Коллоквиум по биологии. коллоквиум по биологии. Билет 1. Биология как комплексная наука. Современные направления в биологии. Связь биологии с другими науками. Практическое значение биологических знаний.

• Название: Билет 1. Биология как комплексная наука. Современные направления в биологии. Связь биологии с другими науками. Практическое значение биологических знаний.
• Анкор: Коллоквиум по биологии
• Дата: 22.09.2022
• Размер: 156.84 Kb.
• Имя файла: коллоквиум по биологии.docx
• Тип: Документы; #691197
• страница: 2 из 3

Липиды не имеют единой химической характеристики. В большинстве пособий, давая определение липидам, говорят, что это сборная группа нерастворимых в воде органических соединений, которые можно извлечь из клетки органическими растворителями Липиды можно условно разделить на простые и сложные.

Функции липидов

Функция	Примеры и пояснения
Энергетическая	Основная функция триглицеридов. При расщеплении 1 г липидов выделяется 38,9 кДж.
Структурная	Фосфолипиды, гликолипиды и липопротеины принимают участие в образовании клеточных мембран.
Запасающая	Жиры и масла являются резервным пищевым веществом у животных и растений. Важно для животных, впадающих в холодное время года в спячку или совершающих длительные переходы через местность, где нет источников питания. Масла семян растений необходимы для обеспечения энергией проростка.
Защитная	Прослойки жира и жировые капсулы обеспечивают амортизацию внутренних органов. Слои воска используются в качестве водоотталкивающего покрытия у растений и животных.
Теплоизоляционная	Подкожная жировая клетчатка препятствует оттоку тепла в окружающее пространство. Важно для водных млекопитающих или млекопитающих, обитающих в холодном климате.
Регуляторная	Гиббереллины регулируют рост растений. Половой гормон тестостерон отвечает за развитие мужских вторичных половых признаков. Половой гормон эстроген отвечает за развитие женских вторичных половых признаков, регулирует менструальный цикл. Минералокортикоиды (альдостерон и др.) контролируют водно-солевой обмен. Глюкокортикоиды (кортизол и др.) принимают участие в регуляции углеводного и белкового обменов.
Источник метаболической воды	При окислении 1 кг жира выделяется 1,1 кг воды. Важно для обитателей пустынь.
Каталитическая	Жирорастворимые витамины A, D, E, K являются кофакторами ферментов, т.е. сами по себе эти витамины не обладают каталитической активностью, но без них ферменты не могут выполнять свои функции.

 Белки — высокомолекулярные органические соединения, состоящие из остатков α-аминокислот.

В состав белков входят углерод, водород, азот, кислород, сера. Часть белков образует комплексы с другими молекулами, содержащими фосфор, железо, цинк и медь.

Белки обладают большой молекулярной массой: яичный альбумин — 36 000, гемоглобин — 152 000, миозин — 500 000.

Функции белков

Функция	Примеры и пояснения
Строительная	Белки участвуют в образовании клеточных и внеклеточных структур: входят в состав клеточных мембран (липопротеины, гликопротеины), волос (кератин), сухожилий (коллаген) и т.д.
Транспортная	Белок крови гемоглобин присоединяет кислород и транспортирует его от легких ко всем тканям и органам, а от них в легкие переносит углекислый газ; в состав клеточных мембран входят особые белки, которые обеспечивают активный и строго избирательный перенос некоторых веществ и ионов из клетки во внешнюю среду и обратно.
Регуляторная	Гормоны белковой природы принимают участие в регуляции процессов обмена веществ. Например, гормон инсулин регулирует уровень глюкозы в крови, способствует синтезу гликогена, увеличивает образование жиров из углеводов.
Защитная	В ответ на проникновение в организм чужеродных белков или микроорганизмов (антигенов) образуются особые белки — антитела, способные связывать и обезвреживать их. Фибрин, образующийся из фибриногена, способствует остановке кровотечений.
Двигательная	Сократительные белки актин и миозин обеспечивают сокращение мышц у многоклеточных животных.
Сигнальная	В поверхностную мембрану клетки встроены молекулы белков, способных изменять свою третичную структуру в ответ на действие факторов внешней среды, таким образом осуществляя прием сигналов из внешней среды и передачу команд в клетку.
Запасающая	В организме животных белки, как правило, не запасаются, исключение: альбумин яиц, казеин молока. Но благодаря белкам в организме могут откладываться про запас некоторые вещества, например, при распаде гемоглобина железо не выводится из организма, а сохраняется, образуя комплекс с белком ферритином.
Энергетическая	При распаде 1 г белка до конечных продуктов выделяется 17,6 кДж. Сначала белки распадаются до аминокислот, а затем до конечных продуктов — воды, углекислого газа и аммиака. Однако в качестве источника энергии белки используются только тогда, когда другие источники (углеводы и жиры) израсходованы.
Каталитическая	Одна из важнейших функций белков. Обеспечивается белками — ферментами, которые ускоряют биохимические реакции, происходящие в клетках. Например, рибулезобифосфаткарбоксилаза катализирует фиксацию СО2 при фотосинтезе.

