Основы биологии

Билет № 1

1. Клетка — структурная и функциональная единица организмов всех царств живой природы.

Цитология — это наука о клетке.

Клетка была открыта в 1665 году английским ученым Робертом Гуком. Основоположниками клеточной теории были ученые — Маттиас Шлейден, Томас Шванн и Рудольф Вирхов.

Основные положения клеточной теории:

1. Все живые организмы состоят из клеток (исключение вирусы).

2. Клетки сходны по химическому составу, строению и функциям.

3. Все новые клетки образуется путем деления.

Все организмы делятся на одноклеточные и многоклеточные. К одноклеточным относятся простейшие, бактерии, водоросли. К многоклеточным относятся животные, растения, грибы.

Клетки делятся на прокариоты и эукариоты.

Прокариотическая клетка не имеет оформленного ядра. Ее кольцевая хромосома (ДНК) лежит в цитоплазме. Клетки прокариот имеют мало органоидов, мембранных органелл нет. Цитоплазма неподвижна, т. к. нет микротрубочек. К прокариотам относятся бактерии и сине-зеленые водоросли.

Эукариотическая клетка имеет оформленное ядро, в котором находятся хромосомы — линейные молекулы ДНК, связанные с белками, в цитоплазме расположены различные мембранные органеллы. К эукариотам относят растения, животные и грибы.

Особенности строения клеток растений, животных и грибов.

Растительные клетки отличаются наличием клеточной стенки из целлюлозы. Имеют пластиды и вакуоли. Запасным углеводом является крахмал.

Животные клетки имеют клеточный центр. Запасным углеводом является гликоген.

Клетки грибов имеют клеточную стенку, содержащая хитин. Запасным углеводом является гликоген.

Строение клетки:

Любая клетка состоит из оболочки, цитоплазмы и органоидов.

1. Плазматическая мембрана — основа клеточной оболочки, которая ограничивает внутреннее содержимое клетки от внешней среды. Клеточная стенка у растений и грибов.

2. Цитоплазма — это внутреннее содержимое клетки. В нее погружены все органоиды.

3. Органоиды — постоянные компоненты клетки, которые выполняют определенные функции. Органоиды бывают немембранные (рибосомы, клеточный центр, реснички и жгутики), одномембранные (ЭПС, аппарат гольджи, лизосомы, вакуоли) и двумембранные (ядро, митохондрия, пластиды).

Немембранные органоиды:

Рибосомы — небольшие органоиды, состоящие из двух субъединиц — большой и малой. В состав субъединиц входят РНК и белок. Рибосомы находятся на шероховатой ЭПС, в митохондриях и пластидах. Функция рибосом — синтез белка.

Клеточный центр — органоид, который встречается только в животных клетках. Состоит из двух центриолей и лучистой сферы. Функция — участвует в процессе деления наследственного материала клетки.

Реснички и жгутики — органоиды движения, которые представляют собой своеобразные выросты цитоплазмы клетки.

Одномембранные органоиды:

Эндоплазматическая сеть — органоид, представляет собой сеть мембранных каналов и полостей. Два вида ЭПС — шероховатая и гладкая. Шероховатая ЭПС несет рибосомы. Функция — синтез белка. Гладкая ЭПС не несет рибосомы. Функция — синтез липидов и углеводов, образование лизосом, транспорт и запасание веществ.

Аппарат Гольджи — органоид, который образован системой канальцев, везикулой и полостей. Функция — модификация белков, которые поступают из ЭПС, образование лизосом, транспорт веществ.

Лизосомы — пузырьки, содержащие ферменты, участвуют во внутриклеточном пищеварении. Функция — расщепляют органические вещества и разрушают отмершие органоиды клетки.

Вакуоли — пузырьки, наполненные жидкостью. Характерны только для растительных клеток. Содержимое в вакуолях — клеточный сок. Функция — накопление органических веществ.

Двумембранные органоиды:

Митохондрия — органоиды овальной формы. Наружная мембрана митохондрий гладкая, а внутренняя имеет выросты — кристы. Матрикс — основное вещество митохондрий. Есть собственный ДНК. Функция — синтез АТФ.

Пластиды — органоиды, характерные только для растительных клеток. Внутреннее пространство пластид заполнено стромой. В строме находится пузырьки — тилакоиды, которые собраны в стопки — граны. Имеет собственный ДНК. Бывает 3 вида: хлоропласты, хромопласты, лейкопласты. Хлоропласты — зеленные пластиды. Функция — фотосинтез. Хромопласты — желтые, красные и оранжевые пластиды. Функция — придает лепесткам и плодам цветную окраску. Лейкопласты — бесцветные пластиды. Функция — накапливание крахмала и белков.

Ядро — крупный шаровидный органоид. В состав ядра входят ядерная оболочка и кариоплазма, содержащая хромосомы, ядрышко. Функции ядра — хранение и передача наследственной информации.

2. Решить задачу на анализирующее скрещивание.

