Зачет по биологии.

Общие вопросы

Вопрос № 1

«Когда зародилась жизнь на Земле и каковы основные этапы развития жизни на Земле»

Земля возникла 4,5 млрд. лет назад, а жизнь 3,5 млрд. лет назад. Условия, при которой зародилась жизнь: горячий океан, химические дожди, нет кислорода, атмосфера охлаждалась от 8000 °С до 70-50 °С, насыщение атмосферы парами воды, метаном, аммиаком, углекислым газом, бесконечные молнии, высоковольтные разряды, мощное ультрафиолетовое излучение ввиду отсутствия озонового экрана

В мелководных водоемов условия формировали «первичный бульон» из предорганических молекул- коацерватов. Они ,усложняясь, приобрели способность к обмену веществ с окружающей средой и получении энергии, и самое главное к размножению.

2 млрд. лет назад появились первые эукариоты. Миллиарды лет эволюция жизни шла в воде. 400 млн. лет назад появились первые наземные растения, затем насекомые и позвоночные. 50 млн. лет назад- ракообразные, рептилии. 25 млн. лет произошли классы птиц и млекопитающих. 1 млн. лет назад появляются первые люди. Вопрос № 2

«Перечислите теории происхождения жизни»

Гипотеза Опарина - «преджизнь» возникала и исчезала многократно. Но в одной из лагун начался и не остановился процесс развития изначальных форм примитивной жизни, который привел к появлению первичных прокариот (бактерии и сине-зеленые водоросли)

Креационизм - предполагает, что все живые организмы (либо только простейшие их формы) были в определенный период времени сотворены («сконструированы») неким сверхъестественным существом (божеством, абсолютной идеей, сверхразумом, сверхцивилизацией и т.п.). Очевидно, что именно этой точки зрения с глубокой древности придерживались последователи большинства ведущих религий мира, в частности христианской религии.

стационарного существования - вселенная существует вечно и в ней вечно существует жизнь (стационарное состояние). Жизнь переносится с планеты на планету путешествующими в космическом пространстве «семенами жизни», которые могут входить в состав комет и метеоритов (панспермия). Подобных взглядов на происхождение жизни придерживался, в частности, основоположник учения о биосфере академик В.И. Вернадский.

космического происхождения - жизнь на Землю занесена из космоса.

самопроизвольного зарождения - живые существа возникают из неживого материала; черви из грязи, лягушки из тины

Вопрос № 3

«Назовите уровни организации живой материи»

1. Молекулярный – это уровень сложных органических веществ – белков и нуклеиновых кислот. На этом уровне происходят химические реакции обмена веществ (гликолиз, кроссинговер и т.п.), но молекулы сами по себе еще не могут считаться живыми. 2. Клеточный. На этом уровне возникает жизнь, потому что клетка – минимальная единица, обладающая всеми свойствами живого. 3. Органно-тканевой – характерен только для многоклеточных организмов. 4. Организменный – за счет нервно-гуморальной регуляции и обмена веществ на этом уровне осуществляется гомеостаз, т.е. сохранение постоянства внутренней среды организма. 5. Популяционно-видовой. На этом уровне происходит эволюция, т.е. изменение организмов, связанное с приспособлением их к среде обитания под действием естественного отбора. Наименьшей единицей эволюции является популяция. 6. Биогеоцентический (совокупность популяций разных видов, связанных между собой и окружающей неживой природой). На этом уровне происходит круговорот веществ и превращение энергии, а так же саморегуляция, за счет которой поддерживается устойчивость экосистем и биогеоценозов. 7. Биосферный. На этом уровне происходит глобальный круговорот веществ и превращение энергии, а так же взаимодействие живого и неживого вещества планеты.

Вопрос № 4

«Эволюция живых организмов, ее движущие силы»

2 млрд. лет назад появились первые эукариоты. Миллиарды лет эволюция жизни шла в воде. 400 млн. лет назад появились первые наземные растения, затем насекомые и позвоночные. 50 млн. лет назад- ракообразные, рептилии. 25 млн. лет произошли классы птиц и млекопитающих. 1 млн. лет назад появляются первые люди. Движущие силы:

1.)Борьба за существование - это любые противоречивые взаимоотношения особей, направленные на их развитие и размножение.