Действие ферментов можно разделить на несколько этапов, в частности:

• 
  первый этап подразумевает присоединение субстрата к энзиму, вследствие чего формируется фермент-субстратный комплекс;
  
• 
  второй этап заключается в преобразовании полученного комплекса в один или сразу несколько переходных комплексов;
  
• 
  третий этап – образование комплекса фермент-продукт;
  
• 
  и, наконец, четвертый этап подразумевает разделение конечного продукта реакции и фермента, остающегося в неизменном виде.
  

Кроме того, действие ферментов может происходить с участием различных механизмов катализа. Так, выделяют кислотно-основной и ковалентный катализ. В первом случае в реакции участвуют энзимы, содержащие в своем активном центре специфические остатки аминокислот. Такие группы ферментов являются отличными катализаторами многочисленных реакций в организме. Ковалентный катализ подразумевает действие ферментов, которые при контакте с субстратами формируют нестабильные комплексы. Результатом таких реакций является образование продуктов посредством внутримолекулярных перестроек.

Также выделяют три основных типа ферментативных реакций:

• 
  «Пинг-понг» – реакция, при которой энзим соединяется с одним субстратом, заимствуя у него определенные вещества, а потом взаимодействует с другим субстратом, отдавая ему полученные химические группы.
  
• 
  Последовательные реакции подразумевают поочередное присоединение к ферменту сначала одного, а потом и другого субстрата, в результате чего формируется так называемый «тройной комплекс», в котором и происходит катализ.
  
• 
  Случайные взаимодействия – реакции, при которых субстраты взаимодействуют с ферментом неупорядоченно, а после катализа в таком же порядке и отщепляются.
  

Билет №5.

Нуклеиновые кислоты. ДНК: строение, свойства, местоположение, функции. РНК: строение, виды, функции. АТФ: строение, функции.

Нуклеиновые кислоты — биологические полимеры, мономерами которым служат нуклеотиды.

Нуклеотиды состоят из азотистого основания, соединенного с пятиуглеродным углеводом – дезоксирибозой или рибозой, который соединяется с остатком фосфорной кислоты.

Дезоксирибонуклеи́новая кислота́ (ДНК) —обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов.

ДНК — полимер, мономерами которой являются дезоксирибонуклеотиды. Модель пространственного строения молекулы ДНК в виде двойной спирали была предложена в 1953 г. Дж. Уотсоном и Ф. Криком.

Молекула ДНК представляет собой двойную спираль. Диаметр двойной спирали ДНК — 2 нм, расстояние между соседними нуклеотидами — 0,34 нм, на один оборот спирали приходится 10 пар нуклеотидов. Длина молекулы может достигать нескольких сантиметров. Молекулярный вес — десятки и сотни миллионов. Суммарная длина ДНК ядра клетки человека — около 2 м. В эукариотических клетках ДНК образует комплексы с белками и имеет специфическую пространственную конформацию.

Основными свойствами ДНК является хранение и передача наследственной информации. Но также есть такие свойства как репликация, репарация, транскрипция, рекомбинация, мутация.

