Билет № 1

. Клетка - структурная и функциональная единица организмов всех царств живой природы.

Цитология - это наука о клетке.

Клетка была открыта в 1665 году английским ученым Робертом Гуком. Основоположниками клеточной теории были ученые - Маттиас Шлейден, Томас Шванн и Рудольф Вирхов.

Все организмы делятся на одноклеточные и многоклеточные. К одноклеточным относятся простейшие, бактерии, водоросли. К многоклеточным относятся животные, растения, грибы.

Клетки делятся на прокариоты и эукариоты .

Прокариотическая клетка не имеет оформленного ядра. Ее кольцевая хромосома (ДНК) лежит в цитоплазме. Клетки прокариот имеют мало органоидов, мембранных органелл нет. Цитоплазма неподвижна, т. к. нет микротрубочек. К прокариотам относятся бактерии и сине-зеленые водоросли.

Эукариотическая клетка имеет оформленное ядро, в котором находятся хромосомы - линейные молекулы ДНК, связанные с белками, в цитоплазме расположены различные мембранные органеллы. К эукариотам относят растения, животные и грибы.

Особенности строения клеток растений, животных и грибов.

Растительные клетки отличаются наличием клеточной стенки из целлюлозы. Имеют пластиды и вакуоли. Запасным углеводом является крахмал.

Животные клетки имеют клеточный центр. Запасным углеводом является гликоген.

Клетки грибов имеют клеточную стенку, содержащая хитин. Запасным углеводом является гликоген.

Строение клетки:

Любая клетка состоит из оболочки, цитоплазмы и органоидов.

. Плазматическая мембрана - основа клеточной оболочки, которая ограничивает внутреннее содержимое клетки от внешней среды. Клеточная стенка у растений и грибов.

2. Цитоплазма - это внутреннее содержимое клетки. В нее погружены все органоиды.

3. Органоиды - постоянные компоненты клетки, которые выполняют определенные функции. Органоиды бывают немембранные (рибосомы, клеточный центр, реснички и жгутики), одномембранны е (ЭПС, аппарат гольджи, лизосомы, вакуоли) и двумембранные (ядро, митохондрия, пластиды).

Немембранные органоиды:

Рибосомы - небольшие органоиды, состоящие из двух субъединиц - большой и малой. В состав субъединиц входят РНК и белок. Рибосомы находятся на шероховатой ЭПС, в митохондриях и пластидах. Функция рибосом - синтез белка.

Клеточный центр - органоид, который встречается только в животных клетках. Состоит из двух центриолей и лучистой сферы. Функция - участвует в процессе деления наследственного материала клетки.

Реснички и жгутики - органоиды движения, которые представляют собой своеобразные выросты цитоплазмы клетки.

Одномембранные органоиды:

Эндоплазматическая сеть - органоид, представляет собой сеть мембранных каналов и полостей. Два вида ЭПС - шероховатая и гладкая. Шероховатая ЭПС несет рибосомы. Функция - синтез белка. Гладкая ЭПС не несет рибосомы. Функция - синтез липидов и углеводов, образование лизосом, транспорт и запасание веществ.

Аппарат Гольджи - органоид, который образован системой канальцев, везикулой и полостей. Функция - модификация белков, которые поступают из ЭПС, образование лизосом, транспорт веществ.

Лизосомы - пузырьки, содержащие ферменты, участвуют во внутриклеточном пищеварении. Функция - расщепляют органические вещества и разрушают отмершие органоиды клетки.

Вакуоли - пузырьки, наполненные жидкостью. Характерны только для растительных клеток. Содержимое в вакуолях - клеточный сок. Функция - накопление органических веществ.

Двумембранные органоиды:

Митохондрия - органоиды овальной формы. Наружная мембрана митохондрий гладкая, а внутренняя имеет выросты - кристы. Матрикс - основное вещество митохондрий. Есть собственный ДНК. Функция - синтез АТФ.

Пластиды - органоиды, характерные только для растительных клеток. Внутреннее пространство пластид заполнено стромой. В строме находится пузырьки - тилакоиды, которые собраны в стопки - граны. Имеет собственный ДНК. Бывает 3 вида: хлоропласты, хромопласты, лейкопласты. Хлоропласты - зеленные пластиды. Функция - фотосинтез. Хромопласты - желтые, красные и оранжевые пластиды. Функция - придает лепесткам и плодам цветную окраску. Лейкопласты - бесцветные пластиды. Функция - накапливание крахмала и белков.

Ядро - крупный шаровидный органоид. В состав ядра входят ядерная оболочка и кариоплазма, содержащая хромосомы, ядрышко. Функции ядра - хранение и передача наследственной информации.

2. Решить задачу на анализирующее скрещивание.

Генотип одного из родителей известен, так как он рецессивный. Генотип другого родителя неизвестен, он может быть Аа или АА. Определяем неизвестный генотип. Если в потомстве соотношение доминантных и рецессивных особей по фенотипу будет равным 1:1, значит, неизвестный генотип будет гетерозиготным - Аа, а при единообразном поколении генотип будет гомозиготным - АА.

Билет № 2

клетка немембранный модификационный

1. Основные положения клеточной теории, ее значение.

1. М. Шлейден и Т. Шванн - создатели клеточной теории (1838).

Основные положения клеточной теории:

1.Все живые организмы состоят из клеток (исключение вирусы).

.Клетки сходны по химическому составу, строению и функциям.

.Все новые клетки образуется путем деления.

Значение клеточной теории: сходство строения, химического состава, жизнедеятельности, клеточного строения организмов - это доказательства родства организмов всех царств живой природы, общности их происхождения, единства органического мира.

2. Модификационная изменчивость, ее значение в жизни организма. Сравнить два комнатных растения одного вида и выявить у них различия по фенотипу.

Изменчивость - свойство организмов приобретать новые признаки в течении жизни.

Ее делят на наследственную (генотипическую) и ненаследственную (модификационную) .

Модификационная изменчивость - изменчивость организмов, возникающая под влиянием внешней среды и которая не затрагивает генотип.

Нормы реакции - пределы модификационной изменчивости признака; пределы, в которых может изменяться признак.

Широкая норма реакции - большие изменения признаков, например, надоев молока у коров, коз, массы животных.

Узкая норма реакции - небольшие изменения признаков, например, жирности молока, окраски шерсти.

Признаки модификационной изменчивости: качественные и количественные.

Качественные признаки - зависят от температуры, климата. Примеры: окраска шерсти животных, окраска цветков и плодов у растений. Имеет узкий предел изменчивости, поскольку являются жизненно важными (окраска животных играет защитную роль, окрашенный венчик цветка привлекает насекомых-опылителей).

Количественные признаки - зависят от влияния условий среды, от правильности кормления. Примеры: масса животного, величина удоя у крупного рогатого скота, размеры листьев многих растений и т. д. Они изменяются в довольно широких пределах. Но такие количественные признаки, как размеры сердца и мозга, имеют узкую норму реакции.

Значение:

1. Значение для организма - помогает приспосабливаться к изменению условий окружающей среды.

2. Значение для вида - помогает особям выжить в различных условиях.

Сравнение комнатных растений: Надо исходить из того, что каждый сорт имеет свой генотип. Значит, один сорт отличается от другого и по фенотипу (длина растения, размер листьев, окраска, остистость или ее отсутствие). Причины различий по фенотипу: различия в генотипе, в условиях выращивания, вызывающих модификационные изменения.

Билет № 3

. Химический состав клетки. Роль воды и неорганических веществ в жизнедеятельности клетки.

Химический состав клеток растений и животных весьма сходен, что говорит о единстве их происхождения. В клетках обнаружено более 80 химических элементов.

Химические элементы, имеющиеся в клетке, делят на 3 большие группы : макроэлементы , мезоэлементы, микроэлементы .

К макроэлементы относятся углерод, кислород, водород и азот. Мезоэлементы - это сера, фосфор, калий, кальций, железо. Микроэлементы - цинк, йод, медь, марганец и другие.

Биологически важные химические элементы клетки:

Азот - структурный компонент белков и НК.

Водород - входит в состав воды и всех биологических соединений.

Магний - активирует работу многих ферментов; структурный компонент хлорофилла.

Кальций - основной компонент костей и зубов.

Железо - входит в гемоглобин.

Йод - входит в состав гормона щитовидной железы.

Вещества клетки делят на органические (белки, нуклеиновые кислоты, липиды, углеводы, АТФ) и неорганические (вода и минеральные соли).

Вода составляет до 80% массы клетки, играет важную роль :

·вода в клетке является растворителем

·переносит питательные вещества;

·с водой происходит удаление из организма вредных веществ;

·большая теплоемкость воды;

·испарение воды способствует охлаждению животных и растений.

·придает клетке упругость.

Минеральные вещества :

·участвуют в поддержании гомеостаза, регулируя поступление воды в клетку;

·калий и натрий обеспечивают перенос веществ через мембрану и участвуют в возникновении и проведении нервного импульса.

·минеральные соли, в первую очередь, фосфаты и карбонаты кальция, придают твердость костной ткани.

.Решить задачу на генетику крови человека.

ФенотипГенотип100JoJo2AA A0JaJa JaJo3BB BOJвJв JвJо4АВJаJв

Билет №4

. Белки, их роль в организме.

Белок -органические вещества, встречающие во всех клетках, которые состоят из мономеров.

Белок - высокомолекулярный непериодический полимер.

Мономером является аминокислота (20).

Аминокислоты содержат аминогруппу, карбоксильную группу и радикал. Соединяются аминокислоты между собой с образованием пептидной связи. Белки чрезвычайно разнообразны, например, в организме человека их свыше 10 млн.

Разнообразие белков зависит от:

.разной последовательности АК

От размера

От состава

Структуры белка:

Первичная структура белка - последовательность аминокислот, соединенных пептидной связью (линейная структура).

Вторичная структура белка - спиралевидная структура.

Третичная структура белка - глобула (клубочковидная структура).

Четвертичная структура белка - состоит из нескольких глобул. Характерна для гемоглобина и хлорофилла.

Свойства белков:

. Комплементарность : способность белка по форме подходить к какому-нибудь другому веществу как ключ к замку.

2. Денатурация : нарушение естественной структуры белка (температура, кислотность, соленость, присоединение других веществ и т.п.). Примеры денатурации: изменение свойств белка при варке яиц, переход белка из жидкого состояния в твердое.

3. Ренатурация - восстановление структуры белка, если не была нарушена первичная структура.

Функции белка:

Строительная:образование всех клеточных мембран

Каталитическая: белки - катализаторы; ускоряют химические реакции

Двигательная: актин и миозин входят в состав мышечных волокон.

Транспортная: перенос веществ к различным тканям и органам тела (гемоглобин - белок, входит в состав эритроцитов)

Защитная: антитела, фибриноген, тромбин - белки, участвующие в выработке иммунитета и свертывании крови;

Энергетическая: участвуют в реакциях пластического обмена для построения новых белков.

7. Регуляторная: роль гормона инсулина в регуляции содержания сахара в крови.

Запасающая: накопление белков в организме в качестве запасных питательных веществ, например в яйце, молоке, семенах растений.

2. Биологическое значение размножения организмов. Способы размножения. Укажите способы размножения следующих растений: пшеницы, картофеля, малины.

Размножение - воспроизведение себе подобных, которая обеспечивает продолжение существования вида. В основе размножения лежит генетическая информация, зашифрованная в ДНК.

Размножение может быть бесполое, вегетативное и половое.

Бесполое размножение -без участия половых клеток, большим количеством потомков, похожих на родителей.

Способы бесполого размножения

1) Деление клетки (бактерии).

2) Спорообразование

·Споры грибов и растений служат для размножения.

·Споры бактерий служат для переживания неблагоприятных условий и расселения (ветром).

