее биологической природе.

Как предполагают ученые, в это время внешняя среда представляла собой постоянный источник всех необходимых малых молекул, а в результате фотосинтетического использования солнечного ультрафиолетового излучения становилась доступной химическая энергия для получения пирофосфата. После заселения этой среды первичными клетками она изменялась. Некоторые низкомолекулярные питательные вещества использовались быстрее, чем внешняя среда могла их поставлять. Начинало сильно сказываться давление отбора, благодаря которому преимущества приобретали те клетки, которые оказались способны модифицировать соединения, родственные недостающим, превращая их в необходимые клетке молекулы.

В целом метаболизм представляет собой ряд стадий, осуществляемых посредством ферментов, на каждой из которых молекула слегка видоизменяется до тех пор, пока не образуется необходимое соединение.

Все биологические системы используют одинаковые пути биохимических превращений – одинаковые пути метаболизма Сахаров, синтеза аминокислот, синтеза и распада жиров и т. д. Существующую универсальность метаболических путей можно объяснить двояко. Во-первых, все современные живые существа могут являться потомками исходной предковой популяции первичных клеток. Во-вторых, каждый метаболический путь в современных биохимических процессах может представлять собой результат эволюции клетки в направлении максимального использования единственно пригодных для этого молекул.

По мере повышения разнообразия метаболических процессов со все возрастающей скоростью возникают новые экологические ниши, т. е. осваиваются новые условия обитания.

В водоемах на глубине уже нескольких метров большая часть ультрафиолета поглощается водой, тогда как видимый свет проникает на большую глубину. Можно представить себе интенсивный отбор организмов, проходивший в тот ранний период в отношении использования видимого солнечного света. Для такого отбора существенным было наличие в организме хлорофилла и системы транспорта электронов.

В более выгодном положении оказались организмы, приобретшие способность использовать энергию света для синтеза органических веществ из неорганических. Таким образом возник фотосинтез. Это привело к появлению принципиально нового источника питания. Так, современные анаэробные серные пурпурные бактерии на свету окисляют сероводород до сульфатов. Высвобождающийся в результате реакции водород используется на восстановление диоксида углерода до углеводов с образованием воды. Источником (донором) водорода могут быть и органические соединения. Так появились автотрофные организмы.

Кислород в процессе фотосинтеза такого типа не выделяется. Фотосинтез развился у анаэробных бактерий на очень раннем этапе истории жизни. Фотосинтезирующие бактерии долгое время существовали в бескислородной среде.

Следующим шагом эволюции было приобретение фотосинтезирующими организмами способности использовать воду в качестве источника водорода. Автотрофное усвоение СО2 такими организмами сопровождалось выделением О2. Первыми фотосинтезирующими организмами, выделяющими в атмосферу О2, были цианобактерии (цианеи).

Как только появились фотосинтезирующие клетки, использующие видимый свет, в качестве побочного продукта фотосинтеза в атмосферу стал выделяться молекулярный кислород. Со временем биологическая продукция кислорода определила его расходование в геологических циклах. Озоновый экран, не пропускающий коротковолновое ультрафиолетовое излучение, появился в верхних слоях Земли около 2250 млн лет назад.

В присутствии свободного кислорода возникает возможность энергетически более выгодного кислородного типа обмена веществ. Это способствует появлению аэробных бактерий.

Таким образом, два фактора, обусловленные образованием на Земле свободного кислорода, вызвали к жизни многочисленные новые формы живых организмов и способствовали более широкому использованию ими окружающей среды.

Опорные точки

1. Протобионты формировались в теплых мелких водоемах, где в полосе прибоя происходило перемешивание раствора, содержащего органические молекулы.

2. Первыми аккумуляторами энергии могли стать молекулы пирофосфата.

3. Белки со случайной последовательностью аминокислот обладают слабой неспецифической каталитической активностью.

Вопросы для повторения и задания

1. Каким образом в водах первичного океана могли распределяться органические молекулы, имеющие гидрофильные и гидрофобные свойства?

2. Назовите принцип разделения раствора на фазы с высокой и низкой концентрацией молекул.

3. Что такое коацерватные капли?

4. Как происходил отбор коацерватов в «первичном бульоне»?

Используя словарный запас рубрик «Терминология» и «Summary», переведите на английский язык пункты «Опорных точек».

2.5. Начальные этапы биологической эволюции

Наиболее важными событиями биологической эволюции после возникновения фотосинтеза и аэробного типа обмена следует считать появление эукариот и многоклеточности.

