Билет 1.

Научный метод.его основные особенности.

К важнейшим видам человеческой деятельности относится наука. Она обеспечивает получение и систематизацию новых знаний.

Одним из способов изучения является-научный анализ. Он позволяет разбить проблему на множетсво составлящих и затем исследовать каждую из них по отдельности.

Другой подход-научный синтез. Позволяет на основе огромного кол-ва фактов сформировать обобщенное представление об исследуемой пролеме и тем самым существенно приблизиться к ее пониманию.

Одним из важнейших принципов науки является воспроизводимость результатов.

Если классифицировать науки на основе предмета изучения, то получается 2 группы наук: гуманитарные и естественные. Первые изучают человечество и всю ее деятельность,вторые-природу.

Билет 2.

Место современной биологии среди естественных наук.

Основываясь на их конкретных предметах изучения, выделяют 6 важнейших естественных наук:

-астрономию-изует космос

-географию-изуч поверхность Земли

-геологию-недра Земли

-биологию-жизнь

-химию-строение и св-ва в-ва

-физику-всеобщие законы природы

Все естественные науки можно рассматривать в качестве частных физических дисциплин. Иология по сути представляет собой физику живого.

В 1944 г австр физик Э.Шредингер опуликовал свою книгу «что такое жизнь»?

В этой книге он обратил внимание на то, что целый ряд явлений живой природы был в то время абсолютно необъясним с позиции физикию поэтому в результате дальнейшего развития биологии будут открыто новые физич законы, выполнящиеся исключительно в живой природе.

С тех пор биология совершила гагантский скачок, что связано с переносом исследований на молекулярный уровень. Уже разгаданы многие тайны жив природы, однако это пока не привело ни к каким существенным изменениям в области физики. Действительно, практически ля каждого живого существа выполнятся все известные физиеские законы: закон сохранения в-ва и энергии, законы механики,оптики и др. в сложных биологичсеких закономерностях все отчетливее выявлятся конкретные молекулярные механизмы, имещие под собой сугубо фзическую основу наконец, организмы состоят из таких же атомов, что и неживая природа. Варьирует только соотношение между разными атомами.

Биология

Предмет изучения-жизнь

Примеры исслдуемых явлений и основные причины данных явлений(табл)

1.питание организма-поглощение необходимых молекул из окружающей среды и их преобразование в собственные молекулы организма

2.дыхание организма-окисление части собственных органич в-тв с выделением энергии,используемой на нужды организма

3.развитие многоклеточного организма из одноклеточного зародыша-деление клеток зародыша; неравномерное распрделение регуляторных молекул по разным клеткам; задействование разных генов в различных клетках

Билет 3.

Основные св-ва живого.

1.питание,т.е. способность поглощать определенные в-ва из окруж среды и затем строить из них свои собственные в-ва.в зависимости от того,из каких молекул синтезируются соственные в-ва живого объекта,принято различать 2 следующих типа питания:

А)автотрофное питание,при котором собственные органические в-ва живого объекта синтезирутся из неорганических молекул,получаемых извне.в частности,именно по этому принципу осуществляется фотосинтез:

6H2O+6co2+энергия света=c6h12o6+6o2

Непосредственно продуктом фотосинтеза явл глюкоза.в дальнейшем организм преобразует ее в др соединения.так питается подавлящее большинсто растений и некоторые бактерии.

Б)гетеротрофное питание, при котором собственные органические в-ва живого объекта чинтезирутся из др органич в-тв,потреблемых с пищей.так питатся все животные,грибы и многие бактерии.

2.дыхание, т.е. способность окислять часть соственных в-тв.используя для своей жизнедеятельности высвобождущуся энергию:

C6h12o6+6o2=6h20+6co2+высвобожденная энергия.

Как известно, существуют различные виды энергии, причем они могут быть преобразваны друг в друга. В процессе дыхания происходит высвобождение энергии, т.е. энергии, заключенной в определенных хим связях. Организм способен преобразовывать ее:

А)в механическую и тем самым совершать различные движения

Б)в тепловую, что позволяет поддерживать температуру тела( этим приемом пользуются все млекопит и птицы)

В)в электрическую(напр.при формировании нервных импульсов)

Г)в светову(достаточно вспомнить о светящихся рыбвх,светлечках, некоторых медузах)

Д)и вновь в химическую,но уже в др молекулах. В результате организм синтезирует различные в-ва,кот потребовались ему в наст момент.

