
- •1. Что изучает наука биология, кто и когда ввел этот термин. Задачи, решаемые современной биологией. Определение жизни ф.Энгельса, современное определение жизни
- •2. Сущность жизни, отличительные особенности живой материи
- •3. Современная классификация живых организмов
- •4. Теории происхождения жизни, креационизм, абиогенез и биогенез (опыты Ван Гельмонта, ф. Реди, л. Спалланцани и л.Пастера), теории панспермии стационарного состояния.
- •5. Теория биохимической эволюции (закономерность возникновения жизни, атмосфера первобытной Земли, опыты с. Миллера, коацерватная гипотеза а.И. Опарина).
- •6. Эволюция первичных одноклеточных организмов, возникновение фотосинтеза и его последствия.
- •7. Основные уровни организации жизни.
- •8. Углеводы (общая формула, основные функции). Моно- ди- и полисахариды, их значение
- •9. Липиды (общая формула, основные липиды, их значение). Витамины (определение, функции, классификация витаминов).
- •10. Аминокислоты (общая формула, образование дипептида). Белки. Первичная, вторичная, третичная и четвертичная структуры белковых молекул.
- •11. Функции белков в клетке. Ферменты, их основные свойства.
- •12. Строение нуклеиновых кислот (днк и рнк). Модель днк Уотсона и Крика. Репликация нуклеиновых кислот.
- •13. Виды рнк (рибосомальная, информационная и транспортная) и ее функции в клетке.
- •14. Биосинтез белков. Механизм транскрипции и трансляции.
- •15. Классификация организмов по типу питания: фототрофы, хемотрофы и гетеротрофы.
- •16. Строение и роль атф. Энергетический обмен.
- •17. Пластический обмен (фотосинтез и хемосинтез).
- •18. Клеточная теория строения организмов (ее авторы и основные положения)
- •19. Строение и функции клеточной мембраны эукариотических клеток.
- •20. Основные органоиды эукариотичекой клетки (эндоплазматическая сеть, рибосомы, митохондрии, аппарат Гольджи, лизосомы, клеточный центр, жгутики и реснички).
- •21. Строение и функции клеточного ядра.
- •22. Сравнительная характеристика растительной и животной клетки. Специфические структуры растительных клеток (клеточная стенка, вакуоль, пластиды), их строение и свойства.
- •23. Строение прокариотической клетки, ее отличие от клеток эукариот.
- •24. Размножение как свойство живых организмов, виды бесполого и полового размножения.
- •25. Клеточный цикл: интерфаза, стадии митоза, его биологическое значение.
- •26. Половое размножение организмов: стадии мейоза, его биологическое значение. Строение сперматозоида и яйцеклетки, оплодотворение.
- •27. Определение онтогенеза. Эмбриональный период развития (дробление, гаструляция, первичный органогенез). Биогенетический закон.
- •28. Постэмбриональный период развития беспозвоночных (прямое и непрямое развитие, значение метаморфоза) и позвоночных (дорепродуктивный, репродуктивный и пострепродуктивный периоды).
- •29. Предмет генетики. Законы Менделя, анализирующее скрещивание.
- •30. Взаимодействие аллельных генов.
- •31. Наследование, сцепленное с полом.
- •32. Наследственная (классификация мутаций, генный, хромосомный и геномные мутации) и ненаследственные (фенотипическая) изменчивость.
- •33. Экологические факторы: абиотические, биотические и антропогенные.
- •34. Лимитирующие факторы (определение, пределы выживаемости, экологическая валентность эври- и стенобитные виды).
- •35. Определение популяции, основные характеристики популяций (численность, рождаемость, смертность).
- •36. Структура популяции: половая, возрастная, пространственная (оседлый и кочевой образ жизни) и этологическая (одиночный, семейный, колониальный, стайный и стадный образ жизни).
- •37. Определение биоценоза. Межвидовые взаимодействия (взаимополезные, полезно-нейтральные, полезновредные, взаимовредные, вредно-нейтральные)
- •38. Определение экосистемы, соотношение понятий экосистема и биогеоценоз. Структура экосистемы.
- •39. Цепи питания (пастбищные и детридные), экологические пирамиды (пирамиды энергии, численности и биомассы).
- •40. Биосфера и ее границы, виды вещества в биосфере (живое, косное, биокосное и биогенное вещество).
- •41. Функции живого вещества в биосфере (энергетическая, газовая, концентрационная, окислительно-восстановительная). Ноосфера.
- •42. Биологическое разнообразие.
- •43. Сохранение разнообразия (сохранение видов, категории сохранения видов по мсоп, защита и сохранение сообществ), критерии для определения приоритета сохранения вида или сообщества.
- •44. История представлений о развитии жизни на Земле («лестница существ» Бонне, теория эволюции ж.Б.Ламарка).
- •45. Учение ч.Дарвина об искусственном отборе (сознательный и бессознательный отбор).
- •46. Учение ч.Дарвина о естественном отборе (наследственная изменчивость, борьба за существование и естественный отбор).
- •47.Микроэволюция: генетические процессы в популяциях (мутации, популяционные волны, изоляция), формы естественного отбора.
- •48. Адаптация как результат естественного отбора.
- •49. Аллопатрическое и симпатрическое видообразования.