В результате взаимополезного сожительства – симбиоза – различных прокариотических клеток возникли ядерные, или эукариотические, организмы (рис. 2.9). Сущность гипотезы симбиогенеза заключается в следующем. Основной «базой» для симбиоза была, по-видимому, гетеротрофная амебоподобная клетка. Пищей ей служили более мелкие клетки. Одним из объектов питания такой клетки могли стать дышащие кислородом аэробные бактерии, способные функционировать и внутри клетки-хозяина, производя энергию. Те крупные амебовидные клетки, в теле которых аэробные бактерии оставались невредимыми, оказались в более выгодном положении, чем клетки, продолжавшие получать энергию анаэробным путем – брожением. В дальнейшем бактерии-симбионты превратились в митохондрии. Когда к поверхности клетки-хозяина прикрепилась вторая группа симбионтов – жгутикоподобных бактерий, сходных с современными спирохетами, возникли жгутики и реснички. В результате подвижность и способность к нахождению пищи у такого организма резко возросли. Так возникли примитивные животные клетки – предшественники ныне живущих жгутиковых простейших.


Рис. 2.9. Схема симбиотического возникновения эукариот

Образовавшиеся подвижные эукариоты путем симбиоза с фотосинтезирующими (возможно, цианобактериями) организмами дали водоросль, или растение. Очень важно то обстоятельство, что строение пигментного комплекса у фотосинтезирующих анаэробных бактерий поразительно сходно с пигментами зеленых растений. Такое сходство не случайно и указывает на возможность эволюционного преобразования фотосинтезирующего аппарата анаэробных бактерий в аналогичный аппарат зеленых растений. Изложенная гипотеза о возникновении эукариотических клеток через ряд последовательных симбиозов хорошо обоснована, и ее приняли многие ученые. Во-первых, одноклеточные водоросли и сейчас легко вступают в союз с животными-эукариотами. Например, в теле инфузории туфельки обитает водоросль хлорелла. Во-вторых, некоторые органоиды клетки, такие как митохондрии и пластиды, по строению своей ДНК удивительно похожи на прокариотические клетки – бактерии и цианобактерии.

Возможности эукариот по освоению среды еще большие. Связано это с тем, что организмы, обладающие ядром, имеют диплоидный набор всех наследственных задатков – генов, т. е. каждый из них представлен в двух вариантах. Появление двойного набора генов сделало возможным обмен полными копиями генов между разными организмами, принадлежащими к одному виду, – появилось половое размножение. На рубеже архейской и протерозойской эр половой процесс привел к значительному увеличению разнообразия живых организмов благодаря созданию новых многочисленных комбинаций генов. Одноклеточные организмы быстро размножились на планете. Однако их возможности в освоении среды обитания ограничены. Они не могут и расти беспредельно. Объясняется это тем, что дыхание простейших организмов осуществляется через поверхность тела. При увеличении размеров клетки одноклеточного организма его поверхность возрастает в квадратичной зависимости, а объем – в кубической, в связи с чем биологическая мембрана, окружающая клетку, неспособна обеспечить кислородом слишком большой организм. Иной эволюционный путь осуществился позже, около 2,6 млрд лет назад, когда появились организмы, эволюционные возможности которых значительно шире, – многоклеточные организмы.

Первая попытка разрешения вопроса о происхождении многоклеточных организмов принадлежит немецкому биологу Э. Геккелю (1874). В построении своей гипотезы он исходил из исследований эмбрионального развития ланцетника, проведенных к тому времени А. О. Ковалевским и другими зоологами. Основываясь на биогенетическом законе, Э. Геккель полагал, что каждая стадия онтогенеза повторяет какую-то стадию, пройденную предками данного вида во время филогенетического развития. По его представлениям, стадия зиготы соответствует одноклеточным предкам, стадия бластулы – шарообразной колонии жгутиковых. В дальнейшем, в соответствии с этой гипотезой, произошло впячивание (инвагинация) одной из сторон шарообразной колонии (как при гаструляции у ланцетника) и образовался гипотетический двухслойный организм, названный Геккелем гастреей, поскольку он похож на гаструлу.

Представления Э. Геккеля получили название теории гастреи. Несмотря на механистичность рассуждений Геккеля, отождествлявшего стадии онтогенеза со стадиями эволюции органического мира, теория гастреи сыграла важную роль в истории науки, так как способствовала утверждению монофилетических (из одного корня) представлений о происхождении многоклеточных.


