био. Зачет по биологии 1 семестр неорганические вещества клетки. Строение. Функции в живой клетке
 Скачать 2.05 Mb.
|
|
Е.О. в человеческих популяциях Необходимая предпосылка отбора - борьба за существование: конкуренция за пищу, жизненное пространство, партнера для спаривания. Естественный отбор происходит на всех стадиях онтогенеза организмов. На дорепродуктивных стадиях индивидуального развития, например в эмбриогенезе, преобладающим механизмом отбора служит дифференциальная (избирательная) смертность. В конечном итоге отбор обеспечивает дифференциальное (избирательное) воспроизведение (размножение) генотипов. Благодаря естественному отбору аллели (признаки), повышающие выживаемость и репродуктивную способность, накапливаются в ряду поколений, изменяя генетический состав популяций в биологически целесообразном направлении. В природных условиях естественный отбор осуществляется исключительно по фенотипу. Отбор генотипов происходит вторично через отбор фенотипов, которые отражают генетическую конституцию организмов. Естественный отбор в популяции людей действует так же, как и у других организмов, но имеет особенности: - действует слабее из-за развития медицины - действует в эмбриональном периоде или в раннем постэмбриональном периоде - потерял видообразовательную ф-ю (преобладает стабилизирующий отбор) - делает генофонд людей стабильным и разнообразным. 27. Отличия про- и эукариотической клетки. Неклеточная форма жизни. Основное различие прокариот и эукариот состоит в том, что в клетках прокариот генетический материал располагается непосредственно в цитоплазме и представлен нуклеоидом, содержащим чаще всего замкнутую в кольцо молекулу ДНК. У эукариот генетический материал отделен ядерной оболочкой и, соответственно, заключен в ядре. Он представлен линейными молекулами ДНК, «упакованными» в хромосомы. Главное отличие У прокариот нет ядра, кольцевая ДНК (кольцевая хромосома) расположена прямо в цитоплазме (этот участок цитоплазмы называется нуклеоид). У эукариот есть оформленное ядро (наследственная информация [ДНК] отделена от цитоплазмы ядерной оболочкой). Дополнительные отличия 1) Раз у прокариот нет ядра, то нет и митоза/мейоза. Бактерии размножаются простым делением надвое. 2) У прокариот рибосомы мелкие (70S), а у эукариот – крупные (80S). 3) У прокариот клеточная стенка состоит из муреина (пептидогликана). 4) У прокариот отсутствуют мембранные органоиды (такие как митохондрии, эндоплазматическая сеть, лизосомы и т.д.), вместо них у прокариот есть выросты плазматической мембраны, похожие на кристы митохондрий. 5) Клетка прокариот гораздо меньше клетки эукариот: по диаметру в 10 раз, по объему – в 1000 раз. 28.«Дрейф генов как фактор эволюции, его действие в популяциях людей. Изоляции. Миграции.» Дрейф генов – случайное ненаправленное изменение частот аллелей в популяции. Обычно это явление характерно для малых популяций, здесь действие случайных процессов приводит к заметным последствиям. В малых популяциях частота мутантного аллеля меняется быстро, случайным образом, и с высокой вероятностью происходит либо утрата аллеля, либо его высокая концентрация.То есть в результате дрейфа генов: во –первых, может возрастать генетическая однородность популяции(гомозиготность), во-вторых, в популяции может утрачиваться аллель, снижающий жизнеспособность особей, в – третьих, может возрастать концентрация редких аллелей. Из википедии: Дрейф генов – это случайные изменения частот аллелей и генотипов, происходящие в небольшой полиморфной популяции при смене поколений. Такие случайные изменения приводят к двум характерным последствиям: сначала к флуктуациям частоты аллеля из поколения в поколение, а в конце концов к полному закреплению или элиминации данного аллеля. Влияние дрейфа генов на изменение частот аллелей в данной популяции зависит прежде всего от её размеров. Также этот процесс иногда называют эффектом Райта или генетико-автоматическим процессом. Его действие на популяции людей можно объяснить на следующем примере: Случайный рост частоты одной какой-либо мутации обычно обусловливается преимущественным размножением в изолированных популяциях. Это явление называется «эффектом родоначальника». Он возникает, когда несколько семей создают новую популяцию на новой территории. В ней поддерживается высокая степень брачной изоляции, что способствует закреплению одних аллелей и элиминацию других. Последствия «эффекта» - неравномерное распределение наследственных заболеваний человеческих популяций на земле. Пример «эффекта родоначальника» среди амишей: Восточный Пенсильвания является домом для амишей, которые являются ярким примером эффекта основателя. По