3)Синзогония - образование клеток малярийного плазмодия в эритроцитах человека.

Вегетативное размножение - размножение с помощью вегетативных органов:

1) Почкование: дочерние особи формируются из выростов тела материнского организма (гидра, дрожжи).

2) Фрагментация : размножение частями тела (дождевой, кольчатый червь, ящерица).

3) Частями вегетативных органов:

üкорнями - малина

üлистьями - фиалка

üвидоизмененными побегами:

·луковицами (лук)

·корневищем (пырей)

·клубнем (картофель)

·усами (земляника)

·черенками (малина)

Половое размножение - с участием гамет (половых клеток).

Способы полового размножения:

) Слияние гамет (сингалия) .

2) Гермафродитизм - половые клетки находится в одном организме (дождевой червь, улитки)

3) Партеногенез: развитие из неоплодотворенной яйцеклетки (у тлей, дафний, пчелиных трутней).

Пшеница - половое (семенами)

Картофель - вегетативно (видоизмененный побег - клубнем); половое (семенами)

Малина - вегетативно (видоизмененный побег - корнем); половое (семенами); видоизмененный побег - черенками;

Билет №5

.Углеводы и жиры, их роль в организме.

Углеводы - органические вещества, состоящие из углерода, водорода и кислорода.

Общая формула -

Группы углеводов:

1.Моносахариды - простые углеводы, содержат одну молекулу сахара.

К моносахаридам относят: глюкоза, фруктоза, галактоза и др.

.Дисахариды - содержат 2 молекулы сахара.

К дисахаридам относят: сахароза, лактоза и др.

Полисахариды - содержат несколько молекул сахара.

К полисахаридам относят: крахмал, целлюлоза и др.

Функции углеводов:

1. Запасающая . Примеры: накопление крахмала в клетках клубней картофеля, корневищ многих растений; накопление в клетках печени гликогена;

2. Структурная. Пример: наличие клеточной стенки, состоящей из целлюлозы и играющей роль наружного скелета у растений.

. Энергетическая - способность молекул углеводов окисляться до углекислого газа и воды;

Жиры - сложное вещество, состоящее из глицерина и жирных кислот.

К липидам относят стероиды, терпены, фосфолипиды. Не растворимы в воде.

Функции жиров:

1. Энергетическая . Способность окисляться до углекислого газа и воды с освобождением энергии;

2. Структурная. Жиры входят в состав плазматической мембраны;

3. Запасающая . Способность жиров накапливаться в подкожной жировой клетчатке у животных, в семенах некоторых растений (подсолнечник, кукуруза и др.);

4. Терморегуляционная . Защита организма от охлаждения у ряда животных - тюленей, моржей, китов, медведей и др.;

5. Защитная . У животных защита организма от механических повреждений.

. Анаболизм. Реализация наследственной информации - биосинтез белка.

Обмен веществ (метаболизм)

Пластический обмен (анаболизм) (биосинтез) - это когда из простых веществ с затратой энергии образуются (синтезируются) более сложные.

Биосинтез - это процесс образования органических веществ из более простых соединений, протекающие в живых клетках с участием белков-ферментов.

Информация о первичной структуре белковой молекулы содержится в ДНК, которая находится в ядре эукариотических клетках. Одна цепочка - нить ДНК может содержать информацию о многих белках. Ген - участок ДНК, несущий информацию о строении одного белка. В молекуле ДНК записан код о последовательности аминокислот в белке в виде определенной последовательности нуклеотидов. При этом каждой аминокислоте в будущей белковой молекуле соответствует участок из трех нуклеотидов (триплет) в молекуле ДНК.

Биосинтез белка состоит из двух этапов:

1.Транскрипция - это переписывание генетической информации на иРНК (процесс происходит в ядре клетки)

.Трансляция - процесс сборки молекулы белка (процесс происходит в цитоплазме клетки на рибосомах)

Процесс транскрипции:

Специальный фермент находит ген и раскручивает участок двойной спирали ДНК. Фермент перемещается вдоль цепи ДНК и строит цепь иРНК в соответствии с принципом комплементарности. По мере движения фермента растущая цепь иРНК матрицы отходит от молекулы, а двойная цепь ДНК восстанавливается. Когда фермент достигает конца копирования участка, т.е. доходит до участка, называемого стоп-кодоном (кодон - триплеты иРНК), молекула иРНК отделяется от матрицы, т.е. от молекулы ДНК.

Процесс трансляции:

Образовавшиеся иРНК выходят из ядра через поры и оправляются к рибосомам. Рибосомы - сборочный аппарат. Рибосома скользит по иРНК и выстраивает из определенных аминокислот длинную полимерную цепь белка. Аминокислоты доставляются к рибосомам с помощью тРНК. Для каждой аминокислоты требуется своя тРНК, соответствующая определенному триплету иРНК (кодону) в молекуле тРНК, которая имеет форму «клеверного листа». У нее есть участок, к которой присоединяется аминокислота и другой триплетный антикодон (антикодон - триплет нуклеотидов на верхушке тРНК), который связывается с комплементарным кодоном в молекуле иРНК. Таким образом, цепочка иРНК обеспечивает определенную последовательность аминокислот в цепочке молекулы белка. Время жизни иРНК колеблется от 2 минут до нескольких дней. Затем иРНК разрушается под действием ферментов, а нуклеотиды используются для синтеза новой молекулы иРНК.

Таким образом, клетка контролирует количество синтезируемых белков и их тип.

Билет №6

Деление клеток - основа размножения и роста организмов. Роль ядра и хромосом в делении клеток. Митоз и его значение.

Ядро и расположенные в них хромосомы с генами - носители наследственной информации о признаках клетки и организма. Хромосомы, в которых содержатся молекулы ДНК, играют важную роль в процессах клеточного деления, поскольку обеспечивают хранение и передачу генетической информации от одного поколения к другому.

Жизненный цикл клетки - промежуток времени от появления клетки в результате деления до ее разделения или гибели.

У эукариотических клеток ЖЦК делится на две основные стадии: интерфазу и митоз .

Интерфаза - период перед делением клетки.

В этот период в клетке удваиваются хромосомы, удваиваются органоиды клетки, накапливается энергия. В интерфазе происходит синтез белков, липидов, углеводов, АТФ.

Митоз - непрямое деление соматических клеток.

Фазы митоза:

1) Профаза

) Метафаза - хромосомы находятся по экватору клетки.

) Анафаза - нити веретена деления сокращается, растягивают хромосомы к разным полюсам.

) Телофаза - вокруг хромосом образуется ядерная оболочка, хромосомы раскручиваются, образуется две клетки.

Значение митоза:

1.образование из материнской двух дочерних клеток с таким же набором хромосом.

Рост организма и замена умерших клеток.

Регенерация утраченных частей (гидра, планария, у ящериц хвост)

2. Решить задачу на независимое наследование при дигибридном скрещивании.

При решении задачи надо учитывать, что в соматических клетках родителей и потомства за формирование двух признаков должно отвечать четыре гена, например АаВв, а в половых клетках два гена, например АВ. Если неаллельные гены А и В, а и в расположены в разных хромосомах, то они наследуются независимо. Наследование гена А не зависит от наследования гена В, поэтому соотношение расщепления по каждому признаку будет равно 3.1.

Билет №7

. Фотосинтез. Космическая роль растений.

Фотосинтез - процесс образования органических веществ из углекислого газа и воды при участии энергии солнечного света. Суммарное уравнение фотосинтеза:

Зеленый цвет растений - это цвет химического вещества хлорофилла, который находится в пластидах клетки в хлоропластах. Это вещество играет в фотосинтезе главную роль. Процесс фотосинтеза многоступенчатый. Он запускается, когда на молекулу хлорофилла попадает частица света. В процессе фотосинтеза выделяют две фазы. Световая фаза идет только на свету и более длительная, темновая, в свете не нуждается. В световой фазе выделяется кислород, образуется энергия, в темновой фазе синтезируется углевод (глюкоза).

ВопросыСветовая фазаТемновая фазаГде происходит?В гранах хлоропластаВ строме хлоропластаКакие основные процессы происходят?Фотолиз (расщепление) воды, выделение O2, образование АТФ и НАДФ+Н2Синтез глюкозыКакие вещества являются исходными?Н2О, НАДФ, АДФ, фосфорная кислотаНАДФ+Н2, СО2, АТФКакие вещества образуются в результате данной фазы?НАДФ+Н2, АТФ, О2С6Н12О6 - глюкозаЧто является источником энергии?светАТФКакие вещества катализируют реакции фотосинтеза?ферментыферменты

Значение фотосинтеза:

1. Воздух обогащается О2, поглощает СО2.

Дает пищу (энергию) для живого.

2. Решить задачу на наследование гемофилии.

Надо исходить из того, что гемофилия - рецессивный признак, ген гемофилии (h), ген нормальной свертываемости крови (H) находятся в Х-хромосоме. У женщин заболевание проявляется в случае, когда в обеих Х-хромосомах находятся гены гемофилии. У мужчин всего одна Х хромосома, содержание гена гемофилии в ней говорит о заболевании организма.

Билет №8

. Мейоз, его значение, отличие от митоза. Набор хромосом в гаметах и соматических клетках.

Клетки многоклеточных организмов можно разделить на соматические и половые . Соматические клетки - все клетки тела. Набор хромосом в соматических клетках называют диплоидным. У человека набор хромосом - 46.

Половые клетки - служат для полового размножения. Набор хромосом в половых клетках называют гаплоидным. У человека набор хромосом - 23.

Мейоз - деление половых клеток (гамет), при котором число хромосом становится гаплоидным.

Этапы мейоза: интерфаза, мейоз 1, мейоз 2 .

Интерфаза - период перед делением клетки. В этот период в клетке удваиваются хромосомы, органоиды клетки, накапливается энергия. В интерфазе происходит синтез белков, липидов, углеводов, АТФ.

Мейоз 1:

Профаза 1 - удвоенные гомологичные хромосомы сближаются друг с другом (конъюгация), затем обмениваются участками между гомологичными хромосомами (кроссинговер), после начинают расходиться.

Метафаза 1 - расположение пар гомологичных хромосом на экваторе.

Анафаза 1 - гомологичные хромосомы (каждая из двух хроматид) расходятся к полюсам клетки.

Телофаза 1 - формирование ядерной оболочки. Образование двух клеток.

Мейоз 2:

Профаза 2 - спирализация хромосом, исчезновение ядерной оболочки, формируется веретено деление.

Метафаза 2 - хромосомы располагаются по экватору клетки.

Анафаза 2 - расхождение хроматид к полюсам клетки.

Телофаза 2 - формирование ядерной оболочки. Образование четырех гаплоидных клеток.

Значение мейоза: поддержание постоянного числа хромосом при наличии полового процесса, многообразие генетического материала.

Отличие митоза и мейоза:

СравнениеМитозМейозРазличияОдно делениеДва деленияВ метафазе все удвоенные хромосомы выстраиваются по экватору раздельноГомологичные удвоенные хромосомы выстраиваются по экватору парами (бивалентами)Нет конъюгации, кроссинговераЕсть конъюгация, кроссинговерУдвоение ДНК происходит в интерфазе, которая разделяет два деленияМежду 1 и 2 делением нет интерфазы, удвоения ДНК не происходитОбразуются 2 диплоидные (соматические) клеткиОбразуются 4 гаплоидные (половые) клеткиПроисходит в соматических клеткахПроисходит в созревающих половых клетках

. Дайте сравнительную характеристику растительной и животной клеток.

Растительная клеткаЖивотная клеткаКлеточная стенка из целлюлозыКлеточная стенка отсутствуетНаличие пластид, вакуолейОтсутствие пластид, вакуолейКлеточного центра нетКлеточный центр естьЗапасное вещество - крахмалЗапасное вещество - гликоген

Билет №9

. Индивидуальное развитие организмов. Эмбриональное развитие животных (на примере ланцетника).

