биология зачет 20 тем. Значение биологии как науки
 Скачать 0.59 Mb.
|
|
7. Хромосомная теория Моргана и сцепленное наследование. Хромосомная теория наследственности Результатом исследований Т. Моргана стало создание им хромосомной теории наследственности: Гены располагаются в хромосомах; различные хромосомы содержат неодинаковое число генов; набор генов каждой из негомологичных хромосом уникален; Каждый ген имеет определенное место (локус) в хромосоме; в идентичных локусах гомологичных хромосом находятся аллельные гены; Гены расположены в хромосомах в определенной линейной последовательности; Гены, локализованные в одной хромосоме, наследуются совместно, образуя группу сцепления; число групп сцепления равно гаплоидному набору хромосом и постоянно для каждого вида организмов; Сцепление генов может нарушаться в процессе кроссинговера, что приводит к образованию рекомбинантных хромосом; частота кроссинговера зависит от расстояния между генами: чем больше расстояние, тем больше величина кроссинговера; На основании частот рекомбинации определяют расстояние между генами. Что позволяет строить генетические карты хромосом. Сцепленное наследование — наследование признаков, гены которых локализованы в одной хромосоме. Группы сцепления разрушаются при кроссинговере, когда происходит обмен участками гомологичных хромосом в профазу I мейоза. Сила сцепления между генами зависит от расстояния между ними: чем дальше гены располагаются друг от друга, тем выше частота кроссинговера и наоборот. Полное сцепление — разновидность сцепленного наследования, при которой гены анализируемых признаков располагаются так близко друг к другу, что кроссинговер между ними становится невозможным. Неполное сцепление — разновидность сцепленного наследования, при которой гены анализируемых признаков располагаются на некотором расстоянии друг от друга, что делает возможным кроссинговер между ними. Если гены окраски тела и формы крыльев локализованы в одной хромосоме, то при данном скрещивании должны были получиться две группы особей, повторяющие признаки родительских форм, так как материнский организм должен образовывать гаметы только двух типов — АВ и аb, а отцовский — один тип — аb. Следовательно, в потомстве должны образовываться две группы особей, имеющих генотип АаВb и ааbb. Однако в потомстве появляются особи (пусть и в незначительном количестве) с перекомбинированными признаками, то есть имеющие генотип Ааbb и ааВb. Для того, чтобы объяснить это, необходимо вспомнить механизм образования половых клеток — мейоз. В профазе первого мейотического деления гомологичные хромосомы конъюгируют, и в этот момент между ними может произойти обмен участками. В результате кроссинговера в некоторых клетках происходит обмен участками хромосом между генами А и В, появляются гаметы Аb и аВ, и, как следствие, в потомстве образуются четыре группы фенотипов, как при свободном комбинировании генов. Но, поскольку кроссинговер происходит при образовании небольшой части гамет, числовое соотношение фенотипов не соответствует соотношению 1:1:1:1. Гибридные особи, имеющие иное сочетание признаков, чем у родителей называются рекомбинантами. Расстояние между генами измеряется в морганидах — условных единицах, соответствующих проценту кроссоверных гамет или проценту рекомбинантов. Например, расстояние между генами серой окраски тела и длинных крыльев (также черной окраски тела и зачаточных крыльев) у дрозофилы равно 17%, или 17 морганидам. 