Главная страница

Раздел 3. 3 Разнообразие организмов одноклеточные и многоклеточные автотрофы, гетеротрофы. Вирусы неклеточные формы жизни. Меры профилактики распространения вирусных заболеваний


Скачать 2.04 Mb.
Название3 Разнообразие организмов одноклеточные и многоклеточные автотрофы, гетеротрофы. Вирусы неклеточные формы жизни. Меры профилактики распространения вирусных заболеваний
АнкорРаздел 3.docx
Дата04.03.2017
Размер2.04 Mb.
Формат файлаdocx
Имя файлаРаздел 3.docx
ТипДокументы
#3356

3.1. Разнообразие организмов: одноклеточные и многоклеточные; автотрофы, гетеротрофы. Вирусы — неклеточные формы жизни. Меры профилактики распространения вирусных заболеваний







Из всех свойств живого вирусы проявляют только способность к воспроизведению, но это становится возможным лишь в клетке-хозяине



Вирусы существуют в двух формах: покоящейся (неклеточной) и воспроизводящейся (внутриклеточной). Свободноживущих вирусов нет, все они — внутриклеточные паразиты на генетическом уровне. Собственно вирусы являются паразитами эукариотических клеток, а бактериофаги паразитируют только на клетках бактерий

Непосредственно в клетку вирусы могут попадать случайно с жидкостью, поглощаемой путем пицоцитоза, однако чаще их проникновению предшествует контакт с мембраной клетки-хозяина. Большинство вирусов проникает не в любую клетку организма-хозяина, а в строго определенную: вирусы гепатита — в клетки печени, риновирусы — в клетки слизистой оболочки верхних дыхательных путей



3.2. Воспроизведение организмов, его значение. Способы размножения, сходство и отличие полового и бесполого размножения. Оплодотворение у цветковых растений и позвоночных животных. Внешнее и внутреннее оплодотворение

Воспроизведение — способность организмов образовывать себе подобных (потомство) — является одним из важнейших свойств жизни

Размножение — это воспроизведение генетически сходных особей данного вида, которое характеризуется увеличением числа особей в дочернем поколении по сравнению с поколением родителей. При размножении обеспечивается преемственность и непрерывность жизни. Преемственность заключается в том, что в процессе воспроизведения дочернему поколению передается вся генетическая информация, заложенная в родительском поколении.



Партеногенез — развитие нового организма из неоплодотво- ренной яйцеклетки. Полиэмбриония — разделение зародыша, сформировавшегося в том числе и в результате оплодотворения, на несколько зародышей



Сравнительная характеристика полового и бесполого размножения

Признак

Половое размножение

Бесполое размножение

Участвующие клетки

Гаметы, продуцированные обоими родителями

Одна или несколько соматических одного организма

Потомство

Генетически отлично от родителей

Генетически однородно и не отличается от родителей (если нет соматических мутаций)

Основной механизм деления

Мейоз

Митоз

Увеличение численности особей

Менее быстрое

Быстрое воспроизведение большого числа потомков

Значение

Способствует генетическому разнообразию; создает предпосылки для освоения разнообразных условий существования, дает эволюционные перспективы

Усиливает роль стабилизирующих функций естественного отбора; способствует сохранению наибольшей приспособленности к условиям существования





Оплодотворение — процесс слияния женской и мужской гамет и образования зиготы

У животных различают внешнее и внутреннее оплодотворение. При внешнем оплодотворении гаметы сливаются вне организма (например, у рыб и многих земноводных этот процесс протекает в воде). При внутреннем оплодотворении слияние половых клеток происходит внутри организма (у пресмыкающихся, птиц, млекопитающих), что уменьшает вероятность гибели половых клеток, а зигота оказывается защищенной материнским организмом





Оплодотворение у растений и животных протекает однотипно, что является одним из доказательств единства происхождения всей живой природы. Оплодотворение у цветковых растений было открыто в 1898 г. С. Г. Навашиным. Оно называется двойным, так как в этом процессе принимают участие два спермия. Оплодотворение происходит в завязи пестика цветка, которая содержит зародышевый мешок.







