60 група Біологія і екологія та Хімія 05.04.2022

 

Біологія і екологія на 05.04.22

60 група

Урок 46

Тема: Стратегії адаптацій організмів.

Завдання на урок:

1.      Ознайомитися з матеріалом уроку

 

1.1.  презентацію

https://naurok.com.ua/prezentaciya-vlastivosti-adaptaciy-197510.html

2.2.  відео

https://www.youtube.com/watch?v=epMqh3Pz3m8

https://www.youtube.com/watch?v=hL_agRdpWC8   

2.3.  Теоретичний матеріал

Рівні адаптації живих організмів

Адаптації живих організмів до умов середовища можуть відбуватися на всіх рівнях організації живого. Досить легко помітити адаптації на організмовому рівні, коли відразу видно зв'язок між будовою тіла організму та його середовищем існування.

Прикладами цього є обтічна форма тіла активно плаваючих водних, літаючих наземних організмів та пристосовані до риття нір передні кінцівки крота.

Але не менш важливі адаптації відбуваються на молекулярному й клітинному рівнях. Хоча їх помітити не завжди легко. Це можуть бути зміни в перебігу деяких біохімічних процесів, видозміни органел клітин, синтез нових сполук тощо.

Адаптації на молекулярному рівні

На молекулярному рівні адаптації можуть відбуватися дуже швидко. Невеличка зміна всього в одній молекулі може стати причиною суттєвих змін у шансах виживання організмів.

Прикладом такої адаптації є зміна форми молекул гемоглобіну в результаті заміни однієї пари нуклеотидів відповідного гена. Ця мутація стає причиною заміни однієї з амінокислот у молекулі білка на іншу, що змінює його конформацію. Молекули гемоглобіну зі зміненою формою гірше переносять кисень. Але гетерозиготні за цим геном особини мають значно більші шанси на виживання в разі зараження малярією.

Ще один характерний приклад молекулярного механізму адаптації — зміна форми виведення з організму продуктів обміну Нітрогену. У риб ці продукти виводяться у вигляді амоніаку, який дуже добре розчиняється, але є токсичною сполукою і потребує для виведення великої кількості води.

У процесі пристосування до життя на суходолі хребетним довелося адаптуватися до життя в умовах дефіциту вологи. І витрати такої великої кількості води для виведення амоніаку були нераціональними. Ссавці адаптувалися до такої ситуації, замінивши амоніак сечовиною, яка набагато менш токсична. Вона потребує й набагато менше води для свого виведення, хоча розчинність її нижча, ніж в амоніаку.

Ще радикальніше розв'язали цю проблему птахи. У них продукти обміну Нітрогену виводяться у вигляді сечової кислоти, яка не є токсичною і потребує дуже мало води для виведення з організму.

Адаптації на клітинному рівні

Адаптації на клітинному рівні пов'язані зазвичай з особливостями будови або функціонування окремих органел чи інших структур клітини. Наприклад, під час адаптації одноклітинних організмів до життя у прісній воді виникла проблема надмірного надходження води в клітину за рахунок явища осмосу. Цю проблему вирішує поява скоротливої вакуолі, через яку зайва вода постійно виводиться з клітини.

Цікавим варіантом адаптації на клітинному рівні стало вироблення рослинами альтернативних варіантів фотосинтезу. У більшості рослин світлова й темнова фази фотосинтезу відбуваються одночасно в одному хлоропласті (так званий С₃-фотосинтез). У цьому випадку вуглекислий газ для темнової фази надходить прямо через відкриті продихи. Але через відкриті продихи випаровується багато води, що небажано для рослин із посушливих умов існування. Тому в них виникли два варіанти адаптацій для економії вологи.

В обох випадках світлова й темнова фази фотосинтезу розділяються. У першому варіанті в рослин з С₄-фотосинтезом світлова й темнова фази фотосинтезу рознесені просторово й відбуваються в різних клітинах. Для забезпечення вуглекислим газом невеликої кількості клітин рослина може розкривати лише частину продихів.