8. Вирусы, их строение. Вирусы – возбудители опасных заболеваний. Вирус - неклеточная форма жизни, мельчайшие болезнетворные микроорганизмы, не видимые в микроскоп. Они значительно меньше бактерий: легко проходят через бактериальные фильтры. Вирусы способны размножаться только внутри живых клеток, до проникновения в них вирусы не имеют признаков жизни: пассивно перемещаются во внешней среде, ожидая встречи с клеткой-мишенью. Строение вирусов ! Вирусы не имеют клеточного строения! Самые просто устроенные вирусные частицы — вирионы — представляют собой молекулы наследственного материала, заключённые в белковую оболочку. Наследственный материал — это молекулы нуклеиновых кислот, в структуре которых содержится информация о строении вирусной частицы. Оболочку вируса, построенную из белковых молекул, называют капсидом. Некоторые вирусы устроены сложнее: поверх капсида у них есть дополнительная оболочка — суперкапсид. Но и такие вирусы не имеют клеточного строения. Вирусные частицы очень малы Размеры вирусных частиц настолько малы, что их можно увидеть только с помощью электронного микроскопа. Вирусы мельче бактериальных клеток в 10–100 раз.  Рис. 2. Сравнительные размеры красной клетки крови человека (эритроцита), бактерии и разных вирусных частиц . Вирусы очень разнообразны по форме Вирусные частицы имеют разнообразную форму: округлую, вытянутую, палочковидную или даже форму кристалла. Некоторые вирусы имеют белковые хвостовые нити, поверхность других покрыта шипами или выростами сложной формы. 1. Вирусы — генетические элементы, одетые в белковую оболочку и переходящие из одной клетки в другую. 2. У вирусов два основных вида симметрии, спиральная и кубическая. 3. Вирион — отдельная вирусная частица с генетическим материалом в виде ДНК или РНК. Имеет симметричное строение. 4. Капсид — главная белковая оболочка, защищающая вирус от ультрафиолета и действия ферментов нуклеаз, которые разрушают нуклеиновые кислоты. Капсиды имеют многие цепи одного или нескольких типов белков. В состав капсида могут входить не только белки, но и гликопротеины — белки, связанные с углеводами. 5. У некоторых вирусов имеется внешняя оболочка — из липидов, заимствованных из плазмалеммы хозяина. Вирус гриппа имеет наружную оболочку кубического типа симметрии, но при этом спиральный вирион. 9. Наследственная изменчивость. Влияние мутагенов на организм человека. Наследственная (генотипическая) изменчивость проявляется в изменении генотипа особи, поэтому передается при половом размножении потомкам. Наследственная изменчивость обусловлена возникновением разных типов мутаций и их комбинаций в последующих скрещиваниях. В каждой достаточно длительно существующей совокупности особей спонтанно и ненаправленно возникают различные мутации, которые в дальнейшем комбинируются более или менее случайно с уже имеющимися вариантами генов. Виды наследственной изменчивости: комбинативная: обусловленная перекомбинированием генов в результате мейоза и оплодотворения; мутационная: обусловленная возникновением мутаций. Мутационная изменчивость Мутация — это устойчивое и ненаправленное изменение в геноме. Мутация сохраняется неограниченно долго в ряду поколений. Значение мутаций в эволюции огромно — благодаря им возникают новые варианты генов. Говорят, что мутации — это сырой материал эволюции. Мутации носят индивидуальный (каждая мутация в отдельной молекуле ДНК возникает случайно) и ненаправленный характер. Мутации могут как приводить, так и не приводить к изменению признаков и свойств организма. Мутации возникают постоянно на протяжении всего онтогенеза человека. Чем на более раннем этапе развития организма возникнет конкретная мутация, тем большее влияние она может оказать на развитие организма. Мутации делятся на: нейтральные; вредные; полезные. Мутагенез — процесс возникновения мутаций. ! Мутации могут появиться как в соматических, так и в половых клетках! Мутагенами могут быть: химические вещества (кислоты, щелочи и т. п.); температурные воздействия; УФ-излучение; радиация; вирусы. Канцерогены — факторы, повышающие вероятность возникновения злокачественных новообразований (опухолей) в организме животных и человека. По характеру изменения генома различают мутации: генные (точечные) хромосомные геномные 10. Обмен веществ и превращение энергии в клетке. Обмен веществ и энергии, или метаболизм — это совокупность всех химических реакций, происходящих в организме. В процессе метаболизма, поступившие в организм вещества, путём химических изменений превращаются в собственные вещества тканей или в конечные продукты которые выводятся из организма. При