3)выделение, т.е. способность выводить вредные в-ва, образующиеся как побочные продукты жизнедеятельности. У человека типичными примерами подобных в-тв являюся:

А)углек газ, образующийся при дыхании (он удаляется из организма через легкие )

Б) мочевина, возникающая при утилизации отработанных белков (ее организм удаляет в основном через почк)

4.рост,т.е. способность изменять свои количественные параметры (линейные размеры площадь поверхности, объем или массу) за счет накопленных в результате питания в-тв. Некоторые организмы,например, растения и грибы, способны к росту на протяжении рктически всей своей жизни. А для некоторых характерны жесткие ограничения в росте.в частности,насекомое,достигшее взрослого состояния, не способно расти из-за прочного хитинового панциря.

5.развитие, т.е. способность изменять свое строение или пребретать какие-то новые функции. Чаще всего развитие связано с усложнением строения. Однако нередко встречатся и прямо проивоположные ситуации (типичный пример: отпадение пуповины у младенца)

6. смертность, т.е. ограниченность срока жизни любого живого объекта. Как ни странно, это имеет глубокий биологический смысл. В самом деле, любое потенциально ессмертное существо неизбежно столкнулось бы с очень серьезной проблемой: в окружающей среде происходят постепенные изменения,и со временем она может оказаться совершенно иной. Соотвественно, данное существо должно быть не только бессмертным, но и способным приспосабливаться к любой окружающей среде. Это настолько сложно,что практически невыполнимо. Таким образом, ыть бессмертным- нецелесообразно. Гораздо конструктивнее жить сравнительно недолго, но при этом быть приспособленным к определенным условиям.

7. размножение, т.е. способность ивых объектов давать начало новым живым объектам.это единственная реальная компенсация за смертность.

8.наследственная изменчивость, т.е. способность живых объектов претерпевать зменения.кот в дальнейшем могут быть переданы потомкам. Достаточно вспомнить,что каждый из вас похож на своих предков, но в то же время чем то отличается от них.

9. чувствительность, т.е. способность воспринимать различные внешние и внутренние сигналы и адекватно реагировать на них. Многие люди ошибочно считают,что эта способность характерна не для всех живых объектов, а лишь для животных. Но если внимательно присмотерться к растениям и грибам, то станет ясно.что они тоже обладают чувствительностью. Напр,комнатные растения тянутся к свету и разворачивают листья перпендикулярно его потоку ( в этом случае свет поглощается наиболее эффективно). И если развернуть растение в противоположную сторону, оно «заметит» возникшее изменение и через несколько дней опять расположит свои листья в правильной ориентации.

Билет 4.

Современное представление о понятии «жизнь».

Иногда утверждат.что живые объекты, в отличие от неживых сочетают в себе сразу все перечисленные св-ва(см.билет 3) . к сожалении, и эта попытка не слишком удачна. Дело в том,что у целого ряда живых существ хотя б на отдельных этапах их развития отсутствует то или иное из рассмотренных св-тв. В частности, взрослые стадии некоторых насекомых не имеют пищеварительной с-мы и не могут питаться (они живут в течение всего лишь нескольких дней и выполняют одну единственную задачу- размножаться). Напротив, рабочие пчелы, шмели и муравьи успешно питаются, но полностью лишены способности к размножению.

Итак, попытка понять, что такое жизнь не дает результата при использовании аналитического подхода. Это значит, что одного анализа здесь недостаточно, и нам неоходимо прибегнуть к научному синтезу. Т.е. свести все свойства живого воедино. В конечном итоге мы получаем след определение жизни: жизнь- это особая форма существования материи, связанная с интенсивыными процессами самоупорядочивания.

Действительно, даже самая примитивно организованная бактерия содержит десятки тысяч различных в-тв, причем их молекулы расположены не хаотично.более того.в процессе своей жизнедеятельности ( напр при питании,дыхании или размножении) актерия постепенно поддерживает этот порядок и время от времени вносит в него надлежащие изменения. Таким образом, она сама себя упорядочивает:

-поглощает определенные в-ва из окруж среды, синтезирует из них необходимые ей молекулы и затем неслучайно распределяет их по организму

-уничтожает часть своих молекул для получения энергии и в дальнейшем исользует эту энергию на свои нужды

-удаляет из себя побочные продукты жизнедеятельности

-увеличивает размер и массу за счет накопленных в-тв.

