1 курс / шпоры / 1 семестр / Shpory_BIO_itog

1. Биология как наука

Биология – это сов-ть наук о живой природе и жизни вообще: о строении и функции ж/ веществ, и их природных сообществ, об их происхождении, распространении и развитии, об их связях и взаимоотношениях друг с другом и с неживой природой (понятие предложил Жан Батист Ламарк, 18 век).

Биология подразделяется : микробиология (бактерии), зоология (животные), ботаника (растения), микология (Грибы), общая биология (отдельные организмы и жизнь в целом), а также генетика (эволюция), биохимия (молекулярное строение), физиология (функционирование организмов), гистология (ткани), цитология (клетка), биогеография.

Методы биологич. исследований: наблюдение, сравнение, эксперимент, моделирование, исторический метод.

2. Химический состав клетки. Биогенные, макро- и микроэлементы.

Химические элементы в клетке:

1)Основные (биогенные) – кислород, углерод, водород, азот. Они входят в состав всех органических веществ

2) макроэлементы – элементы с содержанием более 0,01% массы клетки: кальций (входит в состав клеточной стенки растений, зубной эмали, участвует), фосфор (входит в состав ДНК, РНК, АТФ, ряда ферментов, костной ткани, зубной эмали), сера (входит в состав важнейших аминокислот и белков), калий (зубы, кости, ферменты, уменьшает силу сердечных сокращений), натрий (участвует в передаче нервных импульсов, поддерживает нормальный ритм сердечной деятельности и щелочно-кислотное равновесие), магний (входит в состав хлорофилла, ферменты, зубы (ЭМАЛЬ), активизирует синтез ДНК))

3) микроэлементы – элементы с содержанием не более 0,01% массы клетки (железа (гемоглобин, участвует в процессах дыхания и фотосинтеза,) йод (гормон щитовидной железы), фтор (зубы и кости), медь (гормон поджелудочной железы, фотосинтез, ферменты).

3. Краткая характеристика органических соединений.

Белки. Белки-это биологические полимеры мономерами которых являются аминокислоты.

Уровни структурной организации: первичная ( пептидная связь), вторичная (спираль), третичная (глобула) , четвертичная. Также подразделябтся на простые ( протеины и аминокислоты) и сложные ( протеиды, нуклеиновые кислоты, липиды, углеводы).

Денатурация- потеря белком четвертичной,третичной и вторичной структур. Ренатурация – обратный процесс.

Основные свойства белков: гидрофильность, видовая специфичность, химическая активность, денатурирование и ренатурирование. Функции белков: структурная, каталитическая, транспортная, двигательная, защитная,запасающая, энергетическая, регуляторная, сигнальная.

Липиды. Липиды - жироподобные органические соединения,представляющие собой сложные эфиры высших карбоновых кислот и трехатомного спирта глицерина или других спиртов..

Важнейшие классы: триациглицеролы, фосфолипиды, гликолипиды, терпены, воски, стероиды. Основные свойства: имеют наименьшую молекулярную массу, отсутствуют полярные группы, гидрофобны, хорошо растворяютсч в органических растворителях. Функции : структурная, энергетическая, запасающая, защитная, смазывающая, регуляторная, метаболическая.

Углеводы. Углеводы - это вещества с общей формулой Cn(H2O)m. Делятся на : моносахариды, олигосахариды, полисахариды. Функции: энергетическая, запасающая, структурная, метаболическая. Углеводороды образуются из неорганических веществ, в прлцессе фотосинтеза.

Нуклеиновые кислоты. Нуклеиновые кислоты - фосфосодержащие биополимеры, построенные из мономеров - нуклеотидов и обеспечивающие хранение и передачу наследственной (генетической) информации в живых клетках. Взависимости от того, какой сахар входит в состав нуклеиновые кислоты подразделяются на дезоксирибонуклеиновые ( ДНК) и рибонуклеиновые ( РНК).