Онтогенез - эмбриональный и постэмбриональный .

Эмбриональный период - период жизни организма с момента образования зиготы до рождения или выхода зародыша из яйца.

Этапы эмбрионального развития (на примере ланцетника):

1) дробление - многократное деление зиготы путем митоза. Образование множества мелких клеток (при этом они не растут), а затем шара с полостью внутри - бластулы , равной по размерам зиготе;

) образование гаструлы - двухслойного зародыша с наружным слоем клеток (эктодермой) и внутренним (энтодермой).

) образование трехслойного зародыша, появление третьего, среднего слоя клеток - мезодермы, завершение образования трех зародышевых листков;

) закладка отдельных органов - нейрула, появление органов - органогенез;

Органы, формирующиеся из зародышевых листков.

Зародышевые листкиНазвание частей и органов зародышаэктодермаНервная пластинка, нервная трубка, наружный слой кожного покрова, органы зрения и слуха, головной мозг, спиной мозгэнтодермаКишечник, легкие, печень, поджелудочная железамезодермаХорда, хрящевой и костный скелет, мышцы, почки, кровеносные сосуды

. Рассмотреть готовый микропрепарат растительной клетки. Назвать ее основные части и их функции.

Надо приготовить микроскоп к работе: положить микропрепарат, осветить поле зрения микроскопа, найти клетку, ее оболочку, цитоплазму, ядро, вакуоли, хлоропласты. Оболочка придает клетке форму и защищает ее от внешнего воздействия. Цитоплазма обеспечивает связь между ядром и органоидами, которые в ней располагаются. В хлоропластах на мембранах гран расположены молекулы хлорофилла, который поглощает и использует энергию солнечного света в процессе фотосинтеза. В ядре находятся хромосомы, с помощью которых осуществляется передача наследственной информации от клетки к клетке. Вакуоли содержат клеточный сок, продукты обмена, способствуют поступлению воды в клетку

Билет №10

Правило единообразия гибридов первого поколения. Наследование доминантных и рецессивных признаков. Генотип и фенотип. Закон расщепления признаков во втором поколении.

Правило единообразия гибридов первого поколения - при скрещивании двух гомозиготных организмов, различающихся по одному признаку(желтый и зеленый горох), все потомство гибридов первого поколения будет единообразным, похожим на одного из родителей (желтый горох).

Признак, проявляющийся у первого поколения и преобладающий развитие другого признака, был назван доминантным, а противоположный, т, е. подавляемый признак - рецессивным.

Закон расщепления признаков во втором поколении: при скрещивании двух потомков первого поколения между собой (двух гетерозиготных особей) во втором поколении наблюдается расщепление в определенном числовом соотношении: по фенотипу 3:1, по генотипу - 1:2:1.

2. Биологические полимеры. Нуклеиновые кислоты - РНК

Биополимеры - высокомолекулярные соединения сложные по строению. К биополимерам относятся: белки, нуклеиновые кислоты и полисахариды.

Нуклеиновые кислоты - высокомолекулярные органические соединения, образованные остатками нуклеотидов.

2 типа нуклеиновых кислот - дезоксирибонуклеиновые (ДНК) и рибонуклеиновые (РНК) .

Строение РНК : азотистое основание (А,Г,Ц,У) - рибоза - остаток фосфорной кислоты.

3 вида РНК:

1. иРНК - считывает информацию с ДНК.

. рРНК - входит в состав рибосом.

. тРНК - кодирует и переносит аминокислоты к месту синтеза белка (на рибосомы).

РНК находится в ядре, митохондрии, рибосомах, цитоплазме, хлоропласте.

У РНК одинарная цепь.

Функции РНК: участие в биосинтезе белка.

Билет №11

.Послезародышевое развитие: прямое и непрямое.

Онтогенез - процесс индивидуального развития организма от зарождения до смерти. Он делится на 2 периода: эмбриональный и постэмбриональный .

Постэмбриональный период развития - период от рождения или выхода зародыша из яйца до смерти. Постэмбриональное развитие подразделяется на - прямое и непрямое развитие :

. Прямое развитие - рождение потомства, которое внешне похоже на взрослую особь. У человека бывает: дорепродуктивный период (рост, развитие, половое созревание), репродуктивный период (стадия зрелости), пострепродуктивный период (стадия старости).

Примеры: человек, птицы, млекопитающие, пресмыкающие (черепахи, крокодилы), рыбы.

. Непрямое развитие (у насекомых) - рождение потомства с превращением. Бывает полное превращение и неполное превращение.

Полное превращение: яйцо - личинка (гусеница) - куколка - взрослая особь (имаго).

Примеры: бабочки, жуки, мухи, пчелы.

Неполное превращение: яйцо - личинка - взрослая особь (имаго).

Примеры: саранча, кузнечик.

2. Решить задачу на определение аминокислот в молекуле белка с использованием таблицы генетического кода.

Надо учитывать, что синтез молекулы белка происходит на матрице иРНК. Тройки нуклеотидов - триплеты в иРНК кодируют определенные аминокислоты. Отрезок молекулы иРНК следует разделить на триплеты, найти в таблице генетического кода кодируемые ими аминокислоты и записать под триплетами иРНК, а затем соединить аминокислоты между собой. Получим отрезок молекулы белка.

Билет №12

Наследственная изменчивость, ее виды. Виды мутаций, их причины. Роль мутаций в эволюции органического мира и селекции.

Наследственная изменчивость - изменчивость организмов, которая закрепляется в генотипе и передается потомкам. Наследственная изменчивость делится на генотипическая и цитоплазматическая .

Цитоплазматическая изменчивость - изменения в ДНК и РНК в пластидах и митохондриях.

Генотипическая изменчивость - изменения в генотипе. Она подразделяется на комбинативную и мутационную .

Комбинативная изменчивость - возникает при перекомбинации (перемешивании) генов отца и матери. Причины перекомбинации генов - перекрест и обмен участками гомологичных хромосом.

Мутационная изменчивость - форма изменчивости, вызванная мутациями.

Мутация - случайно-возникшие стойкие изменения в генотипе.

Виды мутаций:

1. Генные мутации - изменения генов в результате замены азотистых оснований в структуре ДНК.

Примеры: гемофилия, дальтонизм, анемия и др.

2. Хромосомные мутации - изменения в структуре хромосом.

Примеры: альбинизм.

3. Геномные мутации - изменения всего набора.

Причины мутаций: излучение; окружающая среда, ультрафиолетовые лучи, лекарственные препараты;

Роль мутаций в эволюции: изучение происхождения; выведение новых сортов полиплоидов; мутация является резервом для эволюции.

ХарактеристикаПрокариотыЭукариотыКлеточная стенкаТолстая. Клеточная стенка состоит из муреина. Макромолекулярный полимер, характерен для прокариот. Муреин выполняет защитную функцию. У растений и грибов клеточные стенки жесткие, у растений - из целлюлозы, а у грибов из хитинаЦитоплазма не подвижна, т.к. нет микротрубочекЦитоплазма подвижнаОрганоид мало, мембранных органоидов нет.Органоидов много, большинство окружены мембраной.Кольцевая ДНК находится в цитоплазме, нет оформленного ядра и хромосом, нет ядрышкаЛинейные молекулы ДНК, связанные с белками, образуют хромосомы внутри ядра. Есть ядрышкоДыханиеУ бактерий - в мезосомах. Мембранные структуры прокариот, похожи на митохондрии у эукариот. Аэробное (кислородная среда), в митохондриях.ФотосинтезХлоропластов нет, происходит в мембране.В хлоропластах.

.Дайте сравнительную характеристику прокариотам и эукариотам.

Билет №13

. Половые хромосомы и аутосомы. Сцепленное с полом наследование.

В клетках организмов содержится двойной набор гомологичных хромосом, которые называют аутосомами, и две половые хромосомы.

У женщин в каждой клетке тела 44 аутосомы и две половые хромосомы ХХ, у мужчины - те же 44 аутосомы и две половые хромосомы Х и У.Если при оплодотворении яйцеклетка встретится со сперматозоидом, содержащим Х хромосому, то появится зародыш женского пола, а если со сперматозоидом, содержащим У хромосому, то образуется зародыш мужского пола. Определение пола у человека зависит от отсутствия или наличия У хромосомы в сперматозоиде, оплодотворяющую яйцеклетку.

Половые хромосомы Х и У содержат большое количество генов, определяющих наследование целого ряда признаков. Признаки, определяемые генами, находящимися в половых хромосомах называют сцепленным с полом. Примерами являются рецессивные признаки гемофилии и дальтонизма, которые в основном проявляются у мужчин, т.к. в У хромосоме нет аллельных генов. Женщины болеют такими болезнями только в том случае, если и от отца и от матери они получили такие признаки. Такие болезни, как гипертрихоз и облысение проявляются только у мужчин, т.к. эти болезни наследуется только в У хромосоме, поэтому женщины не могут болеть.

2. Обмен веществ и энергии в клетке.

Обмен веществ (метаболизм) - это совокупность всех химических реакций, которые происходят в организме. Метаболизм состоит из 2 групп: катаболизм (энергетический обмен) и анаболизм (пластический обмен).

Энергетический обмен (катаболизм) (распад, дыхание) - это когда сложные вещества распадаются (окисляются) до более простых, и при этом выделяется энергия , необходимая для жизнедеятельности.

Этапы энергетического обмена:

1) Подготовительный этап

Происходит в пищеварительной системе. Полученные с пищей БЖУН разлагаются до простых органических веществ (аминокислот, глюкоз и т.п.). Энергия, которая при этом выделяется, рассеивается в виде тепла (АТФ не образуется).

2) Бескислородный (анаэробный гликолиз)

Происходит в цитоплазме. Кислород не требуется. Глюкоза окисляется до двух молекул пировиноградной кислоты (ПВК), при этом образуется 4 атома водорода на переносчиках НАДах и энергия на 2 АТФ.

3)Кислородный (аэробный гликолиз)

Кислородное дыхание <#"justify">Этапы ЭОГде происходитИсходные веществаКонечные веществаЭнергияПодготовительный Цитоплазма; пищеварительный каналБ, Ж, У, НКАК, Г и ЖК, ГлюкРассеивается в виде теплаБескислородныйцитоплазмаГлюкПировиноградная кислота2 АТФ; 60% - рассеивается в виде тепла, 40% - запасаетсяКислородныймитохондрияПировиноградная кислотаОкисление до СО2 и Н2О36 АТФ

Билет №14

Вирусы - неклеточная форма жизни, особенности их строения и функционирования. Вирусы - возбудители опасных заболеваний.

2.Классификация вирусов:

по составу: ДНК-содержащие (оспа, герпес); РНК-содержащие «ретровирусы» (грипп, краснуха, ВИЧ, бешенство)

по строению: простые (вирус табачной мозаики); сложные (грипп, ВИЧ)

3.Этапы жизнедеятельности вируса:

) прикрепление к клетке; 2) растворение ее оболочки или мембраны; 3) проникновение внутрь клетки, 4) синтез вирусных белков 5) гибель клетки и выход вирусов наружу;

Вирусные заболевания:

- человека (черная оспа, ветряная оспа, грипп, герпес, бешенство, энцефалит, гепатит, СПИД, астма, воспаление легких)

животных (ящур, бешенство, чума)

- растений (мозаика, карликовость, скручивание листьев)

. Наследственные заболевания человека, их предупреждение.

Причины наследственных заболеваний - дефекты в генетическом аппарате (мутация)

Наследственные заболевания бывают 3 вида:

1) Генные заболевания : изменение последовательности нуклеотидов в ДНК.

Примеры: прогерия (рак старения), гипертрихоз и др.

) Хромосомные заболевания : нарушение структур хромосом:

Примеры: Синдром Дауна (21), Синдром Эдвардса (18).

