Способы введения рекомб-х днк. Экспрессия чужеродной генетической информации в клетках различных организмов. Общая схема эксперимента по генетической инженерии. Получ-е трансг-х орган-змов.

Для прокориот осн-ым способом введения реком.Днк явл-ся трансформация. С целью ее повыш-ия эффек-ти разраб-ны след.методы:1). м. обраб-ки бактер-ой кл-ки хлоридом кальция-в рез-те чего происх-т локал-ое разруш-е клет-ой стенки бактерий и их мембрана станов-ся проницаемой для изолиров-ой реком-ой мал.Днк.2).м.электропорации-заключ-ся в кратковрем-ом экспонировании кл-к в интенсивном элект.поле.в рез-те чего в клеточ-ой стенке обр-ся брешы позвол-ие более легкому проникн-ию рек.мал.Днк. Для переноса рек.мал.Днк разраб-ны м.коньюгации и м.трансдукции. Разраб-ка этих методов основ-ся на аналогичных природных процессах.

Методы трансформации растительных клеток различаются в зависимости от трансфор-ого объекта (однод-ные или двуд-ые растения). Одним из самых расп-ных методов получения трансгенных двудольных растений является метод кокультивирования с агробактерией. Этот метод основан на трансформации клеток растений агробактериями, несущими векторную конструкцию.Высокий выход трансг-ых растений–10-60% в зависимости от вида. Методом кокультивации с агробактерией к настоящему времени получены трансгенные растения практически у всех сельскохозяйственных двуд-ых рас-ий. Этот метод применим для некоторых однодольных растений(пшеница, кукуруза, рис).

Для транс-ции одн-ых рас-ий разработан ряд методов, кот. могут быть применены и для дву-ых рас-ий, в частности методы прямого переноса генов в растительные клетки:1) Метод трансформации протопластов растений основан на введении в протопласты практически любого ДНК-вектора, несущего чужеродный ген.2) Метод микроинъекции ДНК обладает рядом преимуществ. При этом методе трансформации может быть использован любой тип вектора. Трансформация не является видоспецифичной. Недостатком метода является то, что можно одновременно сделать инъекцию только в одну клетку.3) Метод электропорации основан на повышении проницаемости плазмалеммы протопластов для чуж-ой ДНК за счет действия импульсов высокого напряжения. Применяется для введения генов только в протопласты, из которых могут быть регенерированы жизнеспособные растения.4) Метод упаковки в липосомы основан на введении чужеродной ДНК в составе липосом в протопласты растений. Липосомы представляют собой сферические образования, оболочки которых состоят из фосфолипидов. Липосомы созд-ся искус-но путем встряхивания или обработки ультразвуком водных эмульсий фосфолипидов. С помощью этого метода в протопласты раст-ий можно ввести -любую вект-ую сис-му. Преимущества этого метода: низкая токсичность липосом по отношению к кл-кам и высокая восприимчивость многих видов растений. Недостатки метода: низкая трансформирующая активность, техническая сложность и могут быть использованы протопласты только тех клеток, из которых можно регенерировать растения. Современ-й метод биобаллистической трансформации основан на бомбардировке микрочастицами из золота, вольфрама и платины с напыленными векторными ДНК или чужеродными ДНК культ-ых кл-к раст-ий. Попав в клетку, ДНК, покрывающая частицы, интегрируется в растительную ДНК. Этот метод применим для трансформации широкого круга растений, как одн-ых, так и двуд-ных, прост в использовании. Для кл-к животных сущ-т 1 способ трансф-ии-микроиньекция.

 Проблемы экспресии чужер-х генов в кл-ках различн-х орган-мов:1)проблема связан-я с введением эукориот-х кл-к в геном бактерий;2)п.связ-я с экспрес-ей эукориот-х генов в геноме прокориот;3)п.сверхработы трансгенов в геноме реципиентов;4)п.св-я с выключением гена в ряду поколений трансг-го орган-зма.

Из клеток, сконстуированных генно-инженерными методами, можно получить трансг-ые растения, все кл-ки кот-ых будут содержать чуж-ый ген. Новый признак, контрол-ый чужеродным геном, будет передаваться последующим поколениям при семенном размнож-ии. Т.о, технология рек. ДНК лежит в основе технологии получения трансгенных растений, включающей след-ие этапы: выбор гена и его клонир-ние; подбор генотипа растения-реципиента; введение гена и его экспрессия в геноме растения-реципиента; регенерация растений из трансформированных кл-к и отбор трансгенных растений; промышл-е использ-ие.

