40. Изменчивость и ее формы. Изменчивость, ее формы
 Скачать 55.23 Kb.
|
Предмет экологии. Экологические факторы средыЖивые организмы и их неживое окружение неразрывно связаны друг с другом и находятся в постоянном взаимодействии. Совместно живущие организмы различных видов обмениваются веществом и энергией между собой и окружающей их физической средой. Эта сеть вещественно-энергетических взаимосвязей объединяет живые организмы и окружающую их среду в сложные экологические системы. Предмет экологии. Экология (от греч. «ойкос» — жилище, убежище и «логос» — наука) — это наука о взаимоотношениях живых организмов и среды их обитания. Экология занимается отдельными особями, популяциями (состоящими из особей одного вида), сообществами (состоящими из популяций) и экосистемами (включающими сообщества и окружающую их среду). Экологи изучают, как среда влияет на живые организмы и как организмы воздействуют на среду. Исследуя популяции, экологи решают вопросы об отдельных видах, об устойчивых изменениях и колебаниях численности популяций. При изучении сообществ рассматривается их состав или структура, а также прохождение через сообщества энергии и вещества, т. е. то, что называют функционированием сообществ. Реклама 24 Факторы среды, которые воздействуют на организм, называют экологическими факторами. По происхождению и характеру действия все экологические факторы разделяют на абиотические, т. е. факторы неорганической (неживой) среды, и биотические, связанные с влиянием живых существ. Эти факторы подразделяют на ряд частных факторов. Экологические факторы Биологический оптимум. Часто в природе бывает так, что одни экологические факторы находятся в изобилии (например, вода и свет), а другие (например, азот) — в недостаточных количествах. Факторы, снижающие жизнеспособность организма, называют ограничивающими. Например, ручьевая форель живет в воде с содержанием кислорода не менее 2 мг/л. При содержании в воде кислорода менее 1,6 мг/л форель гибнет. Кислород — ограничивающий фактор для форели. Ограничивающим фактором может быть не только его недостаток, но и избыток. Тепло, например, необходимо всем растениям. Однако если продолжительное время летом стоит высокая температура, то растения даже при увлажненной почве могут пострадать из-за ожогов листьев. 46. Митоз. Амитоз. Митоз — процесс непрямого деления соматических клеток эукариот, в результате которого из одной диплоидной материнской клетки образуются две дочерние с таким же набором хромосом. Подготовка клетки к митозу происходит в интерфазу: удваивается ДНК, накапливается АТФ, синтезируются белки веретена деления. Митоз включает в себя два процесса: кариокинез (деление ядра) и цитокинез (деление цитоплазмы). Выделяют четыре фазы митоза: профазу, метафазу, анафазу и телофазу. Профаза В ядре молекулы ДНК укорачиваются и скручиваются (спирализуются), образуя компактные хромосомы. Каждая хромосома состоит из двух молекул ДНК (двух хроматид), соединённых центромерой. Ядерная оболочка распадается. Хромосомы неупорядоченно располагаются в цитоплазме. Растворяются ядрышки. Начинает формироваться веретено деления, часть нитей которого прикрепляется к центромерам хромосом. В животной клетке центриоли удваиваются и начинают расходиться Метафаза Хромосомы располагаются на экваторе клетки, образуя метафазную пластинку. Хроматиды соединены в области первичной перетяжки с нитями веретена деления. Центриоли располагаются у полюсов клетки. Анафаза Каждая хромосома, состоящая из двух хроматид, разделяется на две идентичные дочерние хромосомы. Дочерние хромосомы растягиваются нитями веретена деления к полюсам клетки. У каждого полюса оказывается одинаковый генетический материал. Телофаза Хромосомы раскручиваются. Вокруг хромосом начинают формироваться ядерные оболочки. В ядрах появляются ядрышки. Нити веретена деления разрушаются. На этом кариокинез завершается. Происходит цитокинез — разделение цитоплазмы Цитокинез животной клетки Что такое амитоз в биологии Это такое деление ядра пополам, при котором хромосомы распределяются неравномерно, а клетки получаются разного размера. При этом ядрышки и оболочка хорошо просматриваютсядочерние клетки имеют равное количество хромосом, одинаковый размер. Основные отличия: структурные элементы ядра, содержащие ДНК не проявляются; укорочения и уплотнения хроматина не происходит; система микротрубочек в разделяющихся клетках отсутствует; сформировавшаяся элементарная частица к митозу не приспособлена; удвоения дезоксирибонуклеиновой кислоты не наблюдается. В большинстве случаев это явление характерно для опухолевых клеток. Реактивный - происходит в результате болезненного воздействия на организм. Дегенеративный – следствие разделения атрофированных и разрушенных элементарных частиц. Генеративный – сбалансированное деление, при котором получившиеся структурно-функциональные элементарные частицы приспособлены к нормальной работе и миотическому разделению. 