Генотип одного из родителей известен, так как он рецессивный. Генотип другого родителя неизвестен, он может быть Аа или АА. Определяем неизвестный генотип. Если в потомстве соотношение доминантных и рецессивных особей по фенотипу будет равным 1:1, значит, неизвестный генотип будет гетерозиготным — Аа, а при единообразном поколении генотип будет гомозиготным — АА.

Билет № 2

клетка немембранный модификационный

1. Основные положения клеточной теории, ее значение.

1. М. Шлейден и Т. Шванн — создатели клеточной теории (1838).

Основные положения клеточной теории:

1. Все живые организмы состоят из клеток (исключение вирусы).

2. Клетки сходны по химическому составу, строению и функциям.

3. Все новые клетки образуется путем деления.

Значение клеточной теории: сходство строения, химического состава, жизнедеятельности, клеточного строения организмов — это доказательства родства организмов всех царств живой природы, общности их происхождения, единства органического мира.

2. Модификационная изменчивость, ее значение в жизни организма. Сравнить два комнатных растения одного вида и выявить у них различия по фенотипу.

Изменчивость — свойство организмов приобретать новые признаки в течении жизни.

Ее делят на наследственную (генотипическую) и ненаследственную (модификационную).

Модификационная изменчивость — изменчивость организмов, возникающая под влиянием внешней среды и которая не затрагивает генотип.

Нормы реакции — пределы модификационной изменчивости признака; пределы, в которых может изменяться признак.

Широкая норма реакции — большие изменения признаков, например, надоев молока у коров, коз, массы животных.

Узкая норма реакции — небольшие изменения признаков, например, жирности молока, окраски шерсти.

Признаки модификационной изменчивости: качественные и количественные.

Качественные признаки — зависят от температуры, климата. Примеры: окраска шерсти животных, окраска цветков и плодов у растений. Имеет узкий предел изменчивости, поскольку являются жизненно важными (окраска животных играет защитную роль, окрашенный венчик цветка привлекает насекомых-опылителей).

Количественные признаки — зависят от влияния условий среды, от правильности кормления. Примеры: масса животного, величина удоя у крупного рогатого скота, размеры листьев многих растений и т. д. Они изменяются в довольно широких пределах. Но такие количественные признаки, как размеры сердца и мозга, имеют узкую норму реакции.

Значение:

1. Значение для организма — помогает приспосабливаться к изменению условий окружающей среды.

2. Значение для вида — помогает особям выжить в различных условиях.

Сравнение комнатных растений: Надо исходить из того, что каждый сорт имеет свой генотип. Значит, один сорт отличается от другого и по фенотипу (длина растения, размер листьев, окраска, остистость или ее отсутствие). Причины различий по фенотипу: различия в генотипе, в условиях выращивания, вызывающих модификационные изменения.

Билет № 3

1. Химический состав клетки. Роль воды и неорганических веществ в жизнедеятельности клетки.

Химический состав клеток растений и животных весьма сходен, что говорит о единстве их происхождения. В клетках обнаружено более 80 химических элементов.

Химические элементы, имеющиеся в клетке, делят на 3 большие группы: макроэлементы, мезоэлементы, микроэлементы.

К макроэлементы относятся углерод, кислород, водород и азот. Мезоэлементы — это сера, фосфор, калий, кальций, железо. Микроэлементы — цинк, йод, медь, марганец и другие.

Биологически важные химические элементы клетки:

Азот — структурный компонент белков и НК.

Водород — входит в состав воды и всех биологических соединений.

Магний — активирует работу многих ферментов; структурный компонент хлорофилла.

Кальций — основной компонент костей и зубов.

Железо — входит в гемоглобин.

Йод — входит в состав гормона щитовидной железы.

Вещества клетки делят на органические (белки, нуклеиновые кислоты, липиды, углеводы, АТФ) и неорганические (вода и минеральные соли).

Вода составляет до 80% массы клетки, играет важную роль:

· вода в клетке является растворителем

· переносит питательные вещества;

· с водой происходит удаление из организма вредных веществ;

· большая теплоемкость воды;

· испарение воды способствует охлаждению животных и растений.

· придает клетке упругость.

Минеральные вещества:

· участвуют в поддержании гомеостаза, регулируя поступление воды в клетку;

· калий и натрий обеспечивают перенос веществ через мембрану и участвуют в возникновении и проведении нервного импульса.

· минеральные соли, в первую очередь, фосфаты и карбонаты кальция, придают твердость костной ткани.

2.Решить задачу на генетику крови человека.

Билет № 4

1. Белки, их роль в организме.

Белок — органические вещества, встречающие во всех клетках, которые состоят из мономеров.

Белок — высокомолекулярный непериодический полимер.

Мономером является аминокислота (20).

Аминокислоты содержат аминогруппу, карбоксильную группу и радикал. Соединяются аминокислоты между собой с образованием пептидной связи. Белки чрезвычайно разнообразны, например, в организме человека их свыше 10 млн.

Разнообразие белков зависит от:

1. разной последовательности АК

2. от размера

3. от состава

Структуры белка:

Первичная структура белка — последовательность аминокислот, соединенных пептидной связью (линейная структура).

Вторичная структура белка — спиралевидная структура.