У другому варіанті у рослин із САМ-метаболізмом фази фотосинтезу рознесені в часі. Світлова фаза відбувається вдень, а темнова — вночі. Продихи відкриваються тільки вночі й випаровують набагато менше вологи.

Адаптацією на клітинному рівні є також утворення гаусторіїв у паразитичних грибів. Гаусторії — це бічні вирости гіф, які проникають усередину клітини організму-хазяїна (мал. 7.6). Вони є єдиною структурою, яка забезпечує живлення гриба завдяки поглинанню потрібних йому речовин із клітин хазяїна. У гаусторіях відбуваються активні біохімічні процеси. У них міститься велика кількість рибосом та мітохондрій, а також зазвичай добре розвинена ендоплазматична сітка. Гаусторії утворюються в таких представників грибів, як борошнисто-росяні гриби, сажкові гриби тощо.

Адаптації в еволюції людини

Преадаптація до прямоходіння

Вертикальне положення тіла під час локомоції почало формуватися у предків людини ще під час життя на деревах. Перші ознаки цього помітні в найбільш раннього представника цієї еволюційної лінії — сахельантропа (жив 7 млн років тому). У нього вперше серед приматів почалося переміщення потиличного отвору із задньої частини черепа на нижню, що є свідченням адаптації до випрямленого пересування.

І лише нащадки ардипітеків — австралопітеки — мали нижні кінцівки, пристосовані для переміщення переважно земною поверхнею, а не по деревах. Здатність пересуватися у вертикальному положенні виявилася надзвичайно вдалим пристосуванням до життя в савані. Це полегшувало орієнтування, дозволяло переносити дитинчат і їжу та вивільняло передні кінцівки для використання палок і каменів як знарядь для захисту від хижаків. Тому за порівняно короткий час (приблизно 300 тис. років) будова нижніх кінцівок змінилася, що дозволило австралопітекам успішно перейти до життя на просторах саван.

Аналіз скелета ардипітека, який жив на 2 млн років пізніше, свідчить про те, що він був ще більше пристосований до прямоходіння, ніж сахельантроп. І хребет, і таз ардипітека вже мали особливості, які свідчили про пересування у випрямленому стані, але будова кінцівок ясно вказувала на те, що ардипітеки жили і живилися переважно на деревах.

Міні-довідник

Відповідь на запитання, яким чином сформувалася така преадаптація, була отримана під час спостереження за орангутанами. Виявилося, що вони періодично пересуваються вертикально. У цьому випадку ноги забезпечують утримання на гілках, а руками мавпи можуть збирати плоди або підтримувати рівновагу. Скоріш за все, у предків людини цей спосіб пересування по деревах став основним, а після зміни середовища існування з деревного на наземний виявився вдалою передумовою для життя в новій екологічній ніші.

 

Адаптація на молекулярному рівні

Адаптація до нового середовища існування під час переходу до життя в савані відбувалася у предків людини на різних рівнях організації, зокрема і на молекулярному. Для ефективного виживання в нових умовах суттєво зростала роль соціальних стосунків і взаємопідтримки особин у групах, тому з'явилася необхідність у зниженні агресивності поведінки. Одним із можливих шляхів стало зниження рівня тестостерону в організмі. Зовнішньою ознакою такої зміни стало зменшення розмірів ікол у представників еволюційної лінії людини.

Адаптація до екологічної ніші. «Полуденний хижак»

Однією з цікавих гіпотез, яка пояснює зовнішній вигляд сучасної людини, є гіпотеза зайняття нашими предками екологічної ніші «полуденного хижака». В умовах африканської савани період часу всередині дня є періодом зниженої активності більшості мешканців савани через сильну жару і ризик перегріву у випадку активних рухів. Утрата волосяного покриву на тілі та сильний розвиток потових залоз дозволили предкам людини ефективно запобігати перегріву в найбільш жаркий період доби, а наявність густого волосся на голові вберігала від перегріву мозок. Це дозволило різко підвищити ефективність полювання, бо через ризик перегріву їхні жертви не могли довго втікати, а хижаки — нападати.