Рис. 2.10. Вольвокс

Основу современных представлений о возникновении многоклеточных организмов составляет гипотеза И. И. Мечникова (1886) – гипотеза фагоцителлы. По предположению ученого, многоклеточные произошли от колониальных простейших – жгутиковых. Пример такой организации – ныне существующие колониальные жгутиковые типа вольвокс (рис. 2.10).

Среди клеток колонии выделяются движущие, снабженные жгутиками; питающие, фагоцитирующие добычу и уносящие ее внутрь колонии; половые, функцией которых является размножение. Первичным способом питания таких примитивных колоний был фагоцитоз. Клетки, захватившие добычу, перемещались внутрь колонии. Затем из них образовалась ткань – энтодерма, выполняющая пищеварительную функцию. Клетки, оставшиеся снаружи, выполняли функцию восприятия внешних раздражений, защиты и функцию движения. Из подобных клеток развивалась покровная ткань – эктодерма. Часть клеток специализировалась на выполнении функции размножения. Они стали половыми клетками. Так колония превратилась в примитивный, но целостный многоклеточный организм.

Подтверждением гипотезы фагоцителлы служит строение примитивного многоклеточного организма – трихоплакса. Русский ученый А. В. Иванов установил, что трихоплакс по своему строению соответствует гипотетическому существу – фагоцителле и должен быть выделен в особый тип животных – фагоцителлоподобных, занимающих промежуточное положение между многоклеточными и одноклеточными организмами.


Рис. 2.11. Схема перехода химической эволюции в биологическую

Потребность в увеличении скорости передвижения, необходимого для захвата пищи, благоприятствовала дальнейшей дифференцировке, что обеспечило эволюцию многоклеточных – животных и растений, и привела к увеличению многообразия форм живого.

На схеме (рис. 2.11) изображены основные этапы химической и биологической эволюции.

Таким образом, возникновение жизни на Земле носит закономерный характер, и ее появление связано с длительным процессом химической эволюции, происходившей на нашей планете. Формирование структуры, отграничивающей организм от окружающей среды, – мембраны с присущими ей свойствами – способствовало появлению живых организмов и ознаменовало начало биологической эволюции. Как простейшие живые организмы, возникшие около 3 млрд лет назад, так и более сложно устроенные в основе своей структурной организации имеют клетку.

Summary

Development of energetic systems, as well as the appearance of albuminous enzymes and the genetic code marked the transition from evolution of organic molecules to the biological evolution. Current notions on the mechanisms of these processes are mostly hypothetical, though a number of experiments are known, that clarify some of their stages. Thus, reliable research data confirm the extreme simplicity of metabolism in the earliest living beings on the Earth. These mechanisms of metabolism were continuously improving during the evolutionary process.

Опорные точки

1. Первыми живыми организмами на нашей планете были гетеротрофные прокариотические организмы.

2. Истощение органических запасов первичного океана вызвало появление автотрофного типа питания, в частности фотосинтеза.

3. Появление эукариотических организмов сопровождалось возникновением диплоидности и ограниченного оболочкой ядра.

4. На рубеже архейской и протерозойской эры произошли первые многоклеточные.

Вопросы для повторения и задания

1. В чем заключается сущность гипотезы возникновения эукариот путем симбиогенеза?

2. Какими способами первые эукариотические клетки получали энергию, необходимую для процессов жизнедеятельности?

3. У каких организмов впервые в процессе эволюции появился половой процесс?

4. Опишите сущность гипотезы И. И. Мечникова о возникновении многоклеточных организмов.

Используя словарный запас рубрик «Терминология» и «Summary», переведите на английский язык пункты «Опорных точек».

Терминология

Каждому термину, указанному в левой колонке, подберите соответствующее ему определение, приведенное в правой колонке на русском и английском языках.

Select the correct definition for every term in the left column from English and Russian variants listed in the right column.


Вопросы для обсуждения

Какие ограничения накладывает одноклеточность на эволюцию живых организмов?

В чем вы видите недостатки гипотезы Э. Геккеля (гипотезы гастреи) о возникновении многоклеточных организмов? В чем заключается научное значение представлений Э. Геккеля?

Как вы думаете, каким образом происходило формирование специфической каталитической активности белков у протобионтов?

iknigi.net

Алгоритм этапов покраски и везеринга стендовой модели для начинающих моделистов

Здравствуйте Уважаемые Моделисты и те, кто только делает первые шаги в Мир Моделей.