47. Биологические особенности типа «Простейшие». Диагностика, профилактика, цикл развития амебы дизентерийной. ласс корненожки – саркодовые – Sarcodina Распространение – повсеместно, но в районах с жарким климатом встречается чаще. Наиболее примитивные простейшие, что проявляется в слабой степени дифференцировки. Цитоплазма ограничена только наружной мембраной, форма тела непостоянная. Органоидами движения и захвата пищи служат псевдоподии. Специальное ротовое отверстие отсутствует. Поступление пищи и выделение непереваренных остатков может происходить в любом участке тела. Сократительная вакуоль одна. Выделение продуктов диссимиляции и излишков воды также может происходить в любом месте. Обычно имеется только одно ядро, хотя встречаются и многоядерные формы. Размножение в основном бесполым путем – делением надвое. В неблагоприятных условиях образуют цисту. . Паразитирует только у человека. В жизненном цикле встречаются следующие формы : циста,мелкая вегетативная форма(formaminuta), крупная вегетативная форма(formamagna) и тканевая. Инвазионной является циста содержащая 4 ядра. В кишечнике человека оболочка цисты растворяется и из нее выходит четырехядерная амеба, которая быстро делится на 4 одноядерные мелкие вегетативные формы. Мелкая вегетативная форма обитает в просвет толстого кишечника, питается в основном бактериями, размножается и не вызывает заболевания. При попадании в нижние отделы кишечника она превращается в цисту, сод – ую сначала одно ядро, которое в процессе созревания делится с образованием 4ядерной цисты. Диагностика – микроскопирование мазков фекалий. ЛП – мытье овощей и фруктов, употребление только кипяченой воды, мытье рук перед едой и после посещения туалета ОП - борьба с загрязнением почв и воды фекалиями, уничтожение мух, сан-посвет работа, обследование на цистоносительство лиц, работающих на предприятиях общественного питания, лечение больных 48. Нуклеиновые кислоты, строение, виды. Нуклеиновые кислоты представляют собой биополимерные соединения, которые играют жизненно важную роль при поддержании жизни в клетках живого организма нуклеиновых кислот — рибонуклеиновые (РНК) и дезоксирибонуклеиновые (ДНК). Основанием каждой из них является азотистое основание, остаток фосфорной кислоты и пятиуглеродный сахар. В состав ДНК входит четыре разновидности нуклеотидов, отличие которых заключается в азотистом соединении: А — аденин; Т — тимин; Ц — цитозин; Г — гуанин. Что касается РНК, то они тоже имеют несколько видов в зависимости от азотистого основания: У — урацилом; Ц — цитозин; Г — гуанин; А — аденин Рибосомная задействует около 73 белков для формирования рибосом. Они собой представляют клеточные органеллы, на которых осуществляется сбор полипептидных молекул. Основные задачи рибосомной молекулы — это формирование центра рибосомы (активного); неотъемлемый структурный элемент рибосом, обеспечивающий их правильное функционирование; первоначальное взаимодействие рибосомы с кодоном-инициатором для выявления рамки считывания; обеспечение взаимодействия рибосомных молекул с транспортными. 49. Понятие об эволюции. Эволюционное учение Ж.Б. Ламарка. Основные положения теории Ж. Б. Ламарка. Первые организмы произошли из неорганической природы путем самозарождения. Их дальнейшее развитие привело к усложнению живых существ. У всех организмов существует стремление к совершенствованию, изначально заложенное в них Богом. Этим объясняется механизм усложнения живых существ. Процесс самозарождения жизни продолжается постоянно, что объясняет одновременное наличие в природе и простых, и более сложных организмов. Закон упражнения и неупражнения органов: постоянное употребление органа ведет к его усиленному развитию, а неупотребление — к ослаблению и исчезновению. Закон наследования благоприобретенных признаков: изменения, возникшие под действием постоянных упражнений и неупражнений органов, наследуются. Так, считал Ламарк, сформировалась, например, длинная шея жирафа и слепота крота. 