Био билеты (ответы) ANSWERS. Билет 1 Уровни организации жизни
 Скачать 1.52 Mb.
|
|
Особенности половой системы и функции размножения: гермафродитизм, высокая плодовитость, увеличение размеров половых органов, способность к размножению на личиночной стадии. Билет №7 1. Формы биотических связей в природе (аменсализм, нейтрализм, мутуализм и др.). Связи между организмами могут быть прямыми и косвенными. Прямые пищевые (трофические) – являются основными в природе. Они поддерживают жизнь организмов. Каждый вид, размножаясь, не только обеспечивает свое существование, но и служит источником энергии для других. Кроме того, пищевые связи служат механизмом регуляции численности видов. Формы трофических связей многообразны: хищничество, паразитизм, собирательство, пастьба. Хищничество – способ добывания пищи и питания животных, при котором они ловят, умерщвляют и поедают других животных. Истинных хищников отличает специализированное охотничье поведение, они тратят много энергии на добычу своих жертв. Собиратели питаются мелкой многочисленной добычей, не способной убегать или оказывать сопротивление, и основную часть энергии тратят на поиск корма. При пастьбе обычно корма вокруг оказывается достаточно, однако он отличается низкой питательностью, и основные усилия животные тратят на захват больших количеств пищи и её усвоение, как, например, коровы на лугу. Паразитизм – это способ питания за счет питательных веществ другого организма (хозяина), причем последний от этого не погибает, но чувствует себя угнетенно. Паразиты окружены избытком пищевых ресурсов, используя хозяина не только как источник пищи, но и как место обитания. Трофические связи в биогеоценозах определяют и направления эволюции взаимодействующих видов. Если хищник питается крупными, активными жертвами, которые могут убегать, сопротивляться, прятаться, то кто из жертв остаются в живых? Остаются в живых те из жертв, кто убегает, сопротивляется и прячется лучше других, т.е. имеет более зоркие глаза, чуткие уши, лучшее обоняние, развитую нервную систему, мускульную силу. Таким образом, хищник ведет отбор на совершенствование жертв, уничтожение больных и слабых. Куда направлен отбор среди хищников? Среди хищников отбор идет на силу, ловкость и выносливость. Если же хищники питаются малоактивными либо мелкими, не способными сопротивляться им видами (собирательство), это приводит к другому результату. Какому? Погибают те особи, которых хищник успевает заметить. Выигрывают те, которые менее заметны (имеют покровительственную окраску и форму)или неудобны для захвата (защищены раковинами, иглами и др.). Трофические связи являются также заслоном для чрезмерного увеличения численности видов. Изучение растительноядных насекомых выявило целую систему трофических связей, сдерживающих рост их численности. Если хищники уничтожают своих жертв примерно с той же скоростью, с какой эти жертвы размножаются, то они сдерживают рост их численности. При усиленном размножении фитофагов хищники уже не справляются с ограничением их числа, зато преимущество получают насекомые-паразиты, специализированные по видам хозяев. Им становится легче отыскивать их яйца и заражать своими. Паразиты могут тем самым резко понизить численность вредителя. При очень бурном размножении фитофагов, когда не справляются ни хищники, ни паразиты, высокая численность насекомых облегчает распространение других потребителей – возбудителей инфекций. Обратный результат – полное уничтожение жертвы хищником в природе очень редок, а вот в нарушенных человеком условиях встречается гораздо чаще. В рыболовстве, добыче морских беспозвоночных, пушном промысле, спортивной охоте, сборе декоративных и лекарственных растений – везде, где человек уменьшает численность нужных ему видов, он с экологической точки зрения выступает по отношению к этим видам в роли хищника. Поэтому важно уметь предвидеть последствия своей деятельности и организовывать ее так, чтобы не подорвать природные запасы. Другой тип отношений – конкуренция – возникает на основе не прямых, а косвенных взаимодействий. Конкуренция возникает в случаях, когда совместно живущие виды сообща используют одни и те же ресурсы, количество которых ограничено. Отсутствие одного из таких организмов благоприятно скажется на состоянии другого. Ресурсы могут быть как пищевые, так и другого рода, например, наличие мест для гнездования или выведения потомства, убежищ от врагов и др. В конкурентных отношениях особи конкурирующих видов могут активно подавлять друг друга, но могут сохранять и совершенно нейтральные отношения. Успех конкуренции при таком «мирном