Выбор гена и его клонирование опред-тся задачами, направл-ыми на придание растениям опреде-ого хозяйственно-полезного признака, а им. устойчивость к гербицидам, пестицидам, или насекомым, уст-ть к некоторым видам стрессов, уст-ть к инфекции и др. Большинство генов, определяющих эти признаки, выделены из бактер-ных геномов или геномов диких видов растений. Подбор генотипа растения-реципиента основывается на ряде требований. В качестве реципиента подбираются растения высокоурожайного сорта, устойчивого к био-им и абио-им стрессам, но имеющего лишь одно отриц-ое сво-во, нап-р неустойчивость к вредителям, которое могло бы быть передано с помощью генно-инженерных методов. Введение гена в геном растения-реципиента осуществляется различными методами при помощи векторов

75.Клеточная инж-ия. М. культив-ия кл-к высших организмов. Каллусные и суспензионные культуры клеток высших растений, методы их получения и область применения. Гибридизация сомат. клеток. Клонирование раст. и живот. орг., органов и тканей. Одним из наиболее важных направлений биотех-гии явл-ся клеточная инженерия растений,кот-ая заключается в получении рас-ий из одной клетки. Клеточная биотехнология базируется на способности клеток к существованию и размножению в условиях invitro, их тотипотентности (сво-во соматич-их кл-к раст-ий полностью реализовать свою наслед-ную программу онтогенетического развития при определенных условиях выращивания вплоть до образования взрослых раст-ий и семян) и регенерации.

2 направл-ия в кл. инж: трансплантация эмбрионов и клонирование. Трансплантация эмбрионов –задача-быстрое размнож-е в нужном колич-ве с/х живот-х с высокими показател-ми продуктивн-ти. 1.Выпол-ие задачи по ттрансплонт-ии эмбрионов позволит импортир-ть не самих живот-х,а их эмбрионы.При этом развивающ-ся эмбрионы в сурогатных матерях месных пород преобрет-т иммунитет кзаболев-ям циркулир-им в данной местности.2.На основе этой технологии можно быстро получить большое кол-в потомков от целого генотипа.3.Позволяет получать монозиготных близнецов имеющие идентичный генотип. Клониро-ие- разв-ие этого напрвле-ия позволит сохр-ть ценные генотипы спортив-х лошадей,пушных зверей,а т.ж.поддержать благодоря клоном пр-сс естествен-го размнож-я живот-х исчезаю-х видов.

Через некоторое время при культивировании на питательной среде в условиях invitro эксплантированных клеток и тканей наблюдается процесс их дедифференцировки (это потеря клеточных структур, выполняющих специфические функции, и возвращение дифференцированных клеток в меристематическое состояние, в котором они сохраняют способность к делению)и образуется первичный каллус (каллусная ткань).

Особен-ти кал-ных кл-к. Каллус (каллусная ткань) – это ткань, возникшая путем неорганизованной пролиферации кл-к органов растений(=тип ткани, получаемой при культивировании в условиях invitro изолир-ых кл-к и тканей растений.). Сам процесс образования каллуса наз-ся каллусогенезом. Пролиферация – новообразование кл-к путем размножения.

Каллусная ткань представляет собой аморфную массу тонкостенных паренхимных клеток, не имеющих определенной анатомической структуры. В зависимости от происхождения и условий выращивания она может быть разной консистенции:

-рыхлой, состоящей из сильно оводненных клеток;-средней плотности;-плотной, в которой диффере-тся элементы камбия и проводящей сис-мы.

Каллусная ткань в условиях invitro в основном бывает белого или желтоватого цвета.Очень редко м.б. зеленого цвета. Темно-коричневая окраска возникает чаще при старении каллусных клеток и связана с накоплением в них фенолов.

Каллусная клетка имеет свой цикл развития и повторяет развитие любой клетки (деление, растяжение, дифференцировка, старение, отмирание). Для того чтобы не происходило старение и отмирание каллусных клеток, через каждые 4-6 недель на свежую питательную среду переносят первичный каллус, возникший на эксплантах – фрагментах ткани или органа, которые были выделены и помещены на питательную среду. Эту операцию называют пассивированием. При регулярном пассивировании способность к делению может поддерживаться в течении десятков лет.