оценкам, около 200 человек, иммигрировавших из Германии, основали свое сообщество. Амиши обычно женятся внутри своего сообщества и изолированы, поэтому генетические мутации, как правило, сохраняются. Например, полидактилия с лишними пальцами рук или ног является частый симптом синдрома Эллис-ван Кревельда. Синдром – редкое заболевание, которое также характеризуется карликовостью, а иногда и врожденными пороками сердца. Из-за эффекта основателя синдром Эллис-ван Кревельда гораздо более распространен среди амишей. Изоляции. Ограничение свободы скрещиваний (панмиксии) организмов называют изоляцией. Снижая уровень панмиксии, изоляция приводит к увеличению доли близкородственных скрещиваний. Сопутствующая этому гомозиготизация усиливает особенности генофондов популяций, которые создаются вследствие мутаций, комбинативной изменчивости, популяционных волн. Препятствуя снижению межпопуляционных генотипических различий, изоляция является необходимым условием сохранения, закрепления и распространения в популяциях генотипов повышенной жизнеспособности. Изоляция бывает: Географическая (заключается в пространственном разобщении популяций благодаря особенностям ландшафта в пределах ареала вида), Биологическая (возникает вследствие внутривидовых различий организмов и имеет несколько форм: К экологической изоляции приводят особенности окраски покровов или состава пищи, размножение в разные сезоны, у паразитов — использование в качестве хозяина организмов разных видов;Этологическая (поведенческая) изоляция существует благодаря особенностям ритуала ухаживания, окраски, запахов, «пения» самок и самцов из разных популяций),Физическая ( препятствием к скрещиванию являются различия в структуре органов размножения или просто разница в размерах тела), Генетическая (создает более жесткие, иногда непреодолимые барьеры скрещиваниям. Она заключается в несовместимости гамет, гибели зигот непосредственно после оплодотворения, стерильности или малой жизнеспособности гибридов). Миграции. Миграция (поток генов) – перемещение генов от одной популяции к другой. Межпопуляционный обмен генов возникает при скрещивании особей, принадлежащих разным популяциям. Этому предшествует перемещение особей в пространстве или миграция. В процессе обмена генами можно выделить популяцию, из которой происходят мигранты, и популяцию (аборигены), в которой эти мигранты находят партнера для скрещивания. Если процесс обмена продолжителен, говорят о потоке генов. Эффективность обмена генами зависит от степени или частоты миграции М и от степени генетических различий популяций. Вопрос 29: «Белки. Строение, свойства, структура. Функции белков в живой клетке.» Белки — высокомолекулярные органические вещества, состоящие из альфа-аминокислот, соединённых в цепочку пептидной связью. Строение: все белки состоят из 1) карбоксильной группы, 2) аминогруппы, 3) радикала. Строение радикала у разных видов аминокислот — различное. В зависимости от количества аминогрупп и карбоксильных групп, входящих в состав аминокислот, различают: нейтральные аминокислоты, имеющие одну карбоксильную группу и одну аминогруппу; основные аминокислоты, имеющие более одной аминогруппы; кислые аминокислоты, имеющие более одной карбоксильной группы. Аминокислоты являются амфотерными соединениями, так как в растворе они могут выступать как в роли кислот, так и оснований. В водных растворах аминокислоты существуют в разных ионных формах. Свойства: Аминокислотный состав, структура белковой молекулы определяют его свойства. Белки сочетают в себе основные и кислотные свойства, определяемые радикалами аминокислот: чем больше кислых аминокислот в белке, тем ярче выражены его кислотные свойства. Способность отдавать и присоединять Н+ определяют буферные свойства белков; один из самых мощных буферов — гемоглобин в эритроцитах, поддерживающий рН крови на постоянном уровне. Есть белки растворимые (фибриноген), есть нерастворимые, выполняющие механические функции (фиброин, кератин, коллаген). Есть белки активные в химическом отношении (ферменты), есть химически неактивные, устойчивые к воздействию различных условий внешней среды и крайне неустойчивые. Внешние факторы (нагревание, ультрафиолетовое излучение, тяжелые металлы и их соли, изменения рН, радиация, обезвоживание) могут вызывать нарушение структурной организации молекулы белка. Процесс утраты трехмерной конформации, присущей данной молекуле белка, называют денатурацией. Причиной денатурации является разрыв связей, стабилизирующих определенную структуру белка. Первоначально рвутся наиболее слабые связи, а при ужесточении условий и более сильные. Поэтому сначала утрачивается четвертичная, затем