50. Морфология и структура хромосом. Морфология хромосом. Хромосомы – структуры ядра клетки, являющиеся носителями генов и определяющие наследственные свойства организма 51. Хромосомная теория наследственности. Хромосомная теория наследственности — теория, согласно которой передача наследственной информации в ряду поколений связана с передачей хромосом, в которых в определённой и линейной последовательности расположены гены. 52. Основные направления макроэволюции. Макроэволюция. Направления и пути эволюции (А.Н. Северцов, И.И. Шмальгаузен). Биологический прогресс и регресс, ароморфоз, идиоадаптация, дегенерация. Причины биологического прогресса и регресса. Гипотезы возникновения жизни на Земле. Эволюция органического мира. Основные ароморфозы в эволюции растений и животных. 53. Предпосылки создания эволюционного учения Ч. Дарвина. В эволюционной теории Дарвина предпосылкой эволюции является наследственная изменчивость, а движущими силами эволюции — борьба за существование и естественный отбор. При создании эволюционной теории Ч. Дарвин многократно обращается к результатам селекционной практики. Клопы – вредные кровососущие Клопы относятся к группе кровососущих, способны принести ощутимый вред человеку. Насекомое просто узнать по характерным особенностям: Паразиты живут в среднем до одного года. Обнаружить их просто в старых подушках, матрасах, а также между половицами, под линолеумом, обоями или плинтусами. Клопы оставляют укусы на теле человека. В общем не являются опасными, но могут стать причиной развития аллергических реакций.Домашние кровопийцы – комары отличается желтым окрасом. Самки комаров пьют кровь человека, а также не брезгуют соком растений, самцы питаются исключительно растительным соком. Учитывая, что комариные самки питаются кровью человека, их можно считать вредителями. Насекомые способны стать причиной заражения малярией, менингитом, желтой лихорадкой и прочими заболеваниями. Насекомые-вредители Древоточцы — мебельные вредители, откладывают яйца в углублениях и маленьких трещинах. За три года личинка вырастает во взрослую особь. Они проделывают ходы в древесине, где и живут. Тараканы – самые частые «гости» в доме Анализируя, какие насекомые дома способны нарушить покой и комфорт, сложно забыть о тараканах. С их соседством Вредители наносят урон комнатным растениям, мебели, продуктам питания, способны разносить опасные инфекции и являются причиной развития гельминтов. 55. Охрана водных ресурсов. Экологические проблемы Волги, Байкала, Сибири. У озера Байкал 3 основных и несколько дополнительных источников экологических проблем. Основными являются гидротехнические сооружения и Байкальский целлюлозно-бумажный комбинат, расположенный на берегу озера, а также загрязненные воды притока Селенга. Дополнительными источниками проблем служит вырубка леса, стоки от населенных пунктов, незаконные сбросы предприятий, отходы топлива от водного транспорта, мусор от безнадзорного туризма. 56. Регенерация и трансплантация, их виды. I. Регенерация, её виды. Регенерация – это процесс повторного развития, восстановление организмом утраченных или повреждённых органов и тканей, а также восстановление целого организма из его частей. Процессы регенерации могут идти на различных уровнях: клеточном, тканевом, органном и организменном. Виды регенерации: I. Физиологическая. II. Репаративная. III.Патологическая. I. Физиологическая регенерация – восстановление морфологических структур (на клеточном и тканевом уровнях) в процессе жизнедеятельности организма. Примером физиологической регенерации может служить постановление эпителия кожи у человека, регенерация форменных элементов крови, волос, эпителия слизистых оболочек ротовой полости, желудка, кишечника и т.д. II. Репаративная регенерация (от reparation- возмещение) – восстановление тканей и органов, отторгнутых насильственным путём. В зависимости от масштабов повреждения различают формы репаративной регенерации: а) на клеточном уровне; б) на тканевом уровне; например, при переломе кости у человека сначала появляется костная мозоль, а затем восстанавливается костная ткань. в) на органном уровне; например, у человека может регенерироваться печень. г) на организменном уровне; например, встречается у кишечнополостных, плоских и кольчатых червей. III. Патологическая регенерация – разрастание тканей, не идентичных здоровым тканям в повреждённом органе. Например, на месте глубоких ожогов может быть массивное разрастание плотной соединительной рубцовой ткани, нормальная структура кожи не восстанавливается. После перелома кости при отсутствии совмещения обломков её нормальное строение не восстанавливается, а разрастается хрящевая ткань. Формы патологической регенерации: а) Заполнение дефекта. В результате травмы возникают дефект или рана, которые заполняются другой