Билет 1 Уровни организации жизни
 Скачать 1.63 Mb.
|
|
Макроэволюция органического мира — это процесс формирования крупных систематических единиц: из видов — новых родов, из родов — новых семейств и т. д. В основе макроэволюции лежат те же движущие силы, что и в основе микроэволюции: наследственность, изменчивость, естественный отбор и репродуктивная изоляция. Так же, как и микроэволюция, макроэволюция имеет дивергентный характер. Понятие макроэволюции интерпретировалось многократно, но окончательного и однозначного понимания не достигнуто. Согласно одной из версий, макроэволюция — изменения системного характера, соответственно, огромных промежутков времени они не требуют. Билет №36 1.Механизмы поддержания генетического постоянства на организменном уровне.(?) 2. Множественный аллелизм (на примере групп крови у человека по системе АВО). Множественный аллелизм — это существование в популяции более двух аллелей данного гена. В популяции оказываются не два аллельных гена, а несколько. Группы крови контролируются аутосомным геном. Локус этого гена обозначают буквой I (от слова «изогемагглютиноген»), а три его аллеля – буквами A,B и 0. Аллели A и B доминантны в одинаковой степени, а аллель 0 рецессивен по отношению и к тому, и к другому. I 0 I 0 - 0 (I) I A I A ; I A I 0 - A (II) I B I B ; I B I 0 - B (III) I A I B - AB (IV) Если человек гетерозиготен I A I B , его эритроциты несут оба антигена: А и В (группа крови АВ, или IV), что является случаем кодоминирования. Кодоминантность – это явление, при котором два или более аллей не проявляют в полной мере доминантность или рецессивность, потому что в гетерозиготном состоянии ни один из них не доминирует над другим. 3. Координация эндогенных биоритмов и их согласованность с экологическими ритмами – основа биоадаптации. Эндогеннык ритнмы - обусловлены ритмическими процессами внутри организма. Эндогенный ритм непосредственно определяется генетической программой организма, которая реализуется через нервный и гуморальный механизмы. Для объяснения эндогенных механизмов биологических часов предложено несколько гипотез. 1. «Хронон-гипотеза» была сформулирована К.Д. Ере и Е. Тракко Согласно этой гипотезе, механизм околосуточных ритмов связан с наследственным аппаратом клетки, в частности с определенными участками дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК). 2. "Мембранная теория". Согласно данной теории, цикличность наблюдаемых процессов регулируется состоянием липидно-белковых мембран и их проницаемостью для ионов калия, которая периодически изменяется. Мембранные структуры клетки, обладая рецепторными свойствами, контролируют биоритмы, связанные с фотопериодизмом и действием температурных факторов. 3. "Мультиосцилляторная модель". Считается, что в организме существуют собственные биологические осцилляторы (пейсмекеры) и наблюдаемые периоды ритмов отражают работу биологических «часов». Источником такой активности является энергия метаболизма. Биологических часов в организме много (к настоящему времени у человека обнаружено более 300 ритмически меняющихся с периодом около 24 ч физиологических функций). Адаптивные физиологические ритмы выработались в процессе эволюции как форма приспособления организмов к циклически меняющимся условиям среды. Наиболее изучены околосуточные (циркадные) ритмы, которые отражают периодичность геофизических факторов, обусловленную вращением Земли вокруг своей оси. В течение суток закономерно изменяется, прежде всего, естественное освещение. Суточным колебаниям подвержены цикл день – ночь, температура и влажность воздуха, напряженность электрического и магнитного поля Земли, потоки разнообразных космических факторов, падающих на Землю в конкретный временной цикл. Под влиянием этих внешних факторов совершалась эволюция всех форм жизни на Земле, колебания их в настоящее время, как и миллионы лет назад, играют жизненно важную роль для всех без исключения обитателей Земли. Например, для дневных животных восход Солнца — сигнал для активной деятельности: добывания пищи, строительства жилья, выращивания потомства, а с наступлением темноты активизируются животные, ведущие ночной образ жизни. И все животные «подстраиваются» к этому суточному ритму. А кто не сможет «вписаться» в этот режим, заданный природой, погибают. Для