 

 

2.Дати усну відповідь на питання уроку

2.4. За якими критеріями розрізняють різні стратегії формування адаптацій?

2.5. Що відрізняє активний та пасивний шляхи формування адаптацій?

3.   Ознайомитися з матеріалом § 3 підручника  https://uahistory.co/pidruchniki/sobol-biology-and-ecology-11-class-2019-standard-level/3.php

       4.  Дайте відповідь на питання 9 (стор.14) в робочому зошиті

Що відрізняє різні стратегії формування адаптацій?

        5. Фотозвіт чекаю за посиланням nataalex088@gmail.com  

 

Хімія на 04.04.22 та 05.04.22

60 група

Урок 39-41

Тема:

Насичені аміни: склад і будова молекули, назва найпростішої за складом сполуки. Будова аміногрупи.  Аміни як органічні основи. Хімічні властивості метан аміну.

Ароматичні аміни: склад і будова молекули, назва найпростішої за складом сполуки. Хімічні властивості аніліну. Одержання аніліну.

Амінокислоти: склад і будова молекул, загальні і структурні формули, характеристичні (функціональні) групи, систематична номенклатура.  Пептидна група.

Завдання на урок:

1.      Опрацюйте матеріал уроку та складіть опорний конспект

 

1.1.Насичені аміни

Нітрогеновмісні органічні сполуки – це сполуки, які крім Карбону, Гідрогену і Оксигену містять атоми Нітрогену.

До них належать різні класи органічних сполук:

нітросполуки (R ¾ NO₂),

аміни (R ¾ NH₂ та ін.),

білки,

нуклеїнові кислоти.

Аміни – це органічні похідні амоніаку, в якому один, два, або усі три атоми Гідрогену заміщені на вуглеводневі радикали (ненасичені, насичені, ароматичні).

Будова молекули амоніаку NH₃  

Будова молекули метиламіну H₃C-NH₂

З другого боку, це похідні вуглеводнів, що містять функціональну аміногрупу.

Група атомів –NH₂ називається — аміногрупа.

Загальна формула сполук, у молекулах яких вуглеводневий залишок сполучений з аміногрупою R–NH₂.

У молекулах амінів, зокрема метиламіну, як і в молекулі амоніаку NH₃, атом Нітрогену сполучений із трьома іншими атомами простим ковалентним зв’язком. Цей зв’язок реалізується за участю неспарених електронів зовнішнього енергетичного рівня атома Нітрогену:

В електронних формулах молекул амінів, крім спільних електронних пар, часто показують і «неподілену» пару 2s – електронів атома Нітрогену:

Спільні електронні пари в молекулі аміну зміщуються до атома Нітрогену. На цьому атомі зосереджується негативний заряд, а на іншій частині молекули — позитивний. Отже, молекули амінів полярні.

Атом Нітрогену перебуває у стані sp³ – гібридизації.

Класифікація амінів

Аміни класифікують за кількома ознаками

Ізомерія

Номенклатура.

Систематична назва насиченого аміну складається із двох частин — назви відповідного алкану і слова амін: СН₃NH₂ —метанамін, С₂Н₅NH₂ — етанамін.

У назвах інших насичених амінів указують номер атома Карбону, з яким сполучена аміногрупа. Для цього обирають найдовший карбоновий ланцюг (до нього має бути приєднана група –NH₂) і нумерують атоми. Атому Карбону, сполученому з аміногрупою, надають найменший номер і записують його перед словом амін:

 

3        2       1

СН₃ – СН₂ – СН₂ – NН₂

пропан – 1 – амін

Для амінів, молекули яких містять прості замісники, часто використовують інші назви, які починаються з назви вуглеводневого залишку, сполученого з аміногрупою:

СН₃–NH₂.

метиламін

Поширення в природі.