ДНК -состав: пятиуглеродный сахар дезоксирибоза( аденин, гуанин, тимин, цитозин) ,азотистые основания, остаток фосфорной кислоты.Структура: молекула состоит из 2 полинуклеотидных цепочек, цепочки соединены двумя или тремя комплементарными азотистыми основанмями. Свойства: молекула способна к транскрипции, репарации, репликации.

РНК - состав: пятиуглеродный сахар рибоза ( аденин, гуанин, урацил, цитозин),азотистые основания, остаток фосфорой кислоты. Структура: молекула состоит из 1 полинуклеотидной цепочки,связаны ковалентными фосфодиэфирными связями. Виды: информационная, транспортная, рибосомальная.

4. Свойства и функции липидов и углеводов

Липиды. Липиды - жироподобные органические соединения,представляющие собой сложные эфиры высших карбоновых кислот и трехатомного спирта глицерина или других спиртов..

Важнейшие классы: триациглицеролы, фосфолипиды, гликолипиды, терпены, воски, стероиды. Основные свойства: имеют наименьшую молекулярную массу, отсутствуют полярные группы, гидрофобны, хорошо растворяютсч в органических растворителях. Функции : структурная (входит в состав клетчных мембран), энергетическая, запасающая, защитная, смазывающая (воски покрывают кожу шерсть и перья), регуляторная (многие гормоны гормоны являются производными липидов ), метаболическая (источник метаболической воды).

Свойства: из всех биомолекул имеют наименьшую молекулярную массу; в молекулах почти полностью отсутствуют полярные группы; гидрофобные; могут образовывать сложные комплексы с белками, углеводами и остатками фосфорной к-ты.

Углеводы. Углеводы - это вещества с общей формулой Cn(H2O)m. Делятся на : моносахариды (рибоза, дезоксирибоза, глюкоза, фруктоза), олигосахариды (мальтоза, лактоза, сахароза), полисахариды (целлюлоза, гликоген, храхмал, хитин). Функции: энергетическая, запасающая, структурная (стенки растений и грибов), метаболическая (исходный продукт для синтеза веществ). Углеводороды образуются из неорганических веществ, в процессе фотосинтеза.

6. Ферменты

Ферменты – это имеющие белковую природу биологические катализаторы.

Структура ферментов: белковый компонент (апофермент), сложные небелковые органические соединения (кофермент), активный центр (функциональная группа, отдельная аминокислота или кофермент, обеспечивающий специфичность действия фермента за счет тесного, многоточечного контакта между молекулой фермента и субстрата), регуляторный центр (с ним могут связываться молекулы-модуляторы (регулируют активность фермента) или ингибиторы (подавляют)).

Свойства: специфичность; активность только в определенном интервале температур; для каждого фермента существует свое оптимальное значение рН.

Основные классы ферментов: синтетазы, гидролазы, изомеразы, лиазы, оксидоредуктазы, трансферазы.

10. Витамины

Витамины — биологически активные низкомолекулярные органические вещества — участвуют в обмене веществ и преобразовании энергии в большинстве случаев как компоненты ферментов.

Свойства: 1) входят в состав молекул и некоторых физиологически активных веществ, 2) регулирует процессы обмена веществ 3)действует в малых количествах 4) являются непрочными соединениями 5) не являются источником энергии.

Недостаток витаминов вызывает заболевание — гиповитаминоз, полное их отсутствие — авитаминоз, а излишек — гипервитаминоз.

9.Виды РНК, их структура и свойства. Отличие РНК от ДНК

РНК - состав: пятиуглеродный сахар рибоза ( аденин, гуанин, урацил, цитозин),азотистые основания, остаток фосфорой кислоты.

Структура: молекула состоит из 1 полинуклеотидной цепочки, связаны ковалентными фосфодиэфирными связями.

Виды и их функции: информационная (служит матрицей для синтеза белков, и передает информацию об их структуре с молекулы ДНК), транспортная (выполняет функцию переноса аминокислот к месту синтеза белка), рибосомная (формирует с некоторыми белками органеллы для синтеза белков).