Третичная структура белка — глобула (клубочковидная структура).

Четвертичная структура белка — состоит из нескольких глобул. Характерна для гемоглобина и хлорофилла.

Свойства белков:

1. Комплементарность: способность белка по форме подходить к какому-нибудь другому веществу как ключ к замку.

2. Денатурация: нарушение естественной структуры белка (температура, кислотность, соленость, присоединение других веществ и т. п.). Примеры денатурации: изменение свойств белка при варке яиц, переход белка из жидкого состояния в твердое.

3. Ренатурация — восстановление структуры белка, если не была нарушена первичная структура.

Функции белка:

1. Строительная: образование всех клеточных мембран

2. Каталитическая: белки — катализаторы; ускоряют химические реакции

3. Двигательная: актин и миозин входят в состав мышечных волокон.

4. Транспортная: перенос веществ к различным тканям и органам тела (гемоглобин — белок, входит в состав эритроцитов)

5. Защитная: антитела, фибриноген, тромбин — белки, участвующие в выработке иммунитета и свертывании крови;

6. Энергетическая: участвуют в реакциях пластического обмена для построения новых белков.

7. Регуляторная: роль гормона инсулина в регуляции содержания сахара в крови.

8. Запасающая: накопление белков в организме в качестве запасных питательных веществ, например в яйце, молоке, семенах растений.

2. Биологическое значение размножения организмов. Способы размножения. Укажите способы размножения следующих растений: пшеницы, картофеля, малины.

Размножение — воспроизведение себе подобных, которая обеспечивает продолжение существования вида. В основе размножения лежит генетическая информация, зашифрованная в ДНК.

Размножение может быть бесполое, вегетативное и половое.

Бесполое размножение — без участия половых клеток, большим количеством потомков, похожих на родителей.

Способы бесполого размножения

1) Деление клетки (бактерии).

2) Спорообразование

· Споры грибов и растений служат для размножения.

· Споры бактерий служат для переживания неблагоприятных условий и расселения (ветром).

3)Синзогония — образование клеток малярийного плазмодия в эритроцитах человека.

Вегетативное размножение - размножение с помощью вегетативных органов:

1) Почкование: дочерние особи формируются из выростов тела материнского организма (гидра, дрожжи).

2) Фрагментация: размножение частями тела (дождевой, кольчатый червь, ящерица).

3) Частями вегетативных органов:

ь корнями — малина ь листьями — фиалка ь видоизмененными побегами:

· луковицами (лук)

· корневищем (пырей)

· клубнем (картофель)

· усами (земляника)

· черенками (малина)

Половое размножение — с участием гамет (половых клеток).

Способы полового размножения:

1) Слияние гамет (сингалия).

2) Гермафродитизм — половые клетки находится в одном организме (дождевой червь, улитки)

3) Партеногенез: развитие из неоплодотворенной яйцеклетки (у тлей, дафний, пчелиных трутней).

Пшеница — половое (семенами)

Картофель — вегетативно (видоизмененный побег — клубнем); половое (семенами)

Малина — вегетативно (видоизмененный побег — корнем); половое (семенами); видоизмененный побег — черенками;

Билет № 5

1.Углеводы и жиры, их роль в организме.

Углеводы — органические вещества, состоящие из углерода, водорода и кислорода.

Общая формула —

Группы углеводов:

1.Моносахариды — простые углеводы, содержат одну молекулу сахара.

К моносахаридам относят: глюкоза, фруктоза, галактоза и др.

2.Дисахариды — содержат 2 молекулы сахара.

К дисахаридам относят: сахароза, лактоза и др.

3.Полисахариды — содержат несколько молекул сахара.

К полисахаридам относят: крахмал, целлюлоза и др.

Функции углеводов:

1. Запасающая. Примеры: накопление крахмала в клетках клубней картофеля, корневищ многих растений; накопление в клетках печени гликогена;

2. Структурная. Пример: наличие клеточной стенки, состоящей из целлюлозы и играющей роль наружного скелета у растений.

3. Энергетическая — способность молекул углеводов окисляться до углекислого газа и воды;

Жиры — сложное вещество, состоящее из глицерина и жирных кислот.

К липидам относят стероиды, терпены, фосфолипиды. Не растворимы в воде.

Функции жиров:

1. Энергетическая. Способность окисляться до углекислого газа и воды с освобождением энергии;

2. Структурная. Жиры входят в состав плазматической мембраны;

3. Запасающая. Способность жиров накапливаться в подкожной жировой клетчатке у животных, в семенах некоторых растений (подсолнечник, кукуруза и др.);

4. Терморегуляционная. Защита организма от охлаждения у ряда животных — тюленей, моржей, китов, медведей и др.;

5. Защитная. У животных защита организма от механических повреждений.

2. Анаболизм. Реализация наследственной информации — биосинтез белка.

Обмен веществ (метаболизм) — это совокупность всех химических реакций, которые происходят в организме. Метаболизм состоит из 2 групп: катаболизм (энергетический обмен) и анаболизм (пластический обмен).

Пластический обмен (анаболизм) (биосинтез) — это когда из простых веществ с затратой энергии образуются (синтезируются) более сложные.