Аміни мають досить обмежене поширення у природі. У вільному стані аміни виявлено лише у деяких видів рослин. Так, метиламін СН₃NН ₂

виявлено у переліску багаторічному,

а триметиламін (СН₃)₃N у квітах одного з видів глоду.

Фізичні властивості.

Нижчі аміни (метиламін, диметиламін, триметиламін) – гази, добре розчинні у воді, мають запах амоніаку; середні члени – рідини із слабким запахом; вищі – тверді речовини із запахом риби, нерозчинні у воді.

Хімічні властивості.

Аміни – органічні основи, які за властивостями подібні до амоніаку.

1) з водою:   NH₃ + HOH ↔ NH₄OH ↔ NH₄⁺ + OH^-

гідроксид лужне    

амонію          середовище 

            СН₃NН₂ + Н―ОН ↔ [СН₃NН₃]⁺ + ОН^-

            йон метиламонію

Йони ОН– у водному розчині аміну можна виявити за допомогою індикатора.

Відео за посиланням: https://www.youtube.com/watch?v=kyevtsHS-wM   

2) реакції окиснення. Аміни горять на повітрі й здатні утворювати з ним вибухові суміші. Продукти згоряння аміну — вуглекислий газ, азот і водяна пара:

4CH₃NH₂ + 9O₂ → 4CO₂ + 2N₂ + 10H₂O.

3) реакції з кислотами. Під час взаємодії амінів з кислотами утворюються солі — йонні сполуки:

СH₃NH₂ + HCl → [CH₃NH₃]Cl.

метиламін метиламоній хлорид

 

Відео за посиланням: https://www.youtube.com/watch?v=mFC6Z3B5cyM&feature=emb_imp_woyt

Застосування. Аміни використовують у виробництві полімерів, синтетичних волокон, барвників, лікарських препаратів.

Фізіологічна дія. У природі поширені аміни різного складу і будови; деякі з них мають високу біологічну активність. Багато амінів є токсичними речовинами. Наприклад, метиламін подразнює слизові оболонки, спричиняє порушення дихання, негативно діє на нервову систему і внутрішні органи.

Відео за посиланням: https://www.youtube.com/watch?v=mFC6Z3B5cyM&feature=emb_imp_woyt

 

1.2. Ароматичні аміни

 

Анілін

Найпростішим ароматичним аміном є анілін, або феніламін C₆H₅NH₂. Це — безбарвна масляниста рідина з характерним запахом, яка розчиняється у спирті, бензені, але малорозчинна у воді, отруйна.

Будова молекули. Молекула аніліну складається з двох частин — аміногрупи і бензенового кільця. Неподілена електронна пара атома Нітрогену утворює спільну електронну систему з p-електронами бензенового кільця. Частина електронної густини від атома Нітрогену переміщується в кільце й нерівномірно розподіляється по ньому:

1.   Фізичні властивості: 

- масляниста рідина

- без кольору, при зберіганні внаслідок окиснення набуває рожевого забарвлення

- малорозчинний у воді

- має характерний запах

- токсичний.

Відео за посиланням: https://www.youtube.com/watch?v=unkwj7SX67c&feature=emb_imp_woyt

 

Хімічні властивості.

У водному розчині аніліну майже немає йонів, а індикатори не змінюють свого забарвлення.

Відео за посиланням https://www.youtube.com/watch?v=lCLmzb5jShI&feature=emb_imp_woyt

Деякі реакції, в які вступає анілін, відбуваються за участю аміногрупи, а інші — за участю бензенового кільця.

Реакції за участю аміногрупи. Молекула С₆H₅NH₂ важче, ніж молекула СH₃NH₂, приєднує катіон Н⁺ і слабше утримує його. Тому анілін, на відміну від метиламіну, взаємодіє лише із сильними кислотами з утворенням солей, які є йонними сполуками, розчинними у воді:

С₆H₅NH₂ + HCl → [C₆H₅NH₃]Cl.