Купив в первый раз набор для склеивания, и собрав пластиковый "шедевр" строго по инструкции, очень хочется продемонстрировать его всем окружающим и сравнить с другими работами. Как? Естественно через интернет. Но глянув туда видим, что практически все размещенное там окрашено, покрыто пылью и забрызгано грязью и внешне ничего общего с пластиковой игрушкой, что стоит у Вас на полке, не имеет. Естественно, у тех кого "зацепило", возникает много вопросов. Как? Чем? В каком порядке? Информации в сети по вопросам окраски и везеринга огромное количество, но систематизировать ее человеку, для которого слова "прешейдинг", смывка, фильтры и т.д. пустой звук, на первых порах сложно и зачастую непонимание отбивает желание заниматься этим увлекательным хобби. Дабы минимизировать потери пополнения в армии моделистов, попытаюсь в этой статье дать общее понимание этапов покраски и везеринга стендовых моделей. (Не претендую на 100 % авторство всего, что будет изложено, т.к. данная статья основана на огромном количестве материала полученного из сети, периодических изданий и личного опыта. Поэтому сразу благодарю всех тех, чьи мысли, опыт и практика подсмотренные мной, будут использованы в данном материале.)

Исходя из личного опыта советую всем начинающим моделистам, на первом этапе, не замахиваться на какой-то конкретный прототип, а воспользоваться одной из схем окраски предложенных фирмой производителем, желательно однотонной. Также, в случае использования схемы предложенной производителем, нет необходимости подбирать краски, их названия и номера цвета уже даны.Такой подход, на первых порах, позволит получить опыт в работе с покрасочными материалами и избежать лишней траты средств на приобретение массы ненужных, на этом этапе, материалов.

Итак, модель куплена, собрана и радуя творца, готовится к обретению неповторимого внешнего вида, а значит можно начинать подготовку и непосредственно покраску модели. Для осуществления задуманного нам будет необходимо пройти следующие этапы:

1. Обезжиривание

Обезжиривать модель необходимо для качественной адгезии грунтовки или краски к поверхности модели. На не обезжиренной поверхности материал может собираться в капли, т.е. неровно ложиться. (нанесите воду на кусок пластика и увидите результат), либо в последствии отслоиться от поверхности, тем самым необратимо испортив готовую модель. Обезжиривание лучше всего проводить путем отмывания модели старой зубной щеткой обычным "Фэйри" который используется для мытья посуды, либо обработав поверхность кистью со спиртом. После мытья в "Фейри" модель необходимо промыть под струей теплой воды и тщательно высушить. Спирт высохнет сам и быстро. Процедуру обезжиривания проводить в перчатках и не трогать модель голыми руками.

2. Грунтовка модели

По поводу грунтования модели существует много разных мнений. Для меня лично этого вопроса не существует - ГРУНТОВАТЬ ОДНОЗНАЧНО! Грунтовка наносится на заранее подготовленную поверхность модели (зачищенную, отшлифованную и обезжиренную). Наносится грунт только из аэрографа или из баллона (ни в коем случае кистью). Помимо подготовки поверхности к нанесению краски, грунтованием выявляют изъяны возникшие в ходе сборки модели (следы клея, не отшлифованные царапины и т.п.). Выявленные проблемы решаются путем шлифовки наждачной шкуркой с зернистостью 1200-2500 с водой. После устранения - еще раз нанести на отшлифованные места грунт. Рекомендую грунты в баллонах Tamiya и Mr.Surfacer от Gunze Sangyo. На будущее необходимо иметь ввиду, для грунтования пластика, металлов и смолы используются разные грунты.

После грунтования необходимо дать модели просохнуть 24 часа.

3. Базовая покраска

Существует два основных способа покраски моделей, это покраска кистью и покраска аэрографом. Покраска аэрографом дает более качественный результат, однако требует приобретения достаточно дорогого оборудования, а это не всегда это доступно, особенно для юных моделистов. Кисть требует гораздо меньших расходов, но добиться приемлемого результата, на мой взгляд, сложнее. Но в своей работе моделисты используют оба способа, поэтому освоить кисть крайне важно и необходимо. Краску для покраски кистью, как уже говорилось выше, лучше всего покупать ту которая указана производителем. Если в Вашем регионе данная марка отсутствует, можно подобрать аналог. Консультанты в любом магазине с удовольствием окажут Вам помощь. Для начинающих советую использовать акриловые краски на водной основе (Tamiya, Gunze Sangyo и др.). Они не имеют резкого запаха и проще отмываются. Необходимо обратить внимание, что есть краски которые производителем сразу подготовлены для использования в аэрографе, например Vallejo серии Model Air. Я такие краски под кисть не рекомендую (слишком жидкие). В базовую покраску также можно включить выкраску камуфляжа, прешейдинг (затемнение углублений и впадин на модели), высветление (выделение более светлым тоном базового цвета выступающих частей модели).