-формирует новые структуры и разрушает старые

-дает начало своим потомкам,каждый из которых тоже способен к самоупорядочиванию

-копирует имеющуюся у нее программу жизнедеятельности. И если в этой программе возникают ошибки, измененные копии могут достаться потомкам

-перестраивает себя в ответ на определенные воздействия

-и умирает, когда поддерживать порядок становится невозможным

То же самое характерно и для более сложных живых существ.

Билет 5.

Основные особенности органических и биоорганических соединений.

Одной из важнейших особенностей живой природы является очень сложный хим состав. Так,даже в примитивной бактериальной клетке присутствуют десятки тысяч различных в-тв,а в организме взрослого человека-многие миллионы. Подавляющее большинство из них относится к органическим соединениям.

Молекула любого органич в-ва содержит в своем составе атомы углерода,причем, как правило, в довольно большом количестве. Эти атомы образуют прочные углеродные цепочки, отличающиеся поразительно высоким разнообразием. Во-первых, они сильно варьируют в длине. Во-вторых, они могут быть разным по своему строению( линейными,разветвленными или кольцевыми).в-третьих, связи между соседними атомами углерода бывают не только одинарными, но и давойными и тройными. И в результате всего лишь из нескольких атомов углерода можно построить очень большое разнообразие цепочек.

Кроме того в состав органич молекул входят атомы и некотоых других хим элементов. Чаще всего это атомы водорода, кислорода, азтота,фосфора или серы. Они могут образовывать друг с другом различные сочетания. При этом одна и та же углеродная цепочка служит скелетом для множества различных соединений,что приводит к огромному разнообразию оранич в-тв.

Как известно, в процессе преобразования в-тв и энергии органич молекулы вступают в сложнейшие взаимодействия. В результате формируются разнообразные молекулярные комплексы,обеспечивающие необходимые для оганизма хим реакции. Каждый комплекс содержит лишь строго определенные молекулы, причем в конкретном соотоношении между осбой. Что же позволяет молекулам распозновать друг друга среди тысяч и тысяч различных соединенй?

Прежде всего, вступающие восвзаимодействие органич молекулы очень точно соответствуют друг другу по размеру и форме. Однако в составе одного и того же организма обычно содержится множество разных хим соедин, молекулы которых довольно близки по форме, и по размеру. Таким образом, чтобы молекулы распознали друг друга,должно соблюдаться еще одно важное условие, а именно- взаимное соответствие их зарядов. В этом случае между ними возникает электростатическое напряжение позволяющее молекулам сформировать необходимый комплекс.

Подобные заряды обусловлены тем, что некоторые атомы, входящие в состав органической молекулы, существенно различаются своей электроотрицателностью. В результате образуются ковалентные полярные связи, за счет которых молекула и приобретает определенные заряды. Очевидно, что сам по сеюе углеродный скелет, независимо от своего конкретного строения, не содержит в своем составе полярных связей. Такие связи обеспечиваются группами разных атомов,ковалентно присоединенных к углеродному скелету. Чаще всего это след группы(oh,co,cooh,nh2,sh,h2po4).

Именно от разнообразия заряженных групп, от их количества и взаимного расположения на углеродном скелете зависят св-ва конкетной органич молекулы. При этом обычно выполнется следующее правило: чем больше различных заряженных групп у молекулы, тем сложнее ее хим св-ва. В свою очередь, от этого зависят и биологические ф-и, выполняемые данными молекулаи в организме.

Необходимо особо подчеркнуть,что в живой природе встречаются далеко не все органич соедин. Для удобства их принято называть биоорганичекими. Важнейшими из них явл углеводы,жиры.белки и нуклеин к-ты.

Билет 6.

Функциональные группы.

Продуце́нты (автотрофные организмы или автотрофы) — организмы, способные синтезировать органические вещества из неорганических. Это, в основном, зелёные растения(синтезируют органические вещества из неорганических в процессе фотосинтеза), однако некоторые виды бактерий-хемотрофов способны на чисто химический синтез органики и без солнечного света.