тканью. Например, при глубоком порезе вместо мышц разрастаются соединительная ткань и образуется рубец. б) Регенерация патологически измененных тканей. Например, после инфаркта миокарда мышечная ткань сердца заменяется на соединительную ткань. в) Заместительная регенерация – это искусственная регенерация. Сначала пересаживается ткань, которая затем отторгается и далее восстанавливается ткань организма. Например, при обширных ожогах используют кожную пластику. Кожный лоскут берут от другого организма и делают пересадку в область ожога. Со временем пересаженная кожа отторгается и восстанавливается собственная кожа организма. г) Компенсаторная регенерация. Такая регенерация характерна для парных органов в случае, если парный орган удалён. Другой парный орган увеличивается в размерах. Например, компенсаторная регенерация характерна для почек легких. В зависимости от результатов регенерации имеется ещё одна классификация: 1) Типичная регенерация (гетероморфоз) – восстанавливается тот же орган, или та же ткань, которые были утрачены.. Например, восстановление хвоста у ящерицы. 2) Атипичная регенерация (гетероморфоз) – на месте утраченного органа образуется другой орган. Например, при удалении у рака глаза на его месте вырастает клешня, что объясняется видоизменениями зачатков ног в процессе онтогенеза. Трансплантация – это пересадка или приживление тканей и органов. Трансплантология – наука, которая изучает вопросы заготовки, хранения и техники пересадки тканей и органов у человека. Виды трансплантации Аутотрансплантация – пересадка осуществляется в пределах одного организма. Аллотрансплантация – производят пересадку от одного организма другому, принадлежащего к этому же виду. Ксенотрансплантация – донор и реципиент относятся к разным видам. Например, были пересажены почки свиньи человеку. Выделяют особый вид трансплантации – изотрансплантацию – трансплантацию между однояйцевыми близнецами. По месту пересадки различают: Ортотопическую трансплантацию – пересадку трансплантата производят на то же место. Гетеротопическую трансплантацию – орган пересаживают на другое место. 57. Диагностика, профилактика, цикл развития лейшмании и токсоплазмы. Патогенные жгутиконосцы Трипаносомы являются возбудителями африканской и американской сонных лихорадок. Эти жгутиковые обитают в тканях человеческого тела. Передача их к хозяину осуществляется трансмиссивно, т. е. через переносчиков. Лейшмании – возбудители лейшманиозов, трансмиссивных заболеваний с природной очаговостью. Переносчики – москиты. Природные резервуары – грызуны, дикие и домашние хищники. Выделяют три основные формы заболеваний, вызываемых лейшманиями, – кожный, висцеральный и слизисто-кожный лейшманиозы. Лямблия кишечная (Lamblia intestinalis) – единственный вид простейших, обитающий в тонкой кишке. Вызывает лямб-лиоз. Лямблии могут проникать в желчные ходы и печень. 3. Лейшмании (Leishmaniae) Лейшмании (Leishmania) – это простейшие класса жгутиковые. Являются возбудителями лейшманиозов – трансмиссивных заболеваний с природной очаговостью. Берут отделяемое из кожной или слизистой язвы и готовят мазки для последующей микроскопии. Висцеральная форма заболевания вызывается L. donovani. Инкубационный период длительный, болезнь начинается через несколько месяцев или лет после заражения. Болеют чаще дети до 12 лет. Заболевание протекает как системная инфекция. Паразиты размножаются в тканевых макрофагах и моноцитах крови. Очень велика интоксикация. Нарушена функция печени, кроветворения. При отсутствии лечения болезнь заканчивается летально. Диагностика Получают пунктат красного костного мозга (при пункции грудины) или лимфатических узлов с последующим приготовлением мазка или отпечатка для микроскопии. В окрашенных препаратах находят лейшманиальную форму паразита как вне-, так и внутриклеточной локализации. В сомнительных случаях производят посев материала на питательные среды, где лейшманиальная форма превращается в жгутиковую, активно движется и обнаруживается при обычном микроскопировании. Используются биологические пробы (например, заражение лабораторных животных). Профилактика Борьба с переносчиками (москитами), уничтожение природных резервуаров, профилактические прививки. 4. 