Отличие РНК от ДНК: состав (рибоза и уроцил в РНК, дезоксирибоза и тимин в ДНК), строение (РНК – 1 полинуклеатидная цепочка, ДНК – 2 цепочки спирально закрученные одна относительно другой.)

7. Строение, свойства и функции нуклеиновых кислот

Нуклеиновые кислоты. Нуклеиновые кислоты - фосфосодержащие биополимеры, построенные из мономеров - нуклеотидов и обеспечивающие хранение и передачу наследственной (генетической) информации в живых клетках. Взависимости от того, какой сахар входит в состав нуклеиновые кислоты подразделяются на дезоксирибонуклеиновые ( ДНК) и рибонуклеиновые ( РНК).

ДНК -состав: пятиуглеродный сахар дезоксирибоза( аденин, гуанин, тимин, цитозин),азотистые основания, остаток фосфорной кислоты. Структура: молекула состоит из 2 полинуклеотидных цепочек, цепочки соединены двумя или тремя комплементарными азотистыми основанмями. Свойства: молекула способна к транскрипции (процесс синтеза матричной РНК с использование в качестве матрицы одной из цепей ДНК), репарации (процесс исправления повреждений), репликации (удвоение).

РНК - состав: пятиуглеродный сахар рибоза ( аденин, гуанин, урацил, цитозин),азотистые основания, остаток фосфорой кислоты. Структура: молекула состоит из 1 полинуклеотидной цепочки,связаны ковалентными фосфодиэфирными связями. Виды: информационная, транспортная, рибосомная.

5. Строение, свойства и функции белков

Белки. Белки-это биологические полимеры мономерами которых являются аминокислоты.

Уровни структурной организации: первичная ( пептидная связь), вторичная (спираль), третичная (глобула) , четвертичная. Также подразделяется на простые ( протеины и аминокислоты) и сложные ( протеиды, нуклеиновые кислоты, липиды, углеводы).

Денатурация- потеря белком четвертичной, третичной и вторичной структур. Ренатурация – обратный процесс. Процесс разрушения первичной структуры белка всегда необратим и называется деструкцией.

Химические и физические свойства белков очень разнообразны: гидрофильные, гидрофобные; одни из них под действием факторов легко меняют свою структуру, другие — очень устойчивы. Белки делятся на простые — протеины, состоящие только из остатков аминокислот, и сложные — протеиды, в состав которых, кроме кислотных остатков аминокислот, входят и другие вещества небелковой природы (остатки фосфорной и нуклеиновой кислот, углеводов, липидов и др.).

Белки выполняют в организме много разнообразных функций: строительную (входят в состав различных структурных образований); защитную (специальные белки — антитела — способны связывать и обезвреживать микроорганизмы и чужеродные белки) и др. Кроме этого, белки участвуют в свертывании крови, предотвращая сильные кровотечения, выполняют регуляторную, сигнальную, двигательную, энергетическую, транспортную функции (перенесение некоторых веществ в организме).

Исключительно важное значение имеет каталитическая функция белков. Вещества, относимые к катализаторам, ускоряют химические превращения, причем состав самих катализаторов после реакции остается таким же, каким был до реакции.

13. Одномембранные органеллы клетки

Органеллы, или, как ещё их называют, ограноиды — постоянные внутриклеточные структуры с определенным строением, выполняющие свои определённые функции.

К одномембранным относят органеллы вакуолярной системы — это эндоплазматический ретикулум, лизосомы, комплекс Гольджи, вакуоли грибных и растительных клеток, пульсирующие вакуоли и другое.

ЭПР или ЭПС (ретикулум) каналы, защищённые мембранами, есть как гладкие участки, так и шероховатые, если на них есть скопления рибосом. Функции – синтезирующая и транспортная.