сожительстве» определяется скоростью размножения: вид, который быстрее наращивает численность, рано или поздно перехватит все ресурсы у другого. У растений конкуренция выражена более остро. Растения ведут прикрепленный образ жизни и не могут избежать конкурентных отношений или сгладить их. Конкуренция, таким образом, является одним из главных механизмов подбора видов в биоценозах. Вместе уживаются только те виды, которые какими-либо путями хотя бы частично избегают конкуренции с соседями или смягчают её. При конструировании искусственных сообществ, например, создании лесопарков или искусственных пастбищ в пустынных районах, а первую очередь подбираются такие виды растений и животных, которые были бы способны ужиться и дополняли друг друга, не вступая в жесткую конкуренцию и полностью используя имеющиеся ресурсы. С конкурентными отношениями человеку часто приходится сталкиваться в практике акклиматизации животных и растений. Завезенные виды приживаются только в том случае, если не встречают сильной конкуренции со стороны местных. Третий тип взаимоотношений организмов прямо противоположен конкуренции. Это взаимополезные отношения – мутуализм и симбиоз. Близкие по смыслу понятия, но не синонимы. Мутуализм – любые взаимополезные обязательные или случайные связи между организмами (рак-отшельник и актиния, акация и муравьи). Симбиоз – связи, сложившиеся в процессе совместного эволюционного становления видов, в условиях совместного существования в сообществе (лишайник, микориза, бактерии кишечного тракта). Существуют также отношения, полезные одному из партнеров и безразличные для другого – комменсализм. Комменсализм как тип биотических отношений поддерживает жизнь многих видов в природе. Некоторые виды животных либо питаются остатками пищи представителей другого вида (рыбы-лоцманы, гиены), либо используют их убежища, норы, гнезда, не принося хозяину ни вреда, ни пользы. Так, в норах степных и пустынных грызунов спасаются от жары сотни видов насекомых, пауков и других мелких животных. Наконец, если совместно живущие виды связаны только через цепь других видов и непосредственно не взаимодействуют, уживаясь в одном сообществе, то их отношения называют нейтральными. Аменсализм: один из взаимодействующих видов испытывает угнетение, в то время как угнетающий вид не получает ни вреда, ни пользы. Нейтрализм — межвидовое взаимодействие биотических факторов. Оба вида не оказывают никакого воздействия друг на друга. В природе истинный нейтрализм крайне редок или даже невозможен, поскольку между всеми видами возможны косвенные взаимоотношения. В связи с этим понятие нейтрализма часто распространяют на случаи, когда взаимодействие между видами слабое или несущественно. Например: белка и лось, рост штаммов стрептококк и лактобактерий. Мутуализм - обоюдополезные взаимоотношения, без которых не могут обойтись оба вида. Антибиоз — невозможность сосуществования двух видов организмов, основанная на конкуренции прежде всего за источники питания. Примером служат взаимоотношения сапрофитных бактерий и ряда плесневых грибов. Первые способны быстро заселять среды, богатые органическими веществами, за счет интенсивного размножения, а вторые, значительно уступая им в этом, приобрели способность делать субстрат неблагоприятным для жизнедеятельности бактерий, выделяя в него продукты своего метаболизма — антибиотики. Комменсализм — форма симбиоза, при которой один вид использует остатки или излишки пищи другого, не причиняя ему видимого вреда. Часто комменсалы даже поселяются в теле хозяина, не снижая его жизнеспособности. При хищничестве между организмами разных видов существуют только пищевые взаимоотношения, а пространственные отсутствуют. Хищники используют представителей другого вида для питания однократно, убивая их. Протокооперация - оба вида получают от взаимодействия выгоду, но эти отношения необязательны. 2. Доказательства генетического определения пола. Роль факторов среды в развитии признаков пола. В зависимости от значимости этих свойств различают первичные и вторичные половые признаки. Под первичными половыми признаками понимают морфофизиологические особенности организма, обеспечивающие образование половых клеток — гамет, сближение и соединение их в процессе оплодотворения. Это наружные и внутренние органы размножения. Вторичными половыми признаками называют отличительные особенности того или другого пола, не связанные непосредственно с гаметогенезом, спариванием и оплодотворением, но играющие важную роль в половом размножении (обнаружение, и привлечение партнера). Их развитие контролируется гормонами, синтезируемыми первичными половыми органами. Важным доказательством в пользу наследственной детерминированности половой принадлежности организмов является наблюдаемое у большинства видов соотношение по полу 1 : 1. Такое соотношение может быть обусловлено образованием двух видов гамет представителями одного пола (гетерогаметный пол) и одного вида гамет - особями другого пола (гомогаметный пол). Это соответствует различиям в кариотипах организмов разных полов одного и того же вида, проявляющимся в половых хромосомах. 