Каллусные клетки имеют много общего с нормальными клетками растений, входящими в состав растительного организма:

1) Рост каллусных клеток подчиняется общим закономерностям и описывается ростовой кривой Сакса(имеет S-образную форму).Кривая роста включает пять фаз.:1-я латентная или лаг-фаза- не происходит увеличения числа кл-к. Клетки в этот период подготавливаются к делениям.2-я фаза – логарифмическая или экпоненциального роста–харак-ся увеличением массы каллусной ткани, кроме того, их рост происходит с ускорением. 3-я линейная фаза скорость роста клеток постоянна.4-я– замедленного роста, когда митотическая активность каллусных клеток резко снижается. В 5-й –стационарной ф.– ростовая кривая выходит на плато. В этот период начинается деградация клеток, однако она еще уравновешивается возрастанием числа клеток за счет их деления. В целом же скорость нарастания клеточной массы во время 5-й фазы равна нулю. После стационарной фазы наступает отмирание (деградация) клеток, во время которой число и масса живых кал-ых кл-к уменьш-я.

2) К.кл-ки сохраняют многие физиолого-биохимические черты, свойственные нормальным клетка. Нап-р, способность к синтезу вторичных метаболитов, морозостойкость, устойчивость к высоким температурам, засолению.

К.кл-ки обладают свой-ми, отличающими их от нормальных клеток:1) физиологическая асинхронность, т.е. рост кал-ых кл-к происходит асинхронно, неорганизованно и является неограниченным, в связи с этим в каллусной ткани присутствуют различные по возрасту клетки;2) генетическая гетерогенность, т.е. генетическая нестабильность клеток каллусной ткани, выражающаяся в различной плоидности, в появлении генных мутаций;3) более длительный клеточный цикл чем у кл-к растения, произрастающего в открытом грунте;4) митохондрии в кал-ой кл-ке также, как и в меристематической, являются слабо развитыми, в них мало крист, что сказывается на активности аэробного дыхания;5) изменения в энергетическом обмене, направленные в сторону уменьшения потребления кислорода и усиления процессов брожения.

Способы культивирования каллусных клеток и тканей – поверхностное и глубинное культивирование. Если культивирование происходит поверхностно на агаризированной (твердой) питательной среде, то образуется каллусная ткань. Культуры клеток растений, выращиваемые в жидкой питательной среде, обычно называют суспензионными культурами.

Суспензионная культура представляет собой отдельные клетки, или небольшие группы клеток, выращиваемые во взвешенном состоянии в жидкой среде.Сусп.куль-ру получают путем переноса каллу-ой ткани с твердой среды в колбу с жидкой питат-ой средой, либо непосредственно из запасающей паренхимы растений. Однако последний способ глубинного культивирования более длительный и трудоемкий.

Гибридизация соматических кл-к - это слияние двух различных клеток в культуре тканей. Сливаться могут разные виды клеток одного организма и кл-ки разных, иногда очень далеких видов, например мыши и крысы, кошки и собаки, человека и мыши. Первый межвидовой гибрид при слиянии протопластов из клеток разных видов табака был получен в 1972 Карлсоном (США). Гибриды, полученные при слиянии протопластов, имеют важные отличия от половых гибридов поскольку несут цитоплазму обоих родителей. Возможно создание г., наследующих ядерные

гены одного из родителей наряду с цитоплазматическими генами обоих родителей.Особый интерес представляют г. растений, несущие цитоплазматические гены устойчивости к различным патогенам и стрессорным факторам от дикорастущих видов. Слияние протопластов используют также для получения гибридов с ценными в хозяйственном отношении свойствами между отдаленными видами, которые плохо или вообще не скрещиваются

обычным путем. Удалось получить соматический гибрид картофеля с томатами.

Клонирование: Возможности клонирования открывают новые перспективы для садоводов-огородников, фермеров-животноводов, а также для его медицинского применения.Путём клонирования можно получать животных с высокой продуктивностью яиц, молока,шерсти или таких животных, которые выделяют нужные человеку ферменты(инсулин, интерферон).Комбинируя методы генной инженерии с клонир-ем, можно вывести трансгенные сельск-ные растения,кот-ые смогут сами себя защищать от вредителей или будут устойчивы к определённым болезням. Клони-е живо-х: идея клонир-я зародилась в 50х 20в. Гердон взял икринку лягушки-альбиноса,из нее он удалил ядро. Взял голов-ка зел.лягушки и из эпителия взял диплоидное ядро и поместил в икринку. Больш-во(98-99%) дегенерировали(начинали делится,а далее дегенерировали,или же совсем не делились).И только 1-2% давали лягушку с норм.пигментацией.Сделал вывод ядра кл-к животного орг-зма

генетически идентичны,но в пр-ссе диффер-ки теряют тотипотентность(ядро явл-ся главным носителкм ген.наслед.информ.).