После оплодотворения из семязачатка образуется семя, а из завязи — плод. Зигота растет, путем митотических делений превращается в многоклеточный зародыш. Кратное увеличение числа хромосом в эндосперме повышает интенсивность обмена веществ и ускоряет рост клеток эндосперма

3.3. Онтогенез и присущие ему закономерности. Эмбриональное и постэмбриональное развитие организмов. Причины нарушения развития организмов

Онтогенез — индивидуальное развитие организма — период от рождения (момента образования зиготы) до смерти









Рост особей вида зависит от наследственных закономерностей, регулирующих механизмов организма и внешних условий. У животных рост регулируется нейрогормонами; у растений — фитогормонами.

Важное значение для реализации онтогенеза имеет регенерация — процессы восстановления утраченных или поврежденных частей, а также восстановления целостного организма из отдельной его части





Метаморфоз — процесс постэмбрионального созревания, при котором наблюдаются быстрые изменения, происходящие при переходе от личиночной стадии к взрослой форме. У беспозвоночных животных метаморфоз встречается очень часто (бабочки, жуки, мухи, пчелы)



Жизненный цикл — последовательность стадий развития, через которые проходят представители вида от зиготы одного поколения до зиготы следующего





3.4. Генетика, ее задачи. Наследственность и изменчивость — свойства организмов. Методы генетики. Основные генетические понятия и символика. Хромосомная теория наследственности. Современные представления о гене и геноме

Основные термины и понятия генетики

Термин

Определение

Генетика

Наука, изучающая закономерности наследственности и изменчивости организмов

Ген

Участок молекулы ДНК, содержащий информацию о первичной структуре одного белка; гены находятся в хромосомах, образуя «группы сцепления»

Аллельные гены

Это пара генов, определяющих развитие альтернативных (контрастных) признаков организма; расположены в одних и тех же участках гомологичных хромосом; каждый ген этой пары называется аллелью

Альтернативные признаки

Это взаимоисключающие признаки; часто один из них является доминантным, а другой — рецессивным

Доминантный признак

Признак, проявляющийся у гибридов первого поколения; обозначается заглавной буквой (А)

Рецессивный признак

Признак, не проявляющийся у гибридов первого поколения; обозначается прописной буквой (а)

Генотип

Совокупность всех генов организма

Фенотип

Совокупность признаков организма, обусловленных взаимодействием генотипа с условиями внешней среды

Гомозигота

Клетка или организм, несущие одинаковые аллели одного гена (АА или аа)

Гетерозигота

Клетка или организм, несущие разные аллели одного гена (Аа)

Чистая линия

Гомозиготный организм

Моногибридное скрещивание

Скрещивание, при котором скрещиваемые организмы отличаются по одной паре альтернативных признаков

Дигибридное скрещивание

Скрещивание, при котором скрещиваемые организмы отличаются по двум парам альтернативных признаков







3.5. Закономерности наследственности, их цитологические основы. Закономерности наследования, установленные Г. Менделем, их цитологические основы (моно- идигибридное скрещивание). Законы Т. Моргана: сцепленное наследование признаков, нарушение сцепления генов. Генетика пола. Наследование признаков, сцепленных с полом. Взаимодействие генов. Генотип как целостная система. Генетика человека. Методы изучения генетики человека

Автор открытия

Название открытия

Сущность

Г. Мендель, 1865 г.