3) Тератогенные заболевания : окружающая среда, наркотики, лекарственные препараты

Примеры: отставание в развитии, врожденные пороки сердца;

Предупреждение наследственных заболеваний:

а) медико-генетическая консультация

б) обследование будущих родителей; не родившего ребенка

Билет №15

. Основные методы селекции растений: гибридизация и отбор. Понятие о гетерозисе, полиплоидии.

Селекция -

Основными методами селекции растений относят гибридизация и отбор.

Отбор:

. Искусственный отбор:

Массовый отбор для перекрестноопыляемых растений (рожь, кукуруза, подсолнечник). Результаты отбора неустойчивы в силу случайного перекрестного опыления.

Индивидуальный отбор для самоопыляемых растений (пшеницы, ячменя, гороха). Потомство от одной особи является гомозиготным и называется чистой линией.

2. Естественный отбор играет определяющую роль, так как на любое растение в течение всей его жизни действует целый комплекс факторов окружающей среды.

Гибридизация:

. Инбридинг (близкородственное скрещивание) используют при самоопылении перекрестноопыляемых растений (например, для получения линий кукурузы). Инбридинг приводит к «депрессии», поскольку рецессивные неблагоприятные гены переходят в гомозиготное состояние!

2. Аутбридинг (неродственное скрещивание) - скрещивание особей одной или разных сортов, направленное на поддержание или улучшение признака сорта. Метод аутбридинга используется для получения эффекта гетерозиса.

Гетерозис - явление, при котором гибридные особи превосходят родительские формы. У гетерозиса повышенная жизнеспособность и продуктивность гибридов первого поколения.

Полиплоиды - растения, у которых произошло увеличение хромосомного набора. У растений полиплоиды обладают большей массой вегетативных органов, имеют более крупные плоды и семена. Естественные полиплоиды - пшеница, картофель и др., выведены сорта полиплоидной гречихи, сахарной свеклы.

2. Решить задачу на сцепленное с полом наследование.

Надо учитывать, что наследование признаков, контролируемых генами, расположенными в Х-хромосоме, будет происходить иначе, чем контролируемых генами, находящимися в аутосомах. Например, наследование гена гемофилии связано с Х-хромосомой, в которой он расположен. Доминантный ген Н обеспечивает свертываемость крови, а рецессивный ген h - несвертываемость. Если женщина имеет в клетках два гена hh, то у нее проявляется болезнь, если Hh - болезнь не проявляется, но она является носителем гена гемофилии. У мужчин гемофилия проявляется при наличии одного гена h, так как у него всего одна Х-хромосома.

Билет №16

. Основные методы селекции животных.

Селекция - наука о создании новых и улучшении существующих пород домашних животных и культурных растений, а также штаммов микроорганизмов.

Особенности селекции животных:

1. Характерно половое размножение.

Количество особей в потомстве невелико.

Затруднительно выведение чистых линий, т.к. животные не способны к самооплодотворению.

Методы селекции животных:

1. Индивидуальный отбор - выделение отдельной особи с нужным признаком.

. Гибридизация:

Межвидовая гибридизация (проявление гетерозиса) : гибридизация особей, принадлежащих к разным видам, родам, с целью объединения у гибридов ценных наследственных признаков:

Кобыла × осел ? мул; осел × зебра ? зеброид; собаковолк;

Межвидовые гибриды животных чаще всего бывают бесплодными.

Внутривидовая гибридизация:

Аутбридинг (неродственное скрещивание) - между одной или разными породами

Примеры: восточно-европейская овчарка, немецкая овчарка, шотландская овчарка (колли)

Инбридинг (близкородственное скрещивание) - приводят к ослаблению животных, понижение устойчивости, заболеваемость.

2. Дигибридное скрещивание. 3 закон Менделя.

Дигибридное скрещивание - скрещивание организмов, отличающихся двумя признаками.

Мендель скрестил чистую линию желтого гладкого гороха с чистой линией зеленого морщинистого. Все потомство получилось желтым гладким.AABB x aabb(AB) (ab)AaBb

Мендель дал этому потомству самоопыляться. В потомстве второго поколения получилось расщепление 9:3:3:1.AaBb x AaBb(AB) (AB)

ABAbaBab AB AABB ж.г.AABb ж.г.AaBB ж.г.AaBb ж.г.AbAABb ж.г.AAbb ж.м.AaBb ж.г.Aabb ж.м.aBAaBB ж.г.AaBb ж.г.aaBB з.г.aaBb з.г.abAaBb ж.г.Aabb ж.м.aaBb з.г.aabb з.м.

A_B_ желтые гладкие

A_bb желтые морщинистые

aaB_ зеленые гладкие

aabb зеленые морщинистые

Третий закон Менделя (закон независимого наследования): расщепление по каждой паре признаков происходит независимо от других пар признаков.

Билет №17

1. Селекция микроорганизмов. Биотехнология.

Селекция - наука о создании новых и улучшении существующих пород домашних животных и культурных растений, а также штаммов микроорганизмов.

Микроорганизмы - мельчайшие организмы, различаемые только под микроскопом.

Микроорганизмы:

1) бактерии: туберкулез, холера, чума

) вирусы: грипп, ОРЗ, СПИД

) грибы: себорея, парша

) простейшие: дизентерия, лямбиоз

) цианобактерии

Использование микроорганизмов:

1. Новые методы продления срока годности кисломолочных продуктов.

Получение вакцин, антибиотиков, лекарств.

Получение бактериальных удобрений.

Использование в промышленности (ароматизаторы)

Особенности селекции микроорганизмов:

1. Неограниченное количество материала

Мало генов и хромосом

Высокая степень выживаемости

Методы селекции микроорганизмов:

1. Искусственный мутагенез

Молекулярная гибридизация

Искусственный отбор

Биотехнология - наука, которая использует живые клетки и биологические процессы для получения вещества, которые необходимы человеку.

Генная инженерия: перенос ДНК одного организма к другому (инсулин, гормоны роста и др.)

Клеточная инженерия: выращивание новых клеток и тканей

Биологическая инженерия

2. Сцепленное наследование генов. Хромосомная теория наследственности

Гены, локализованные в одной хромосоме, оказываются сцепленными, т. е. наследуются преимущественно вместе, не обнаруживая независимого распределения (закон Моргана).

Гены, обусловившие признаки серое тело - длинные крылья и черное тело - короткие крылья, наследуются вместе, или оказываются сцепленными между собой - следствие локализации генов в одной и той же хромосоме.

Перекомбинация генов обусловлена тем, что в процессе мейоза при конъюгации гомологичных хромосом они иногда обмениваются своими участками.

Биологическое значение перекреста хромосом: создаются новые наследственные комбинации генов, повышается наследственная изменчивость, которая поставляет материал для естественного отбора.

Основные положения хромосомной теории наследственности (Т. Х. Морган)

1.Гены расположены вдоль хромосом в линейном порядке.

.Каждый ген занимает в хромосоме определенный участок (локус.

.Все гены одной хромосомы образуют группу сцепления.

.Сцепление между генами, расположенными в одной хромосоме, нарушается вследствие кроссинговера.

Репетиторство

Нужна помощь по изучению какой-либы темы?

Наши специалисты проконсультируют или окажут репетиторские услуги по интересующей вас тематике.
Отправь заявку с указанием темы прямо сейчас, чтобы узнать о возможности получения консультации.

Наука о закономерностях, единых для всего живого. Она изучает общие законы жизни и те особенности, которые характерны для всех видов живых существ независимо от их систематического положения. Чем отличается живое от неживого, каковы основные и общие для всех организмов закономерности жизненных явлений - ответ на эти вопросы составляет задачу общей биологии.

Обмен веществ и энергии между организмом и средой, способность к размножению, наследственность и изменчивость - неотъемлемые свойства всех организмов. Эти свойства - основа эволюции - необратимого исторического развития живой природы, которое сопровождается приспособлением организмов к условиям существования, образованием и вымиранием видов, преобразованием биогеоценозов и биосферы в целом. В результате эволюции возник многообразный мир живых существ.

Различают несколько структурно-функциональных уровней организации жизни (живой материи). Нижний, наиболее древний - суборганизменный. Это уровень молекулярных структур, где проходит граница между живым и неживым. Следующий уровень - клеточный. Клетка, ее структуры и основные биохимические процессы сходны у всех организмов. За ним следует уровень целостного организма. Неотъемлемые свойства всех организмов - способность к размножению, наследственность и изменчивость. Более сложный уровень организации жизни - популяционно-видовой. Высший уровень - экосистемный, биосферно-биогеоценотический, на котором сообщества популяций животных и растений вместе с их средой обитания образуют функционально-структурное единство. Целостность экосистем (биогеоценозов, биосферы) обусловлена обменом веществ и энергии между ее компонентами.

Общая биология изучает законы, характерные для всех уровней организации жизни. Значение этой дисциплины исключительно велико как в формировании материалистического мировоззрения, так и в ряде жизненно важных областей человеческой деятельности. Она приобретает все возрастающее практическое значение для сельского хозяйства, лесной и рыбной промышленности, биотехнологии, медицины, для рационального использования естественных ресурсов и охраны природы.

Биология служит теоретической базой сельскохозяйственного производства. Многие ее разделы непосредственно связаны с растениеводством и животноводством. Обеспечение все увеличивающегося населения земного шара продовольствием невозможно без создания новых высокоурожайных сортов сельскохозяйственных культур и продуктивных пород домашних животных. Достичь этого можно лишь зная законы наследственности и изменчивости. Благодаря открытиям в молекулярной биологии развивается биотехнология - производство ферментов, гормонов, кормовых белков, аминокислот с помощью микроорганизмов. Повышение плодородия земель, создание условий для получения устойчивых программированных урожаев - эти экологические задачи должны решать агрономы-биологи.

Биология изучает биологическую форму движения материи, т. е. совокупность организмов, живущих на , в том числе человека. Из-за огромного разнообразия представителей живого на Земле биология представляет собой комплекс различных биологических наук и включает ботанику, микологию (науку о грибах), зоологию, комплекс наук о человеке как биологическом объекте, общую биологию и другие науки. Ниже рассмотрены общие представления о биологии и ее составляющих.

Биология - комплекс наук, изучающих все живое вещество и организмы, им образуемые.

Какие науки включает в себя биология:

Ботаника - наука, изучающая биологические особенности растений. Совокупность всех растений на Земле называют флорой Земли. Традиционно вместе с растениями в курсе ботаники изучают грибы, вирусы, которые в строгом смысле не относятся к растениям, а принадлежат к другим царствам организмов. Так, грибы образуют особое царство Грибы, а наука о грибах называется микологией.

Зоология - наука, изучающая царство Животные.

Совокупность всех животных, населяющих Землю, называют фауной Земли. Принято говорить о фауне той или иной области, того или иного региона и т. д.

Биологические особенности человека изучает целый комплекс наук: анатомия, гигиена человека (несмотря на то что человек является структурной единицей царства Животные, он относится к , отряду приматов, семейству человекообразных обезьян, роду человек, виду человек разумный).

Общая биология - особый раздел биологии, изучающий наиболее общие закономерности биологической формы существования материи.

На современном этапе развития биологии общая биология представляет собой комплекс наук, состоящий из отдельных, достаточно самостоятельных, но тесно взаимосвязанных наук: молекулярной биологии, цитологии, теории развития и размножения, генетики, селекции, эволюционной теории, экологии. В предмете Общая биология эти науки представлены в виде разделов, которыми в курсе Общая биология с основами экологии и природоохранной деятельности являются следующие:

1. Цитология - раздел, изучающий клетку, ее химический состав, биохимические процессы, протекающие в клетке, строение и функции отдельных органоидов клетки.