Вакуоль — это слияние расширенных участков ЭПС, окруженной тонопластом, специфической мембраной, которая регулирует выделение и поступление веществ осмотическая, экскрективная (копит продукты обмена веществ, гликозиды, алкалоиды, пигменты, которые придают окраску клетке), запасающая (резервы веществ, для питания в виде олигосахаров и моносахаров).

Аппарат Гольджи – комплекс плоских цистерн, кот. Распологаясь друг над другом образуют диктиасому.

Лизосомы – клеточные органеллы, обеспечивающие расщепление сложных молекул органических веществ.

8.Структура молекулы ДНК и ее свойства. Репликация ДНК

Структура ДНК: состоит из двух полинуклеатидных цепочек спирально закрученных одна относительно другой. Нуклеатиды связаны между собой ковалетными фосфодиэфирными связями, образующимися между фосфатной группой одного нуклеатида и гидроксильной группой дезоксирибозы другого. Цепочки ДНК соединены друг с другом двумя или тремя водородными связями, между комплементарными азотистыми основаниями.

Свойства: молекула способна к транскрипции (процесс синтеза матричной РНК с использованием в качестве матрицы одной из цепей ДНК), репарации (процесс исправления повреждений), репликации (удвоение).

Репликация – происходящий под контролем ферментов процесс синтеза новой молекулы ДНК, как точной копии уже существующей молекулы ДНК, при ее использовании как матрицы.

Этапы репликации: 1) постепенное разделение комплементарных цепей ДНК, в результате разрыва водородных связей между ними. 2) деспирализация участков полинуклеатидных цепей ДНК. 3) комплементарный синтез новой (дочерней) полинуклеатидной цепочки на каждой

из старых цепей как на матрице

19. Биосинтез белка. Транскрипция

Биосинтез белка —процесс синтеза сложных органических веществ из простых. Процесс биосинтеза белка требует значительных затрат энергии.

Процесса биосинтеза белка включает 2 этапа: транскрипция и процессинг и трансляция.

Транскрипция – перенос генетической информации с ДНК на РНК.

Состоит из стадий: Инициация (объединение 2-х субъединиц – рибосом – на определенном участке р-РНК.), элонгация (процесс движения РНК-полимеразы по цепи ДНК и рост м-РНК), терминация (рибосома – достигает стоп-кодона, пептидная цепь разделяется, рибосома распадается).

14. Немембранные органеллы клетки

Органеллы, или, как ещё их называют, ограноиды — постоянные внутриклеточные структуры с определенным строением, выполняющие свои определённые функции.

К немембранным органеллам относят клеточный центр и рибосомы, постоянно находящиеся в клетке.

Клеточный центр – органеллы большинства клеток животных некоторых грибов, водоростей, мхов, расположенные в центре клетки вблизи ядра и служащие центорм инициации сборки микротрубочек.

Рибосомы – без мембранной оболочки, две субъединицы, у которых — разная скорость осаждения (седиментации), их объединение в рибосому возможно только с присутствием ионов магния. Нужна клетке для синтезирования (трансляции белка — завершающего этапа биосинтеза белка)

18. Фотосинтез

Фотосинтез — процесс образования органических веществ из углекислого газа и воды на свету.

Фотосинтез: темновая и световая (1. фотосистема I 2. Фотоситема II) фаза

В ходе световой стадии фотосинтеза образуются высокоэнергетические продукты: АТФ, служащий в клетке источником энергии, и НАДФ, использующийся как восстановитель. В качестве побочного продукта выделяется кислород.

Фотосистема — совокупность ССК, фотохимического реакционного центра и переносчиков электрона.

Фотосистема I – хлорофилл П700 теряет электрон и переходит в П700+.

Фотосистема II – П680 отдает электрон хлорофиллу П700+. Для осстановления П680 используется электрон воды. Образуется АТФ и НАДН+Н+,Ю которые потом используются в темновой фазе.

Темновая фаза (цикл Кальвина) происходит восстановление СО2 до углеводов.