Продуценты являются первым звеном пищевой цепи.

Автотрофные организмы для построения своего тела используют неорганические вещества почвы, воды, воздуха. При этом одни из них (фототрофы) получают необходимую энергию от Солнца, другие (хемотрофы) — от химических реакций неорганических соединений.

Редуценты (также деструкторы, сапротрофы, сапрофиты, сапрофаги) — микроорганизмы (бактерии и грибы), разрушающие отмершие остатки мёртвых существ, превращающие их в неорганические соединения и простейшие органические соединения.

От детритофагов (животных и протистов) редуценты отличаются прежде всего тем, что не оставляют твердых непереваренных остатков (экскрементов). Животных-детритофагов в экологии традиционно относят к консументам (см., например, Бигон, Харпер, Таунсенд, 1989). В то же время все организмы выделяют углекислый газ и воду, а часто и другие неорганические (аммиак) или простые органические (мочевина) молекулы и таким образом принимают участие в разрушении (деструкции) органического вещества.

Экологическая роль редуцентов

Редуценты возвращают минеральные соли в почву и воду, делая их доступными для продуцентов-автотрофов, и таким образом замыкают биотический круговорот. Поэтому экосистемы не могут обходиться без редуцентов (в отличие от консументов, которые, вероятно, отсутствовали в экосистемах в течение первых 2 млрд лет эволюции, когда экосистемы состояли из одних прокариот).

Консументы (от лат. consumе — употреблять) — гетеротрофы, организмы, потребляющие готовые органические вещества, создаваемые автотрофами (продуцентами). В отличие от редуцентов, консументы не способны разлагать органические вещества до неорганических.^[1]

К консументам относят животных, некоторые микроорганизмы, а также паразитические и насекомоядные растения. Классифицируют консументов первого, второго и других порядков, так как на каждом этапе передачи вещества и энергии в трофической цепи теряется до 90 %, экологические пирамиды редко состоят из более чем четырех порядков консументов.

Консументы первого порядка — растительноядные гетеротрофы (травоядные животные, паразитические растения), питаются непосредственно продуцентами биомассы

Консументы второго порядка — хищные гетеротрофы (хищники, паразиты хищников), питаются консументами первого порядка.^[3]

Отдельно взятый организм может являться в разных трофических цепях консументом разных порядков, например, сова, поедающая мышь является одновременно консументом второго и третьего порядка, а мышь — первого и второго, так как мышь питается и растениями и растительноядными насекомыми.

Любой консумент является гетеротрофом, так как не способен синтезировать органические вещества из неорганических. Термин "консумент (первого, второго и так далее) порядка" позволяет более точно указать место организма в цепи питания. Редуценты (например, грибы, бактерии гниения) также являются гетеротрофами, от консументов их отличает способность полностью разлагать органические вещества (белки, углеводы, липиды и другие) до неорганических (углекислый газ, аммиак, мочевина, сероводород), завершая круговорот веществ в природе, создавая субстрат для деятельности продуцентов (автотрофов).

Билет 7.

Углеводы.

C_n(H₂O)_m дезоксирибоза в эту формулу не вписывается.

-Моносахариды – линейная цепочка (С₃ – С₇) – глюкоза, фруктоза, галактоза.

-Циклическая цепочка – дисахариды – сахароза, лактоза.

-Полисахариды, включая аминосахариды – целлюлоза, гликоген, хитин.

Чрезвычайного разнообразия форм нет.

Функции:

-Энергетическая (глюкоза).

-Запасающая (крахмал, гликоген).

-Структурная= механическая=защитная. Элементы клеточных стенок – целлюлоза, хитин.

-Структурная.Важные компоненты некоторых молекул – НК, АТФ, ГТФ.

-В составе гликокаликса у животных.

Билет 8.

Жиры.

В состав одной и той же молекулы жира входят остатки разных карбоновых кислот. Чем больше двойных связей, тем более жир жидкий. Карбоновые кислоты разделяют по количеству и расположению двойных связей и длине углеродного хвоста.

Функции:

-Запасающая (желток яйца, оливки, облепиха).

-Энергетическая

-Теплоизоляция (обладают низкой теплопроводностью).

-Механическая, защитная. Жиры – хорошие амортизаторы.