Основное местоположение ДНК это ядро. Но также обнаружено в органоидах (пластиды, митохондрии, центриоли).

Функция ДНК — хранение и передача наследственной информации.

РНК — полимер, мономерами которой являются рибонуклеотиды. В отличие от ДНК, РНК образована не двумя, а одной полинуклеотидной цепочкой. Нуклеотиды РНК способны образовывать водородные связи между собой. Цепи РНК значительно короче цепей ДНК.

Выделяют три вида РНК:

1) информационная (матричная) РНК — иРНК (мРНК),

2) транспортная РНК — тРНК,

3) рибосомная РНК — рРНК.

Функции РНК:

• 
  Перенос информации от ДНК к месту синтеза белка
  
• 
  Транспорт аминокислот к месту синтеза белка
  
• 
  Создание структур для синтеза белка
  
• 
  Ферментативная активность
  

Аденозинтрифосфорная кислота (АТФ) — универсальный источник и основной аккумулятор энергии в живых клетках. АТФ содержится во всех клетках растений и животных. Количество АТФ в среднем составляет 0,04% (от сырой массы клетки), наибольшее количество АТФ (0,2–0,5%) содержится в скелетных мышцах.

АТФ состоит из остатков: 1) азотистого основания (аденина), 2) моносахарида (рибозы), 3) трех фосфорных кислот. Поскольку АТФ содержит не один, а три остатка фосфорной кислоты, она относится к рибонуклеозидтрифосфатам.

Функции АТФ:

• 
  Основной источник энергии в организме
  
• 
  Исходный продукт для синтеза нуклеиновых кислот
  
• 
  Регулирует множество биохимических процессов
  

Билет №6.

Вирусы – неклеточная форма жизни, форма и размеры, строение, размножение. Бактериофаги. Способы передачи вирусной инфекции и меры профилактики вирусных заболеваний. Вирусология, её практическое значение.

Вирусы – неклеточные формы жизни, являющиеся паразитами эукариотических клеток на генетическом уровне. Были открыты Ивановским в 1892 году.

Бывают двух форм: внеклеточные и внутриклеточные.

Размер 10-300 нм. Форма палочковидная, нитевидная, сферическая .

Они состоят из фрагмента генетического материала (РНК или ДНК), составляющего сердцевину вируса, и защитной оболочки, которая называется капсид. У некоторых вирусов (герпес, грипп) есть дополнительная липопротеидная оболочка – суперкапсид, которая возникает из плазматической мембраны клетки-хозяина.

Размножение вирусов. Обычно вирус связывается с поверхностью клетки-хозяина и проникает внутрь. Каждый вирус ищет своего хозяина, то есть клетки строго определенного вида. Проникнув внутрь клетки-хозяина, вирусная ДНК или РНК начинает взаимодействовать с ее генетическим аппаратом таким образом, что клетка начинает синтезировать белки, свойственные вирусу. В дальнейшем пораженная вирусами клетка может буквально «лопнуть», и из нее выйдет большое число вирусных частиц. Иногда вирусы выделяются из клетки постепенно, по одному, и зараженная клетка живет долго – такой тип взаимодействия вируса с клеткой называется продуктивным.

Бактериофа́ги, или фа́ги — вирусы, избирательно поражающие бактериальные клетки и клетки архей. Чаще всего бактериофаги размножаются внутри бактерий и вызывают их лизис. Бактериофаги активно участвуют в круговороте химических веществ и энергии, оказывают заметное влияние на эволюцию микробов и бактерий.

Главные пути распространения инфекций:

• 
  Воздушно-капельный путь.
  
• 
  Фекально-оральный путь.
  
• 
  Трансмиссивный.
  
• 
  Парентеральный.
  
• 
  Трансплацентарный.
  
• 
  Контактно-бытовой.
  

К общим мерам профилактики заболеваний можно отнести: закаливание, избавление от вредных привычек, здоровое питание, спорт, охрана экологии местности, строгое соблюдение правил личной гигиены, достаточная обработка пищевых продуктов, проветривание и прогулки на свежем воздухе. В медицинской практике используется два вида профилактики: активная и пассивная. После активной вакцинации человеческий организм становится практически невосприимчивым к определенному заболеванию. Пассивная вакцинация является экстренным методом, когда в организм вводят готовые антитела против заболевания.