Виды борьбы за существование:

А) Прямая борьба проявляется в непосредственном столкновении организмов друг с другом.

Б)Конкуренция - это взаимоотношения между живыми организмами, соревнующимися за одни и те же жизненные средства, за возможность размножения и т.д. 

2.) Естественный отбор - сохранение особей с полезными и гибель особей с вредными индивидуальными уклонениями 

Вопрос № 5

«Перечислите основные положения эволюционной теории»

Положения теории Дарвина

1. Все виды живых существ, населяющих Землю, никогда не были кем-то созданы.

2. Возникнув естественным путем, органические формы медленно и постепенно преобразовывались и совершенствовались в соответствии с окружающими условиями.

3. В основе преобразования видов в природе лежат такие свойства организмов, как наследственность и изменчивость, а также постоянно происходящий в природе естественный отбор. Естественный отбор осуществляется через сложное взаимодействие организмов друг с другом и с факторами неживой природы; эти взаимоотношения Дарвин назвал борьбой за существование.

4. Результатом эволюции является приспособленность организмов к условиям их обитания и многообразие видов в природе.

Положения теории Ламарка

1.Первые организмы произошли из неорга­нической природы путем самозарождения. Их дальнейшее развитие привело к усложнению живых существ.

2.У всех организмов существует стремление к совершенствованию, изначально заложенное в них Богом. Этим объясняется механизм ус­ложнения живых существ.

3.Процесс самозарождения жизни продол­жается постоянно, что объясняет одновремен­ное наличие в природе и простых, и более сложных организмов.

4.Закон упражнения и неупражнения орга­нов: постоянное употребление органа ведет к его усиленному развитию, а неупотребление — к ослаблению и исчезновению.

5.Закон наследования благоприобретенных признаков: изменения, возникшие под дейст­вием постоянных упражнений и неупражнений органов, наследуются. Так, считал Ла­марк, сформировалась, например, длинная шея жирафа и слепота крота.

Вопрос № 6

«Концепция биологического вида, новые критерии вида»

Концепция вида - различные системы взглядов на понятие вид в биологии. Вид, как таксон, является базовой структурной единицей любой системы органического мира, от определения границ которого зависит структура всей таксономической иерархии. Понятие концепции вида тесно связано с другими направлениями, понятиями и предметами изучения биологии: критерии вида, видообразование, таксономия биологическая систематика и другими. При этом проблема вида, ввиду наличия у этого таксона ряда уникальных свойств, может рассматриваться как самостоятельная область биологической науки.

Критерии вида

1. Морфологический критерий:

 позволяет различать разные виды по внешним и внутренним признакам.

2. Физиолого-биохимический критерий:

фиксирует неодинаковость химических свойств и физиологических процессов разных видов.

3. Географический критерий:

свидетельствует, что каждый вид обладает своим ареалом.

4. Экологический:

позволяет различать виды по комплексу абиотических и биологических условий, в которых они сформировались, приспособились к жизни.

5. Репродуктивный критерий:

обуславливает репродуктивную изоляцию вида от других, даже близкородственных.

Вопрос № 7

«Прокариоты и эукариоты. Перечислите основные различия в строении прокариот и эукариот»

Прокариоты – одноклеточные живые организмы, не обладающие (в отличие от эукариот) оформленным клеточным ядром и другими внутренними мембранными органоидами (за исключением плоских цистерн у фотосинтезирующих видов, например, у цианобактерий)

Эукариоты -  домен (надцарство) живых организмов, клетки которых содержат ядра.

Основные различия в строении прокариот и эукариот

1. У эукариот множество клеток

2. У эукариот есть ядро

3. Ядерное вещество отсутствует в клетках прокариот

4. Различие расположения генетического аппарата в клетках

5. В жизненном цикле эукариот присутствую две ядерные фазы (гаплофаза и диплофаза)

6. Наличие у эукариот особых органелл, имеющих свой генетический аппарат, размножающихся делением и окруженных мембраной.