выживания любой организм должен соизмерить свой ритм с внешними ритмами. Билет № 37 1. Зависимость старения от генотипа и социальной компоненты. Геронтология и гериатрия. Зависимость старения от генотипа: Во-первых, максимальная продолжительность жизни ведет себя как видовой признак. При этом она положительно связана с такими важными эволюционно закрепленными показателями биологии вида, как длительность эмбрионального периода и возраст достижения половой зрелости. Во-вторых, величины продолжительности жизни у однояйцевых близнецов более близки (конкордантны), чем у разнояйцовых. В-третьих, описаны наследственные болезни с ранним проявлением признаков старости и одновременно резким сокращением продолжительности жизни. Например, при синдроме Хатчинсона — Гилфорда (инфантильная прогерия, или постарение в детском возрасте) уже на первом году жизни отмечаются задержка роста, раннее облысение, морщины, атеросклероз. В-четвертых, в лабораторных условиях путем близкородственных скрещиваний получены инбредные линии плодовой мухи и мыши, существенно различающиеся по средней и максимальной продолжительности жизни. Гибриды 1- го поколения от скрещивания родителей из разных короткоживущих линий живут дольше родителей, что расценивают как явление гетерозиса. В-пятых, замечено, что среди плодовых мух особи, гомозиготные по аллелю зачаточных крыльев, имеют меньшую продолжительность жизни, чем мухи дикого типа (плейотропия). Потомки от скрещивания мутантов и мух дикого типа по рассматриваемому показателю проявляют единообразие и близки к последним. Генетические влияния на скорость старения могут быть связаны с генами предрасположенности к хроническим заболеваниям, таким, как ишемическая болезнь сердца, атеросклероз сосудов головного мозга, гипертония, наследуемым по полигенному типу. Геронтоло́гия — наука, изучающая биологические, социальные и психологические аспекты старения человека, его причины и способы борьбы с ним (омоложение). Гериатрия — частный раздел геронтологии, занимающийся изучением, профилактикой и лечением болезней старческого возраста. 2. Феномен чередования поколений и его биологическое значение.(?) 3. Внутри и межаллельные взаимодействия генов. Плейотропия. Внутриаллельное взаимодействия генов - взаимое влияние аллельных генов друг на друга. Полное доминирование – доминантный ген полностью подавляет действие рецессивного, поэтому гомозиготное и гетерозиготное состояние фенотипически идентичны: AA=Aa Неполное доминирование – доминантный ген не полностью подавляет действие рецессивного и в гетерозиготном состоянии фенотипически возникают новые варианты признака, занимающий промежуточное состояние между доминантным и рецессивным: AA>Aa. Сверхдоминирование – в гетерозиготном состоянии доминантный ген проявляется сильнее, чем в гомозиготном: Aa>AA. Кодиминирование – тип взаимодействия генов, при котором каждый из аллелей проявляет свое действие. В результате чего формируется некий промежуточный вариант признака, новы по сравнению с вариантами, определяемыми каждым аллелем самостоятельно. Межаллельное взаимодействие генов – взаимное влияние неаллельных генов (генов разных аллельных пар). Оно приводит к появлению в потомстве дигетерозиготы необычного расщепления по фенотипу: 9 : 7, 9 : 6 : 1, 9 : 3 : 3 : 1 – комплиментарность 13 : 3, 12 : 3 : 1 – доминантный эпистаз 9 : 3 : 4 – рецессивный эпистаз 15 : 1, 1 : 4 : 6 : 4 : 1 – полимерия Комплиментарность – два доминантных неаллельных гена взаимодополняют действие друг друга и обуславливают развитие нового варианта признака. Эпистаз – неаллельный ген (супрессор) подавляет действие другого неаллельного гена (гипостатического) и не дает ему проявлять фенотипически. Полимерия – несколько доминантных неаллельных генов, обозначаемых одной буквой с разными цифровыми индексами, усиливают фенотипическое проявление одного количественного признака. Плейотропия (от греч. πλείων — «больше» и греч. τρέπειν — «поворачивать, превращать») — явление множественного действия гена. Выражается в способности одного гена влиять на несколько фенотипических признаков. Таким образом, новая мутация в гене может оказать влияние на некоторые или все связанные с этим геном признаки. Этот эффект может вызвать проблемы при селективном отборе, когда при отборе по