Биосинтез — это процесс образования органических веществ из более простых соединений, протекающие в живых клетках с участием белков-ферментов.

Информация о первичной структуре белковой молекулы содержится в ДНК, которая находится в ядре эукариотических клетках. Одна цепочка — нить ДНК может содержать информацию о многих белках. Ген — участок ДНК, несущий информацию о строении одного белка. В молекуле ДНК записан код о последовательности аминокислот в белке в виде определенной последовательности нуклеотидов. При этом каждой аминокислоте в будущей белковой молекуле соответствует участок из трех нуклеотидов (триплет) в молекуле ДНК.

Биосинтез белка состоит из двух этапов:

1.Транскрипция — это переписывание генетической информации на иРНК (процесс происходит в ядре клетки)

2.Трансляция — процесс сборки молекулы белка (процесс происходит в цитоплазме клетки на рибосомах)

Процесс транскрипции:

Специальный фермент находит ген и раскручивает участок двойной спирали ДНК. Фермент перемещается вдоль цепи ДНК и строит цепь иРНК в соответствии с принципом комплементарности. По мере движения фермента растущая цепь иРНК матрицы отходит от молекулы, а двойная цепь ДНК восстанавливается. Когда фермент достигает конца копирования участка, т. е. доходит до участка, называемого стоп-кодоном (кодон — триплеты иРНК), молекула иРНК отделяется от матрицы, т. е. от молекулы ДНК.

Процесс трансляции:

Образовавшиеся иРНК выходят из ядра через поры и оправляются к рибосомам. Рибосомы — сборочный аппарат. Рибосома скользит по иРНК и выстраивает из определенных аминокислот длинную полимерную цепь белка. Аминокислоты доставляются к рибосомам с помощью тРНК. Для каждой аминокислоты требуется своя тРНК, соответствующая определенному триплету иРНК (кодону) в молекуле тРНК, которая имеет форму «клеверного листа». У нее есть участок, к которой присоединяется аминокислота и другой триплетный антикодон (антикодон — триплет нуклеотидов на верхушке тРНК), который связывается с комплементарным кодоном в молекуле иРНК. Таким образом, цепочка иРНК обеспечивает определенную последовательность аминокислот в цепочке молекулы белка. Время жизни иРНК колеблется от 2 минут до нескольких дней. Затем иРНК разрушается под действием ферментов, а нуклеотиды используются для синтеза новой молекулы иРНК.

Таким образом, клетка контролирует количество синтезируемых белков и их тип.

Билет № 6

1. Деление клеток — основа размножения и роста организмов. Роль ядра и хромосом в делении клеток. Митоз и его значение.

Ядро и расположенные в них хромосомы с генами — носители наследственной информации о признаках клетки и организма. Хромосомы, в которых содержатся молекулы ДНК, играют важную роль в процессах клеточного деления, поскольку обеспечивают хранение и передачу генетической информации от одного поколения к другому.

Жизненный цикл клетки — промежуток времени от появления клетки в результате деления до ее разделения или гибели.

У эукариотических клеток ЖЦК делится на две основные стадии: интерфазу и митоз.

Интерфаза — период перед делением клетки.

В этот период в клетке удваиваются хромосомы, удваиваются органоиды клетки, накапливается энергия. В интерфазе происходит синтез белков, липидов, углеводов, АТФ.

Митоз — непрямое деление соматических клеток.

Фазы митоза:

1) Профаза — спирализация хромосом, исчезновение ядерной оболочки, формируется веретено деление.

2) Метафаза — хромосомы находятся по экватору клетки.

3) Анафаза — нити веретена деления сокращается, растягивают хромосомы к разным полюсам.

4) Телофаза — вокруг хромосом образуется ядерная оболочка, хромосомы раскручиваются, образуется две клетки.

Значение митоза:

1. образование из материнской двух дочерних клеток с таким же набором хромосом.

2. рост организма и замена умерших клеток.

3. регенерация утраченных частей (гидра, планария, у ящериц хвост)

2. Решить задачу на независимое наследование при дигибридном скрещивании.

При решении задачи надо учитывать, что в соматических клетках родителей и потомства за формирование двух признаков должно отвечать четыре гена, например АаВв, а в половых клетках два гена, например АВ. Если неаллельные гены А и В, а и в расположены в разных хромосомах, то они наследуются независимо. Наследование гена А не зависит от наследования гена В, поэтому соотношение расщепления по каждому признаку будет равно 3.1.

Билет № 7

1. Фотосинтез. Космическая роль растений.

Фотосинтез — процесс образования органических веществ из углекислого газа и воды при участии энергии солнечного света. Суммарное уравнение фотосинтеза:

Зеленый цвет растений — это цвет химического вещества хлорофилла, который находится в пластидах клетки в хлоропластах. Это вещество играет в фотосинтезе главную роль. Процесс фотосинтеза многоступенчатый. Он запускается, когда на молекулу хлорофилла попадает частица света. В процессе фотосинтеза выделяют две фазы. Световая фаза идет только на свету и более длительная, темновая, в свете не нуждается. В световой фазе выделяется кислород, образуется энергия, в темновой фазе синтезируется углевод (глюкоза).