24. Особенности организации и классификация мышечных тканей

Мышечные ткани представляют собой группу тканей различного происхождения и строения, объединенных на основании общего признака - выраженной сократительной способности, благодаря которой они могут выполнять свою основную функцию - перемещать тело или его части в пространстве.

Особенности ткани: 1) она состоит из отдельных мышечных волокон, которая обладает свойствами: возбудимости, сократимости, проводимости.

Классификация: поперечно-полосатая, сердечная, гладкая.

21. Генетический код и его свойства. Работа с таблицей кодонов

Генетический код – последовательность нуклеатидов в ДНК

Свойства кода:1) код триплетен (то есть, 1 аминокислота определяется сочетанием 3-х нуклеотидов, которые называются треплет или кодон.) 2) код является вырожденным , то есть одна и та же аминокислота может кодироваться разными триплетами 3) код не перерывающийся, т.е. нуклеотид не может входить в состав 2-х триплетов 4) код однозначен, т.е. один триплет – одна аминокислота 5) код не имеет знаков препинания 6) код универсален для всех живых организмов

26.Основные характеристики, функции и распределение растительных тканей. Покровные ткани.

Покро́вные тка́ни — наружные ткани растения.

Покровные ткани предохраняют органы растения от высыхания, от температурных воздействий, механических повреждений, гиф грибов, болезнетворных бактерий и вирусов и других неблагоприятных воздействий окружающей среды. Осуществляют всасывание и выделение воды и других веществ.

Через покровные ткани стебля осуществляется газообмен. В эпидерме он происходит через устьица. После образования перидермы эпидерма отмирает и слущивается, и газообмен идёт через чечевички[2].

Часто эпидерма растений несёт различные образования: эмергенцы, кроющие и железистые волоски (трихомы), составляющие опушение растения.

Покровная ткань выполняет защитную функцию. Благодаря проводящей ткани, обеспечивается передвижение воды и растворенных в ней питательных веществ внутри растения.

11. Цитоплазматическая мембрана. Цитоплазма. Цитоскелет

Наружная цитоплазматическая мембрана, окружающая цитоплазму каждой клетки, определяет ее величину и обеспечивает сохранение существенных различий между клеточным содержимым и окружающей средой. Мембрана служит высокоизбирательным фильтром, который поддерживает разницу концентраций ионов по обе стороны мембраны и позволяет питательным веществам проникать внутрь клетки, а продуктам выделения выходить наружу.

Функции наружной цитоплазматической мембраны:

• барьерная

• транспортная – через мембрану происходит транспорт веществ в клетку и из клетки.

• матричная – обеспечивает определенное взаиморасположение и ориентацию мембранных белков, их оптимальное взаимодействие;

• механическая – обеспечивает автономность клетки, ее внутриклеточных структур, также соединение с другими клетками (в тканях).

• энергетическая

• рецепторная.

Цитоплазма – внутреннее содержимое клетки, за исключением ядра, состоящее из гиалоплазмы, погруженных в нее органелл и внутриклеточных включений. В ней находится цитоскелет, состоящий из микротрубочек и способных сокращаться белковых нитей. Цитоскелет определяет форму клетки и учавствует во внутриклеточном перемещении органоидов и отдельных веществ.

12. Двумембранные органеллы клетки

Органеллы, или, как ещё их называют, ограноиды — постоянные внутриклеточные структуры с определенным строением, выполняющие свои определённые функции.

Двумембранные компоненты — это пластиды (имеются только у клеток растений и протистов, отвечающие за цвет), клеточное ядро () и митохондрии (энергетическое депо клетки).

Метахондрии - двумембранные органеллы эукариотических клеток,осуществляющие окисление органических веществ до конечных продуктов с освобождением энергии,запасаемой в молекулах АТФ. Строение: палочковидная, шаровидная и нитевидная формы, толщина 0,5-1 мкм, длина 2-7 мкм, двумембранные, наружная мембрана образует складки- кристы, на которых находятся тельца АТФ. Внутреннее солержимое: рибосомы, кольцевые ДНК и РНК, аминокислоты, белки, ферменты цикла Кребса. Функции: окисление веществ до СО2 и Н2О, синтез АТФ.