6. Токсоплазмоз: возбудитель, характеристика, цикл развития, профилактика Возбудителем токсоплазмоза является представитель класса Споровики токсоплазма (Toxoplasma gondii). Поражает огромное количество видов животных, а также человека. Паразит, локализованный в клетках, имеет форму полумесяца, один конец которого заострен, а другой закруглен. В центре клетки находится ядро. На заостренном конце имеется структура, похожая на присоску, – коноид. Она служит для фиксации и внедрения в клетки хозяина. Жизненный цикл типичен для споровиков. Происходит чередование бесполого и полового размножения – шизогонии, гамето-генеза и спорогонии. Окончательными хозяевами паразита являются кошки и другие представители семейства Кошачьи. Они получают возбудителя, поедая мясо больных животных (грызунов, птиц) или зараженное мясо крупных травоядных. В клетках кишечника кошки паразиты сначала размножаются шизогонией, при этом образуется множество дочерних клеток. Далее протекает гаметогенез, образуются гаметы. После их копуляции формируются ооцисты, которые и выделяются во внешнюю среду. Под оболочкой цисты протекает спорогония, образуется множество спорозоитов. Спороцисты со спорозоитами попадают в организм промежуточного хозяина – человека, птиц, многих млекопитающие и даже некоторых пресмыкающихся. Попадая в клетки большинства органов, токсоплазмы начинают активно размножаться (множественным делением). В результате под оболочкой одной клетки оказывается огромное количество возбудителей (формируется псевдоциста). При разрушении одной клетки из нее выходит множество возбудителей, которые проникают в другие клетки. Другие группы токсоплазм в клетках хозяина покрываются толстой оболочкой, формируя цисту. В таком состоянии токсоплазмы могут сохраняться долгое время. В окружающую среду они не выделяются. Цикл развития замыкается при поедании кошками зараженного мяса промежуточных хозяев. В организме больного человека токсоплазмы обнаруживаются в клетках головного мозга, печени, селезенки, в лимфатических узлах и мышцах. Человек как промежуточный хозяин может получить токсоплазмы при употреблении в пищу мяса зараженных животных, через поврежденную кожу и слизистые оболочки при уходе за больными животными, при обработке инфицированных мяса или шкур, трансплацентарно (токсоплазмы способны проходить через здоровую плаценту), при медицинских манипуляциях – переливании донорской крови и ее препаратов, пересадке донорских органов на фоне приема иммунодепрессантов (подавляющих естественные защитные силы организма). В большинстве случаев наблюдаются бессимптомное паразито-носительство или хроническое течение без характерных симптомов (если паразиты обладают низкой патогенностью). В редких случаях заболевание протекает остро: с подъемом температуры, увеличением периферических лимфатических узлов, появлением сыпи и проявлениями общей интоксикации. Это определяется индивидуальной чувствительностью организма и путями проникновения паразита. Профилактика Термическая обработка продуктов питания животного происхождения, санитарный контроль на бойнях и мясокомбинатах, исключение контактов беременных и детей с домашними животными. 7. Малярийный плазмодий: морфология, цикл развития Малярийные плазмодии относятся к классу Plasmodium и являются возбудителями малярии. В организме человека паразитируют следующие виды плазмодиев: P. vivax – возбудитель трехдневной малярии, P. malariae – возбудитель четырехдневной малярии, P. falciparum – возбудитель тропической малярии, P. ovale – возбудитель овалемалярии, близкой к трехдневной (встречается только в Центральной Африке). Первые три вида обычны в тропических и субтропических странах. Все виды плазмодиев имеют сходные черты строения и жизненного цикла, отличие имеется лишь в отдельных деталях морфологии и некоторых особенностях цикла. Жизненный цикл типичен для споровиков и состоит из бесполого размножения (шизогонии), полового процесса и спорогонии. Малярия – типичное антропонозное трансмиссивное заболевание. Переносчики – комары рода Anopheles (они же и окончательные хозяева). Промежуточный хозяин – только человек. Диагностика Возможна только в период эритроцитарной шизогонии, когда в крови можно выявить возбудителя. Плазмодий, недавно проникший в эритроцит, имеет вид кольца. Цитоплазма в нем в виде ободка окружает крупную вакуоль. Ядро смещено к краю. Постепенно паразит растет, у него появляются ложноножки (у амебовидного шизонта). Он занимает почти весь эритроцит. Далее происходит фрагментация шизонта: в деформированном эритроците обнаруживается множество мерозоитов, в каждом из которых содержится ядро. Кроме бесполых форм, в эритроцитах также можно найти га-метоциты. Они более крупные, не имеют ложноножек и вакуолей. Профилактика Выявление и лечение всех больных малярией (ликвидация источника инвазии комара) и уничтожение комаров (ликвидация переносчиков) с помощью специальных инсектицидов и мелиоративных работ (осушения болот). При поездке в районы, неблагоприятные по малярии, следует профилактически принимать противомалярийные препараты, предохраняться от укусов комаров (использовать противомоскитные сетки, наносить отпугивающие средства на кожу). 