Правило единообразия гибридов первого поколения (первый закон)

При моногибридном скрещивании у гибридов первого поколения проявляются только доминантные признаки

Закон расщепления

(второй закон)

При самоопылении гибридов первого поколения в потомстве происходит расщепление по фенотипу в соотношении 3:1, с образованием двух фено- типических групп (доминантной и рецессивной)

Закон независимого расхождения признаков

(третий закон)

При дигибридном скрещивании у гибридов каждая пара генов, находящихся в разных парах хромосом, наследуется независимо от других и дает с ними разные сочетания; образуются четыре фенотипические группы в соотношении 9:3:3:1

Гипотеза чистоты гамет

Находящиеся в каждом организме пары альтернативных «факторов» (генов) не смешиваются при образовании гамет и по одному переходят в них в чистом виде

Закон сцепленного наследования

Сцепленные гены, локализованные в одной хромосоме, наследуются совместно и не обнаруживают независимого распределения

Закон гомологических рядов наследственной изменчивости

Генетически близкие роды и виды характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости





Сцепленное наследование — совместное наследование генов, находящихся в одной хромосоме. Явление сцепления было изучено Т. Морганом. При сцепленном наследовании наблюдается явление кроссинговера — перекреста гомологичных хромосом в процессе мейоза и обмен участками между хромосомами



Гомогаметный пол — пол, сформированный гаметами, одинаковыми по половой хромосоме. У человека, млекопитающих, дрозофилы гомогаметен женский пол, у бабочек, пресмыкающихся и птиц — мужской.

Гетерогаметный пол — пол, сформированный гаметами, неодинаковыми по половой хромосоме





Пол организма определяется в момент зачатия; вероятность рождения самца или самки равна 1:1

Некоторые гены находятся в половых хромосомах, которые неодинаковы у особей разного пола, поэтому наследование кодируемых ими признаков имеет свои особенности: сцепленные с полом признаки матери проявляются у сыновей уже в первом поколении, а признаки отцов — у дочерей. Если же какой-либо признак закодирован в гене Y-хромосомы, то он будет передаваться только по мужской линии.



Генотип — целостная система взаимодействующих генов организма. Гены могут наследоваться независимо либо находиться в тесном взаимодействии друг с другом. Целостность генотипа сформировалась в процессе эволюции вида

Законы наследственности применимы не только к растениям и животным, но и к человеку. От родителей ребенок получает набор генов, определяющих развитие всех признаков. У человека, как и у других организмов, есть доминантные и рецессивные признаки



Методы изучения генетики человека

Генеалогический метод — изучение родословной человека для выявления распространения какого-либо признака или наследственного заболевания, установление наследственного характера определенных способностей человека

Цитогенетический метод — исследование структуры хромосом. Хромосомы, окрашенные специальными красителями, рассматривают под микроскопом. Используют для изучения наследственных заболеваний, связанных с нарушениями структуры хромосом

Близнецовый метод — сравнение характера проявления одних и тех же признаков у близнецов. Используется для выявления роли наследственности и среды в развитии тех или иных признаков

Биохимический метод — выявление нарушений обмена веществ при некоторых наследственных заболеваниях

Онтогенетический метод — используется для выяснения механизма развития наследственных заболеваний в онтогенезе, что важно для их лечения и профилактики

Популяционный метод — изучение распространения отдельных генов или хромосомных аномалий в человеческих популяциях

Особенности изучения генетики человека

Невозможность произвольного скрещивания. Позднее наступление половой зрелости. Небольшое число детей у большинства супружеских пар. Невозможность уравнивания условий жизни для потомства.

3.6. Закономерности изменчивости. Ненаследственная (модификационная) изменчивость. Норма реакции. Наследственная изменчивость: мутационная, комбинативная. Виды мутаций и их причины. Значение изменчивости в жизни организмов и в эволюции



Сравнительная характеристика модификации и мутации

Признак

Модификация

Мутация

Определение

Конкретное изменение признака, возникшее под влиянием фактора внешней среды

Случайно возникшие стихийные изменения генотипа

Суть явления

Прямое изменение признака

Изменение гена или хромосомы

Могут ли наследоваться?