С учетом низкой плодовитости биологическая ценность каждой женщины значительно выше. В женском организме должно быть больше 15% жира от общего веса – лучшая защита.

Фосфолипиды. Вместо одного остатка карбоновой кислоты – радикал с фосфатной группой.

Могут быть комплексы фосфолипидов:

-Пленки

-Капли

-Двойной слой мембраны

Билет 9.

Белки.

Самые сложные природные соединения.

На долю белков приходится 50-80% сухой массы клетки.белки-это полимеры.мономерами которых являются аминокислоты,соединенные друг с другом пептидными связями-co-nh-ю известно 20 аминокислот, входящих в состав белков и отличающихся друг от друга только боковыми радикалами.

Длинные полипептидные цепи белков с определенной аминокислотной последовательностью представляют собой первичную структкру, которая кодируется генетически и на молекулярном уровне определяет биологическую ф-ю белка. Молекулы белка образуют также пространственные структуры: втоичну(в виде спирали или складчатых образований) и третичную (в виде глобулы). Некоторые белки имеют четвертичную структуру,котоая состоит из нескольких полипептидных цепей,объединенных друг с другом в пространтве. Многообраиие аминокислот, а также различные варианты их чередования в полипептидной цепи определяют полифункциональность белков. Функциональной активностью белки обладают только в третичной или четвертичной стрктуре. Процесс нарушения природной структуры белка называется денатурацией.она возникает под действием ряда физических и биологических факторов.

Функции:

-Ферментативная. Ферменты обеспечивают протекание строго одной реакции, или группы однотипных реакций.

-Структурная. Важные элементы клеточных структур мембран.

-Рецепторная.

-Транспортная (гемоглобин, мембранные белки).

-Регуляторная.

-Защитная(антитела, иммунитет).

-Запасающая(семена бобовых, икра).

-Гормональная(инсулин, глюкагон).

-сигнальная(ф-я передачи инф о пришедшем сигнале)

-строительная

-энергетическая

Билет 10.

Уровни организации белков.

Структуры белка:

-Первичная. (последовательность аминокислот в полипептидной цепи. Важными особенностями первичной структуры являются консервативные мотивы — сочетания аминокислот, играющих ключевую роль в функциях белка. Консервативные мотивы сохраняются в процессе эволюции видов, по ним часто удаётся предсказать функцию неизвестного белка.)

-Вторичная: L-спирали, В-спирали. (локальное упорядочивание фрагмента полипептидной цепи, стабилизированное водородными связями. Ниже приведены самые распространённые типы вторичной структуры белков:

-α-спирали — плотные витки вокруг длинной оси молекулы, один виток составляют 3,6 аминокислотных остатка, и шаг спирали составляет 0,54 нм^[15] (так что на один аминокислотный остаток приходится 0,15 нм), спираль стабилизирована водородными связями между H и O пептидных групп, отстоящих друг от друга на 4 звена. Спираль построена исключительно из одного типа стереоизомеров аминокислот (L). Хотя она может быть как левозакрученной, так и правозакрученной, в белках преобладает правозакрученная. Спираль нарушают электростатические взаимодействия глутаминовой кислоты, лизина, аргинина. Расположенные близко друг к другу остатки аспарагина, серина, треонина и лейцина могут стерически мешать образованию спирали, остатки пролина вызывает изгиб цепи и также нарушает α-спирали.

-β-листы (складчатые слои) — несколько зигзагообразных полипептидных цепей, в которых водородные связи образуются между относительно удалёнными друг от друга (0,347 нм на аминокислотный остаток^[15]) в первичной структуре аминокислотами или разными цепями белка, а не близко расположенными, как имеет место в α-спирали. Эти цепи обычно направлены N-концами в противоположные стороны (антипараллельная ориентация). Для образования β-листов важны небольшие размеры боковых групп аминокислот, преобладают обычно глицин и аланин.)

-Третичная. Фундаментальная основа чувствительности.

Пространственное строение полипептидной цепи (набор пространственных координат составляющих белок атомов). Структурно состоит из элементов вторичной структуры, стабилизированных различными типами взаимодействий, в которых гидрофобные взаимодействия играют важнейшую роль. В стабилизации третичной структуры принимают участие:

-ковалентные связи (между двумя остатками цистеина — дисульфидные мостики);

-ионные связи между противоположно заряженными боковыми группами аминокислотных остатков;

-водородные связи;

-гидрофильно-гидрофобные взаимодействия. При взаимодействии с окружающими молекулами воды белковая молекула «стремится» свернуться так, чтобы неполярные боковые группы аминокислот оказались изолированы от водного раствора; на поверхности молекулы оказываются полярные гидрофильные боковые группы.