Молекулярный и клеточный уровни организации живых организмов

Вопрос № 8

«Углеводы: особенности строения, роль в живом организме»

Особенности строения

Все углеводы состоят из отдельных «единиц», которыми являются сахариды. . По способности к гидролизу на мономеры углеводы делятся на две группы: простые и сложные. Углеводы, содержащие одну единицу, называются моносахариды, две единицы – дисахариды, от двух до десяти единиц — олигосахариды, а более десяти — полисахариды. Моносахариды быстро повышают содержание сахара в крови, и обладают высоким гликемическим индексом, поэтому их ещё называют быстрыми углеводами. Они легко растворяются в воде и синтезируются в зелёных растениях. Углеводы, состоящие из 3 или более единиц, называются сложными. Продукты, богатые медленными углеводами, постепенно повышают содержание глюкозы и имеют низкий гликемический индекс, поэтому их ещё называют медленными углеводами. Сложные углеводы являются продуктами поликонденсации простых сахаров (моносахаридов) и, в отличие от простых, в процессе гидролитического расщепления способны распадаться на мономеры, с образованием сотни и тысячи молекул моносахаридов.

Роль в живом организме

Углеводы составляют 1-2 % от печени человека, 50 % массы растений, 90 % массы клубней картофеля, таро, батата.

Моносахариды:

Триоза С3 (глицеринованный альдегрид- входит в состав липидов)

Тетроза – С4 (эритроза)

Пентаза С5 (рибоза, рибулоза-основа рибосом, участвует в синтезе белков)

Глюкоза С6 (глюкоза, фруктоза- источники энергии, в крови человека входят в состав нуклеиновых кислот, АТФ)

Различные углеводы выполняют разные функции:

1. Структурная и опорная функции. Углеводы участвуют в построении различных опорных структур. Так целлюлоза является основным структурным компонентом клеточных стенокрастений, хитин выполняет аналогичную функцию у грибов, а также обеспечивает жёсткость экзоскелета членистоногих^[1].

2. Защитная роль у растений. У некоторых растений есть защитные образования (шипы, колючки и др.), состоящие из клеточных стенок мёртвых клеток.

3. Пластическая функция. Углеводы входят в состав сложных молекул (например, пентозы (рибоза и дезоксирибоза) участвуют в построении АТФ, ДНК и РНК)^[7].

4. Энергетическая функция. Углеводы служат источником энергии: при окислении 1 грамма углеводов выделяются 4,1 ккал энергии и 0,4 г воды^[7].

5. Запасающая функция. Углеводы выступают в качестве запасных питательных веществ: гликоген у животных, крахмал и инулин — у растений^[1].

6. Осмотическая функция. Углеводы участвуют в регуляции осмотического давления в организме. Так, в крови содержится 100—110 мг/% глюкозы, от концентрации глюкозызависит осмотическое давление крови.

7. Рецепторная функция. Олигосахариды входят в состав воспринимающей части многих клеточных рецепторов или молекул-лигандов.

Вопрос № 9

«Липиды: особенности их строения, их роль в живом организме»

Липиды -  обширная группа природных органических соединений, включающая жиры и жироподобные вещества

Особенности строения

Молекулы простых липидов состоят из спирта, жирных кислот, сложных — из спирта, высокомолекулярных жирных кислот, возможны остатки фосфорной кислоты, углеводов, азотистых оснований и др. Строение липидов зависит в первую очередь от пути их биосинтеза.

Роль в живом организме

1. Запасные липиды – твердые жиры, жидкие масла ( источник энергии, запасающие вещества)

2. Передатчики минералов – витамины, стероидные гармоны

3. Защитная (амортизационная) - толстый слой жира защищает внутренние органы многих животных от повреждений при ударах

4. Функция теплоизоляции – жир — хороший теплоизолятор, поэтому у многих теплокровных животных он откладывается в подкожной жировой ткани, уменьшая потери тепла.

Вопрос № 10

«Аминокислоты и белки: строение, типы, их роль в живом организме»

Аминокислоты- органические карбоновые кислоты – мономеры. Создают полимерные молекулы белков. Аминокислот – 170 , обычных -20, 8 –незаменимых у человека, 12 – у крысы, 15- у цыпленка.