Значение фотосинтеза:

1. Воздух обогащается О2, поглощает СО2.

2. Дает пищу (энергию) для живого.

2. Решить задачу на наследование гемофилии.

Надо исходить из того, что гемофилия — рецессивный признак, ген гемофилии (h), ген нормальной свертываемости крови (H) находятся в Х-хромосоме. У женщин заболевание проявляется в случае, когда в обеих Х-хромосомах находятся гены гемофилии. У мужчин всего одна Х хромосома, содержание гена гемофилии в ней говорит о заболевании организма.

Билет № 8

1. Мейоз, его значение, отличие от митоза. Набор хромосом в гаметах и соматических клетках.

Клетки многоклеточных организмов можно разделить на соматические и половые. Соматические клетки — все клетки тела. Набор хромосом в соматических клетках называют диплоидным. У человека набор хромосом — 46.

Половые клетки — служат для полового размножения. Набор хромосом в половых клетках называют гаплоидным. У человека набор хромосом — 23.

Мейоз — деление половых клеток (гамет), при котором число хромосом становится гаплоидным.

Этапы мейоза: интерфаза, мейоз 1, мейоз 2.

Интерфаза — период перед делением клетки. В этот период в клетке удваиваются хромосомы, органоиды клетки, накапливается энергия. В интерфазе происходит синтез белков, липидов, углеводов, АТФ.

Мейоз 1:

Профаза 1 — удвоенные гомологичные хромосомы сближаются друг с другом (конъюгация), затем обмениваются участками между гомологичными хромосомами (кроссинговер), после начинают расходиться.

Метафаза 1 — расположение пар гомологичных хромосом на экваторе.

Анафаза 1 — гомологичные хромосомы (каждая из двух хроматид) расходятся к полюсам клетки.

Телофаза 1 — формирование ядерной оболочки. Образование двух клеток.

Мейоз 2:

Профаза 2 — спирализация хромосом, исчезновение ядерной оболочки, формируется веретено деление.

Метафаза 2 — хромосомы располагаются по экватору клетки.

Анафаза 2 — расхождение хроматид к полюсам клетки.

Телофаза 2 — формирование ядерной оболочки. Образование четырех гаплоидных клеток.

Значение мейоза: поддержание постоянного числа хромосом при наличии полового процесса, многообразие генетического материала.

Отличие митоза и мейоза:

2. Дайте сравнительную характеристику растительной и животной клеток.

Билет № 9

1. Индивидуальное развитие организмов. Эмбриональное развитие животных (на примере ланцетника).

Онтогенез — процесс индивидуального развития организма от зарождения до смерти. Он делится на 2 периода: эмбриональный и постэмбриональный.

Эмбриональный период — период жизни организма с момента образования зиготы до рождения или выхода зародыша из яйца.

Этапы эмбрионального развития (на примере ланцетника):

1) дробление — многократное деление зиготы путем митоза. Образование множества мелких клеток (при этом они не растут), а затем шара с полостью внутри — бластулы, равной по размерам зиготе;

2) образование гаструлы — двухслойного зародыша с наружным слоем клеток (эктодермой) и внутренним (энтодермой).

3) образование трехслойного зародыша, появление третьего, среднего слоя клеток — мезодермы, завершение образования трех зародышевых листков;

4) закладка отдельных органов — нейрула, появление органов — органогенез;

Органы, формирующиеся из зародышевых листков.

2. Рассмотреть готовый микропрепарат растительной клетки. Назвать ее основные части и их функции.

Надо приготовить микроскоп к работе: положить микропрепарат, осветить поле зрения микроскопа, найти клетку, ее оболочку, цитоплазму, ядро, вакуоли, хлоропласты. Оболочка придает клетке форму и защищает ее от внешнего воздействия. Цитоплазма обеспечивает связь между ядром и органоидами, которые в ней располагаются. В хлоропластах на мембранах гран расположены молекулы хлорофилла, который поглощает и использует энергию солнечного света в процессе фотосинтеза. В ядре находятся хромосомы, с помощью которых осуществляется передача наследственной информации от клетки к клетке. Вакуоли содержат клеточный сок, продукты обмена, способствуют поступлению воды в клетку

Билет № 10

1. Правило единообразия гибридов первого поколения. Наследование доминантных и рецессивных признаков. Генотип и фенотип. Закон расщепления признаков во втором поколении.

Правило единообразия гибридов первого поколения — при скрещивании двух гомозиготных организмов, различающихся по одному признаку (желтый и зеленый горох), все потомство гибридов первого поколения будет единообразным, похожим на одного из родителей (желтый горох).

Признак, проявляющийся у первого поколения и преобладающий развитие другого признака, был назван доминантным, а противоположный, т, е. подавляемый признак — рецессивным.

Закон расщепления признаков во втором поколении: при скрещивании двух потомков первого поколения между собой (двух гетерозиготных особей) во втором поколении наблюдается расщепление в определенном числовом соотношении: по фенотипу 3:1, по генотипу — 1:2:1.