Клонир-е млекоп-х(мышей): В 1977г. учеными взяты 2 яйцек-ки,были оплод-ны,но ядра 2 спермат-в перенесли в 1 яйцек-ку,а ядра яйцекл-ок-в др. яйцекл-ку(но ничего хорошего не вышло). В 1997г получили овцу Долли.Суть:в качестве донора взяты кл-ки молочной железы овцы, в кач-ве реципиента брали(донор ЦП) яйцекл-ку другого вида овцы, в кот-ой удалили ядро и заменили ядром донора.Развив-сь зигота.В кач-ве сурог-ой матери взяли овцу с 3-им генотипом(др.вид).В рез-те появ-ся Долли.

Было прооперировано 40 овец, получено 430 яйцек-к, к-ые реконструирова-сь, получено 277яйцек-к. Из них получено 29 эмбрионов,из кот-ых развилась только 1(Долли).Клоны могут размножаться.Проблемы при клонир-и:быстрое старение,т.к. особь прожила какое-то время и клон имеет более старый биолог-й возраст;в 5%случ-х могут отлич-ся.

 

76. Достижения биотех-ии. Обл. применения достижений биотехнологии. Основн. тенденции и перспективные направления развития биотехнологии в РБ. Получение антибиотиков в промышленных условиях. С помощью биотехнологии получено множество продуктов для здравоохранения, сельского хозяйства, продовольственной и химической промышленности. Причем важно то, что многие из них не могли быть получены без применения биотехнологических способов. Особенно большие надежды связываются с попытками использования микроорганизмов и культур клеток для уменьшения загрязнения среды и производства энергии. В медицине биотех-ие приемы и методы играют ведущую роль при создании новых БАВ и лекар-ых препаратов предназначенных для ранней диагностики и лечения различных заболеваний.Антибиотики-самый большой класс фармацевтических соединений, получение которых осуществляется с помощью микробиологического синтеза. Созданы генно-инж-ые штаммы кишечной палочки, дрожжей, культивируемых клеток млек-щих и насекомых, используемые для получения ростового гормона,инсулина и интерферона человека, различных ферментов и противовирусных вакцин.Генная терапия:В настоящее время в мире около 400 проектов по генной терапии находятся на различных стадиях клинических испытаний: Пока генная терапия применяется в основном в онкологии (более 60% проектов). Примерно по 15% приходится на генную терапию инфекционных (СПИД, гепатит В, туберкулез) и моно генных заболеваний (муковисцидоз, семейная гиперхолестеринемия, мукополисахаридозы, гемофилия А и др.). Методы генной терапии позволяют лечить различные генетические патологии в период внутриутробного развития.Генная терапия успешно применяется для лечения не только наследственных, но и значительно более распространенных мультифакториальных болезней (диабет, остеопороз, ревматоидный артрит, различные опухоли). Вклад биотех-ии в с/х-ное произв-тво заключается в облегчении традиционных методов селекции растений и животных и разработке новых технологий, позволяющих повысить эффективность с/х. Во многих странах методами генетической и клеточной инженерии созданы высокопродуктивные и устойчивые к вредителям, болезням, гербицидам сорта сельск-ых растений. Разработана техника оздоровления растений от накопленных инфекций, что особенно важно для вегетативно размножаемых культур(картофель). Генноинже-ные вакцины, сыворотки используют для профилактики, диагностики и терапии основных болезней сельск-ых животных. Б. в производстве: Биотехнологические процессы с использованием микроорганизмов и ферментов уже на современном техническом уровне широко применяют в пищевой промышленности. Промыш-ое выращивание м/о, растительных и животных кл-к используют для получения многих ценных соединений-ферментов, гормонов,АК, витаминов,антибиотиков,органических к-т(уксусной, лимонной, молочной).С помощью микроорганизмов проводят биотрансформацию одних органических соединений в другие (например, сорбита во фруктозу). Многие промышленные технологии заменяются технологиями, использующими ферменты и микроорганизмы. Таковы биотехнол-кие методы переработки с/х-ных, промыш-ных и бытовых отходов, очистки и использования сточных вод для получения биогаза и удобрений. В ряде стран с помощью м/о получают этиловый спирт,кот-ый используют как горючее для автомобилей (в Бразилии, где топливный спирт широко применяется, его получают из сахарного тростника и других растений). На способности различных бактерий переводить металлы в растворимые соединения или накапливать их в себе основано извлечение многих металлов из бедных руд или сточных вод.