Не наследуются

Наследуются

Частота появления

Возникают массово

Единичны

Направленность

Характеризуются направленностью, адекватны условиям среды

Носят ненаправленный характер

Значение для организма

Полезны, способствуют выживанию организма

Могут быть вредными, полезными, нейтральными

Значение для эволюции

Обеспечивают приспособление организма к условиям среды

Предоставляют материал для естественного отбора

3.7. Значение генетики для медицины. Наследственные болезни человека, их причины, профилактика. Вредное влияние мутагенов, алкоголя, наркотиков, никотина на генетический аппарат клетки. Защита среды от загрязнения мутагенами

Наследственные заболевания — заболевания, возникновение и развитие которых связано с дефектами в программном аппарате клеток, передаваемыми по наследству через гаметы. Известно более 700 заболеваний человека, вызванных изменением числа или структуры хромосом

Моногенные

Полигенные

Хромосомные аберрации

Наследуются в соответствии с законами Менделя. Типы наследования:

  • аутосомно-доми- нантный;

  • аутосомно-рецес- сивный;

  • сцепленное с полом наследование.

Самая многочисленная группа (более 4000)

Наследуются сложно, не на основании законов Менделя.

Характерно аддитивно-полигенное наследование с пороговым эффектом. Многофакторные заболевания

Хромосомные болезни определяются нарушением наследственного аппарата — изменением числа и структуры хромосом. Типичная причина — алкогольная интоксикация родителей при зачатии

Нарушения обмена веществ, мутация генов, контролирующих синтез ферментов и обусловливающих их дефицит или дефекты строения

Рак, сахарный диабет, шизофрения, эпилепсия, гипер- тензия, ишемичес- кая болезнь сердца и др.

Синдромы Дауна, Клайнфельтера, Шерешевского — Тернера, Эдвардса, «кошачьего крика»



Наследственные заболевания

Название

Причины

Признаки

Обусловленные нарушением числа половых хромосом

Синдром Клайнфельтера (частота 0,15%)

Нерасхождение половых хромосом при образовании гамет у родителей. Набор хромосом: 44А + X

Мужчины с недоразвитыми гонадами и дегенерацией семенных канальцев; высокий рост; умственная отсталость; длинные ноги

Синдром Шерешевского —Тернера

(частота 0,03%)

Нерасхождение половых хромосом при образовании гамет у родителей. Набор хромосом: 44A + XXY

Женщины с замедлением полового созревания и недоразвитием гонад; бесплодие; малый рост

Обусловленные нарушением числа аутосом

Синдром Дауна (частота 0,16%)

Нерасхождение аутосом при образовании гамет у родителей.

Набор хромосом: трисомия по 21-й паре хромосом

Малый рост; широкое круглое лицо; близкорасположенные глаза; полуоткрытый рот; узкие глазные щели; слабоумие; изменения дерматоглифики

Синдром Патау (частота 1:7000- 1:14 000)

Нерасхождение аутосом при образовании гамет у родителей.

Набор хромосом: трисомия по 13-14-й паре хромосом

Множественные пороки развития; идиотия; полидактилия; нарушение строения половых органов; глухота. Практически все больные не доживают до одного года

Синдром Эдвардса (частота 1:7000)

Нерасхождение аутосом при образовании гамет у родителей. Набор хромосом: трисомия по 18-й паре хромосом

Аномалии мозгового и лицевого черепа:

  • нижняя челюсть и ротовое отверстие маленькие;

  • глазные щели узкие и короткие;



Название

Причины

Признаки







  • ушные раковины деформированы;

  • наружный слуховой проход сужен. Пороки развития сердца и крупных сосудов; выраженная умственная отсталость; снижение мышечного тонуса

Обусловленные нарушением структуры хромосом

Хроническая миело- идная лейкемия

Нехватка части длинного плеча 21-й хромосомы

Рак кроветворного органа

Фенилкетонурия

Мутации в генах, отвечающих за кодирование ферментов. Наследуется по ау- тосомно-рецессивному типу

Нарушение превращения фенилаланина в тирозин из-за резкого снижения активности фенилаланингидрокси- лазы, приводящее к накоплению фенилаланина и его токсических продуктов, что влечет за собой тяжелое поражение ЦНС и нарушение умственного развития

Алкаптонурия

Мутации гена, локализованного на длинном плече 3-й хромосомы и кодирующего синтез оксидазы го- могентезиновой кислоты.