2. Биологические полимеры. Нуклеиновые кислоты — РНК

Биополимеры — высокомолекулярные соединения сложные по строению. К биополимерам относятся: белки, нуклеиновые кислоты и полисахариды.

Нуклеиновые кислоты — высокомолекулярные органические соединения, образованные остатками нуклеотидов.

2 типа нуклеиновых кислот — дезоксирибонуклеиновые (ДНК) и рибонуклеиновые (РНК).

Строение РНК: азотистое основание (А, Г, Ц, У) — рибоза — остаток фосфорной кислоты.

3 вида РНК:

1. иРНК — считывает информацию с ДНК.

2. рРНК — входит в состав рибосом.

3. тРНК — кодирует и переносит аминокислоты к месту синтеза белка (на рибосомы).

РНК находится в ядре, митохондрии, рибосомах, цитоплазме, хлоропласте.

У РНК одинарная цепь.

Функции РНК: участие в биосинтезе белка.

Билет № 11

1.Послезародышевое развитие: прямое и непрямое.

Онтогенез — процесс индивидуального развития организма от зарождения до смерти. Он делится на 2 периода: эмбриональный и постэмбриональный.

Постэмбриональный период развития — период от рождения или выхода зародыша из яйца до смерти. Постэмбриональное развитие подразделяется на — прямое и непрямое развитие:

1. Прямое развитие — рождение потомства, которое внешне похоже на взрослую особь. У человека бывает: дорепродуктивный период (рост, развитие, половое созревание), репродуктивный период (стадия зрелости), пострепродуктивный период (стадия старости).

Примеры: человек, птицы, млекопитающие, пресмыкающие (черепахи, крокодилы), рыбы.

2. Непрямое развитие (у насекомых) — рождение потомства с превращением. Бывает полное превращение и неполное превращение.

Полное превращение: яйцо — личинка (гусеница) — куколка — взрослая особь (имаго).

Примеры: бабочки, жуки, мухи, пчелы.

Неполное превращение: яйцо — личинка — взрослая особь (имаго).

Примеры: саранча, кузнечик.

2. Решить задачу на определение аминокислот в молекуле белка с использованием таблицы генетического кода.

Надо учитывать, что синтез молекулы белка происходит на матрице иРНК. Тройки нуклеотидов — триплеты в иРНК кодируют определенные аминокислоты. Отрезок молекулы иРНК следует разделить на триплеты, найти в таблице генетического кода кодируемые ими аминокислоты и записать под триплетами иРНК, а затем соединить аминокислоты между собой. Получим отрезок молекулы белка.

Билет № 12

1. Наследственная изменчивость, ее виды. Виды мутаций, их причины. Роль мутаций в эволюции органического мира и селекции.

Наследственная изменчивость — изменчивость организмов, которая закрепляется в генотипе и передается потомкам. Наследственная изменчивость делится на генотипическая и цитоплазматическая.

Цитоплазматическая изменчивость — изменения в ДНК и РНК в пластидах и митохондриях.

Генотипическая изменчивость — изменения в генотипе. Она подразделяется на комбинативную и мутационную.

Комбинативная изменчивость — возникает при перекомбинации (перемешивании) генов отца и матери. Причины перекомбинации генов — перекрест и обмен участками гомологичных хромосом.

Мутационная изменчивость — форма изменчивости, вызванная мутациями.

Мутация — случайно-возникшие стойкие изменения в генотипе.

Виды мутаций:

1. Генные мутации — изменения генов в результате замены азотистых оснований в структуре ДНК.

Примеры: гемофилия, дальтонизм, анемия и др.

2. Хромосомные мутации — изменения в структуре хромосом.

Примеры: альбинизм.

3. Геномные мутации — изменения всего набора.

Причины мутаций: излучение; окружающая среда, ультрафиолетовые лучи, лекарственные препараты;

Роль мутаций в эволюции: изучение происхождения; выведение новых сортов полиплоидов; мутация является резервом для эволюции.

2.Дайте сравнительную характеристику прокариотам и эукариотам.

Билет № 13

1. Половые хромосомы и аутосомы. Сцепленное с полом наследование.

В клетках организмов содержится двойной набор гомологичных хромосом, которые называют аутосомами, и две половые хромосомы.

У женщин в каждой клетке тела 44 аутосомы и две половые хромосомы ХХ, у мужчины — те же 44 аутосомы и две половые хромосомы Х и У. Если при оплодотворении яйцеклетка встретится со сперматозоидом, содержащим Х хромосому, то появится зародыш женского пола, а если со сперматозоидом, содержащим У хромосому, то образуется зародыш мужского пола. Определение пола у человека зависит от отсутствия или наличия У хромосомы в сперматозоиде, оплодотворяющую яйцеклетку.