этих химических превращениях освобождается и поглощается энергия. Все химические реакции, проходящие в организме, являются ферментативными. В организме осуществляется нервно-гуморальная регуляция метаболизма. В организме динамически уравновешены пластический и энергетический обмен, входящие в состав метаболизма: пластический обмен = анаболизм = ассимиляция — биосинтеза органических веществ, компонентов клеток и тканей; энергетический обмен = катаболизм = диссимиляция — расщепление сложных молекул и компонентов клеток. ФУНКЦИИ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ: Получение энергии для функционирования организма; Получение строительного материала для роста и восстановления организма: синтез белков, нуклеиновых кислот, углеводов, липидов и других клеточных компонентов из полученных с пищей веществ; Запасание питательных веществ на "черный день"; Выведение продуктов метаболизма. 11. Модификационная изменчивость. Фенотипическая изменчивость, её свойства Фенотипическая изменчивость — изменение фенотипа без изменения генотипа; является ненаследственной формой изменчивости. Виды фенотипической изменчивости: сезонная фенотипическая изменчивость: изменения фенотипа, связанные с сезонными явлениями в природе (изменение окраски у зайцев и белок; появление брачного оперения птиц и т.п.); возрастная фенотипическая изменчивость: возрастные изменения организма (поседение волос у человека, изменение формы и размера рогов у косули и т.п.); модификационная изменчивость — изменение фенотипа, вызванное влиянием окружающей среды и не связанное с изменением генотипа; носит адаптивный характер. Отличительные черты модификационной изменчивости: не наследуется; обратима; имеет приспособительный (адаптивный) характер; однотипные изменения всех особей данного вида на определённое изменение среды. Все эти свойства дали основание Чарльзу Дарвину назвать этот тип изменчивости определённой изменчивостью. 12. Фотосинтез, его значение. Космическая роль зелёных растений. Фотосинтез — процесс, при котором в клетках, содержащих хлорофилл, под действием энергии света образуются органические вещества из неорганических. При фотосинтезе растение поглощает углекислый газ и воду, синтезирует органические вещества и выделяет кислород, как побочный продукт фотосинтеза. Процессы фотосинтеза идут в тканях, содержащих хлоропласты, — преимущественно, в листе, на который приходится большая часть процессов фотосинтеза. Такая ткань называется хлоренхима, или мезофилл. Каждый год на нашей планете благодаря фотосинтезу производится около 200 миллиардов тонн кислорода, из которого образуется озоновый слой, защищающий от ультрафиолетовой радиации. Фотосинтез помогает поддерживать состав атмосферы и препятствует увеличению количества углекислого газа. Без растений и кислорода, который они выделяют в процессе фотосинтеза, жизнь на нашей планете была бы просто невозможна. 13. Вид, его критерии. Редкие и исчезающие виды растений и животных, меры их сохранения. Вид— основная единица биологической систематики живых организмов, группа особей с общими морфофизиологическими, биохимическими и поведенческими признаками, способная к взаимному скрещиванию, дающему в ряду поколений плодовитое потомство, закономерно распространённая в пределах определённого ареала и сходно изменяющаяся под влиянием факторов внешней среды. Критерии вида: Морфологический – сходство внешнего и внутреннего строения Генетический – характерный для вида набор хромосом: их число, размеры, форма Физиологический – сходство всех процессов жизнедеятельности, прежде всего размножения Биохимический – сходство белков, обусловленное особенностями ДНК Географический – определённый ареал, занимаемый видом Экологический – совокупность факторов внешней среды, в которых существует вид Чтобы остановить истощение ресурсов и загрязнение планеты, необходимо придерживаться нескольких стратегий: 1) Использование возобновляемых ресурсов и источников энергии (в том числе энергии ветра, солнца, приливов, разложения биомассы и т.