2. Учение об индивидуальном развитии - онтогенезе - раздел, включающий учение о размножении и развитии организмов (тесно связан с цитологией).

3. Генетика с основами селекции - раздел, рассматривающий закономерности наследственности, изменчивости, их материальные носители (генетика), принципы и методы выведения новых пород животных, сортов растений и штаммов микроорганизмов (селекция); теоретической основой селекции является генетика.

4. Эволюционное учение (теория) - раздел, изучающий филогенез (историческое развитие видов); составной частью этого учения является дарвинизм; основой данного учения (теории) - генетика, селекция и другие биологические науки.

5. Экология с основами природоохранной деятельности - раздел, рассматривающий вопросы взаимосвязи организмов друг с другом, средой обитания, а также воздействие человека на Природу и пути преодоления негативных последствий этого воздействия.

Общая биология тесно взаимосвязана с комплексом медицинских и сельскохозяйственных наук, являясь, с одной стороны, их базой, а с другой - эти науки дают богатый фактический материал для иллюстрации общебиологических закономерностей. Знание и понимание вопросов общей биологии невозможно без владения знаниями математики, химии, физики, геологии, астрономии, философии и других наук естественного и гуманитарного циклов. Так, без знания основ органической химии невозможно понять ни молекулярную биологию, ни проблемы обмена веществ, лежащих в основе экологии, ни вопросы цитологии. Все это делает необходимым глубокое усвоение знаний как общебиологического характера, так и знаний других и естественно-математических и гуманитарных наук.

Знания общебиологических понятий и закономерностей имеют огромное значение для каждого человека, поскольку они являются базой для понимания основных проблем экологии (как специальной отрасли знаний), без овладения которыми современный человек не сможет выжить в постоянно усложняющейся экологической обстановке на нашей планете.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ВЯТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Биологический факультет

Кафедра микробиологии

И.В. ДАРМОВ

Общая биология

Курс лекций

Учебное пособие

Допущено редакционно-издательской комиссией методического совета ФГБОУ ВПО «ВятГУ» в качестве учебного пособия для студентов направления 020400.62 «Биология» всех профилей подготовки

Рецензенты:

доцент кафедры биотехнологии ФГБОУ ВПО «ВятГУ»,

кандидат биологических наук О. Н. Шуплецова;

главный научный сотрудник НИЦ 33 ЦНИИИ МО РФ, г. Киров, доктор биологических наук, профессор В.Б. Калининский

Дармов, И.В.

Учебное пособие предназначено для студентов направления 020400.62 «Биология» всех профилей подготовки, изучающих дисциплину «Общая биология».

Тех. редактор Е.В. Кайгородцева

© ФГБОУ ВПО «ВятГУ», 2014

1.Биология как наука. Свойства живых систем……………………………...4

2.Основы цитологии. Прокариоты…………………………………………..17

3.Основы цитологии. Эукариоты. Мембранные компоненты …………….21

4.Основы цитологии. Эукариоты. Немембранные компоненты…....……..29

5.Бесполое размножение. Митоз……………………………………………..34

6.Половое размножение. Мейоз………………………...……………………43

7.Основные закономерности наследственности……………………...……54

8.Основные закономерности изменчивости……………………………...…64

9.Биологическое разнообразие……………………………………………….79

Список использованных источников……………………………….…….105

Лекция №1

Тема лекции: Биология как наука. Свойства живых систем.

План лекции:

1. Биология как наука

2. Методы биологии

3. Основные концепции биологии

4. Уровни организации живого

5. Основные свойства живых систем

6. Современное определение живого организма и жизни

1. Биология как наука

Биология (греч.bios – жизнь,logos – слово, учение) – совокупность наук о жизни, о живой природе.Предмет биологии - строение живых организмов, их функции, происхождение, развитие, взаимоотношения со средой. Наряду с физикой, химией, астрономией, геологией и т.д. относится кестественным наукам .

Биология – одна из старейших наук, хотя термин этот появился лишь в 1797 году (его автор - немецкий профессор анатомии Т.Руз (1771-1803). "Отцом биологии" часто называют Аристотеля (384-322 до н.э.), которому принадлежит первая классификация животных.

Каковы особенности биологии как науки?

1.1 Биология тесно связана с философией . Это связано с тем, что из 3-х фундаментальных проблем естествознания 2 являются предметом биологических исследований.

1. Проблема происхождения Вселенной, космоса, природы вообще (ей занимается физика, астрономия).

2. Проблема происхождения жизни, т.е. живого из неживого.

3. Проблема происхождения Разума и человека как его носителя.

Решение этих вопросов тесно связано с решением основного вопроса философии : что первично – материя или сознание? Поэтому значительное место в биологии занимают философские аспекты.

1.2. Связь биологии с социальными и этическими проблемами.

Социал-дарвинизм, например, переносит на человеческое общество понятие "естественный отбор", различия между классами объясняются биологическими факторами.

Другие примеры: расизм, пересадка органов, проблема старения.

1.3. Глубокая специализация биологии.

В результате дифференциации биологии по объекту изучения возникли частные биологические науки: ботаника, зоология, микробиология (бактериология, вирусология, микология и др.).

Другое подразделение биологических наук - по уровням организации и свойствам живой материи : генетика (наследственность), цитология (клеточный уровень), анатомия и физиология (строение и функционирование организмов), экология (взаимоотношения организмов с окружающей средой) и т.д.

В результате интеграции с другими науками возникли: биохимия, биофизика, радиобиология, космическая биология и др.

Т.е. биология – комплекс наук, а общая биология занимается изучением наиболее общих закономерностей строения, жизнедеятельности, развития, происхождения живых организмов. Главный вопрос, на который пытается ответить общая биология, – что такое жизнь?

1.4. В настоящее время биология, оставаясь теоретической основой познания живого, становится непосредственно производительной силой , рождает новые технологии: биотехнологию, генную и клеточную инженерию и др.

Урок биологии по теме

"Введение в основы общей биологии"

в 9-м классе

Трушина Зинаида Афанасьевна

Задачи:

Обеспечить усвоение учащимися знаний об общих признаках живых организмов, уровнях организации живых систем, биологии как комплексной науки и её роли в современном обществе.

Обеспечить условия для развития умений слушать, выделять главное, наблюдать объекты живой природы и объяснять процессы и явления, происходящие в ней, делать записи, вести диалог, оценивать результаты своей деятельности.

Начать формирование у обучающихся ценностного отношения к современным проблемам общей биологии.

Тип урока: урок формирования знаний.

Вид урока: модульный урок-лекция

Оборудование: мультимедийная установка, презентация урока (Приложение 1 ), модули для обучающихся (Приложение 2 ),

учебник "Основы общей биологии" 9 класс Пономарёвой И.Н., Корниловой О.А., Черновой Н.М.

Основные понятия: критерии жизни: единство химического состава, обмен веществ, самовоспроизведение, наследственность, изменчивость, рост, развитие, адаптации, раздражимость, дискретность, упорядоченность; уровни организации живых систем: молекулярный, клеточный, организменный, популяционно-видовой, биогеоценотический, биосферный.

Умения: слушать, вступать в диалог, вести записи в тетради, работать с модулем, применять знания в сходной ситуации, оценивать результаты своей деятельности.

Формы работы : индивидуальная, фронтальная.

Методы работы: диалогического изложения, алгоритмический.

Ход урока

Организационный момент. Постановка цели. Инструктаж по работе с модулем.

Формирование знаний.

"Самое удивительное в природе - это то, что мы можем её понять" А.Энштейн.

1. Общая биология - комплексная наука об общих закономерностях живой природы.

Вот уже несколько десятилетий человечество является свидетелем бурного прогресса в биологии. Эта наука привлекает к себе внимание людей разных специальностей. Именно от биологии ждут решения многих важнейших проблем, связанных с сохранением окружающей среды, обеспечением продовольствием, здоровьем людей.

Открытие принципиально новых явлений вызвало огромный интерес к этой науке. Знания в области молекулярной биологии, генетики, экологии стали показателями общей культуры человека.

Вопрос классу: Что обозначает термин "биология"?

Термин биология был впервые предложен в 1802г. выдающимся французским естествоиспытателем и эволюционистом Жаном Батистом Ламарком для обозначения науки о жизни как особом явлении природы.

Современная биология представляет собой комплекс биологических наук, изучающих живую природу как особую форму движения материи, законы её существования и развития. В настоящее время биология характеризуется как специализацией составляющих её дисциплин, так и их взаимодействием.

Работа с информацией со слайда и заполнение таблицы. Формулирование определения понятия "Общая биология".

2. Общие признаки живого.

Вопрос классу: Назовите признаки, отличающие объекты живой и неживой природы.

А). Сходство химического состава.(по гиперссылке на слайд №13)

Задание классу: сравните химический состав растительной и животной клетки, найдите сходства и различия и сделайте вывод.(вернуться на слайд №6 по гиперссылке)

Задание классу: объясните понятие "Обмен веществ". Дайте комментарий к видеофрагменту.(вернуться на слайд №6 по гиперссылке)

Задание классу: Используя имеющиеся знания и видеофрагмент объясните понятие "Самовоспроизведение". Какое значение имеет это свойство живых организмов в природе? (вернуться на слайд №6 по гиперссылке)

Задание классу: Используя имеющиеся знания дайте определение понятиям "Рост" и "Развитие". Какими изменениями сопровождается развитие объектов, представленных в видеосюжетах? Дайте комметарий предложенной схемы. Что такое индивидуальное и историческое развитие?

Чем отличаются индивидуальное и историческое развитие?(вернуться на слайд №6 по гиперссылке)

Задание классу: Что такое раздражимость? Какую роль играет это свойство живых организмов? На примере представленных в видеосюжетах организмов объясните, какие факторы среды вызывают проявление раздражимости и какое значение это имеет для них.(вернуться на слайд №6 по гиперссылке)

Е). Приспособленность к среде. (по гиперссылке на слайд №11)

Задание классу: Используя имеющиеся знания дайте определение понятия "Адаптации", приведите примеры. Просмотрев видеосюжет, дайте комментарии о том, какие приспособления и в связи с какими условиями выработались у животного. Являются ли они универсальными? Ответ поясните.(вернуться на слайд №6 по гиперссылке)

Задание классу: Используя примеры, приведённые в презентации, поясните свойство дискретности живых систем. (вернуться на слайд №6 по гиперссылке)

Задание классу: Как вы понимаете свойство упорядоченности живых систем? Приведите примеры .

Слайд №15

3. Уровни организации живой природы.

Задание классу:

Определите уровни организации живых систем, заполните таблицу "Уровни организации жизни":

Определите соподчинённость уровней по отношению друг к другу. Какие свойства живого проявляются на каждом из уровней?

Слайд №16

4. Роль биологических знаний в жизни современного общества.

Задание классу: Дайте ответ на вопрос: в каких отраслях народного хозяйства находят применения знания биологических наук.

Слайд №17

5. Первичное закрепление изученного. Рефлексия.

"Что вы не понимаете, то не принадлежит вам." И.Гёте.

Задание учащимся: Проверьте понимание изученного на уроке материала, отвечая на вопросы в режиме игры. Определите степень понимания и вопросы, на которые необходимо обратить особое внимание при выполнении домашнего задания.

Учащиеся выбирают вопросы и формулируют ответы на них (устно)

6. Домашнее задание.

Изучить материал 1-3 по учебнику "Основы общей биологии" Пономарёвой И.Н., Корниловой О.А., Черновой Н.М.

Уметь давать характеристику свойств живых организмов и уровней организации живой природы.

Подготовить сообщения о роли биологических знаний в жизни современного общества.

Вспомнить о методах изучения биологии, привести примеры.

Тесты прилагаются.

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Введение в предмет. Научное определение жизни, свойства живого и уровни организации живого

Биология (греч.bios+logos) - совокупность наук о живой природе.