- •50. Макроэволюция. Биологический прогресс и биологический регресс. Направления биологической эволюции (аллогенез, арогенез и катагенез).
- •51. Антропогенез: классификация человека и его происхождение.
15. Классификация организмов по типу питания: фототрофы, хемотрофы и гетеротрофы.
Организмы можно классифицировать по источникам поглощения энергии следующим образом:
- хемотрофы синтезируют органические вещества за счёт энергии химических связей.
- фототрофы синтезируют органические вещества за счёт энергии света;
Процесс фототрофного питания называется фотосинтезом. Фототрофы – это растения и некоторые бактерии (в том числе синезелёные водоросли). К хемотрофам относятся многие бактерии.
Организмы, живущие за счет неорганических источников углерода (например, углекислого газа), называются автотрофами. Те же, кто использует органические источники углерода, называются гетеротрофами. К автотрофам относят все растения и некоторые бактерии. Гетеротрофы – животные, грибы и большинство бактерий. Некоторые организмы нельзя отнести только к одной из этих категорий, поскольку они могут питаться как автотрофно, так и гетеротрофно. Такие организмы называются миксотрофными. В целом можно сказать, что гетеротрофы зависят от автотрофов, поставляющих им органические вещества.
16. Строение и роль атф. Энергетический обмен.
Живая клетка – сложная и непрерывно изменяющаяся структура. Химические реакции, происходящие в ней, можно разделить на две большие группы. В анаболических реакциях крупные молекулы синтезируются из более мелких. Для этого необходимо затратить энергию. В катаболических реакциях молекулы распадаются на более мелкие; обычно этот процесс идёт с выделением энергии. Впоследствии эти мелкие «кирпичики» могут снова использоваться для биосинтеза.
Перечисленные два типа реакции составляют метаболизм клетки.
Выделившаяся в ходе катаболических реакций энергия может быть использована клеткой в различных целях: синтез новых молекул, транспорт, мышечные сокращения и т. п. Энергия может переходить из одной формы в другую; наиболее удобен для использования химический тип энергии, то есть энергия связи в молекулах. Однако, каковыми бы ни были трансформации энергии внутри клетки, её первоисточником служит Солнце. В пищевые цепи солнечная энергия может включиться после того, как будет поглощена автотрофными организмами.
Непосредственно выделение химической энергии происходит в процессе дыхания. Как правило, оно идет в присутствии кислорода; в этом случае дыхание называется аэробным. Дыхательные процессы, протекающие без участия кислорода, называются анаэробными. Дыхание осуществляется в два этапа: взаимодействие с внешней средой (поглощение кислорода и выделение углекислого газа) и окислительные реакции в клетках.
В клетке происходят окислительные реакции трёх типов:
- прямое окисление кислородом;
- окисление за счёт других веществ;
- перенос электронов.
Основным результатом дыхания является образование АТФ в результате фосфорилирования из АДФ и фосфата в митохондриях клетки:
|
Для этого нужно потратить 30,6 кДж на 1 моль; необходимую энергию доставляет протонный градиент, устанавливающийся по разные стороны мембраны митохондрии (в пространстве между двумя слоями мембраны митохондрий накапливаются положительно заряженные протоны, а в матриксе митохондрий – отрицательно заряженные гидроксильные ионы; именно за счёт этой энергии осуществляется синтез молекул АТФ, который реализуется при движении протонов через фермент мембраны митохондрий АТФ-синтетазу). АТФ (аденозинтрифосфат) – универсальный источник энергии, он может быть доставлен в любое место клетки и гидролизован там с выделением энергии.
Молекула АТФ состоит из аденина, пентарибозы и трёх фосфатных групп. Именно пирофосфатные связи и позволяют запасти в молекуле АТФ столь большое количество энергии.
В дыхательном процессе необходимо наличие окисляющегося вещества (субстрата). Как правило, эту роль играют углеводы, поступающие в клетку в виде питательных веществ, реже – жиры, в исключительных случаях – белки. К примеру, из каждой молекулы глюкозы в итоге получаются две молекулы АТФ, а также две молекулы пировиноградной кислоты 2C3H4O3. В присутствии кислорода эта кислота окончательно окисляется до углекислого газа и воды: при анаэробном дыхании образуются либо этиловый спирт (например, у дрожжей):
|
либо молочная кислота (например, в мышечных клетках при недостатке кислорода):
|
Коэффициент полезного действия этих реакций составляет около 40 % для аэробного дыхания и молочнокислого брожения и около 29 % для спиртового брожения. Так как часть АТФ при молочнокислом брожении образуется позднее, в присутствии кислорода, то аэробное дыхание можно считать более эффективным, чем анаэробное. Впрочем, КПД любого из этих процессов значительно выше, чем, скажем, КПД парового двигателя (около 10 %). Большинство из описанных процессов протекают в митохондриях.
В сутки энергозатраты человека покрываются пищей, в которой содержится более полукилограмма глюкозы. Так как из каждой молекулы глюкозы образуется 38 молекул АТФ, то за сутки в теле человека образуется и вновь расщепляется более 50 кг АТФ.
Ещё более эффективным является использование жиров. Сначала они при участии ферментов гидролизуются до глицерина и жирных кислот. Окисление одной молекулы глицерина даёт в общем итоге всего 19 молекул АТФ, а вот окисление, к примеру, стеариновой кислоты – целых 147 молекул.