Строение аминокислот

1. Радикал

2. Аминогруппа

3. Карбоксильная группа

Полпептидные связи и образование полипептидов

Белок – полипептиды, состоящие из 100- 800 аминокислот.

Белки различаются по составу аминокислот, их порядку, длине цепи. Белки – 10-18% от массы клетки.

Типы аминокислот

По радикалу

• Неполярные:аланин, валин, изолейцин, лейцин, пролин, метионин, фенилаланин, триптофан

• Полярные незаряженные (заряды скомпенсированы) при pH=7: глицин, серин, треонин, цистеин, аспарагин, глутамин, тирозин

• Полярные заряженные отрицательно при pH=7: аспартат, глутамат

• Полярные заряженные положительно при pH=7: лизин, аргинин, гистидин

По функциональным группам

• Алифатические

  • Моноаминомонокарбоновые: глицин, аланин, валин, изолейцин, лейцин

  • Оксимоноаминокарбоновые: серин, треонин

  • Моноаминодикарбоновые: аспартат, глутамат, за счёт второй карбоксильной группы несут в растворе отрицательный заряд

  • Амиды моноаминодикарбоновых: аспарагин, глутамин

  • Диаминомонокарбоновые: лизин, аргинин, несут в растворе положительный заряд

  • Серосодержащие: цистеин, метионин

• Ароматические: фенилаланин, тирозин, триптофан, (гистидин)

• Гетероциклические: триптофан, гистидин, пролин

• Иминокислоты: пролин

По классам аминоацил-тРнк-синтетаз

• Класс I: валин, изолейцин, лейцин, цистеин, метионин, глутамат, глутамин, аргинин, тирозин, триптофан

• Класс II: глицин, аланин, пролин, серин, треонин, аспартат, аспарагин, гистидин, фенилаланин

Для аминокислоты лизин существуют аминоацил-тРНК-синтетазы обоих классов.

По путям биосинтеза

• Семейство аспартата: аспартат, аспарагин, треонин, изолейцин, метионин, лизин.

• Семейство глутамата: глутамат, глутамин, аргинин, пролин.

• Семейство пирувата: аланин, валин, лейцин.

• Семейство серина: серин, цистеин, глицин.

• Семейство пентоз: гистидин, фенилаланин, тирозин, триптофан.

Строение белков

1. Цепь

2. Спираль, пружина

3. Глобулярная

4. Собрание глобул

Типы белков

1. Структурные белки мышц

2. Белки соединительных тканей

3. Хромосомные белки

4. Белки мембран

5. Транспортные белки

6. Контролирующие белки

7. Ферменты

8. Гормоны

9. Защитные белки

Роль в живом организме

1. Строительная – мембраны

2. Катализ – ферменты

3. Сигнальная – раздражители, рецепторы (распознавание сигналов)

4. Двигательная- моторные мышцы

5. Защитная – вывод инородных тел

6. Транспортная – перенос веществ

7. Энергетическая – расщепление 1 г. белка= выделению 17.6 кДж

Вопрос 11

«Нуклеиновые кислоты: их строение и роль в живом организме»

Нуклеиновые кислоты – полимеры нуклеотидов

.

Строение Нуклеиновых кислот

Полимерные формы нуклеиновых кислот называют полинуклеотидами. Цепочки из нуклеотидов соединяются через остаток фосфорной кислоты (фосфодиэфирная связь). Поскольку в нуклеотидах существует только два типа гетероциклических молекул, рибоза и дезоксирибоза, то и имеется лишь два вида нуклеиновых кислот — дезоксирибонуклеиновая (ДНК) и рибонуклеиновая (РНК).

Мономерные формы также встречаются в клетках и играют важную роль в процессах передачи сигналов или запасании энергии. Наиболее известный мономер РНК — АТФ, аденозинтрифосфорная кислота, важнейший аккумулятор энергии в клетке.

Роль в живом организме

1. Кодирование наследственной информации о структуре белков

2. Хранение наследственной информации о структуре белков

3. Передача наследственной информации о структуре белков

4. Синтез белков