Термин предложении Тивиранусом и Жаном-Батистом Ламарком.

Предмет биологии - все проявления жизни.

Проявления жизни - строение и функции организмов, их происхождение, распространение, развитие, связи друг с другом и неживой природой.

Методы биологии:

1) Наблюдательный

2) Описательный

3) Сравнительный

4) Исторический

5) Экспериментальный (активное воздействие на явления природы)

Задачи биологии: изучение биологических закономерностей, раскрытие сущности жизни и систематика живых организмов.

Определение жизни:

1) Энгельс

Жизнь есть способ существования белковых тел, ответственным моментом которых является обмен веществ. С прекращением обмена веществ прекращается жизнь.

2) Волькенштейн

Живые существа, существующие на земле представляют собой открытые, саморегулируемые системы, построенные из биополимеров (белков и нуклеиновых кислот).

Свойства живого:

1) Обмен веществ и энергии (метаболизм).

Метаболизм - свойство живого обеспечивающее связь организма со средой обитания.

2) Раздражимость - свойство живого отвечать на действия раздражителя определенными реакциями.

3) Размножение (репродукция) - свойство производить себе подобных.

4) Гомеостаз - свойство поддержания постоянного состава.

5) Наследственность - свойство передавать признаки из поколения в поколение.

6) Изменчивость - свойство живого изменять под действием факторов окружающей среды

7) Движение

8) Онтогенез - индивидуальное развитие организма

9) Филогенез - историческое развитие мира

10) Дискретность (делимость) и целостность

Уровни организации живого:

1) Биологические микросистемы:

* молекулярно-генетический (ген)

* субклеточный (органойд)

* клеточный (клетка)

2) Биологические мезосистемы или особы:

* тканевой (ткань)

* органный (орган)

* организменный (организм)

3) Биологические макросистемы:

* популяционно-видовой (популяция)

* биогеоценетический (биогеоценоз)

* биосферный (биосфера)

2. Этапы становления клеточной теории. Клетка как структурная единица живого

Этапы становления клеточной теории:

1) 1665 г. - Р. Гук дал название клетки - "cellula"

2) 1839 г. - Шлейден и Шванн предложили новую клет. теорию

* клетка - структурная единица растений и животных

* процесс образования клеток обуславливает их рост и развитие

1858 г. - Вирхов дополнил клет. теорию

"Каждая клетка из клетки"

3) современная клет. теория

* клетка - основная структурно-функциональная единица всего живого

* клетки одного многоклеточного организма сходны по строению, составу и важным проявлениям жизнедеятельности

* размножение - деление исходной материнской клетки

* клетки многоклеточного организма по функциям и образуют ткани > органы> системы органов> организм

Классификация живых организмов

Сравнительная характеристика прокариот и эукариот

Общий план строения эукариотической клетки.

Три основных компонента клетки:

1) цитоплазматическая мембрана (плазмалемма)

Бислой липидов и один слой белков, кт. сидят на поверхности липидного слоя, либо погружены в него.

* разграничительная

* транспортная

* защитная

* рецепторная (сигнальная)

2) цитоплазма:

а) гиалоплазма (коллоидный раствор белков, фосфолипидов и др. веществ. Может быть гелем и золь)

Функции гиалоплазмы:

* транспортная

* гомеостатическая

* обмен веществ

* создание оптимальных условий для функционирования органелл

б) Органеллы - постоянные компоненты цитоплазмы, имеющие опред. строение и выполн. опред. функции.

Классификация органелл:

По локализации:

* ядерные (ядрышки и хромосомы)

* цитоплазматические (ЭПС, рибосомы)

По строению:

* мембранные:

а) одномембранные (лизосомы, ЭПС, аппарат Гольджи, вакуоли, пероксисомы, сферосомы)

б) двумембранные (пластиды, митохондрии)

* немембранные (рибосомы, микротрубочки, миофибриллы, микрофиламенты)

По назначению:

* общего (есть во всех клетках)

* специального (есть в опред. клетках - пластиды, реснички, жгутики)

По размерам:

* видимые в световой микроскоп (ЭПС, аппарат Гольджи)

* невидимые в световой микроскоп (рибосомы)

Включения - непостоянные компоненты клетки,имеющие опред. строение и выполн. опред. функции.

Одномембранные.

ЭПС (Эндоплазматическая сеть, ретикулум).

Система связанных между собой полостей и канальцев, соединенных с наружной ядерной мембраной.

Шероховатая (гранулярная). Есть рибосомы> синтез белка

Гладкая (агранулярная). Синтез жиров и углеводов.

1) разграничительная

2) транспортная

3) выведение из клетки ядовитых веществ

4) синтез стероидов

Аппарат Гольджи (пластинчатый комплекс).

Стопки уплощенных канальцев и цистерн, кт. называются диктосомами.

Диктосома - стопка из 3-12 уплощенных дисков, называемых цистернами (до 20 диктосом)

1) концентрация, освобождение и уплотнение межклеточного секрета

2) накопление глико- и липопротеидов

3) накопление и вывод из клетки веществ

4) образование борозды деления при митозе

5) образование первичных лизосом

Пузырек, окруженный одинарной мембраной и содержащие гидролитические ферменты.

1) переваривание поглощенного материала

2) разрушение бактерий и вирусов

3) автолиз (разрушение частей клетки и отмерших органелл)

4) удаление целых клеток и межклеточного вещества

Пероксисома.

Пузырьки, окруженные одной мембраной, содержащие пероксидазу.

Функции - окисление орг. вещества

Сферосома.

Овальные органеллы, окруженные одинарной мембраной, содержащие жир.

Функции - синтез и накопление липидов.

Полости в цитоплазме клеток, ограниченные одинарной мембраной.

У растений (клеточный сок - растворение орг. и неорг. веществ) и одноклет. животных (пищеварительные, сократительные - осморегуляция и выделение)

Двумембранные.

1) оболочка (кариолемма):

* две мембраны, пронизанные порами

* между мембранами находится перенуклеарное пространство

* наружная мембоана связана с ЭПС

Функции - защитная и транспортная

2) ядерные поры

3) ядерный сок:

* по физ. состоянию близок к гиалоплазме

* по химическому состоянию содержит больше нуклеиновых кислот

4) ядрышки:

* немембранные компоненты ядра

* может быть одно или несколько

* образуются на определенных участками хромосом (ядрышковые организаторы)

* синтез рРНК

* синтез тРНК

* образование рибосом

5) хроматин - нити ДНК+белок

6) хромосома - сильно спирализованный хроматин, кт. содержит гены

Хромосома > 2 хроматиды(соед. в области центромеры) > 2 полухроматиды > хромонемы >

7) вязкая кариоплазма

Ультраструктура хромосом.

Хромосома > 2 хроматиды(соед. в области центромеры) > 2 полухроматиды > хромонемы >микрофибриллы (30-45% ДНК+белок)

Спутник - участок хромосомы, отделенный вторичной перетяжкой.

Теломера - концевой участок хромосомы

Виды хромосом в зависимости от положения центромеры:

1) равноплечие (метоцентрический)

2) неравноплечие (субметацентрические)

3) палочковидные (акроцентрические)

Каротип - совокупность данных о числе, форме и размерах хромосом.

Идиограмма - графическое построение кариотипа

Свойства хромосом:

1) постоянство числа

У одного вида число хромосом постоянно всегда.

2) парность - в соматических клетках каждая хромосома имеет свою пару (гомологичные хромосомы)

3) индивидуальность - каждая хромосома имеет свои особенности (размер, форма…)

4) непрерывность - каждая хромосома из хромосомы

Функции хромосом:

1) хранение наследственной информации

2) передача наследственной информации

3) реализация наследственной информации

Митохондрии.

1) состоит из 2-х мембран:

* наружная (гладкая, внутри имеет выпячивания - кристы)

* внешняя (шероховатая)

2) внутри пространство заполнено матриксом в кт. находятся:

* рибосомы

* белки - ферменты

1) синтез АТФ

2) синтез митохондриальных белков

3) синтез нукл. кислот

4) синтез углеводов и липидов

5) образование митохондриальных рибосом

Пластиды.

1) двумембранные органеллы

2) внутри строма,в кт. расположены тиллакойды > граны

3) в строме:

* рибосомы

* углеводы

По окраске делятся на:

1) хлоропласты (зеленые,хлорофилл).Фотосинтез.

2) хромопласты:

* желтые (ксантофилл)

* красные (ликопектин)

* оранжевые (каротин)

Окраска плодов, листьев и корнеплодов.

3) лейкопласты (бесцветные, не содержат пигменты). Запас белков, жиров и углеводов.

Немембранные.

Рибосома

1) состоит из рРНК, белка и магния

2) две субъединицы: большая и малая

Функция - синтез белка

Центросома (клеточный центр)

1) состоит из 2-х центриолей и лучистой сферы

2) центриоли расположены перпендикулярно друг другу и образованы 9-ю триплетами микротрубочек

3) имеют свою собственную молекулу ДНК

* центриоли определяют полюса при делении клетки

* центросферы формируют короткие и длинные нити веретена деления

Микрофиламенты

Нитевидные структуры, состоящие из белков актина и миозина.

* сократительная

* образуют цитоскелет

Микротрубочки

Нитевидные структуры, состоящие из белка тубулина.

Функция - опорная

Микрофибриллы.

Нити, состоящие из белка керотина

Функция - опорная

Включения

1) непостоянные компоненты клетки

* минеральные (соли)

* витаминные

* пигментные

* трофические (питательные вещества)

* секреторные (гормоны)

* экскреторные (продукты обмена):

а) оксалат кальция

б) карбонат кальция или кремнезем

Отличие растительной клетки от животной.

1) наличие клеточной стенки из целлюлозы

2) наличие пластид

3) запасное питательное вещество - крахмал

4) наличие развитой сети вакуолей

5) отсутствие центросомы в клетках высших растений

6) преобладание синтетических процессов над процессами распада веществ

3. Размножение. Гаметогенез. Половые клетки

Размножение (репродукция) - свойство живого воспроизводить себе подобных.

Формы размножения

Гаметогенез.

Процесс образования половых клеток (гамет)

Фазы гаметогенеза.

Строение половых клеток.

Виды яйцеклеток по количеству и распределению лецитина.

1) Алецитальные - лецитин практически отсутствует. Человек,плоские черви.

2) Изолецитальные - лецитина мало и равномерно распределен по цитоплазме. Иглокожие,ланцетник,млекопитающие.

3) Центролецитальные - лецитина много и он в центре. Насекомые.

4) Телолецитальные:

Резколецитальные - лецитин резко смещен к одному из полюсов (вегетативный), противоположный (анимальный). Птицы, пресмыкающиеся, рыбы, моллюски.

Умеренолецитальные - лецитин слегка смещен к одному из полюсов. Земноводные

4. Онтогенез

Онтогенез - индивидуальное развитие организма с момента образования организма и до смерти.

1) эмбриональный (с момента образования зиготы до рождения или выхода из-под яйцевых оболочек):

Дробление

Бластула

Гаструла

Гисто- и оганогенез

2) постэмбриональный (с момента рождения или вылупления до смерти):

Ювенильный (рост и развитие)

Зрелость

Старость

Эмбриональный период.

Зигота - клетка, образованная при слиянии 2-х половых клеток - яйцеклетки и сперматозоида (одноклеточный зародыш)

Дробление - митотическое деление зиготы на 2, 4, 8, 16, 32… бластомера

С каждым последующим дроблением бластомеры уменьшаются в размерах, в результате получается зародыш, называемый морула.

Виды дробления в зависимости от типа яйцеклетки

Бластула - однослойный зародыш

Механизм бластуляции - бластомеры морулы отталкиваются друг от друга и выстраиваются в один ряд, образуя бластулу

Стенка бластулы - бластодерма

Полость - бластоцель (первичная полость)

Гаструла - 2-х (кишечнополостные) или 3-х-слойный зародыш (нейрула).