После покраски необходимо дать модели просохнуть 24 часа.

4. Нанести глянцевый лак на места нанесения декалей

Чтобы избежать, так называемого, "серебрения" декалей на поверхности модели (это когда видно подложку), наносить их необходимо на глянцевую поверхность.

Дать просохнуть 12 часов.

5. Нанести декали

При нанесении декалей желательно использовать специальные жидкости, которые позволят "приварить" их к поверхности, а так же позволить декалям стать пластичными в случае нанесения их на неровные поверхности.

Дать просохнуть 12 часов.

6. Нанести глянцевый лак на приклеенные декали

Это необходимо, чтобы защитить их от механических воздействий, а так же выровнять их границы относительно поверхности модели.

Дать просохнуть 12 часов.

7. Покрыть модель матовым или полуматовым лаком

Еще полуматовый лак называют "сатиновым". Эта процедура защищает краску от механических повреждений могущих возникнуть при манипуляциях с моделью, а также подготовит поверхность к нанесению следующих слоев.

Дать просохнуть 24 часа.

8. Нанести на модель корректирующие цвет фильтры

Наносятся они для коррекции цвета модели и придания ей более живого и реалистичного вида. Фильтры являют собой очень жидко разведенную краску в пропорции 5% краски и 95% растворителя. Фильтры изготавливаются из краски отличной от той которая используется для базовой покраски модели, например на акрил хорошо подходит художественное масло. Наносятся фильтры только на матовую или полуматовую поверхность. Опытные моделисты, как правило фильтры изготавливают сами, но имеется в продаже целая линейка тематезированных фильтров различных производителей (например MIG Productions, Ak interactive и др.), что очень удобно.

Дать просохнуть, минимум 24 часа.

9. Покрасить или приклеить покрашенный ранее шанцевый инструмент, ящики, навесное оборудование, брезенты и т.д.

10. Нанести матовый или полуматовый лак

Дать просохнуть 24 часа.

11. Нанести масляные точки "фэйдинг" (англ. fading-выцветание)

Масляные точки наносятся для имитации воздействия окружающей среды на поверхность прототипа модели (дождь, ветер, выцветание краски на солнце). Очень эффектный прием, мгновенно добавляет реалистичности модели. Выполняется, как правило, художественными масляными красками и размывается уайт-спиритом. Выполняется на матовой или полуматовой поверхности.

Дать просохнуть, минимум 48 часов.

12. Нанести матовый или полуматовый лак

Дать просохнуть 24 часа.

13. Нанести имитацию потеков топлива и иных технических жидкостей на баках, на трансмиссии, ступицах колес и т.д.

Выполняется как самостоятельно изготовленными, так и приобретенными специальными жидкостями указанных выше производителей.

Дать просохнуть 24 часа.

14. Нанести глянцевый лак

Дать просохнуть 24 часа.

15. Нанести смывку

Применение смывки позволяет выделить все выступающие детали и подчеркнуть тени в углублениях. Смывка представляет собой краску разбавленную растворителем в пропорциях 50% на 50%. Как и фильтры, смывку можно изготовить самому (например художественное масло и уайт-спирит), или приобрести уже готовую.

Дать просохнуть 24 часа.

16. Нарисовать сколы, царапины и потертости

Рисуются тонкой кистью от руки, возможно использование поролоновой губки.

Дать просохнуть 12 часов.

17. Нанести финишный слой лака

Вид лака зависит от Вашей идеи и от модели.

Дать просохнуть 24 часа.

18. Нанести финальные штрихи (грязь, пыль, ржавчина, следы выхлопа и т.п.)

Ну вот, выполнив все вышеперечисленные шаги и поставив модель на подставку, мы держим в руках не кусок пластика, а маленькое произведение искусства. И пусть, может быть, до совершенства еще далеко, модель которую Вы держите в руках уникальна, а Вы можете смело себя называть художником.

Указанные в статье порядок работы и время пауз на просушку не раскрывают технологий исполнения и являются ориентировочными, зависящими от используемых материалов и применяемых методов и технологий. Естественно, каждый моделист, со временем, приходит к своим, присущим только ему одному, алгоритмам и методам работы с моделью.
Надеюсь и Вы найдете свой путь в Мире Моделей, а моя статья Вам немного поможет.

С Уважением.