Основ-ые тенд-ии разв.Б.вРБ: Основн-ми напрвлен-ми Б. в РБ явл-ся развитие микробиолог-ой промышл-ти и фармацевтич-ой промышл-ти. С 2012-2017г-пятилетка по Б. Научно-исследоват-ие институты работают над созд-ем трансген-х раст-й:рапс,лен,картофель с улучшен-ми свой-ми. Созд-ся микробиол-ие препараты для улучше-я роста раст-й. Производ-ся работа по созд-ию трансген-х живот-х(козы)с человеч-им геном- лактоферином.

 

77. Атмосфера это внешняя газовая оболочка Земли, которая начинается у ее поверхности и простирается в космическое пространство приблизительно на 3000 км. Атмосфера, как элемент глобальной экосистемы, выполняет несколько основных функций: защищает живые организмы от гиблого влияния космических излучений и ударов метеоритов; регулирует сезонные и суточные колебания температуры (если бы на Земле не существовало атмосферы, то суточные колебания температу­ри достигали бы ± 200 °С); является носителем тепла и влаги; есть депо газов, которые принимают участие в фотосинтезе и обеспечивают дыхание; предопределяет ряд сложных экзогенных процессов (выветривание горных пород, деятельность естественных вод, мерзлоты, ледников и тому подобное).

В атмосфере можно выделить несколько слоев, различающихся по температуре и плотности:

Тропосфера — самый нижний слой атмосферы, толщина которого над полюсами составляет 8-10 км, в умеренных широтах — 10-12 км, а над экватором — 16-18 км. Воздух в тропосфере нагревается от земной поверхности, т. е. от суши и воды. В тропосфере сосредоточено около 80 % массы атмосферы, находится почти весь водяной пар, возникают грозы, бури, облака и осадки, а также происходит вертикальное (конвекция) и горизонтальное (ветер) перемещение воздуха. Можно сказать, что погода в основном формируется в тропосфере.

Стратосфера — слой атмосферы, расположенный над тропосферой на высоте от 8 до 50 км. Цвет неба в этом слое кажется фиолетовым, что объясняется разреженностью воздуха, из-за которой солнечные лучи почти не рассеиваются. В стратосфере сосредоточено 20 % массы атмосферы. Воздух в этом слое разрежен, практически нет водяного пара, а потому почти не образуются облака и осадки. В этом слое сосредоточен озон (озоновый экран, озоносфера), слой, который поглощает ультрафиолетовые лучи, не пропуская их к Земле и тем самым защищая живые организмы на нашей планете.

Мезосфера — слой атмосферы, расположенный на высоте 50-80 км. Плотность воздуха здесь в 200 раз меньше, чем у поверхности Земли. Температура воздуха снижается до -75 (-90)°С.

На высоте 80 км начинается термосфера. Температура воздуха в этом слое резко повышается до высоты 250 м, а потом становится постоянной: на высоте 150 км она достигает 220-240 °С; на высоте 500-600 км превышает 1500 °С.

В мезосфере и термосфере под действием космических лучей молекулы газов распадаются на заряженные (ионизированные) частицы атомов, поэтому эта часть атмосферы получила название ионосфера — слой очень разреженного воздуха, расположенный на высоте от 50 до 1000 км, состоящий в основном из ионизированных атомов кислорода, молекул окиси азота и свободных электронов. Для этого слоя характерна высокая наэлектризованность, и от него, как от зеркала, отражаются длинные и средние радиоволны.

Экзосфера — внешний слой атмосферы, расположенный выше 1000 км. Этот слой еще называют сферой рассеивания, так как частицы газов движутся здесь с большой скоростью и могут рассеиваться в космическое пространство.