Аутосомно-рецессив- ный тип наследования

Нарушение обмена тирозина вследствие пониженной активности фермента гомогенти- зиназы и накопление в тканях организма го- могентизиновой кислоты

Глазо-кожный альбинизм (частота 1:10 000- 20 000)

Мутации в гене 11-й хромосомы, кодирующем синтез тирозиназы.

Наследуется по ау- тосомно-рецессивному типу

Неспособность мелано- цитов образовывать меланин, что обусловлено инактивацией тирозиназы:

  • врожденное отсутствие пигмента в коже и ее придатках;

  • апигментация радужной и пигментной оболочек глаз



3.8. Селекция, ее задачи и практическое значение. Вклад Н. И. Вавилова в развитие селекции. Методы селекции и их генетические основы. Методы выведения новых сортов растений, пород животных, штаммов микроорганизмов. Значение генетики для селекции. Биологические основы выращивания культурных растений и домашних животных

Селекция — это наука о методах создания пород домашних животных, сортов культурных растений и штаммов микроорганизмов с требующимися человеку свойствами. Под селекцией понимают и сам процесс изменения живых организмов, осуществляемый человеком с целью сохранения и изучения свойств

Порода (сорт, штамм) — это популяция организмов, искусственно созданная человеком и характеризующаяся специфическим генофондом, наследственно закрепленными морфологическими и физиологическими признаками, определенным уровнем и характером продуктивности











3.9. Биотехнология, ее направления. Клеточная и генная инженерия, клонирование. Роль клеточной теории в становлении и развитии биотехнологии. Значение биотехнологии для развития селекции, сельского хозяйства, микробиологической промышленности, сохранения генофонда планеты. Этические аспекты развития некоторых исследований в биотехнологии (клонирование человека, направленные изменения генома)

Биотехнология — использование живых организмов и биологических процессов в промышленности и сельском хозяйстве; производство необходимых для человека веществ с использованием достижений микробиологии и биохимии







Генная инженерия — это отрасль молекулярной биологии и генетики, задачей которой является конструирование генетических структур по заранее намеченному плану, создание организмов с новой генетической программой

Клеточная инженерия — это метод конструирования клеток нового типа на основе их культивирования, гибридизации и реконструкции. При этом в клетки вводят новые хромосомы, ядра и другие клеточные структуры



Достижения

клеточной инженерии

  • Получены гибридные клетки мыши и человека, кошки и собаки.

  • Получена биомасса женьшеня для нужд парфюмерной и медицинской промышленности.

  • Созданы межвидовые гибриды, которые трудно получить в естественных условиях.

  • Решена задача быстрого размножения редких или вновь созданных ценных сортов сельскохозяйственных растений.

  • Получены гибриды различных видов картофеля, капусты и турнепса

генной инженерии

  • Перестройка генотипов.

  • Пересадка генов человека; обеспечивающих синтез какого-либо фермента или гормона, в клетки микроорганизмов (например, гена, ответственного за выработку инсулина, — в генотип кишечной палочки).

  • Получен инсулин.

  • Получен фактор свертывания крови для людей, больных гемофилией.

  • Проведена пересадка гена фиксации азота атмосферного воздуха из клеток бактерий в злаки.

  • Использование переноса генов при выведении новых сортов декоративных растений (в генотип петунии был перенесен ген, нарушающий образование пигмента в лепестках — была создана петуния с белыми цветками)



написать администратору сайта