Животные:

1) первичноротые - на месте бластопора ротовое отверстие. Черви, членистоногие.

2) вторичноротые - на месте бластопора анальное отверстие, а ротовое на противоположном конце. Иглокожие, хордовые.

Способы гаструляции:

1) инвагинация - впячивание

2) иммиграция - вселение

3) деламинация - расщепление

4) эпиболия - обрастание

Способы образования мезодермы.

1) телобластический (первичноротые)

В близи бластопора обособляются две крупные клетки - телобласты, кт. размножаясь образуют мезодерму беспозвоночных.

2) энтероцельный (вторичноротые)

С двух сторон от первичной клетки образуются впячивания - целомические мешки (энтероцельные карманы), кт. расшнуровываются, размножаются и образуют мезодерму. Позвоночные.

Гисто - и органогенез.

Гисто - и органогенез - образование тканей и органов.

Из эктодермы - покровы и их производные, нервная система, органы чувств

Из энтодермы - пищеварительная, дыхательная системы и хорда.

Из мезодермы - соединительные ткани, скелет, мускулатура, сердечные сосуды, половая и выделительная системы.

Критические периоды онтогенеза.

Периоды максимальной чувствительности зародыша к повреждающим факторам среды.

1) 7-8 сутки после оплодотворения - имплантация бластулы.

2) 7-8 неделя - плацентация

Постэмбриональный период.

Ювенильный период (рост и развитие).

* ^ числа клеток

* ^ размеров клеток

* ^ межклеточного вещества

Организмы по характеристике роста:

1) с ограниченным (опред. ростом) - человек

2) с неограниченным (неопределенным ростом) - растения

Развитие - дифференцировка, формообразование

Качественные изменения - усложнение строения и функций

Факторы, влияющие на рост и развитие:

I. Внешние:

Физические

Химические

Биологические (вирусы и грибы)

II. Внутренние:

Генотип

Состояние эндокринной системы (соматотропин)

III. Состояние нервной системы

Зрелость.

Максимальное развитие всех систем органов (интенсивный обмен веществ).

Способность к репродукции.

Старость.

Инволюция всех систем органов, v обменных процессов, появление внешних признаков старения

Теории старения:

1) Энергетическая (Рубнер)

2) Ортобиоза (Мечников)

3) Нарушение межтканных отношений (Богомолец)

4) Эндокринная (Броун - Секар)

5) Адаптивно - регуляторная (Фролькис)

6) Затухание самообразования белков (Нагорный)

7) Мутационная

Типы онтогенеза.

Виды метаморфоза:

1) Неполный (яйцо> личинка> имаго)

2) Полный (яйцо> личинка> куколка> имаго)

3) Сложный (у земноводных)

5. Введение в генетику. Моно- и полигенный тип наследования. Моно- и дигбридный анализ

Генетика - наука о закономерностях наследственности и изменчивости.

От греч. genesis.

Понятие ввел У. Бэтсон в 1906 г.

Предмет генетики - два свойства живого (наследственность и изменчивость)

Объект генетики - все живые организмы

1) генетика растений

2) генетика человека

3) генетика животных

4) генетика микроорганизмов

1) Гибридологический (Мендель)

* анализ особи отличной по одной, двум или трем парам альтернативных признаков

* учет потомков

* учет потомков в последнем поколении от каждого скрещивания

2) Комбинационный - результаты внутри- и межвидовой гибридизации и виды комбинативной изменчивости

3) Мутационный - роль внешней среды и ее факторов в наследственной изменчивости

4) Популяционно-статистический - позволяет изучать распространение отдельных генов и различных генотипов в популяциях

5) Цитологический - строение хромосом и их роль во внутриклеточных процессах

6) Биохимический - изучает функционирование генов на уровне белков

7) Генеалогический

Задачи генетика на современном этапе.

1) Изучение молекул, структур клетки, хранение генетической информации и способы ее кодирования

2) Изучение механизма и закономерностей передачи наследственной информации

3) Анализ способов и вариантов реализации наследственной информации

4) Изучение механизмов возникновения мутаций

5) Изучение возможности создания модифицированных генов (для нужд селекции с/х растений и животных, медицинской генетики)

6) Изучение генофонда человеческой популяции

7) Влияние различных факторов на генофонд

8) Разработка методов профилактики, предотвращения и лечения наследственных заболеваний

9) Продолжение исследования генома человека

Основные термины и понятия генетики.

Наследственность - свойства живых организмов обеспечивать материальную и функциональную преемственность между поколениями

Изменчивость - свойство живых организмов изменять наследственные задатки и приобретать новые признаки в процессе развития организма.

Наследование - процесс передачи генетической информации из поколения в поколение

Ген - участок молекулы ДНК (РНК у вирусов), кт. кодирует первичную структуру белка.

Доминантный ген (аллель) - ген, подавляющий действие другого аллельного гена

Рецессивный ген - ген, подавляемый другим аллельным геном

Аллельные гены - гены, находящиеся в одинаковых локусах гомологичных хромосом и отвечающие за развитие одного признака

Неаллельные гены - гены, расположенные в разных локусах гомологичных хромосом или в разных парах хромосом и отвечают за развитие одного или разных признаков

Гомозигота - организм, у кт. аллельные гены одинаковы по проявлению.

Гетерозигота - организмы у кт. аллельные гены различны по проявлению

Генотип - совокупность генов одного организма

Геном - совокупность генов гаплоидного набора хромосом

Генофонд - совокупность генов популяции и вида

Фенотип - совокупность внешних свойств и внешних признаков организма

Альтернативные признаки - взаимоисключающие, противоположные проявления одного и того же признака

Норма реакции - пределы, в кт. изменяется фенотип при одном и том же генотипе

Этапы развития генетики.

(1865-1900 гг.)

1865 г. - открытие законов Г. Менделя (основные закономерности наследственности и изменчивости)

1900 г. - Э. Чермак (Австрия), де Фриз (Голландия), К. Коренс (Германия) переоткрыли законы Менделя

На первом этапе изучение генетики шло на организменном уровне.

(1900-1953 гг.)

1901-1903 г. - де Фриз (Мутационная теория)

1902 г. - Т. Бовери (Ядерная теория наследственности), Э. Вильсон, Д. Сеттон (связь передачи наследственной информации с хромосомами)

1906 г. - У. Бэтсон (термин "генетика")

1909 г. - В. Иогансен (термин "ген")

1908 г. - Т. Морган (хромосомная теория наследственности)

1925 г. - Г. Надсон и Г. Филлипов (Индивидуальные мутации)

1928 г. - Н.К. Кольцов (хромосомы способны к самовоспроизводству)

30-е годы - А.Н. Белозерский (ДНК - обязательный компонент хромосомы)

40-е годы - Г. Бидл и Е. Татум (ген определяет образование ферментов по принципу "1 ген - 1 фермент")

Изучение генетических закономерностей на этом этапе шло на клеточном и субклеточном уровнях.

III этап (1953 - наст. Вр.)

1953 г. - Д. Уотсон и Ф. Крик расшифровали структуру ДНК

1961 г. - Д. Уотсон и Ф. Крик расшифровали генетический код (получили Нобелевскую премию)

Виды скрещивания.

1) Моногибридное - скрещивание особей анализируемых по одной паре признаков

2) Дигибридное - скрещивание особей анализируемым по двум парам альтернативных признаков

3) Полигибридное - скрещивание особей анализируемым по трем и более парам альтернативных признаков

4) Анализирующие - скрещивание особи с неизвестным генотипом с гомозиготой по рецессивному признаку (аа)

Законы Грегора Менделя.

1) Закон единообразия гибридов первого поколения (правило доминирования)

"При скрещивании двух гомозиготных особей, анализируемых по одной паре альтернативных признаков, все потомство в F1 единообразно как по генотипу, так и по фенотипу"

2) Закон расщепления гибридов второго поколения

"При скрещивании гетерозиготных особей, анализируемых по одной паре альтернативных признаков, в F1 наблюдается расщепление по фенотипу 3:1 ,а по генотипу 1:2:1"

Из Второго закона Менделя следует Гипотеза чистоты гамет:

"Гены в гаметах у гибридных особей не гибридны а чисты"

Теория невозможна, т.к. аллельные гены находятся в гомологичных хромосомах, кт. в Анафазу I мейоза расходятся к разным полюсам клетки, в результате в каждой гамете оказывается только один аллельный ген (цитологическое обоснование)

3) Закон независимого наследования признаков

"При скрещивании двух гомозиготных организмов, анализируемых по двум парам альтернативных признаков, в F2 наблюдается независимое наследование и комбинация признаков в сочетании несвойственным родительским.

Типы и варианты наследования признаков.

Формы взаимодействия аллельных генов.

Полное доминирование - доминантный ген полностью подавляет рецессивный

Неполное доминирование - доминтный ген не полностью подавляется рецессивным > в гетерозиготном состоянии проявляется промежуточное выражение признака

Сверхдоминирование - рецессивный ген усиливает действие доминантного > в гетерозиготном состоянии признак проявляется сильнее, чем в гомозиготном

Лежит в основе гетерозиса.

Кодоминирование - оба гена проявляются в фенотипе

Плейотропия - явление, при кт. один ген отвечает за развитие нескольких признаков

Множественный аллелизм - явление, при кт. три и более аллельных гена контролируют проявление одного признака

Причина: многократная мутация одного и того же гена

Пример: группы крови по системе АВ0

Группы крови.

Резус - фактор.

Резус - фактор - белок, находящийся на поверхности эритроцитов (Rh)

Резус конфликт - несоответствие резус - факторов

1) во время беременности Rh "-" мать и Rh "+" ребенок

2) при переливании крови от Rh "+" к Rh "-"

Формы взаимодействия неаллельных генов.

Эпистаз - один неаллельный ген подавляет действие другого неаллельного гена

Ген - подавитель - эпистатический, подавляемый - гипостатический.

* доминантный - эпистатический ген является доминантным

* рецессивный

Комплементарность - два доминантных неаллельных гена, встречаясь в одном генотипе дают новое проявление признака, не свойственного для каждого из них по отдельности

Виды наследования.

Независимое - гены находятся в разных парах хромосом или в одной хромосоме на расстоянии ___ морганид и комбинация признаков у потомков происходит случайно.

Частично сцепленное - если расстояние между генами больше 15 и меньше 50 морганид, то между гомологичными хромосомами может проходить процесс кроссинговера.

В этом случае часть потомков будут иметь сочетание признаков как у родителей (некросоверные потомки),а другие новое сочетание (кроссоверные потомки)

Сцепленное - если расстояние между генами в одной хромосоме меньше 15 см и процесс кроссинговера не идет и потомки наследуют такое же сочетание признаков как у родителей.

6. Хромосомная теория наследственности

История создания

1888 г. - Вальдешр (термин хромосома)

1902-1907 гг. - Вильсон и Бовери (предположение о связи между хромосомами и преемственности свойств организмов в ряду поколений)

1902-1903 гг. - Сеттон (связь хромосом с наследственностью)

1908-1918 гг. - Т. Морган (сформулировал хромосомную теорию наследственности)

Как объект исследований была выбрана мушка дрозофила, т.к.:

* малое количество хромосом (4 пары)

* около 500 признаков

* лабильный геном (легко мутирует или изменяется под действием факторов среды)

* дешевизна и простота содержания

* короткий цикл развития (15-20 дней) и высокая плодовитость (40 поколений в год)

Научные доказательства.

1. Генетическое (хромосомное)

Определение пола

Пол - совокупность морфологических и физиологических признаков, кт. обеспечивают образование гамет и передачу наследственной информации посредством этих гамет.