Перемещение воздушных масс в атмосфере определяется тепловым режимом и изменением давления воздуха. Совокупность основных воздушных течений над планетой называется общей циркуляцией атмосферы. Основные крупномасштабные атмосферные движения, слагающие общую циркуляцию атмосферы: воздушные течения, струйные течения, воздушные потоки в циклонах и антициклонах, пассаты и муссоны. Движение воздуха относительно земной поверхности – ветер – появляется потому, что атмосферное давление в различных местах воздушной массы неодинаково. Принято считать, что ветер – это горизонтальное движение воздуха. На самом деле воздух движется обычно не параллельно поверхности Земли, а под небольшим углом. Под циклоном понимают огромный вихрь в нижнем слое атмосферы, имеющий в центре пониженное атмосферное давление и восходящее движение воздушных масс. Антициклон – это область высокого давления. Пассаты — это устойчивые ветры тропиков северо-восточного в северном и юго-восточного в южном полушариях направлений, дующие на обращенной к экватору стороне. Муссоны — сезонные ветры, наиболее выраженные и устойчивые в тропических широтах, возникающие из-за термической неоднородности океан—суша.

Атмосфера — это смесь газов, состоящая из азота (78,08 %), кислорода (20,95 %), углекислого газа (0,03 %), аргона (0,93 %), небольшого количества гелия, неона, ксенона, криптона (0,01 %), озона и других газов, но их содержание ничтожно. Современный состав воздуха Земли установился более сотни миллионов лет назад, однако резко возросшая производственная деятельность человека все же привела к его изменению. В настоящее время отмечается увеличение содержания СО₂ примерно на 10-12 %.

Входящие в состав атмосферы газы выполняют различные функциональные роли. Однако основное значение этих газов определяется прежде всего тем, что они очень сильно поглощают лучистую энергию и тем самым оказывают существенное влияние на температурный режим поверхности Земли и атмосферы

Азот, самый распространенный газ в атмосфере, химически мало активен.

Кислород, в отличие от азота, химически очень активный элемент. Специфическая функция кислорода — окисление органического вещества гетеротрофных организмов, горных пород и недоокисленных газов, выбрасываемых в атмосферу вулканами. Без кислорода не было бы разложения мертвого органического вещества.

Роль углекислого газа в атмосфере исключительно велика. Он поступает в атмосферу в результате процессов горения, дыхания живых организмов, гниения и представляет собой, прежде всего, основной строительный материал для создания органического вещества при фотосинтезе. Влияние на атмосферные процессы, особенно на тепловой режим стратосферы, оказывает и озон. Этот газ служит естественным поглотителем ультрафиолетового излучения Солнца, а поглощение солнечной радиации ведет к нагреванию воздуха. Характерным свойством атмосферы можно назвать то, что содержание основных газов (азота, кислорода, аргона) с высотой изменяется незначительно.

Кроме газов, в воздухе содержатся водяной пар и твердые частицы. Последние могут иметь как естественное, так и искусственное (антропогенное) происхождение. Это цветочная пыльца, крохотные кристаллики соли, дорожная пыль, аэрозольные примеси.

Концентрация аэрозолей в атмосфере определяет прозрачность воздуха..

Значение водяного пара определяется прежде всего тем, что он задерживает длинноволновое тепловое излучение земной поверхности; представляет основное звено больших и малых круговоротов влаги; повышает температуру воздуха при конденсации водяных наров. Количество водяного пара, которое может содержаться в воздухе, зависит от температуры воздуха.

 