-Четвертичная. Способность белков участвовать в сложнейших комплексах.

(Взаимное расположение нескольких полипептидных цепей в составе единого белкового комплекса. Белковые молекулы, входящие в состав белка с четвертичной структурой, образуются на рибосомах по отдельности и лишь после окончания синтеза образуют общую надмолекулярную структуру. В состав белка с четвертичной структурой могут входить как идентичные, так и различающиеся полипептидные цепочки. В стабилизации четвертичной структуры принимают участие те же типы взаимодействий, что и в стабилизации третичной. Надмолекулярные белковые комплексы могут состоять из десятков молекул.)

Принципиальная способность белков специфически изменять свою конфигурацию в ответ на определенные внешние воздействия является молекулярной основой всеобщего биологического смысла: чувствительность, раздражимость. Ни один белок ни в одном организме не может быть синтезирован в отсутствии информации о последовательности его АК. Говорим о белках, думаем о генах.

Билет 11.

Нуклеиновые кислоты.Строение и ф-и.

Впервые были обнаружены в ядрах клеток. Различают 2 типа нукл к-т: ДНК и РНК. Структурными блоками еукл к-т явл различные типы нуклетидов между которыми заключаются фосфодиэфирные связи. В клетках имеется 3 вида РНК: тРНК- транспортирует аминокислоту к месту синтеза белка. ИРНК или мРНК-несет инф о синтезе конкретного ьелка из ядра в цитоплазму. Рибосомная РНК-входит в состав рибосом. Процесс переачи ген инф склаывается из 3х этапов: репликации,транскрипции,трансляции,каждый из кот протекет по матричному механизму.

Локлизация.строение и ф-и нукл к-т.

1.локализация

У ДНК-ядро,митохондрии,хлоропласты.

У РНК-ядро,цитоплазма

2.ф-и:

У ДНК: хранение и воспроизведение ген инф,у рнк: перенос ген инф из ядра в цитоплазму и синтез белка.

3.строение нуклеотида

У ДНК:

1.одно из 4 типов азотистых оснований А.Г.Ц.Т

2.сахар-пентоза

Дезоксирибоза

3.остаток фосфорной к-ты

У рнк :

1.)одно из 4 типов азотистых оснований А,г,ц.у

2)сахар-пентоза

Рибоза

3)-остаток фосфорной к-ты

4. строение фрагмента нуклеин к-ты:

У ДНК-двуцепочечная молекула,построенная по принципу комплиментарности а=т.г=ц

Между комплиментарными азотистыми основаниями замыкатся водородные связи,

Азотистое основание.

Плоские молекулы, обладающие системой сопряженных двойных связей, что придает молекуле жесткость (каркас). На этом каркасе имеются: С=О, N-Н – определенное распределение зарядов.

Нуклеотиды способны вступать во взаимодействие в достаточно строгом порядке (согласно притяжению слабых зарядов).

Азотистые основания: аденин (А), тимин (Т), гуанин (G), цитозин (С).

Азотистые основания распадаются на два класса:

-Аденин, гуанин – двойной гетероцикл (пирины).

-Тимин, цитозин – один гетероцикл (пиримизины).

Кроме азотистого основания нуклеотиды друг от друга ничем не отличаются. Эти обозначения годятся и для нуклеотидов.

AGATACACA

Tctatgtgt

В состав такой двуцепочечной молекулы входят слабые водородные связи и сильные ковалентные связи, которые удерживают нуклеотиды друг у друга.

Разрыв водородной связи:

AGATACACA

Tctatgtgt

1.AGATACACA AGATACACA

2.TCTATGTGT TCTATGTGT

Ф-и нукл кислот:

Биологическая роль Н. к. заключается в хранении, реализации и передаче наследственной информации, «записанной» в молекулах Н. к. в виде последовательности нуклеотидов — т. н. генетического кода. При делении клеток — митозе — происходит самокопирование ДНК — её репликация, в результате чего каждая дочерняя клетка получает равное количество ДНК, заключающей программу развития всех признаков материнской клетки. Реализация этой генетической информации в определённые признаки осуществляется путём биосинтеза молекул РНК на молекуле ДНК (транскрипция) и последующего биосинтеза белков с участием разных типов РНК (трансляция).