п.) Большие надежды возлагаются на новые типы энергетики, такие, как термоядерная энергия, но имеющиеся на сегодняшний день разработки далеки от рентабельности. 2) Переработка отходов и замыкание производственных циклов. Вторичной переработке подлежат многие отходы — стекло, металлы, многие виды пластика, бумага, ткань и т.п. Не забывайте сортировать мусор и сдавать в переработку всё, что возможно. К сожалению, в нашей стране мусор предпочитают сжигать, а не перерабатывать, что приводит к излишней трате энергии и ресурсов. Многие очень ценные материалы, такие, как редкоземельные металлы, используются в производстве современной электроники, в том числе телефонов, планшетов, компьютеров, но с устареванием техники ее выбрасывают, зачастую совершенно исправную, и не используют добытые с такими затратами ценные элементы повторно. Электроника и техника экспортируется развитыми странами в менее развитые, где образует гигантские свалки, являющиеся источниками ядовитых веществ. По мере исчерпания природных источников редких элементов и других ресурсов стоимость их добычи будет возрастать, и может стать рентабельной вторичная переработка технологического и другого мусора. 3) Экономия и энергоэффективность. Ввиду возрастания стоимости энергии и ресурсов появляется стимул для их экономии. Современные здания, предприятия, города проектируются с учетом максимально эффективного использования энергии. Бытовые приборы маркируются латинскими буквами в зависимости от энергоэффективности, и во многих странах неэффективно расходующие энергию приборы и механизмы запрещены. 4) Очистка стоков, минимизация загрязнения среды. На промышленные предприятия, а также автомобильные двигатели накладываются ограничения по максимально возможному количеству вредных выбросов. На предприятиях обязательно должны быть установлены современные очистные сооружения. Необходимо тщательно очищать и канализационные стоки. РАСТЕНИЯ КРАСНОЙ КНИГИ Венерин башмачок настоящий и крупноцветковый Женьшень настоящий Лотос орехоносный Безвременник красивый Кандык сибирский ЖИВОТНЫЕ КРАСНОЙ КНИГИ Амурский тигр Дальневосточный леопард Стерх Русская выхухоль 14. Деление клетки – основа роста, развития и размножения организмов. Митоз. Митоз — это одна из фаз жизненного цикла клетки и механизм нормального роста тканей. Большую часть клеточного цикла занимает интерфаза, в течение которой протекает повседневная клеточная деятельность. Во время интерфазы происходит: рост, синтез белка и других органических веществ клетки, образование новых органелл. Фазы митоза: Профаза (2n4с) — спирализация хромосом, уменьшение их функциональной активности; репликация практически не идёт; разрушение оболочки ядра; образование веретена деления. Метафаза (2n4с) — прикрепление хромосом к нитям веретена деления; спирализация хромосом достигает максимума; хромосомы утрачивают свою функциональную активность, образуют экваториальную (метафазную) пластинку. Анафаза (4n4c) — деление центромер; расхождение по нитям веретена сестринских хромосом. Анафаза заканчивается, когда центромеры достигают полюсов клетки. Телофаза (2n2c) — деспирализация хромосом; образование ядерной оболочки; деление цитоплазмы; между дочерними клетками на экваторе образуется перетяжка. В растительных и грибных клетках в этом месте начинает закладываться клеточная стенка. 15. Учение Ч. Дарвина об эволюции органического мира. Учение Дарвина сводится к следующему: Каждая особь того или иного вида обладает индивидуальностью (изменчивость). Черты индивидуальности (хотя и не все) могут передаваться по наследству (наследственность). Особи производят большее количество потомков, чем доживает до половой зрелости и начала размножения, то есть в природе существует борьба за существование. Преимущество в борьбе за существование остаётся за наиболее приспособленными особями, которые имеют больше шансов оставить после себя потомство (естественный отбор). В результате естественного отбора происходит постепенное усложнение уровней организации жизни и возникновение видов. |