Мой блог находят по следующим фразам

blogs.modelsworld.ru

Ещё раз про семь основных методологий разработки / Edison corporate blog / Habr

Разработка программного продукта знает много достойных методологий — иначе говоря, устоявшихся best practices. Выбор зависит от специфики проекта, системы бюджетирования, субъективных предпочтений и даже темперамента руководителя. В статье описаны методологии, с которыми мы регулярно сталкиваемся в Эдисоне.



1. «Waterfall Model» (каскадная модель или «водопад»)


Одна из самых старых, подразумевает последовательное прохождение стадий, каждая из которых должна завершиться полностью до начала следующей. В модели Waterfall легко управлять проектом. Благодаря её жесткости, разработка проходит быстро, стоимость и срок заранее определены. Но это палка о двух концах. Каскадная модель будет давать отличный результат только в проектах с четко и заранее определенными требованиями и способами их реализации. Нет возможности сделать шаг назад, тестирование начинается только после того, как разработка завершена или почти завершена. Продукты, разработанные по данной модели без обоснованного ее выбора, могут иметь недочеты (список требований нельзя скорректировать в любой момент), о которых становится известно лишь в конце из-за строгой последовательности действий. Стоимость внесения изменений высока, так как для ее инициализации приходится ждать завершения всего проекта. Тем не менее, фиксированная стоимость часто перевешивает минусы подхода. Исправление осознанных в процессе создания недостатков возможно, и, по нашему опыту, требует от одного до трех дополнительных соглашений к контракту с небольшим ТЗ.

С помощью каскадной модели мы создали множество проектов «с нуля», включая разработку только ТЗ. Проекты, о которых написано на Хабре: средний — рентгеновский микротомограф, мелкий — автообновление службы Windows на AWS.

Когда использовать каскадную методологию?

  • Только тогда, когда требования известны, понятны и зафиксированы. Противоречивых требований не имеется.
  • Нет проблем с доступностью программистов нужной квалификации.
  • В относительно небольших проектах.

2. «V-Model»


Унаследовала структуру «шаг за шагом» от каскадной модели. V-образная модель применима к системам, которым особенно важно бесперебойное функционирование. Например, прикладные программы в клиниках для наблюдения за пациентами, интегрированное ПО для механизмов управления аварийными подушками безопасности в транспортных средствах и так далее. Особенностью модели можно считать то, что она направлена на тщательную проверку и тестирование продукта, находящегося уже на первоначальных стадиях проектирования. Стадия тестирования проводится одновременно с соответствующей стадией разработки, например, во время кодирования пишутся модульные тесты.

Пример нашей работы на основе V-методологии — мобильное приложение для европейского сотового оператора, который экономит расходы на роуминг во время путешествий. Проект выполняется по четкому ТЗ, но в него включен значительный этап тестирования: удобства интерфейса, функционального, нагрузочного и в том числе интеграционного, которое должно подтверждать, что несколько компонентов от различных производителей вместе работают стабильно, невозможна кража денег и кредитов.

Когда использовать V-модель?

  • Если требуется тщательное тестирование продукта, то V-модель оправдает заложенную в себя идею: validation and verification.
  • Для малых и средних проектов, где требования четко определены и фиксированы.
  • В условиях доступности инженеров необходимой квалификации, особенно тестировщиков.

3. «Incremental Model» (инкрементная модель)


В инкрементной модели полные требования к системе делятся на различные сборки. Терминология часто используется для описания поэтапной сборки ПО. Имеют место несколько циклов разработки, и вместе они составляют жизненный цикл «мульти-водопад». Цикл разделен на более мелкие легко создаваемые модули. Каждый модуль проходит через фазы определения требований, проектирования, кодирования, внедрения и тестирования. Процедура разработки по инкрементной модели предполагает выпуск на первом большом этапе продукта в базовой функциональности, а затем уже последовательное добавление новых функций, так называемых «инкрементов». Процесс продолжается до тех пор, пока не будет создана полная система.

Инкрементные модели используются там, где отдельные запросы на изменение ясны, могут быть легко формализованы и реализованы. В наших проектах мы применяли ее для создания читалки DefView, а следом и сети электронных библиотек Vivaldi.

Как пример опишем cуть одного инкремента. Сеть электронных библиотек Vivaldi пришла на смену DefView. DefView подключалась к одному серверу документов, а теперь может подключаться ко многим. На площадку учреждения, желающего транслировать свой контент определенной аудитории, устанавливается сервер хранения, который напрямую обращается к документам и преобразует их в нужный формат. Появился корневой элемент архитектуры — центральный сервер Vivaldi, выступающий в роли единой поисковой системы по всем серверам хранения, установленным в различных учреждениях.