Половые хромосомы Х и У содержат большое количество генов, определяющих наследование целого ряда признаков. Признаки, определяемые генами, находящимися в половых хромосомах называют сцепленным с полом. Примерами являются рецессивные признаки гемофилии и дальтонизма, которые в основном проявляются у мужчин, т.к. в У хромосоме нет аллельных генов. Женщины болеют такими болезнями только в том случае, если и от отца и от матери они получили такие признаки. Такие болезни, как гипертрихоз и облысение проявляются только у мужчин, т.к. эти болезни наследуется только в У хромосоме, поэтому женщины не могут болеть.

2. Обмен веществ и энергии в клетке.

Обмен веществ (метаболизм) — это совокупность всех химических реакций, которые происходят в организме. Метаболизм состоит из 2 групп: катаболизм (энергетический обмен) и анаболизм (пластический обмен).

Энергетический обмен (катаболизм) (распад, дыхание) — это когда сложные вещества распадаются (окисляются) до более простых, и при этом выделяется энергия, необходимая для жизнедеятельности.

Этапы энергетического обмена:

1) Подготовительный этап

Происходит в пищеварительной системе. Полученные с пищей БЖУН разлагаются до простых органических веществ (аминокислот, глюкоз и т. п.). Энергия, которая при этом выделяется, рассеивается в виде тепла (АТФ не образуется).

2) Бескислородный (анаэробный гликолиз)

Происходит в цитоплазме. Кислород не требуется. Глюкоза окисляется до двух молекул пировиноградной кислоты (ПВК), при этом образуется 4 атома водорода на переносчиках НАДах и энергия на 2 АТФ.

3)Кислородный (аэробный гликолиз)

Кислородное дыхание происходит в митохондриях, ПВК окисляется до углекислого газа, водороды — до воды, образуется 36 АТФ).

Билет № 14

1. Вирусы — неклеточная форма жизни, особенности их строения и функционирования. Вирусы — возбудители опасных заболеваний.

1.Вирус — внутриклеточный паразит, состоит из ДНК или РНК, заключенные в защитную белковую оболочку капсид.

2.Классификация вирусов:

— по составу: ДНК-содержащие (оспа, герпес); РНК-содержащие «ретровирусы» (грипп, краснуха, ВИЧ, бешенство)

— по строению: простые (вирус табачной мозаики); сложные (грипп, ВИЧ)

3.Этапы жизнедеятельности вируса:

1) прикрепление к клетке; 2) растворение ее оболочки или мембраны; 3) проникновение внутрь клетки, 4) синтез вирусных белков 5) гибель клетки и выход вирусов наружу;

Вирусные заболевания:

— человека (черная оспа, ветряная оспа, грипп, герпес, бешенство, энцефалит, гепатит, СПИД, астма, воспаление легких)

— животных (ящур, бешенство, чума)

— растений (мозаика, карликовость, скручивание листьев)

2. Наследственные заболевания человека, их предупреждение.

Причины наследственных заболеваний — дефекты в генетическом аппарате (мутация)

Наследственные заболевания бывают 3 вида:

1) Генные заболевания: изменение последовательности нуклеотидов в ДНК.

Примеры: прогерия (рак старения), гипертрихоз и др.

2) Хромосомные заболевания: нарушение структур хромосом:

Примеры: Синдром Дауна (21), Синдром Эдвардса (18).

3) Тератогенные заболевания: окружающая среда, наркотики, лекарственные препараты Примеры: отставание в развитии, врожденные пороки сердца;

Предупреждение наследственных заболеваний:

а) медико-генетическая консультация б) обследование будущих родителей; не родившего ребенка

Билет № 15

1. Основные методы селекции растений: гибридизация и отбор. Понятие о гетерозисе, полиплоидии.

Селекция — наука о создании новых и улучшении существующих пород домашних животных и культурных растений, а также штаммов микроорганизмов.

Основными методами селекции растений относят гибридизация и отбор.

Отбор:

1. Искусственный отбор:

Массовый отбор для перекрестноопыляемых растений (рожь, кукуруза, подсолнечник). Результаты отбора неустойчивы в силу случайного перекрестного опыления.

Индивидуальный отбор для самоопыляемых растений (пшеницы, ячменя, гороха). Потомство от одной особи является гомозиготным и называется чистой линией.

2. Естественный отбор играет определяющую роль, так как на любое растение в течение всей его жизни действует целый комплекс факторов окружающей среды.

Гибридизация:

1. Инбридинг (близкородственное скрещивание) используют при самоопылении перекрестноопыляемых растений (например, для получения линий кукурузы). Инбридинг приводит к «депрессии», поскольку рецессивные неблагоприятные гены переходят в гомозиготное состояние!

2. Аутбридинг (неродственное скрещивание) — скрещивание особей одной или разных сортов, направленное на поддержание или улучшение признака сорта. Метод аутбридинга используется для получения эффекта гетерозиса.

Гетерозис — явление, при котором гибридные особи превосходят родительские формы. У гетерозиса повышенная жизнеспособность и продуктивность гибридов первого поколения.

Полиплоиды — растения, у которых произошло увеличение хромосомного набора. У растений полиплоиды обладают большей массой вегетативных органов, имеют более крупные плоды и семена. Естественные полиплоиды — пшеница, картофель и др., выведены сорта полиплоидной гречихи, сахарной свеклы.