Варианты определения пола у разных животных:

Человек

Женский организм гомогаметный (один сорт гамет и одинаковые половые хромосомы)

Мужской - гетерогаметный (два сорта гамет и разные половые хромосомы)

Кузнечики

Самки диплоидные как по аутосомам, так и по половым хрососомам

Самцы диплоидные по аутосомам и гаплоидные по половым

У пчел самки диплоидные, самцы гаплоидные

Дрозофила

Пол определяется соотношением аутосом и половых хромосом

2. Наследование, сцепленное с полом

Наследование при кт. гены находятся в половых хромосомах

3. Сцепленное наследование признаков

Это наследование признаков, гены кт. находятся в одной хромосоме и составляют группу сцепления.

Группа сцепления - гены одной хромосомы. Количество групп сцепления равно (равно гаплойдному набору хромосом или числу пар. + - 23 г.с, > - 24 г.с)

Сцепление признаков

Кроссоверные гаметы - гаметы, в кт. произошел кроссинговер.

Кроссоверные организмы - организмы, образ. при слиянии кроссоверных гамет.

Расстояние между генами в хромосоме обозначается S и выражается в морганидах (М)

x - процент кроссинговера

a - число кроссоверных потомков

n - общее число потомков

Карта хромосом - схема расположения генов в хромосоме

* цитологические - составляются при рассматривании хромосомы в электронный микроскоп

* генетические - строятся на основе гибридологического метода, путём математического расчета по формуле Моргана

4. Явление нерасхождения хромосом в Анафазу I мейоза

По аутосомам

Нерасхождение во время гаметогенеза, например 20 первых пар хромосом ведет к рождению ребенка с болезнью Дауна (трисомия по 21 паре)

По половым

Основные положения хромосомной теории.

1) Материальным носителем наследственной информации являются хромосомы, а в них гены

2) Гены в хромосоме занимают определенное место - локус, и расположены линейно

3) каждая хромосома представляет собой группу сцепления генов, кт. наследуются совместно

Число г.с = гаплойдному набору хромосом

4) сцепление генов в хромосоме неабсолютно, может быть нарушено кроссинговером

5) %кросс. прямо пропорционален расстоянию между генами

7. Изменчивость

Свойство живых организмов изменятся под действием факторов внешней и внутренней среды.

Формы изменчивости

Фенотипическая изменчивость - изменчивость, затрагивающая лишь фенотип и ни как не связанная с изменением генотипа.

Модификационная изменчивость - изменение фенотипа, не выходящее за пределы нормы реакции.

Генотипическая изменчивость - изменчивость, связанная с изменением генотипа.

Комбинативная изменчивость - изменчивость, возникающая как результат комбинации генов отца и матери.

Возможна только при половом способе размножения.

Механизмы комбинативной изменчивости:

1) кроссинговер (Профаза I Мейоза)

2) независимое расхождение гомологичных хромосом в Анафазу I Мейоза

3) случайная встреча гамет при оплодотворении

Мутационная изменчивость - изменчивость, связанная с возникновением мутаций.

Мутации - внезапные, скачкообразные, прерывистые изменения генотипа, возникающие под воздействием мутагенов.

Мутационная теория сформулирована де Фризом в 1902 г.

1. Мутации возникают внезапно, скачкообразно, как дискретные изменения признаков.

2. В отличие от ненаследственных изменений мутации представляют собой качественные изменения, которые передаются из поколения в поколение.

3. Мутации проявляются по-разному и могут быть как полезными, так и вредными, как доминантными, так и рецессивными.

4. Вероятность обнаружения мутаций зависит от числа исследованных особей.

5. Сходные мутации могут возникать повторно.

6. Мутации ненаправленны (спонтанны), т. е. мутировать может любой участок хромосомы, вызывая изменения как незначительных, так и жизненно важных признаков.

Классификация мутаций:

1) по типу клеток:

* соматические - в соматических клетках

Только при бесполом размножении.

* генеративные - в половых клетках

Передаются при половом способе размножения.

2) по уровню организации наследственного материала:

* генные (точковые) - затрагивают структуру гена. Ведут к изменению последней амнокислоты в молекуле белка и являются причиной нарушения биохимических процессов в клетке.

Выпадение азотистого основания (нуклеотида)

АГТАЦГАТ

Повтор нуклеотида

АГТАЦГГАТ

Смена места нуклеотида

АГТАГ-ЦАТ

* хромосомные - изменение структуры хромосомы (хромосомные оберации)

Внутрихромосомные

* делеция - выпадение участка хромосомы

* дупликация - повтор участка хромосомы

* инверсия - выпадение участка хромосомы, поворот на 180о и вставка

Межхромосомные

* транслокация - отрыв участка хромосомы и перенос его на другую негомологичную хромосому.

Резко снижают жизнеспособность организма и часто ведут к смерти.

* геномные - изменение числа хромосом

Полиплоидия - увеличение числа хромосом кратное гаплоидному (полиплоидные клетки)

Гетероплоидия - изменение числа хромосом не кратное гаплоидному

Причина - нарушение расхождения хромосом в Анафазу I Мейоза.

* трисомия (2n+1)

Синдром Дауна

* моносомия (2n-1)

Синдром Шерешевского - Тернера

* нулисомия (2n-2)

Отсутствие пары

Следствие - снижение плодовитости и аномалии в строении и развитии.

3) по причине их вызывающей

* спонтанные (причина неизвестна)

* индуцированные (вызваны действием мутагенов)

4) по значению для организма:

* полезные

* нейтральные

* вредные

Мутагены - факторы,вызывающие мутации

Мутагенез - процесс возникновения мутаций

Канцерогенез - процесс возникновения злокачественных опухолей

Группы мутагенов:

1) физические:

* ионизирующее излучение

* ультрафиолет

* температура

2) химические:

* соли тяжелых металлов

* бытовая химия

* лекарственные препараты

* алкоголь

* никотин

* некоторые пищевые красители

* пестициды, гербициды, инсектициды, фунгициды

3) биологические:

* токсины грибов

Закон гомологических рядов Вавилова (1920 г.): "Виды и роды генетически близкие характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости"

С такой правильностью, что зная ряд форм в пределах одного вида можно предсказать такой ряд для другого вида.

Наследственные болезни - болезни, связанные с нарушением генотипа.

Биотические связи - взаимоотношения между живыми организмами.

Конкуренция - борьба организмов одного или разных видов за сходные условия жизни

* внутривидовая

* межвидовая

Хищнечество - использование одного организма (жертвы) другим (хищником) однократно.

Антибиоз - невозможное существования двух организмов вместе (бактерии и плесневелые грибы)

Симбиоз - совместная жизнь

Форез - случайное, эволюционно не закрепленное носительство одного организма другим.

Мутуализм - взаимовыгодное сожительство двух организмов, относящихся к разным видам (лишайники)

Комменсализм - один организм пользуется преимуществами жизни другого, не причиняя при этом вреда.

Синойкия (квартиранство) - использование одним организмом жилища другого (членистоногие в норах грызунов)

Эпойкия - нахлебничество с временным прикреплением (рыба - прилипала и акула)

Паройкия -

Энпойкия - обитание нахлебников во внутренних органах (нереиды в задней кишке черепахи)

* I порядка (организм хозяина)

* II порядка (среда в кт. живет хозяин)

Симбиоценоз - совокупность всех организмов одного хозяина

Отечественные врачи и ученые.

Павловский: учение о трансмиссивных заболеваниях и о природной очаговости. Занимался арахноэнтомологией.

Скрябин: основоположник гельминтологии, описал 200 видов гельминтов, разделил гельминтов на гео- и биогельминтов, разработал учение о девастации и дегельминтизации.

Девастация - мероприятия направленны на уничтожение гельминтов как биологического вида

Марценовский: борьба с малярией, организация Института тропической медицины.

Мухи, вши, комары

Вкожные (чесоточный зудень)

Полостные (аскарида)

Внутриклеточные (малярийный плазмодий)

Тканевые (личинки трихомы, трихоносомы)

* постоянные

Большую часть жизненного цикла проводят на или в хозяине. Вши.

* временные

Только во время питания. Блохи.

3) по образу жизни:

* истинные (облигатные)

* факультативные

Свободноживущие организмы, кт. случайно попали в другой организм и живут там некоторое время.

4) по действию на организм хозяина:

* патогенные

Вызывают заболевания (возбудитель заболевания). Дизентирийная амеба.

* непатогенные

Не вызывают заболевания. Ротовая амеба.

* от хищничества (при попадании хищника на более крупную жертву он переходит к многократному питанию)

* от комменсализма (синойкии)

* от комменсализма (энтойкии)

* случайное многократное попадание в желудочно-кишечный тракт

Типы хозяев:

Крупный рогатый скот для бычьего цепня. Человек для малярийного плазмодия.

3) дополнительные - второй, третий… промежуточные хозяева. Рыба для кошачьего сосальщика

Переносчик - организм, кт. переносит возбудителя заболевания от одного хозяина к другому.

Комнатная муха.

1) алиментарный (через рот)

2) воздушно-капельный

3) перкутанные (через кожу)

4) трансовореальный (через яйцеклетку)

5) трансплацентарный

6) трансмиссивный (через укус)

* механическое (повреждение тканей)

* аллергическое

* вызывает истощение

1) клеточное (увеличение размера клеток)

3) гуморальная (выработка антител)

Классификация:

1) по природе возбудителя:

* инфекционные

Вызваны вирусами, бактериями, грибами. Грипп, пневмония.

* инвазионные

Заболевания, вызванные животными.

Подобные документы

Цитология - наука о биологии клетки как элементарной единицы живого. Клеточная теория – обобщенные представления о строении клеток, их размножении и роли в формировании многоклеточных организмов; гомологичность и тотипотентность, прокариоты, эукариоты.

лекция , добавлен 27.07.2013


презентация , добавлен 01.02.2011


Теория прыгающих генов Б. Мак-Клинток, транспозоны как последовательности ДНК, способные к перемещению. Типы мобильных элементов и их свойства, значение в жизни организма. Транспозирующиеся элементы прокариот. Подвижные генетические элементы у эукариот.

лекция , добавлен 21.07.2009


Трансляция – синтез белка на матрице-РНК. Различие в рибосомах про- и эукариот. Процесс образования аминоацил-тРНК. Этапы трансляции, их сущность и краткая характеристика. Сопряженность с транскрипцией в прокариотических и эукариотических клетках.

презентация , добавлен 05.12.2012


Организация наследственного материала прокариот. Химический состав эукариот. Общая морфология митотических хромосом. Структура, ДНК, химия и основные белки хроматина. Уровни компактизации ДНК. Методика дифференцированного окрашивания препаратов хромосом.

презентация , добавлен 07.01.2013


Транскрипция – процесс переноса генетической информации от ДНК к РНК. Природа информационной связи между ДНК и белками. Строение и организация единиц транскрипции у прокариот и эукариот. Синтез РНК - выделение стадий инициации, элонгации и терминации.

лекция , добавлен 21.07.2009


Предмет, задачи и методы биологии, история зарождения и современные достижения в данной области знания. Человек как объект биологии, характеристика и обоснование его биосоциальной природы. Теории происхождения жизни, иерархические уровни ее организации.

презентация , добавлен 25.12.2014


Дифференциальная экспрессия генов и ее значение в жизнедеятельности организмов. Особенности регуляции активности генов у эукариот и их характеристики. Индуцибельные и репрессибельные опероны. Уровни и механизмы регуляции экспрессии генов у прокариот.

лекция , добавлен 31.10.2016


реферат , добавлен 04.09.2009


Сущность и субстрат жизни - процесс, конечным результатом которого является самообновление, проявляющееся в самовоспроизведении, в основе которого лежит передача генетической информации от поколений к поколениям. Свойства и уровни организации живого.

Главная » Английский алфавит » Основы биологии. Книга: «Основы общей биологии