одному из признаков лидирует один из аллелей гена, а при отборе по другим признакам — другой аллель этого же гена. Механизм Плейотропия — это действие одного гена на несколько фенотипических признаков. Продукт фактически каждого гена участвует как правило в нескольких, а иногда и в очень многих процессах, образующих метаболическую сеть организма. Особенно характерна плейотропия для генов, кодирующих сигнальные белки. Билет №38 1. Размножение как универсальное свойство живого. Размножение - свойство живых организмов воспроизводить себе подобных, обеспечивая непрерывность и преемственность жизни в ряду поколений. Существование целостного организма поддерживается делением его дискретных единиц - клеток, так как продолжительность жизни большинства клеток короче жизни особи. Существование вида поддерживается размножением составляющих его особей, продолжительность жизни которых ограничена 2. Хромосомные болезни, проявление, диагностика, профилактика. Наследственные болезни. Развитие этих заболеваний целиком обусловлено дефектностью наследственной программы, а роль среды заключается лишь в модифицировании фенотипических проявлений болезни. К этой группе патологических состояний относят хромосомные болезни , в основе которых лежат хромосомные и геномные мутации, и моногенно наследуемые заболевания, обусловленные генными мутациями. В качестве примера можно назвать болезнь Дауна, гемофилию, фенилкетонурию. Наследственные болезни всегда связаны с мутацией, однако фенотипическое проявление последней, степень выраженности патологических симптомов у разных индивидумов могут различаться. В одних случаях эти различия обусловлены дозой мутантного аллеля в генотипе. В других — степень выраженности симптомов зависит от факторов среды, в том числе от наличия специфических условий для проявления соответствующей мутации. Так, гомозиготы по аллелю HbS HbS болеют анемией, а гетерозиготы НbА HbS в обычных условиях вполне здоровые люди, тогда как при пониженном парциальном давлении кислорода, например в условиях высокогорья, они страдают от гипоксии. Неблагоприятные последствия нарушения развития центральной нервной системы, приводящие к слабоумию у гомозигот по аллелю фенилкетонурии, удается в значительной степени снизить, применяя на протяжении определенного отрезка времени после рождения искусственную диету, лишенную аминокислоты фенилаланина. Подагра, обусловленная патологически измененным геном, развивается при длительном неблагоприятном воздействии среды, связанном с особенностями питания. Ее проявления также можно ослабить диетотерапией. 3. Урбоценозы и агроценозы. Город во многом напоминает такие экологические системы, как пещерные, глубоководные и иные биогеоценозы, зависящие в основном от поступления в них энергии и вещества извне. Они полностью или частично лишены продуцентов и поэтому называются гетеротрофными. Город от большинства природных экологических систем отличается следующими особенностями: 1) более интенсивным метаболизмом на единицу площади, для чего используется в первую очередь не солнечная энергия, а энергия горючих материалов и электричества; 2) более активной миграцией веществ, в которую вовлекается перемещение металлов, пластмасс и т.д., причем не столько в пределах системы, сколько на входе и на выходе из нее; 3) более мощным потоком отходов, многие из которых вообще не реутилизируются и являются более токсичными, чем естественное сырье, из которого они получены. В отличие от городов, агроценозы,или сельскохозяйственные экосистемы, характеризуются основным компонентом - автотрофными организмами,которые обеспечивают их органическим веществом и выделяют кислород. От естественных биогеоценозов они отличаются следующими особенностями. • Кроме солнечной энергии для поддержания агроценозов необходимы затраты дополнительной энергии: химической в виде удобрений, механической в виде работы мышц человека и животных, а также энергии горючих материалов и электричества. • Видовое разнообразие организмов резко снижено и представлено отдельными сельскохозяйственными культурами, иногда даже только одной, сорняками и вредителями сельскохозяйственных растений, а также ограниченным числом видов домашних животных. • Доминирующие виды растений и животных находятся под контролем искусственного отбора. Агроценозы организуют таким образом, чтобы получать максимальное количество продуктов питания. В настоящее время около 10% свободной ото льда суши занято пахотными землями, еще 20% используются как пастбища. Наиболее наглядные примеры влияния человека на процесс эволюции видов - одомашнивание животныхивыведение сортов культурных растений.