78. Гидросфера – водная оболочка Земли, включает воды океанов, морей, подземные воды и поверхностные воды суши. Некоторое количество воды содержится в атмосфере и в живых организмах. Свыше 96% объема гидросферы составляют моря и океаны, около 2% – подземные воды, около 2% – льды и снега. Поверхностные воды суши – воды, которые текут или собираются на поверхности земли: морские, озерные, речные, болотные и другие воды. Мировой океан – основная часть гидросферы, непрерывная, но не сплошная водная оболочка Земли, окружающая материки и острова и отличающаяся общностью солевого состава. Мировой океан – регулятор тепла. Мировой океан обладает богатейшими пищевыми, минеральными, энергетическими ресурсами. Океан – крупная часть Мирового океана, обладающая всеми свойствами, присущими Мировому океану. Мировой океан делится материками на: Тихий океан; Атлантический океан; Индийский океан; Северный Ледовитый океан. Море – часть океана, более или менее обособленная сушей, островами и отличающаяся от открытой части океана: соленостью, температурой вод, течениями и т.д. Чем более замкнуто море сушей, тем в большей степени оно отличается от океана. По степени обособленности и особенностям гидрологического режима моря подразделяются на: внутренние, окраинные и межостровные. Внутреннее море – глубоко вдающееся в сушу и сообщающееся с океаном или с прилегающим морем проливами. Озеро – природный водоем с замедленным водообменом. Озера располагаются в углублениях суши (котлованах), заполнены в пределах озерной чаши (озерного ложа) разнородными водными массами, не имеют одностороннего уклона. Для озер характерно отсутствие непосредственной связи с Мировым океаном. Озера служат естественными хранилищами воды, рыболовными угодьями; минерализованные озера дают химическое сырье. Различные типы озер различаются по происхождению озерной котловины, водному режиму, минерализации и химическому составу озерных вод, температурному режиму, органическому миру и другим признакам. Река – естественный постоянный водный поток, протекающий в разработанном им русле и питающийся стоком атмосферных осадков со своего водосбора и подземными водами. К важнейшим характеристикам реки относятся: длина, площадь бассейна, расход воды, структура стока по источникам питания, тип водного режима, уклон водной поверхности, ширина и глубина русла, скорость течения воды, ее температура, химический состав вод и др. По условиям формирования режима и характеру различают равнинные, горные, озерные, болотные и карстовые реки. В зависимости от размера различают большие, средние и малые реки. Ледник — движущееся естественное скопление льда и фирна на земной поверхности, возникающее в результате накопления и преобразования твердых атмосферных осадков при положительном многолетнем балансе. Площади ледников составляют от сотен кв. метров до нескольких млн. км2.

Криосфе́ра –одна из географических оболочек Земли, характеризующаяся наличием или возможностью существования льда.

Ледники подразделяются на покровные, шельфовые и горные. Основными типами ледников суши являются горные и покровные ледники. Криосфера характеризуется отрицательной или нулевой температурой, при которых вода, содержащаяся в парообразном, свободном или химически и физически связанном с другими компонентами виде, может существовать в твёрдой фазе (лёд, снег, иней и другие).

Подземные воды – воды, находящиеся в верхней части земной коры в жидком, твердом и парообразном состоянии. Подземные воды особенно ценны своей возобновляемостью в естественных условиях и в процессе эксплуатации. Количество подземных вод оценивается их запасами. По условиям залегания подземные воды подразделяются на почвенные, верховодку, грунтовые, межпластовые. По степени минерализации подземные воды делятся на пресные, солоноватые, соленые и рассолы. По температуре подземные воды делятся на переохлажденные (ниже 0oС), холодные (0o-20oС) и термальные (выше 20o С). В зависимости от качества подземные воды делятся на питьевые и технические. Болотные воды – воды, содержащиеся в болотах. Болотные воды обогащены природными органическими веществами. Болото – участок земной поверхности, постоянно или большую часть года насыщенный водой и покрытый специфической болотной растительностью. В верхних горизонтах происходит накопление субстрата мертвых неразложившихся растительных остатков, со временем превращающихся в торф. Болота возникают при зарастании озер, в результате переувлажнения почвы, при неглубоком залегании грунтовых вод и т.д. Различают верховые, низинные и переходные болота.

Прили́в и отли́в — периодические вертикальные колебания уровня океана или моря, являющиеся результатом изменения положений Луны и Солнца относительно Земли вкупе с эффектами вращения Земли и особенностями данного рельефа и проявляющиеся в периодическом горизонтальном смещении водных масс. Приливы и отливы вызывают изменения в высоте уровня моря, а также периодические течения, известные как прили́вные течения, делающие предсказание приливов важным для прибрежной навигации. Интенсивность этих явлений зависит от многих факторов, однако наиболее важным из них является степень связи водоёмов с мировым океаном. Чем более замкнут водоём, тем меньше степень проявления приливо-отливных явлений.

Физические свойства воды. Чистая вода прозрачна, не имеет запаха и вкуса. Наибольшую плотность она имеет при 4^ОС (1г/см³). Плотность льда меньше плотности жидкой воды, поэтому лед всплывает на поверхность. Вода замерзает при 0^ОС и кипит при 100^ОС. Она плохо проводит теплоту и очень плохо проводит электричество. Вода – хороший растворитель.