Вирусология – наука, изучающая природу и происхождение вирусов,

особенности их химического состава, генетики, строения, морфологии, механизмов размножения и взаимодействия с клеточными организмами.

Вирусология занимает важное место среди биологических нануык. Велико ее теоретическое и практическое значение для медицины, ветеринарии и сельского хозяйства. Вирусные болезни широко распространены у человека, животных и растений; кроме того, вирусы служат моделями, на которых изучаются основные проблемы генетики и молекулярной биологии.

Билет №7.

Основные отличительных особенности клеток прокариот. Прокариотические клетки: форма и размеры, строение бактерий, генетический аппарат, спорообразование, размножение, значение.

Прокариотические клетки - это наиболее примитивные, очень просто устроенные, сохраняющие черты глубокой древности организмы. К прокариотическим (или доядерным) организмам относят бактерии и синезеленые водоросли (цианобактерии).

Основная особенность строения бактерий – отсутствие ядра. Наследственная информация у них заключена в одной молекуле ДНК, имеющей форму кольца и погружённой в цитоплазму. Поверхность клетки может быть покрыта полисахаридной или белковой капсулой. Для передвижения в жидкой среде некоторые клетки прокариот, как и у эукариот, обладают одним – двумя или многочисленными жгутиками. Иногда клетка может быть покрыта многочисленными ворсинками. Бактериальная клетка окружена цитоплазматической мембраной, отделяющей цитоплазму от клеточной стенки. У некоторых бактерий она может образовывать впячивания внутрь клетки – инвагинации. На мембране локализованы ферменты, осуществляющие синтез молекул, обладающих высокоэнергетическими связями (АТФ), энергия которых нужна для катализа биохимических реакций клетки. В цитоплазме мембранных структур содержится мало. В ней находятся рибосомы, осуществляющие синтез белков. Довольно часто в клетках разных бактерий содержатся запасные вещества: полисахариды, гликоген, сера, полифосфаты и др. Эти соединения могут продлевать жизнь клетки при отсутствии внешних источников энергии.

Основные формы: 1) кокки (шаровидные), 2) бациллы (палочковидные), 3) вибрионы (изогнутые в виде запятой), 4) спириллы и спирохеты (спирально закрученные). Размеры — от 1 до 15 мкм.

Спорообразование у бактерий — способ переживания неблагоприятных условий. Споры формируются обычно по одной внутри «материнской клетки» и называются эндоспорами. Споры обладают высокой устойчивостью к радиации, экстремальным температурам, высушиванию и другим факторам, вызывающим гибель вегетативных клеток.

Размножение. Бактерии размножаются бесполым способом — делением «материнской клетки» надвое. Перед делением происходит репликация ДНК.

Редко у бактерий наблюдается половой процесс, при котором происходит рекомбинация генетического материала. Следует подчеркнуть, что у бактерий никогда не образуются гаметы, не происходит слияние содержимого клеток, а имеет место передача ДНК от клетки-донора к клетке-реципиенту. Различают три способа передачи ДНК: конъюгация, трансформация, трансдукция.

Прокариоты (бактерии и археи) имеют исключительное значение для жизни на Земле: им принадлежит основополагающая роль в циклических превращениях основных элементов, необходимых для жизни (углерод, кислород, азот, сера, фосфор) . Циклические превращения элементов, из которых построены живые организмы, в совокупности представляют круговорот веществ. В настоящее время неоспоримо доказано, что определенные этапы циклов осуществляют исключительно прокариоты, обеспечивая замкнутость циклов основных биогенных элементов в биосфере. Большинство видов бактерий существовали и миллионы лет назад.
Билет №8.

Основные части и органоиды клетки. Строение и функции биологических мембран. Цитоплазма. Ядро. Строение функции хромосом. Мембранные и немембранные органоиды. Цитоскелет. Включения. Отличительные особенности клеток эукариот.

Основные части клетки – ядро, цитоплазма с органоидами и клеточная мембрана.