Пластиды. Виды: хлоропласты, лейкопласты, хромопласты. Строение хлоропластов: округлая или овальная форма, наружная мембрана гладкая , на внутренне имеются тилакоиды, между которыми находиься строма. Состав: в мембранах тилакоидов и гран - зерна хлорофилла и других пигментов, внутреннее содержимое строма: белки, липиды, рибосомы, кольцевые ДНК и РНК. Функции : фотосинтез , синтез белков и накопление запасных питательных веществ.

Ядро - самая крупная структура клетки; является обязательным компонентом всех эукариотических клеток(за исключением клеток ситовидных трубок флоэмы высших растений и зрелых эритроцитов млекопитающих).В больщинстве клеток присутствует одно ядро,но существуют двух- и много- ялерные клетки.. Выделяют 2 состояния ядра: интерфазное и делящееся. Строение и состав: Интерфазное ядро состоит ищ ядерной оболочки, ядерного матрикса, хроматина, ядрышек. Функции: хранение и передача наследственной информации в виде неизменной структуры ДНК, регуляция всех процессов жизнедеятельности клетки.

17. Катаболизм. Клеточное дыхание

Катаболизм – расщепление сложных органических соединений на более простые с выделением энергии.

Этапы: 1)подготовительный (биополимеры расщепляются до мономеров) 2)бескислородный (мономеры претерпевают дальнейшее расщепление без участия кислорода) 3)кислородный (вещества окисляются до конечных продуктов Н2О и СО2, с выделением большого количества энергии)

Кислородный этап включает две стадии: цикл Кребса (происходит в матриксе митохондрий. В результате образуются 8 молекул НАДН+Н+, 2 молекулы ФАДН+Н+, 2 АТФ и СО2) и окислительное фосфорилирование (образуется 36 молекул АТФ).

Клеточное дыхание – совокупность процессов окисления органических веществ в клетках организмов, сопровожд. выделением энергии и накоплением ее в АТФ.

Клеточное дыхание: анаэробное и аэробное.

Анаэробное:

Гликолиз — путь ферментативного расщепления глюкозы — является общим практически для всех живых организмов процессом. У аэробов он предшествует собственно клеточному дыханию, у анаэробов завершается брожением. Сам по себе гликолиз является полностью анаэробным процессом и для осуществления не требует присутствия кислорода.

Аэробное (см. Кислородный этап)

15. Клеточный цикл. Митоз

Клеточный цикл – период жизнедеятельности клетки от ее возникновения в результате деления материнской клетки до собственного деления или до гибели.

Фазы клеточного цикла: пресинтетическая; синтетическая; постсинтетическая.

Митоз – непрямое деление клетки, при котором из материнской образуется 2 дочерние и идентичным набором хромосом.

Процесс митоза принято подразделять на четыре основные фазы: профазу, метафазу, анафазу и телофазу (рис. 1–3). Так как он непрерывен, смена фаз осуществляется плавно — одна незаметно переходит в другую.

В профазе увеличивается объем ядра, и вследствие спирализации хроматина формируются хромосомы. К концу профазы видно, что каждая хромосома состоит из двух хроматид. Постепенно растворяются ядрышки и ядерная оболочка, и хромосомы оказываются беспорядочно расположенными в цитоплазме клетки. Центриоли расходятся к полюсам клетки. Формируется ахроматиновое веретено деления, часть нитей которого идет от полюса к полюсу, а часть — прикрепляется к центромерам хромосом. Содержание генетического материала в клетке остается неизменным (2n4c).

В метафазе хромосомы достигают максимальной спирализации и располагаются упорядоченно на экваторе клетки, поэтому их подсчет и изучение проводят в этот период. Содержание генетического материала не изменяется (2n4c).