Молекула воды имеет угловую форму: атомы водорода по отношению к кислороду образуют угол, равный 104,5 ^О. Поэтому молекула воды – диполь: та часть молекулы, где находится водород, заряжена положительно, а часть, где находится кислород – отрицательно. Благодаря полярности молекул воды электролиты в ней диссоциируют на ионы.

Химические свойства воды. Вода – весьма реакционноспособное вещество. При обычных условиях она взаимодействует со многими основными и кислотными оксидами, а также со щелочными и щелочно-земельными металлами. Вода образует многочисленные соединения – гидраты (кристаллогидраты). Соединения, связывающие воду, могут служить в качестве осушителей. К важным химическим свойствам воды относится ее способность вступать в реакции гидролитического разложения.

 

80. поток энергии и круговорот веществ в биосфере. Поддержание жизнедеятельности организмов и круговорот вещества в экосистемах возможны только за счет постоянного притока энергии ( за счет энергии солнечного излучения, которая переводится фотосинтезирующими организмами в химические связи органических соединений). Гетеротрофы получают энергию с пищей. Все живые существа являются объектами питания других, т. е. связаны между собой энергетическими отношениями. Пищевые связи в сообществах – это механизмы передачи энергии от одного организма к другому. Цпи питания - ряды, в которых можно проследить пути расходования изначальной дозы энергии. Место каждого звена в цепи питания называют трофическим уровнем. Основных круговоротов веществ в природе два: большой (геологический) и малый (биогеохимический). Геологический круговорот веществ – это многократно повторяющийся процесс совместного, взаимосвязанного превращения и перемещения веществ в природе, имеющий более или менее цикличный характер. ПР: Большой круговорот(ГЕО) -это и круговорот воды между сушей и океаном через атмосферу. Влага, испарившаяся с поверхности Мирового океана (на что затрачивается почти половина поступающей к поверхности Земли солнечной энергии), переносится на сушу, где выпадает в виде осадков, которые вновь возвращаются в океан в виде поверхностного и подземного стока. СХЕМА-: испарение влаги с поверхности океана- конденсация водяного пара -выпадение осадков на эту же водную поверхность океана.(участвует более 500 тыс. км³ воды). Биологический круговорот веществ(малый)- совершается лишь в пределах биосферы. Сущность его в образовании живого вещества из неорганических соединений в процессе фотосинтеза и в превращении органического вещества при разложении вновь в неорганические соединения. ПР: - аккумуляция элементов в живых организмах; - минерализация в результате разложения мертвых организмов. Круговорот био. – явление непрерывного характера, циклического, закономерного, но не равномерного во времени и пространстве перераспределения веществ, энергии и информации в пределах экологических систем различного иерархического уровня. УГЛЕРОД  - В процессе фотосинтеза углекислый газ атмосферы и гидросферы ассимилируется наземными и водными растениями, а также цианобактериями и превращается в углеводы. В процессе же дыхания всех живых организмов происходит обратный процесс: углерод органических соединений превращается в углекислый газ. Таким образом, два фундаментальных биологических процесса — фотосинтез и дыхание — обусловливают циркуляцию углерода в биосфере. Цикл круговорота углерода замкнут не полностью(залежи каменного угля, известняков, торфа, сапропелей, гумуса). Кислород. - освобождается из молекул воды и является побочным продуктом фотосинтетической активности растений. Абиотический путь - возникает в верхних слоях атмосферы за счет фотодиссоциации паров воды. Выделившийся кислород расходуется на процессы дыхания аэробных организмов и на окисление минеральных соединений. Накопление кислорода в атмосфере и гидросфере происходит в результате неполной замкнутости цикла углерода. АЗОТ — компонент -белков, нуклеиновых кислот, АТФ. Основные его запасы -в атмосфере(мол.азот), недоступны для растений. Небольшое количество азотистых соединений образуется в атмосфере во время гроз, изверж.вулканов. Вместе с дождевыми водами они поступают в водную или почвенную среду. К фиксации атмосф-о молек-о азота способны нек. бактерии и цианобактерии (азотфиксаторами являются - клубеньковые бактерии). Они переводят молекулярный азот в соединения, усваиваемые растениями. После отмирания растений и разложения клубеньков почва обогащается орг. и минер.формами азота.  Азотсодержащие орг. вещ-а отмерших растений и животных, а также мочевина и мочевая кислота, выделяемые животными и грибами, расщепляются гнилостными (аммонифицирующими) бактериями до аммиака (окисляется нитрифицирующими бактериями до нитритов и нитратов,