3. Клеточная теория и ее развитие Клеточная теория — одно из общепризнанных биологических обобщений, утверждающих единство принципа строения и развития мира растений, животных и остальных живых организмов с клеточным строением, в котором клетка рассматривается в качестве общего структурного элемента живых организмов. Развитие клеточной теории во второй половине XIX века С 1840-х века учение о клетке оказывается в центре внимания всей биологии и бурно развивается, превратившись в самостоятельную отрасль науки — цитологию. Для дальнейшего развития клеточной теории существенное значение имело её распространение на протистов (простейших), которые были признаны свободно живущими клетками (Сибольд, 1848). В это время изменяется представление о составе клетки. Выясняется второстепенное значение клеточной оболочки, которая ранее признавалась самой существенной частью клетки, и выдвигается на первый план значение протоплазмы (цитоплазмы) и ядра клеток (Моль, Кон, Л. С. Ценковский, Лейдиг, Гексли), что нашло своё выражение в определении клетки, данном М. Шульце в 1861 г.: Клетка — это комочек протоплазмы с содержащимся внутри ядром. В 1861 году Брюкко выдвигает теорию о сложном строении клетки, которую он определяет как «элементарный организм», выясняет далее развитую Шлейденом и Шванном теорию клеткообразования из бесструктурного вещества (цитобластемы). Обнаружено, что способом образования новых клеток является клеточное деление, которое впервые было изучено Молем на нитчатых водорослях. В опровержении теории цитобластемы на ботаническом материале большую роль сыграли исследования Негели и Н. И. Желе. Деление тканевых клеток у животных было открыто в 1841 г. Ремарком. Выяснилось, что дробление бластомеров есть серия последовательных делений (Биштюф, Н. А. Келликер). Идея о всеобщем распространении клеточного деления как способа образования новых клеток закрепляется Р. Вирховом в виде афоризма: «Omnis cellula ех cellula». Каждая клетка из клетки. В развитии клеточной теории в XIX веке остро встают противоречия, отражающие двойственный характер клеточного учения, развивавшегося в рамках механистического представления о природе. Уже у Шванна встречается попытка рассматривать организм как сумму клеток. Эта тенденция получает особое развитие в «Целлюлярной патологии» Вирхова (1858). Работы Вирхова оказали неоднозначное влияние на развитие клеточного учения: -Клеточная теория распространялась им на область патологии, что способствовало признанию универсальности клеточного учения. Труды Вирхова закрепили отказ от теории цитобластемы Шлейдена и Шванна, привлекли внимание к протоплазме и ядру, признанными наиболее существенными частями клетки. -Вирхов направил развитие клеточной теории по пути чисто механистической трактовки организма. -Вирхов возводил клетки в степень самостоятельного существа, вследствие чего организм рассматривался не как целое, а просто как сумма клеток. XX век Клеточная теория со второй половины XIX века приобретала всё более метафизический характер, усиленный «Целлюлярной физиологией» Ферворна, рассматривавшего любой физиологический процесс, протекающий в организме, как простую сумму физиологических проявлений отдельных клеток. В завершении этой линии развития клеточной теории появилась механистическая теория «клеточного государства», в качестве сторонника которой выступал в том числе и Геккель. Согласно данной теории организм сравнивается с государством, а его клетки — с гражданами. Подобная теория противоречила принципу целостности организма. Механистическое направление в развитии клеточной теории подверглось острой критике. В 1860 году с критикой представления Вирхова о клетке выступил И. М. Сеченов. Позднее клеточная теория подверглась критическим оценкам со стороны других авторов. Наиболее серьёзные и принципиальные возражения были сделаны Гертвигом, А. Г. Гурвичем (1904), М. Гейденгайном (1907), Добеллом (1911). С обширной критикой клеточного учения выступил чешский гистолог Студничка (1929, 1934). В 1950-е советский биолог О. Б. Лепешинская, основываясь на данных своих исследований, выдвинула «новую