Билет 12.

Репликация ДНК. Молекулярные механизмы возникновения мутаций.

Для данного процесса необходим фермент – ДНК-полимераза. ДНК-полимераза вступает в контакт с молекулами ДНК, ползет по ним, синтезирую дочерние молекулы, в каждой из которых одна цепь старая, одна новая.

ДНК-полимераза иногда «ошибается». Она выхватывает из окружающей среды нуклеотиды, если они подходят, то она подставляет их в цепь. Иногда ДНК-полимераза подставляет не тот нуклеотид. Частота: 1 ошибка на 10⁵ нуклеотидов. Существует целая система противодействию этих ошибок. Если случилась ошибка, то водородные связи образовываться не могут – пространственная ошибка, и ДНК-полимераза не может двигаться по цепи. Тогда ДНК-полимераза образует 3’–5’ – экзонуклеарную активность, т. е. способна отщеплять 3’ – концевой нуклеоид – корректорская активность.

Иногда ДНК-полимераза не распознает ошибки и идет дальше. Остается одна ошибка на 10⁷ нуклеотидов. Существует система противодействия и этим ошибкам. Специальные белки маркируют место ошибки. Потом белок эндонуклеаза делает одноцепочесчный разрез и выбрасывает неверный участок (экзонуклеаза отщепляет концы, эндонуклеаза способна расщеплять ДНК по середине). Молекулы систем способны отличать старые цепи от новых (используется метилирование ДНК). Метильная группа никак не влияет на функции ДНК. Старая цепь уже метилирована со старой репликации, поэтому метилирование новой цепи идет быстрее. Неисправный участок выбрасывается, потом достраивается исправные. Но и эта система может пропустить ошибки: одна ошибка на 10¹⁰ нуклеотидов – это количество ошибок приемлемо.

Что происходит при ошибке?

AGATACACA – ошибка не обнаружена.

TCTATATGN

AGATATACA - матрица для новой цепи.

TCTATATGT

Возникло новое стабильное соединение – мутация. Ошибки репликации являются одной из причин мутаций. Мутации неизбежны. 10¹⁰ – частота возникновения мутаций (наравне с ошибками репликаций). В гене 10³ – 10⁴ нуклеотидов – 10^-7 – 10^-6 – спонтанных мутаций.

Мутацию усиливают: радиация, химические агенты (моющие средства, инсектициды).

Эволюция – это следствие из неизбежности возникновения мутаций.

Билет 13.

Причинно-следственные связи между геном и признаком.

Как формируется признак живых существ на основе( на основе формирования признака цвета волос).

С-мы причинно следственных связей:

1.Гены-ферменты1-биосинтез1-эумеланин(черн цв)-пигменты-цвет волос

2.гены2-ферменты2-биосинтез2-феумеланин(красно-черн)-пигменты-цвет волос.

Гены вляют на признак через обмен в-тв.

Эу ++--

Феу+-+-

ч б р б

с биологической точки зрения нормальной называется ситуация,когда есть все,что положено.

Билет 14.

Процесс реализации генетической информации.Его важнейшие этапы.

Генети́ческая информа́ция — информация о строении белков, закодированная с помощью последовательности нуклеотидов — генетического кода — в генах (особых функциональных участках молекул ДНК или РНК).

Реализация генетической информации происходит в процессе синтеза белковых молекул с помощью трех типов РНК: информационной (иРНК) (ее также называют матричной РНК, мРНК), транспортной (тРНК) и рибосомальной (рРНК). При этом генетическая информация копируется с матрицы ДНК на мРНК в ходе транскрипции, а затем мРНК используется как матрица для синтеза белков в ходе трансляции.

Процесс передачи информации может идти:

-в направлении ДНК → РНК → белок

-в направлении РНК → ДНК при обратной транскрипции.

Передача генетической информации в направлении от белка к нуклеиновым кислотам, по-видимому, невозможна, в частности, из-за свойства вырожденности генетического кода.

Поподробнее о транскирипции и трансляции.