третичная и вторичная структуры. Изменение пространственной конфигурации приводит к изменению свойств белка и, как следствие, делает невозможным выполнение белком свойственных ему биологических функций. Если денатурация не сопровождается разрушением первичной структуры, то она может быть обратимой, в этом случае происходит самовосстановление свойственной белку конформации. Такой денатурации подвергаются, например, рецепторные белки мембраны. Процесс восстановления структуры белка после денатурации называется ренатурацией. Если восстановление пространственной конфигурации белка невозможно, то денатурация называется необратимой. Структура: У белков имеется несколько видов структур. Первичная структура белка — последовательность расположения аминокислотных остатков в полипептидной цепи, составляющей молекулу белка. Связь между аминокислотами — пептидная. Именно первичная структура белковой молекулы определяет свойства молекул белка и ее пространственную конфигурацию. Замена всего лишь одной аминокислоты на другую в полипептидной цепочке приводит к изменению свойств и функций белка. Вторичная структура — упорядоченное свертывание полипептидной цепи в спираль (имеет вид растянутой пружины). Витки спирали укрепляются водородными связями, возникающими между карбоксильными группами и аминогруппами. Практически все СО- и NН-группы принимают участие в образовании водородных связей. Они слабее пептидных, но, повторяясь многократно, придают данной конфигурации устойчивость и жесткость. На уровне вторичной структуры существуют белки: фиброин (шелк, паутина), кератин (волосы, ногти), коллаген (сухожилия). Третичная структура — укладка полипептидных цепей в глобулы, возникающая в результате возникновения химических связей (водородных, ионных, дисульфидных) и установления гидрофобных взаимодействий между радикалами аминокислотных остатков. Основную роль в образовании третичной структуры играют гидрофильно-гидрофобные взаимодействия. Четвертичная структура характерна для сложных белков, молекулы которых образованы двумя и более глобулами. Субъединицы удерживаются в молекуле благодаря ионным, гидрофобным и электростатическим взаимодействиям. Иногда при образовании четвертичной структуры между субъединицами возникают дисульфидные связи. Функции:  Вопрос 30: «Борьба за существование как фактор эволюции. Формы борьбы за существование.» Борьба за существование - сложный процесс противоречивых взаимодействий особей одного и разных видов, который через уничтожение менее приспособленных организмов ведет к естественному отбору. Закономерным следствием борьбы за существование является снижение численности особей каждого поколения. Согласно Дарвину, существует три вида борьбы за существование: Внутривидовая борьба – борьба за одинаковые жизненные ресурсы, возникающая между особями одного вида. Является самой жесткой борьбой за существование. Межвидовая борьба – борьба, возникающая между особями разных видов, обитающих на одной территории. Борьба с неблагоприятными условиями – выживание самых приспособленных, популяций и видов в изменившихся условиях неживой природы. Наблюдается при избытке или недостатки абиотических факторов среды: света, кислорода и т.д. 31.Генетический код и его свойства Генетический код — это система записи генетической информации о порядке расположения аминокислот в белках в виде последовательности нуклеотидов в ДНК или РНК. Генетический код имеет несколько свойств: Триплетность. Вырожденность или избыточность. Однозначность. Полярность. Неперекрываемость. Компактность. У  ниверсальность. *** Аминокислоты – это органические соединения, из которых состоят белки. Трипле́т — комбинация из трёх последовательно расположенных нуклеотидов в молекуле нуклеиновой кислоты. Кодо́н — единица генетического кода, тройка нуклеотидных остатков (триплет) в ДНК или РНК, обычно кодирующих включение одной аминокислоты 32. Общие закономерности эволюционных преобразований органов. Гомологичные и аналогичные органы. Рудименты и атавизмы. Гомологичные органы — это органы разных видов животных или растений, которые имеют общее происхождение и схожее внутреннее строение, но внешне могут быть не похожи. Пример — конечности земноводных, пресмыкающихся, птиц, млекопитающих. У всех этих животных в процессе эмбрионального развития конечности образуются примерно одинаково, имеют схожее строение по набору костей и их сочленению. Однако в процессе эволюции у каждого класса и вида конечности претерпели изменения, были адаптированы к конкретным способам обитания и функционирования. В результате стали внешне не похожи и выполняют несколько разные функции. Например, у птиц передние конечности