58. Уровни организации органического мира. Уровни организации органического мира – дискретные состояния биологических систем, характеризующиеся соподчиненностью, взаимосвязанностью, специфическими закономерностями. Структурные уровни организации жизни чрезвычайно многообразны, но основными являются молекулярный, клеточный, онтогенетический, популяционно-видовой, бигиоценотический и биосферный. 59. Биологические особенности ленточных червей. Понятия: сколекс, стробила, зрелый и незрелый членики. Тело Ленточных червей поделено на членики. На переднем конце тела расположена головка (сколекс), которая имеет органы прикрепления — присоски и крючья, с помощью которых паразит закрепляется в кишечнике животного-хозяина. За головкой располагается шейка. Новые членики образуются только в области шейки, поэтому передние, молодые членики небольшие, а удалённые от головки — более крупные. Членики, находящиеся на заднем конце тела, периодически отрываются и с испражнениями хозяина попадают наружу. У Ленточных червей, как и у других Плоских червей, имеется кожно-мускульный мешок, а пространство между внутренними органами заполнено паренхимой. Сходно с сосальщиками и строение выделительной системы. Ленточные черви, как и Сосальщики, не используют кислород для дыхания. Нервная система развита слабо, а органы чувств отсутствуют, что связано с паразитическим образом жизни. Ленточные черви полностью утратили пищеварительную систему, а питательные вещества всасывают всей поверхностью тела. Ленточные черви гермафродиты. В каждом членике содержатся мужские и женские половые органы. Оплодотворение перекрёстное, но бывает и самооплодотворение. После оплодотворения мужская половая система постепенно исчезает, а весь членик наполняется яйцами. Членики, которые находятся на заднем конце тела, полностью заполнены зрелыми яйцами. Эти членики отрываются и выводятся из организма хозяина наружу с испражнениями. Один червь может продуцировать огромное число яиц — до сотен миллионов в год. При этом живут цепни несколько лет. 60. Сущность жизни. Признаки живого организма. Живые системы имеют общие признаки: 1. единство химического состава свидетельствует о единстве и связи живой и неживой материи. 2. Клеточное строение (Единство структурной организации). Все существующие на Земле организмы состоят из клеток. Вне клетки жизни нет. 3. Обмен веществ (Открытость живых систем). Все живые организмы представляют собой «открытые системы». Открытость системы — свойство всех живых систем, связанное с постоянным поступлением энергии извне и удалением продуктов жизнедеятельности (организм жив, пока в нём происходит обмен веществами и энергией с окружающей средой). Обмен веществ — совокупность биохимических превращений, происходящих в организме и других биосистемах. Обмен веществ состоит из двух взаимосвязанных процессов: синтеза органических веществ (ассимиляции) в организме (за счёт внешних источников энергии — света и пищи) и процесса распада сложных органических веществ (диссимиляции) с выделением энергии, которая затем расходуется организмом. Обмен веществ обеспечивает постоянство химического состава в непрерывно меняющихся условиях окружающей среды. 4. Самовоспроизведение (Репродукция) — 7. Раздражимость — 8. Наследственность и изменчивость представляют собой факторы эволюции, так как благодаря им возникает материал для .9. Способность к адаптациям — 61. Строение клеток. Органоиды и их функции. Клетка — элементарная структурная и функциональная единица живого. Клетки, несмотря на свои малые размеры, устроены очень сложно. Внутреннее полужидкое содержимое клетки получило название цитоплазмы. Цитоплазма является внутренней средой клетки, где проходят различные процессы и расположены компоненты клетки — органеллы (органоиды). Цитоплазма эукариотических клеток пронизана трехмерной сетью из белковых нитей, называемых цитоскелетом. Он состоит из трех элементов: микротрубочек, промежуточных филаментов и микрофиламентов. Цитоскелет является механическим каркасом клетки для поддержания ее формы. Компоненты цитоскелета определяют деление клетки, перемещение органелл внутри клетки и движение цитоплазмы. . Клеточное ядро Клеточное ядро — это важнейшая часть клетки. От цитоплазмы ядро отделено оболочкой, состоящей из двух мембран. В оболочке ядра имеются многочисленные поры, они