Органоиды — представляют собой специализированные структуры собственно клетки, отвечающие за различные важные и жизненно необходимые функции, постоянные части клетки.

Органоиды животной клетки: Клеточная мембрана, Вакуоль, Ядро, Эндоплазматическая сеть, Рибосомы, Митохондрии, Аппарат Гольджи, Лизосомы, Клеточный центр.

Органоиды растительной клетки: мембрана, Плазмалемма, Цитоплазма, ЭПС (эндоплазматическая сеть),Комплекс Гольджи, Лизосома, Митохондрия, Пластиды (Это основной органоид растит. клетки.),Рибосома, Клеточный центр, Клеточное ядро.

Молекулы мембранных липидов – амфифильные молекулы, т.е. имеют полярную («головку») и неполярную («хвост») части. В мембране гидрофобные хвосты обращены

друг к другу и располагаются внутри бислоя. Мембрана представляет собой жидкий кристалл.

Функции мембран:

1. Ограничивающая.

2. Рецепторная.

3. Каталитическая.

4. Энерготрансформирующая.

5. Компартментализация.

6. Образование межклеточных контактов.

7. Транспортная.

Цитоплазма — обязательная часть клетки, заключенная между плазматической мембраной и ядром. Цитоплазма объединяет все клеточные структуры и способствует их взаимодействию друг с другом.

Цитоплазма заполнена взвесью частиц и органелл.

Цитозоль (гиалоплазма) — свободная часть цитоплазмы, в которой взвешены органеллы.

Ядро – главное составляющее живой клетки, которое несет наследственную информацию, закодированную набором генов. Оно занимает центральное положение в клетке. Размеры варьируются, форма обычно сферичная или овальная. В диаметре ядро в разных клетках может быть от 8 до 25мкм.

Каждая хромосома построена из пары хроматид, которые находятся параллельно друг к другу и связаны только в одном месте – центромере. Центромера разделяет хромосому на два плеча. В зависимости от длины плеч выделяют три вида хромосом:

• 
  равноплечие;
  
• 
  разноплечие,
  
• 
  одноплечие.
  

Основные функции хромосом – передача наследственной, генетической информации от родителей к детям.

Органоиды клетки подразделяются на:

• 
  Немембранные - рибосомы, клеточный центр, микротрубочки, органоиды движения (жгутики, реснички)
  
• 
  Мембранные:
  
• 
  Одномембранные - ЭПС, комплекс (аппарат) Гольджи, лизосомы и вакуоли
  
• 
  Двумембранные - ядро, пластиды, митохондрии
  

Эукариотическую клетку пронизывает система структур, называемая цитоскелетом. Он выполняет функции опоры, поддержания формы клетки, движения (как всей клетки, так и различных грузов внутри нее, в том числе пузырьков и органелл).

Цитоскелет эукариотической клетки включает белковые волокна 3 типов:

• 
  микротрубочки;
  
• 
  актиновые нити (тонкие филаменты);
  
• 
  промежуточные филаменты.
  

Включения – необязательные компоненты растительной или животной клетки, накапливающиеся в процессе жизнедеятельности и метаболизма. Включения не стоит путать с органеллами. В отличие от органелл включения то возникают, то исчезают в структуре клетки. Некоторые из них небольшие, едва заметные, другие превышают в размерах органеллы. Они могут иметь разную форму и различный химический состав.

По форме выделяют:

• 
  гранулы;
  
• 
  кристаллы;
  
• 
  зёрна;
  
• 
  капли;
  
• 
  глыбы.
  

Эукариотическая клетка отличается сложностью своего строения и характеризуется рядом особенностей:

1.Эукариотическая клетка имеет ядро с полным набором хромосом.

2.У эукариот имеются хорошо развитые мембранные органоиды.

3.У многоклеточных организмов эукариотические клетки имеют двойной слой мембранных структур.

4.Размер и форма эукариотических клеток зависит от выполняемой функции.

5.Эукариоты делятся амитозом, митозом и мейозом.

6.Эукариотические клетки - это клетки растений, животных, грибов и водорослей.