клеточную теорию» в противовес «вирховианству». В её основу было положено представление, что в онтогенезе клетки могут развиваться из некоего неклеточного живого вещества. Критическая проверка фактов, положенных О. Б. Лепешинской и её приверженцами в основу выдвигаемой ею теории, не подтвердила данных о развитии клеточных ядер из безъядерного «живого вещества». Билет №8 1. Структурно-функциональная организация эукариотической клетки. Клетка - целостная элементарная система, способная к самовоспроизведению и саморегуляции метаболических процессов. Эукариотическая клетка состоит из 3-х частей: поверхностного аппарата, цитоплазмы и ядра. II. Поверхностный аппарат клетки состоит из плазмалеммы, надмембраннного и субмембранного комплексов. Плазмолемма (внешняя клеточная мембрана). Занимает в клетке пограничное положение и играет роль полупроницаемого селективного барьера, который отделят цитоплазму от окружающей среды, а с другой – обеспечивает её связь с этой средой. Функции плазмолеммы: 1) Распознавание данной клеткой других клеток и прикрепление к ним. 2) Распознавание клеткой межклеточного вещества и прикрепление к его эелементам. 3) Транспорт веществ в цитоплазму и из неё. 4) Взаимодействие с сигнальными молекулами. 5) Движение клетки (образование псевдо- фило- и ламеллоподий) Структура плазмолеммы: Плазмолемма состоит из липидного бислоя, в который погружены и с которым связаны молекулы белков. Липидный бислой представлен преимущественно молекулами лецитина и цефалина. состоящими из гидрофильной головки и гидрофобного хвоста. Гидрофобные цепи обращены внутрь бислоя, гидрофильные головки – кнаружи. Липиды обеспечивают основные свойства мембраны в т.ч. их текучесть. Мембранные белки обеспечивают спецефические свойства мембраны и играют различную биологическую роль (переносчиков, ферментов, рецепторов, структурных молекул). По расположению на мембране выделяют два типа белков: периферические и интегральные. Периферические белки обычно находятся вне липидного слоя и не прочно связаны с мембраной. Интегральные белки либо полностью, либо частично погружены в липидный бислой. Часть белков целиком пронизывает всю мембрану (т.н. трансмембранные белки). Обменно-транспортная функция. Выделяют 2 вида клеточного транспорта: пассивный и активный. Пассивный транспорт идет по градиенту концентрации веществ, без затраты энергии. Если вещество проходит непосредственно через билипидный слой, такой вид пассивного транспорта называется простой диффузией (так транспортируются малые неполярные молекулы - 02, С02, N2, бензол, мочевина и др.), если через специфические белки - это облегченная диффузия (так транспортируются полярные молекулы. Пример: глюкоза. Активный транспорт идет против градиента концентрации веществ, с затратой энергии. Активный транспорт можно разделить на 2 вида: активный транспорт низкомолекулярных соединений. Пример: (Na+K+) - Hacoc и активный транспорт высокомолекулярных соединений (транспорт веществ в клетку эндоцитоз, из клетки - экзоцитоз) или транспорт в мембранной упаковке; на примере микропиноцитоза; Рецепторная функция поверхностного аппарата связана с идентификацией информационного вещества - лиганда (как правило, это гормон) при помощи рецептора и адекватного ответа на данный стимул (это может быть запуск химического процесса в клетке или открытие транспортного канала) III. Цитоплазма состоит из гиалоплазмы, органоидов и включений. Гиалоплазма (цитоплазматический матрикс, цитозоль) - это внутренняя среда клетки, занимающая около 50% ее объема. По своим физико-химическим свойствам это коллоид, способный переходить из состояния геля в золь. Гиалоплазма состоит на 90% из воды, коллоидные свойства определяются разнообразными белками. В ней содержатся также аминокислоты, полисахариды, нуклеотиды, АТФ, жирные кислоты, витамины, растворенные газы и т.д., то есть в гиалоплазме присутствует весь разнообразный спектр веществ, необходимый клетке для процессов ее жизнедеятельности. Органоиды - это постоянные структуры клетки. По строению можно выделить немембранные органоиды (рибосомы, центриоли, микротрубочки, филаменты...) и мембранные, среди которых различают одномембранные (эндоплазматическая сеть, комплекс Гольджи, лизосомы, пероксисомы...) и двухмембранные (митохондрии, пластиды). Рибосомы. Диаметр рибосом около 20 нм. Состоят из двух субъединиц: малой и большой. В клетке эукариот два вида рибосом - 80 и 70 S (S - единицы седиментации) (табл. 1). В состав рибосом входят рРНК, рибосомальные белки, Синтез рРНК и сборка субъединиц рибосом осуществляется в ядрышке. Функции рибосом - синтез белка. |