Когда использовать инкрементную модель?

  • Когда основные требования к системе четко определены и понятны. В то же время некоторые детали могут дорабатываться с течением времени.
  • Требуется ранний вывод продукта на рынок.
  • Есть несколько рисковых фич или целей.

4. «RAD Model» (rapid application development model или быстрая разработка приложений)


RAD-модель — разновидность инкрементной модели. В RAD-модели компоненты или функции разрабатываются несколькими высококвалифицированными командами параллельно, будто несколько мини-проектов. Временные рамки одного цикла жестко ограничены. Созданные модули затем интегрируются в один рабочий прототип. Синергия позволяет очень быстро предоставить клиенту для обозрения что-то рабочее с целью получения обратной связи и внесения изменений.

Модель быстрой разработки приложений включает следующие фазы:

  • Бизнес-моделирование: определение списка информационных потоков между различными подразделениями.
  • Моделирование данных: информация, собранная на предыдущем этапе, используется для определения объектов и иных сущностей, необходимых для циркуляции информации.
  • Моделирование процесса: информационные потоки связывают объекты для достижения целей разработки.
  • Сборка приложения: используются средства автоматической сборки для преобразования моделей системы автоматического проектирования в код.
  • Тестирование: тестируются новые компоненты и интерфейсы.

Когда используется RAD-модель?

Может использоваться только при наличии высококвалифицированных и узкоспециализированных архитекторов. Бюджет проекта большой, чтобы оплатить этих специалистов вместе со стоимостью готовых инструментов автоматизированной сборки. RAD-модель может быть выбрана при уверенном знании целевого бизнеса и необходимости срочного производства системы в течение 2-3 месяцев.

5. «Agile Model» (гибкая методология разработки)


В «гибкой» методологии разработки после каждой итерации заказчик может наблюдать результат и понимать, удовлетворяет он его или нет. Это одно из преимуществ гибкой модели. К ее недостаткам относят то, что из-за отсутствия конкретных формулировок результатов сложно оценить трудозатраты и стоимость, требуемые на разработку. Экстремальное программирование (XP) является одним из наиболее известных применений гибкой модели на практике.

В основе такого типа — непродолжительные ежедневные встречи — «Scrum» и регулярно повторяющиеся собрания (раз в неделю, раз в две недели или раз в месяц), которые называются «Sprint». На ежедневных совещаниях участники команды обсуждают:

  • отчёт о проделанной работе с момента последнего Scrum’a;
  • список задач, которые сотрудник должен выполнить до следующего собрания;
  • затруднения, возникшие в ходе работы.

Методология подходит для больших или нацеленных на длительный жизненный цикл проектов, постоянно адаптируемых к условиям рынка. Соответственно, в процессе реализации требования изменяются. Стоит вспомнить класс творческих людей, которым свойственно генерировать, выдавать и опробовать новые идеи еженедельно или даже ежедневно. Гибкая разработка лучше всего подходит для этого психотипа руководителей. Внутренние стартапы компании мы разрабатываем по Agile. Примером клиентских проектов является Электронная Система Медицинских Осмотров, созданная для проведения массовых медосмотров в считанные минуты. Во втором абзаце этого отзыва, наши американские партнеры описали очень важную вещь, принципиальную для успеха на Agile.

Когда использовать Agile?

  • Когда потребности пользователей постоянно меняются в динамическом бизнесе.
  • Изменения на Agile реализуются за меньшую цену из-за частых инкрементов.
  • В отличие от модели водопада, в гибкой модели для старта проекта достаточно лишь небольшого планирования.

6. «Iterative Model» (итеративная или итерационная модель)


Итерационная модель жизненного цикла не требует для начала полной спецификации требований. Вместо этого, создание начинается с реализации части функционала, становящейся базой для определения дальнейших требований. Этот процесс повторяется. Версия может быть неидеальна, главное, чтобы она работала. Понимая конечную цель, мы стремимся к ней так, чтобы каждый шаг был результативен, а каждая версия — работоспособна.

На диаграмме показана итерационная «разработка» Мона Лизы. Как видно, в первой итерации есть лишь набросок Джоконды, во второй — появляются цвета, а третья итерация добавляет деталей, насыщенности и завершает процесс. В инкрементной же модели функционал продукта наращивается по кусочкам, продукт составляется из частей. В отличие от итерационной модели, каждый кусочек представляет собой целостный элемент.