Человек создал огромное разнообразие организмов, которые не могли бы быть получены естественным образом и существовать в естественной среде. Предковые формы многих культурных растений исчезли с лица Земли. Многие из сегодняшних видов так сильно отличаются от исходных, что их можно уже считать новыми видами антропогенного происхождения. Параллельно с эволюцией собственно культурных растений человек стимулирует адаптацию огромного числа видов сорных растений и животных-вредителей сельскохозяйственных культур, часто строго приуроченных к определенным культурам. Билет №39 1.Половой процесс и эволюция его форм. Половой процесс, или оплодотворение — процесс слияния гаплоидных половых клеток, или гамет, приводящий к образованию диплоидной клетки зиготы. Конъюгация – частичный обмен информацией через цитоплазматические мостики у инфузорий. Партеногенез – яйцеклетки превращаются в зародыш без оплодотворения. Гиногинез – сперматозоиды погибают после проникновения в яйцеклетку, которая после этого становится зародышем. Андрогенез – развитие яйцеклетки осуществляется после гибели её ядра за счет материала сперматозоидов. Изогамия — гаметы не отличаются друг от друга по размерам, подвижны, жгутиковые или амебоидные; Анизогамия (гетерогамия) — гаметы отличаются друг от друга по размерам, но оба типа гамет (макрогаметы и микрогаметы) подвижны и имеют жгутики; Оогамия — одна из гамет (яйцеклетка) значительно крупнее другой, неподвижна. Деления мейоза, приводящие к её образованию, резко асимметричны (вместо четырёх клеток формируется одна яйцеклетка и два абортивных «полярных тельца»); другая (спермий, или сперматозоид) подвижна, обычно жгутиковая или амебоидная. 2.Пути морфофизиологической адаптации к паразитическому образу жизни. Морфофизиологические адаптации связаны с изменением внешнего и внутреннего строения паразитов и функционирования их систем органов. Они подразделяются на: - прогрессивные адаптации: наличие органов фиксации (присоски, крючья, коготки вшей, ротовой аппарат клещей); сложное строение наружных покровов (кутикула, тегумент); молекулярная "мимикрия" (сходство структуры белков и ферментов паразита и хозяина); выделение кишечными паразитами антиферментов (зашита от переваривания соками хозяина); внутриклеточное паразитирование; иммунносупрессивное действие паразитов (эндопаразиты секретируют протеазы, разрушающие иммунные комплексы и клетки хозяина) и др. - регрессивные: редукция органов движения и некоторых систем (кровеносной, дыхательной); упрощение строения нервной системы и органов чувств. 3.Цитологические основы законов Менделя. Шаг 1: Цитологическая основа законов Менделя состоит в том, что при образовании гамет в результате мейоза в них попадает лишь одна аллель данного гена (это и есть сущность «закона чистоты гамет»). Шаг 2: В результате оплодотворения в зиготе оказываются уже две аллели данного гена. Шаг 3: В развивающемся из неё новом организме могут иметь место полное или частичное доминирование одной аллели над другой. Цитологические основы законов Менделя базируются на: парности хромосом (парности генов, обусловливающих возможность развития какого- либо признака) особенностях мейоза (процессах, происходящих в мейозе, которые обеспечивают независимое расхождение хромосом с находящимися на них генами к разным плюсам клетки, а затем и в разные гаметы) особенностях процесса оплодотворения (случайного комбинирования хромосом, несущих по одному гену из каждой аллельной пары) Билет №40 1. Иммунитет как проявление генетического гомеостаза. В настоящее время иммунитет определяют как способ защиты от всего, несущего признаки генетической чужеродности. Биологический смысл иммунитета — обеспечение генетической целостности организма на протяжении его индивидуальной жизни. Развитие иммунной системы обусловило возможность существования сложно организованных многоклеточных организмов. 2. 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. |