15.В анафазе каждая хромосома «расщепляется» на две хроматиды, которые с этого момента называются дочерними хромосомами. Нити веретена, прикрепленные к центромерам, сокращаются и тянут хроматиды (дочерние хромосомы) к противоположным полюсам клетки. Содержание генетического материала в клетке у каждого полюса представлено диплоидным набором хромосом, но каждая хромосома содержит одну хроматиду (4n4c).

В телофазе расположившиеся у полюсов хромосомы деспирализуются и становятся плохо видимыми. Вокруг хромосом у каждого полюса из мембранных структур цитоплазмы формируется ядерная оболочка, в ядрах образуются ядрышки. Разрушается веретено деления. Одновременно идет деление цитоплазмы. Дочерние клетки имеют диплоидный набор хромосом, каждая из которых состоит из одной хроматиды (2n2c).

Биологическое значение митоза.

Оно состоит в том, что митоз обеспечивает наследственную передачу признаков и свойств в ряду поколений клеток при развитии многоклеточного организма. Благодаря точному и равномерному распределению хромосом при митозе все клетки единого организма генетически одинаковы.

Митотическое деление клеток лежит в основе всех форм бесполого размножения как у одноклеточных, так и у многоклеточных организмов. Митоз обусловливает важнейшие явления жизнедеятельности: рост, развитие и восстановление тканей и органов и бесполое размножение организмов.

16. Мейоз

Мейоз – непрямое деление клетки, в результате которого из одной диплоидной клетки образуется 4 гаплоидные дочерние клетки.

В профазе мейоза I происходит постепенная спирализация хроматина с образованием хромосом. Гомологичные хромосомы сближаются, образуя общую структуру, состоящую из двух хромосом (бивалент) и четырех хроматид. Соприкосновение двух гомологичных хромосом по всей длине называется конъюгацией. Затем между гомологичными хромосомами появляются силы отталкивания, и хромосомы сначала разделяются в области центромер, оставаясь соединенными в области плеч, и образуют перекресты (хиазмы). Расхождение хроматид постепенно увеличивается, и перекресты смещаются к их концам. В процессе конъюгации между некоторыми хроматидами гомологичных хромосом может происходить обмен участками — кроссинговер, приводящий к перекомбинации генетического материала. К концу профазы растворяются ядерная оболочка и ядрышки, формируется ахроматиновое веретено деления. Содержание генетического материала остается прежним (2n2хр).

В метафазе мейоза I биваленты хромосом располагаются в экваториальной плоскости клетки. В этот момент спирализация их достигает максимума. Содержание генетического материала не изменяется (2п2хр).

В анафазе мейоза I гомологичные хромосомы, состоящие из двух хроматид, окончательно отходят друг от друга и расходятся к полюсам клетки. Следовательно, из каждой пары гомологичных хромосом в дочернюю клетку попадает только одна — число хромосом уменьшается вдвое (происходит редукция). Содержание генетического материала становится 1n2хр у каждого полюса.

В телофазе происходит формирование ядер и разделение цитоплазмы — образуются две дочерние клетки. Дочерние клетки содержат гаплоидный набор хромосом, каждая хромосома — две хроматиды (1n2хр).

В мейоз II происходят тс же процессы, что и в митозе.

Биологическое значение мейоза:

1) является основным этапом гаметогенеза;

2) обеспечивает передачу генетической информации от организма к организму при половом размножении;

3) дочерние клетки генетически не идентичны материнской и между собой.

20. Биосинтез белка. Процессинг. Трансляция

Биосинтез белка —процесс синтеза сложных органических веществ из простых. Процесс биосинтеза белка требует значительных затрат энергии.

Процесса биосинтеза белка включает 2 этапа: транскрипция и процессинг и трансляция.

Процессинг РНК

Между транскрипцией и трансляцией молекула мРНК претерпевает ряд последовательных изменений, которые обеспечивают созревание функционирующей матрицы для синтеза полипептидной цепочки. К 5΄-концу присоединяется кэп, а к 3΄-концу поли-А хвост, который увеличивает длительность жизни иРНК. С появлением процессинга в эукариотической клетке стало возможно комбинирование экзонов гена для получения большего разнообразия белков, кодируемых единой последовательностью нуклеотидов ДНК, — альтернативный сплайсинг.