Примером итерационной разработки может служить распознавание голоса. Первые исследования и подготовка научного аппарата начались давно, в начале — в мыслях, затем — на бумаге. С каждой новой итерацией качество распознавания улучшалось. Тем не менее, идеальное распознавание еще не достигнуто, следовательно, задача еще не решена полностью.

Когда оптимально использовать итеративную модель?

  • Требования к конечной системе заранее четко определены и понятны.
  • Проект большой или очень большой.
  • Основная задача должна быть определена, но детали реализации могут эволюционировать с течением времени.

7. «Spiral Model» (спиральная модель)


«Спиральная модель» похожа на инкрементную, но с акцентом на анализ рисков. Она хорошо работает для решения критически важных бизнес-задач, когда неудача несовместима с деятельностью компании, в условиях выпуска новых продуктовых линеек, при необходимости научных исследований и практической апробации.

Спиральная модель предполагает 4 этапа для каждого витка:

  1. планирование;
  2. анализ рисков;
  3. конструирование;
  4. оценка результата и при удовлетворительном качестве переход к новому витку.

Эта модель не подойдет для малых проектов, она резонна для сложных и дорогих, например, таких, как разработка системы документооборота для банка, когда каждый следующий шаг требует большего анализа для оценки последствий, чем программирование. На проекте по разработке СЭД для ОДУ Сибири СО ЕЭС два совещания об изменении кодификации разделов электронного архива занимают в 10 раз больше времени, чем объединение двух папок программистом. Государственные проекты, в которых мы участвовали, начинались с подготовки экспертным сообществом дорогостоящей концепции, которая отнюдь не всегда бесполезна, поскольку окупается в масштабах страны.

Подытожим


На слайде продемонстрированы различия двух наиболее распространенных методологий.

В современной практике модели разработки программного обеспечения многовариантны. Нет единственно верной для всех проектов, стартовых условий и моделей оплаты. Даже столь любимая всеми нами Agile не может применяться повсеместно из-за неготовности некоторых заказчиков или невозможности гибкого финансирования. Методологии частично пересекаются в средствах и отчасти похожи друг на друга. Некоторые другие концепции использовались лишь для пропаганды собственных компиляторов и не привносили в практику ничего нового.

О технологиях разработки:
Ещё раз про семь основных методологий разработки.
10 главных ошибок масштабирования систем.
8 принципов планирования разработки, упрощающих жизнь.
5 главных рисков при заказной разработке ПО.

habr.com

Вопрос 2. На каких модельных Системах можно продемонстрировать образование коацерватных капель в растворе? - Глава 2. Возникновение жизни на Земле - Биология. 10 класс Захаров В.Б. и др. - Каталог статей

Например, коацерватную каплю, образованную из белка, гуммиарабика и фосфорилазы, погружают в раствор глюкозо-1-фосфата. Глюкозо-1-фосфат начиняет входить в каплю и полимеризуется в ней в крахмал при действии катализатора - фосфорилазы. Процессы, протекающие и коацерватной капле, изображены в квадратных скобках, а вне их помешены вещества, находящиеся во внешней и среде:

глюкозо-1-фосфат -> [глюкозо-1-фосфат-> крахмал –> мальтоза] —> мальтоза.

За счет образовавшегося крахмала капля растет, что легко может быть установлено как химическим анализом, так и непосредственными микроскопическими измерениями. Если в каплю включить другой катализатор — b-амилазу, крахмал распадается до мальтозы, которая выделяется во внешнюю среду.

Таким образом, возникает простейший метаболизм. Вещество входит в каплю, полимеризуется, обусловливая рост системы. А при распаде веществ продукты этого процесса выходят во внешнюю среду, где их ранее не была.

Другая схема иллюстрирует опыт, где полимером является полинуклеотид. Капля, состоящая из белка-гистона и гуммиарабики, окружена раствором АДФ.

Поступая в каплю, АДФ полимеризуется под влиянием полимеразы в полиадениловую кислоту, за счет которой капля растет, а неорганический фосфор поступает во внешнюю среду:

АДФ > IАДФ > Полн-А + ф] –> Ф.

При этом капля за короткий срок увеличивается в объеме более чем в 2 раза.

Как в случае синтеза крахмала, так и при образовании полиадениловой кислоты в качестве исходных веществ в окружающий раствор вносили богатые энергией (макроэргические) соединения. За счет энергии этих соединений, поступающих из внешней среды, и происходил синтез полимеров и рост коацерватных капель. В другой серии опытов академиком А. И. Опариным и его сотрудниками было продемонстрировано, что и в самих коацерватных каплях могут протекать реакции, связанные с рассеиванием энергии.

dixet.ucoz.com

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о