преобразованы в крылья, а у обезьян - в руки. Аналогичные органы — это органы разных видов, которые имеют разное происхождение и внутреннее строение, но выполняют одинаковые функции и поэтому обычно имеют внешнее сходство. Пример — крылья насекомых и крылья птиц. В обоих случаях крылья обеспечивают полет и поэтому имеют некоторое внешнее сходство (большую поверхность, плоские, складываются). Однако у насекомых крылья образуются из хитинового покрова, а у птиц — это видоизмененные конечности. Рудименты — по своей сути являются лишними органами, но их наличие не является каким-либо отклонением, поскольку они присутствуют у большинства и были у наших ближайших предков. Пример: аппендикс, зубы мудрости, ушные мышцы, эпикантус, копчик, пирамидальная мышца живота и моганиевы желудочки гортани. Атавизмы — представляют собой органы, которые были у далеких предков, но при этом, наоборот, отсутствовали у ближайших. Пример: увеличенный хвостовой отросток, дополнительные пары молочных желез, гипертрихоз (плотный волосяной покров по всему телу). 33.Биология как наука. Происхождение жизни на земле. Гипотезы 1)Креационизм. Согласно ему жизнь на Земле возникла спонтанно, в результате акта божественного творения. Предполагается наличие бога как сверхъестественного существа. В креационизме по воле бога или богов из некого хаоса рождается космос, планеты, жизнь, человек. Креационизма придерживался К. Линней. Он считал, что виды на Земле существуют в неизменном виде, такими, какими их создал бог. 2)Согласно гипотезе стационарного состояния жизнь никогда не возникала, она существовала вечно, как и сама Вселенная. Но это не означает, что жизнь не менялась. Сторонники данной гипотезы предполагали как развитие жизни, так и ее перерождение после различных катастроф (причем перерождение жизни нередко связывали с актом все того же божественного творения). Такое допущение позволяло объяснять уже на тот момент обнаруженные останки ныне несуществующих живых форм. 3) гипотеза самопроизвольного, или спонтанного, зарождения жизни. На протяжении веков люди наблюдали, как в мясе вдруг появляются червяки, после дождя из почвы вырастали грибы, а в водоемах иногда резко увеличивалось количество лягушек или рыб. Все это наводило на мысль, что живое может зарождаться в неживом (почве, воде) при наличии в нем некой живой энергии, силы, вещества. Подобных взглядов придерживались не только многие ученые Древнего мира (в том числе Аристотель), но и ученые XVI-XVII в. Эту гипотезу опровергли Ф. Реди и Л. Пастер. 4) Панспермия — это гипотеза происхождения жизни на Земле путем занесения ее из космоса. Подобных взглядов придерживались ученые: Рихтер (впервые выдвинул эту гипотезу в XIX в), Вернадский, Крик и др. В основном под панспермией понимают занесение примитивных организмов, якобы способных пережить плохие условия в космосе 5) гипотеза абиогенеза, под которым подразумевают происхождение жизни на Земле путем сначала химической, а потом предбиологической эволюции в особых условиях. Эти условия были на Земле в прошлом, когда планета только появилась (около 4,5 млрд лет назад) и существовала примерно первый свой 1 млрд. лет. Позже условия на Земле, в том числе из-за возникших живых организмов, изменились так, что многие химические реакции и физико-химические процессы стали невозможны. Поэтому на сегодняшний день живое может возникать только от живого. 34. Закон гомологических рядов Н.И Вавилова. Центры происхождения культурных растений. Закон: «Виды и роды, генетически близкие, характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости с такой правильностью, что, зная ряд форм в пределах одного вида, можно предвидеть нахождение параллельных форм у других видов и родов.» Центры происхождения культурных растений:
35. Этапы реализации генетической информации у эукариот. Транскрипция. Начальная стадия хранения информации Деконденсация хроматина Транскрипция (переписывание) Трансляция и транспорт аминокислот Синтез (сборка) белков в рибосомах Биологическая активность белков Транскрипция (переписывание) – биосинтез молекул РНК, осуществляется в хромосомах на молекулах ДНК по принципу матричного синтеза. При помощи ферментов на соответствующих участках молекулы ДНК (генах) синтезируются все виды РНК (иРНК, рРНК, тРНК) . Синтезируется 20 разновидностей тРНК, так как в биосинтезе белка принимают участие 20 аминокислот. Затем иРНК и тРНК выходят в цитоплазму, рРНК встраивается в субъединицы рибосом, которые также выходят в цитоплазму.  36. Место человека в системе животного мира. Основные этапы антропогенеза. Соотношение биологического и социального в человеке на разных этапах его становления. |