нужны для того, чтобы различные вещества могли попадать из цитоплазмы в ядро и наоборот. Внутреннее содержимое ядра получило название кариоплазмы, или ядерного сока. В ядерном соке расположены хроматин и ядрышко. Хроматин представляет собой нити ДНК. Если клетка начинает делиться, то нити хроматина плотно накручиваются спиралью на особые белки, как нитки на катушку. Такие плотные образования хорошо видны в микроскоп и называются хромосомами. Ядро содержит генетическую информацию и управляет жизнедеятельностью клетки. Ядрышко представляет собой плотное округлое тело внутри ядра. Обычно в ядре клетки бывает от одного до семи ядрышек. Они хорошо видны между делениями клетки, а во время деления — разрушаются. Функция ядрышек — синтез РНК и белков, из которых формируются особые органоиды — рибосомы. Рибосомы участвуют в биосинтезе белка. В цитоплазме рибосомы чаще всего расположены на шероховатой эндоплазматической сети. Реже они свободно взвешены в цитоплазме клетки. Эндоплазматическая сеть (ЭПС) участвует в синтезе белков клетки и транспортировке веществ внутри клетки. Аппарат Гольджи принимает участие в преобразовании белков клетки и синтезирует лизосомы — пищеварительные органеллы клетки. Лизосомы представляют собой пищеварительные ферменты, «упаковываются» в мембранные пузырьки, отпочковываются и разносятся по цитоплазме. В комплексе Гольджи также накапливаются вещества, которые клетка синтезирует для нужд всего организма и которые выводятся из клетки наружу. Митохондрии — энергетические органоиды клеток. Они преобразуют питательные вещества в энергию (АТФ), участвуют в дыхании клетки. Митохондрии покрыты двумя мембранами: наружная мембрана гладкая, а внутренняя имеет многочисленные складки и выступы — кристы. В мембрану крист встроены ферменты, синтезирующие за счёт энергии питательных веществ, поглощённых клеткой, молекулы аденозинтрифосфата (АТФ). АТФ — это универсальный источник энергии для всех процессов, происходящих в клетке. Количество митохондрий в клетках различных живых существ и тканей неодинаково. 62. Жиры и углеводы. Функции. Неорганические вещества клетки. Роль воды. Белки - группа органических веществ, биополимер, состоящий из множества аминокислот - мономеров. Функции белков: Липиды (жиры) - группа органических веществ, не является биополимером, состоят из высших карбоновых кислот и спирта глицерина. Функции: Запасающая. Основная функция жиров, связанная с трудностью их расщепления. Организм откладывает жиры в запас, чтобы в критической ситуации воспользоваться ими, так как при расщеплении они дают массу энергии и воды. Терморегуляционная. Жиры, накапливаясь в подкожной жировой клетчатке, в холодное время выступают как отличный теплоизоляционный слой. Он не позволяет теплу покидать организм с быстрой скоростью, соответственно человек будет сохранять тепло на морозе дольше. Амортизационная. При падениях жир, скопленный в подкожной жировой клетчатке, позволит избежать сложных травм, так как примет большинство энергии, возникшей при падении, на себя. Энергетическая. Если в организм перестают поступать углеводы, он начинает расщеплять первым делом запас жиров. При расщеплении одной молекулы выделяется 36 кДж энергии. Гормональная. Некоторые гормоны по своей природе являются липидами. Пример: простациклин снижает агрегацию тромбоцитов (их способность к склеиванию). Углеводы - общее название для трёх групп кислородосодержащих органических соединений - сахаров (полисахариды, дисахариды и моносахариды). Мономерами дисахаридов и полисахаридов являются моносахариды (обычно глюкоза). Функции: Энергетическая. Основная функция углеводов. Организму легче всего их расщепить, так как их структура не особо прочная, при этом организм получает порядка 16 кДж энергии при расщеплении одного углевода (при полном расщеплении 38 молекул аденозинтрифосфорной кислоты - АТФ). Рецепторная. Углеводы входят в состав клеточных мембран чувствительных клеток. Защитная. Примером может послужить шипы у растений, представленные углеводом целлюлозой, взятой из мёртвых клеток растения. Структурная. Входят в состав клеточных стенок. Примеры: у растений - целлюлоза, у грибов - хитин, у бактерий - муреин. Запасающая. У растений глюкоза запасается в виде полисахарида крахмала, у животных - гликогена. Вода - крайне важное неорганическое соединение, выполняющее важные функции в организмах: Является средой для протекания множества химических реакций. Источник кислорода и водорода при фотосинтезе. Участвует в терморегуляции. Определяет физические свойства клетки. Основное средство транспорта