анілін, або феніламін феніламоній хлорид

Відео за посиланням https://www.youtube.com/watch?v=mFC6Z3B5cyM&feature=emb_imp_woyt

Реакція заміщення атомів Гідрогену в бензеновому кільці. Анілін взаємодіє з водним розчином брому (бромною водою), внаслідок чого утворюється білий, іноді ледь жовтуватий осад. При цьому в бензеновому кільці молекули аміну відбувається заміщення відразу трьох атомів Гідрогену на атоми Брому:

Відео за посиланням https://www.youtube.com/watch?v=mFC6Z3B5cyM&feature=emb_imp_woyt

 

Реакції окиснення. Анілін легко окиснююча речовина, він темніє при зберіганні. Тому легко відбувається окислення аніліну розчином хлорного вапна. На відміну від аніліну, на аміни якісних реакцій немає. Реакція аніліну з хлорним вапном - це якісна реакція на визначення аніліну.

Відео за посиланням https://www.youtube.com/watch?v=3nOhbLhM9xs&feature=emb_imp_woyt

Добування. Анілін є найважливішим аміном. Промисловий метод його добування ґрунтується на відновленні нітробензену С₆H₅NO₂ воднем за 250—350 °С і наявності каталізатора:

                          t, k

С₆H₅NO₂ + 3Н₂ ⎯→ С₆H₅NH₂ + 2Н₂О.

нітробензен            анілін

1842 р. професором Казанського університету М. М. Зінін розробив більш раціональний спосіб одержання аніліну відновленням нітробензену (реакція Зініна):

Фізіологічна дія.

Головна галузь застосування аніліну — синтез барвників і лікарських засобів. Промислове виробництво фіолетового барвника на базі аніліну почалося 1856 р. Aнілін застосовується переважно як напівпродукт у виробництві барвників, вибухових речовин і лікарських засобів (сульфаніламідні препарати). Анілін впливає на центральну нервову систему, спричиняє кисневе голодування організму за рахунок утворення в крові метгемоглобіну, гемолізу й дегенеративних змін еритроцитів. В організм анілін потрапляє під час дихання, у вигляді парів, а також крізь шкіру та слизові оболонки. Усмоктування крізь шкіру посилюється в разі нагрівання повітря або вживання алкоголю. У разі легкого отруєння аніліном спостерігаються слабкість, запаморочення, головний біль, синюшність губ, вушних раковин і нігтів. У випадку отруєнь середньої тяжкості також спостерігаються нудота, блювота, іноді хитання під час ходьби, частішання пульсу. У разі хронічного отруєння аніліном виникають токсичний гепатит, а також нервово-психічні розлади, розлади сну, погіршення пам’яті тощо. У випадку отруєння аніліном необхідно насамперед вивести потерпілого з вогнища отруєння, обмити теплою водою, потрібне вдихання кисню з карбогеном.

 

1.3. Амінокислоти:

 

Амінокислоти можна розглядати як похідні карбонових кислот, які утворюються заміщенням одного або кількох атомів Гідрогену вуглеводневого радикалу на аміногрупу.

 

 

Назви деяких амінокислот, які входять до складу білків збереглися історичні (тривіальні) назви: амінооцтова кислота – гліцин, α – амінопропанова кислота – аланін.

Фізичні властивості

Амінокислоти – це тверді, безбарвні, кристалічні речовини, більшість з яких добре розчинні у воді. Багато з них солодкі на смак. Відомо близько 200 амінокислот, з них в людському організмі їх міститься понад 60, а в складі білків тіла людини їх – 22.

Амінооцтова кислота – найпростіша з амінокислот. Водний розчин цієї амінокислоти має нейтральну реакцію, оскільки у кислоті міститься одна аміногрупа, яка проявляє лужні властивості й одна карбоксильна група, яка проявляє кислотні властивості.

Середовище кислот залежить від того, які функціональні групи у них переважають.

 

 2.      Виконайте тренувальний тест за посиланням https://zno.osvita.ua/chemistry/tag-amini/

3.         Скріншот результатів тестування чекаю на пошту nataalex088@gmail.com