2. Решить задачу на сцепленное с полом наследование.

Надо учитывать, что наследование признаков, контролируемых генами, расположенными в Х-хромосоме, будет происходить иначе, чем контролируемых генами, находящимися в аутосомах. Например, наследование гена гемофилии связано с Х-хромосомой, в которой он расположен. Доминантный ген Н обеспечивает свертываемость крови, а рецессивный ген h — несвертываемость. Если женщина имеет в клетках два гена hh, то у нее проявляется болезнь, если Hh — болезнь не проявляется, но она является носителем гена гемофилии. У мужчин гемофилия проявляется при наличии одного гена h, так как у него всего одна Х-хромосома.

Билет № 16

1. Основные методы селекции животных.

Селекция — наука о создании новых и улучшении существующих пород домашних животных и культурных растений, а также штаммов микроорганизмов.

Особенности селекции животных:

1. Характерно половое размножение.

2. Количество особей в потомстве невелико.

3. Затруднительно выведение чистых линий, т.к. животные не способны к самооплодотворению.

Методы селекции животных:

1. Индивидуальный отбор — выделение отдельной особи с нужным признаком.

2. Гибридизация:

Межвидовая гибридизация (проявление гетерозиса): гибридизация особей, принадлежащих к разным видам, родам, с целью объединения у гибридов ценных наследственных признаков:

Кобыла Ч осел? мул; осел Ч зебра? зеброид; собаковолк;

Межвидовые гибриды животных чаще всего бывают бесплодными.

Внутривидовая гибридизация:

Аутбридинг (неродственное скрещивание) — между одной или разными породами Примеры: восточно-европейская овчарка, немецкая овчарка, шотландская овчарка (колли)

Инбридинг (близкородственное скрещивание) - приводят к ослаблению животных, понижение устойчивости, заболеваемость.

2. Дигибридное скрещивание. 3 закон Менделя.

Дигибридное скрещивание — скрещивание организмов, отличающихся двумя признаками.

Мендель скрестил чистую линию желтого гладкого гороха с чистой линией зеленого морщинистого. Все потомство получилось желтым гладким.

P AABB x aabb

G (AB) (ab)

F1 AaBb

Мендель дал этому потомству самоопыляться. В потомстве второго поколения получилось расщепление 9:3:3:1.

P AaBb x AaBb

G (AB) (AB)

(Ab) (Ab)

(aB) (aB)

(ab) (ab)

9 A_B_ желтые гладкие

3 A_bb желтые морщинистые

3 aaB_ зеленые гладкие

1 aabb зеленые морщинистые

Третий закон Менделя (закон независимого наследования): расщепление по каждой паре признаков происходит независимо от других пар признаков.

Билет № 17

1. Селекция микроорганизмов. Биотехнология.

Селекция — наука о создании новых и улучшении существующих пород домашних животных и культурных растений, а также штаммов микроорганизмов.

Микроорганизмы — мельчайшие организмы, различаемые только под микроскопом.

Микроорганизмы:

1) бактерии: туберкулез, холера, чума

2) вирусы: грипп, ОРЗ, СПИД

3) грибы: себорея, парша

4) простейшие: дизентерия, лямбиоз

5) цианобактерии

Использование микроорганизмов:

1. Новые методы продления срока годности кисломолочных продуктов.

2. Получение вакцин, антибиотиков, лекарств.

3. Получение бактериальных удобрений.

4. Использование в промышленности (ароматизаторы)

Особенности селекции микроорганизмов:

1. Неограниченное количество материала

2. Мало генов и хромосом

3. Высокая степень выживаемости

Методы селекции микроорганизмов:

1. Искусственный мутагенез

2. Молекулярная гибридизация

3. Искусственный отбор

Биотехнология — наука, которая использует живые клетки и биологические процессы для получения вещества, которые необходимы человеку.

1. Генная инженерия: перенос ДНК одного организма к другому (инсулин, гормоны роста и др.)

2. Клеточная инженерия: выращивание новых клеток и тканей

3. Биологическая инженерия

2. Сцепленное наследование генов. Хромосомная теория наследственности

Гены, локализованные в одной хромосоме, оказываются сцепленными, т. е. наследуются преимущественно вместе, не обнаруживая независимого распределения (закон Моргана).

Гены, обусловившие признаки серое тело — длинные крылья и черное тело — короткие крылья, наследуются вместе, или оказываются сцепленными между собой — следствие локализации генов в одной и той же хромосоме.

Перекомбинация генов обусловлена тем, что в процессе мейоза при конъюгации гомологичных хромосом они иногда обмениваются своими участками.

Биологическое значение перекреста хромосом: создаются новые наследственные комбинации генов, повышается наследственная изменчивость, которая поставляет материал для естественного отбора.

Основные положения хромосомной теории наследственности (Т. Х. Морган)

1. Гены расположены вдоль хромосом в линейном порядке.

2. Каждый ген занимает в хромосоме определенный участок (локус.

3. Все гены одной хромосомы образуют группу сцепления.

4. Сцепление между генами, расположенными в одной хромосоме, нарушается вследствие кроссинговера.