веществ в организме. Универсальный растворитель для многих химических веществ 63. Гипотезы о происхождении жизни на Земле. Теория Опарина. В основе современных научных представлений о происхождении жизни лежит гипотеза биохимической эволюции Опарина — Холдейна. На первых этапах своего существования наша Земля представляла собой раскалённый шар. По мере её остывания постепенно формировалась первичная атмосфера, состоящая из аммиака, метана, углекислого газа, цианистого водорода и паров воды. Ни кислорода, ни озона в атмосфере древней Земли не было. При дальнейшем понижении температуры образовался первичный океан. Под действием различных видов энергии (электрические разряды, ядерные реакции, солнечная радиация, извержения вулканов) образовались простые органические соединения: формальдегид, спирты, муравьиная кислота, аминокислоты и т. д. Окисление образовавшихся веществ не происходило, так как отсутствовал свободный кислород. Синтезированные вещества в течение десятков миллионов лет постепенно накапливались в древнем океане. Их накопление в итоге привело к образованию однородной массы — «первичного бульона». По мнению Опарина, именно в «первичном бульоне» и возникла жизнь. Этот этап биохимической эволюции был подтверждён экспериментально биохимиками С. Миллером, Дж. Оро и другими учёными. В экспериментальных установках, моделирующих условия первобытной Земли, ими были получены альдегиды, аминокислоты, простые сахара, пуриновые и пиримидиновые основания, нуклеотиды. Образование биополимеров Из простых органических веществ при определённых условиях синтезировались биополимеры. Аминокислоты соединялись в полипептиды, простые сахара превращались в полисахариды, а нуклеотиды — в нуклеиновые кислоты. Карбоновые кислоты, соединяясь со спиртами, могли образовать липиды, которые покрывали поверхность водоёмов жирной плёнкой. Возникшие белки формировали коллоидные комплексы, притягивающие к себе молекулы воды. Так появились коацерваты — сгустки органических веществ, обособленные от остальной массы воды. В коацерваты постоянно поступали органические соединения, в результате чего происходил синтез более сложных веществ. Они могли сливаться и увеличиваться в размерах. Слияние коацерватных капель Образование биополимеров и коацерватов в условиях древней Земли подтверждено экспериментально работами Л. Орджела и С. Акабори. Ими были получены простейшие белки и нуклеотидные цепи. Формирование мембранных структур и появление самовоспроизведения Из липидных плёнок на поверхности коацерватов могла сформироваться биологическая мембрана. Объединение коацерватов с нуклеиновыми кислотами привело к образованию примитивных самовоспроизводящихся живых организмов — пробионтов. Эти первичные организмы были анаэробами и гетеротрофами и питались веществами «первичного бульона». Таким образом, около 3,5 млрд лет назад, согласно этой гипотезе, завершилось зарождение жизни на Земле. 64. Синтез белка в клетке. Например, участок Т—Т—Т соответствует аминокислоте лизину, отрезок А—Ц—А — цистину, Ц—А—А — валину н т. д. Разных аминокислот — 20, число возможных сочетаний из 4 нуклеотидов по 3 равно 64. Следовательно, триплетов с избытком хватает для кодирования всех аминокислот. Синтез белка — сложный многоступенчатый процесс, представляющий цепь синтетических реакций, протекающих по принципу матричного синтеза. Поскольку ДНК находится в ядре клетки, а синтез белка происходит в цитоплазме, существует посредник, передающий информацию с ДНК на рибосомы. Таким посредником является и-РНК. : В биосинтезе белка определяют следующие этапы, идущие в разных частях клетки: Первый этап — синтез и-РНК происходит в ядре, в процессе которого информация, содержащаяся в гене ДНК, переписывается на и-РНК. Этот процесс называется транскрипцией (от лат. «транскриптик» — переписывание). На втором этапе происходит соединение аминокислот с молекулами т-РНК, которые последовательно состоят из трех нуклеотидов — антикодонов, с помощью которых определяется свой триплет-кодон. Третий этап — это процесс непосредственного синтеза полипептидных связей, называемый трансляцией. Он происходит в рибосомах. На четвертом этапе происходит образование вторич ной и третичной структуры белка, то есть формирование окончательной структуры белка. Таким образом, в процессе биосинтеза белка образуются новые молекулы белка в соответствии с точной информацией, заложенной в ДНК. Этот процесс обеспечивает обновление белков, процессы обмена веществ, рост и развитие клеток, то есть все процессы жизнедеятельности клетки. 65. Популяция и ее характеристика. |