Трансляция

У прокариот мРНК может считываться рибосомами в аминокислотную последовательность белков сразу после транскрипции, а у эукариот она транспортируется из ядра в цитоплазму, где находятся рибосомы. Скорость синтеза белков выше у прокариот и может достигать 20 аминокислот в секунду[1]. Процесс синтеза белка на основе молекулы мРНК называется трансляцией.

Рибосома содержит 2 функциональных участка для взаимодействия с тРНК: аминоацильный (акцепторный) и пептидильный (донорный). Аминоацил-тРНК попадает в акцепторный участок рибосомы и взаимодействует с образованием водородных связей между триплетами кодона и антикодона. После образования водородных связей система продвигается на 1 кодон и оказывается в донорном участке. Одновременно в освободившемся акцепторном участке оказывается новый кодон, и к нему присоединяется соответствующий аминоацил-т-РНК.

Во время начальной стадии биосинтеза белков, инициации, обычно метиониновый кодон узнаётся малой субъединицей рибосомы, к которой при помощи белковых факторов инициации присоединена метиониновая транспортная РНК (тРНК). После узнавания стартового кодона к малой субъединице присоединяется большая субъединица и начинается вторая стадия трансляции — элонгация. При каждом движении рибосомы от 5' к 3' концу мРНК считывается один кодон путём образования водородных связей между тремя нуклеотидами (кодоном) мРНК и комплементарным ему антикодоном транспортной РНК, к которой присоединена соответствующая аминокислота. Синтез пептидной связи катализируется рибосомальной РНК (рРНК), образующей пептидилтрансферазный центр рибосомы. Рибосомальная РНК катализирует образование пептидной связи между последней аминокислотой растущего пептида и аминокислотой, присоединённой к тРНК, позиционируя атомы азота и углерода в положении, благоприятном для прохождения реакции. Ферменты аминоацил-тРНК-синтетазы присоединяют аминокислоты к их тРНК. Третья и последняя стадия трансляции, терминация, происходит при достижении рибосомой стоп-кодона, после чего белковые факторы терминации гидролизуют последнюю тРНК от белка, прекращая его синтез. Таким образом, в рибосомах белки всегда синтезируются от N- к C-концу.

27.Основные характеристики, функции и распределение растительных тканей. Образовательные ткани.

Образова́тельные тка́ни (меристемы), ткани растений, состоящие из клеток, которые длительное время сохраняют способность к делению. Благодаря многократному делению этих клеток происходит рост растений в течение всей их жизни (у некоторых деревьев это сотни и даже тысячи лет). Второе важное свойство клеток меристем заключается в том, что они дают начало специализированным клеткам, образующим постоянные ткани – покровные, основные, проводящие, механические, выделительные. В зависимости от распределения на теле формирующегося растения выделяют четыре вида меристем. Верхушечные, или апикальные, меристемы обеспечивают рост побегов и корней в длину. Боковые, или латеральные, меристемы обусловливают нарастание стеблей и корней в толщину и называются камбием. Вставочные, или интеркалярные, меристемы временно сохраняются в междоузлиях стебля и в основаниях молодых листьев, обеспечивая рост этих участков, но затем превращаются в постоянные ткани. Раневые, или травматические, меристемы возникают в местах повреждения растения, где образуют защитный каллюс. Вопрос о том, каким образом из одинаковых меристематических клеток образуются различные ткани, т.е. как происходит клеточная дифференцировка, остаётся нерешённым.

Функция этих тканей - образование новых клеток путем деления. Образовательная ткань состоит из мелких клеток с крупными ядрами и без вакуолей. Клетки этой ткани постоянно делятся. Одна часть дочерних клеток, дорастая до размеров материнской, снова делится, а другая часть постепенно превращается в клетки постоянных тканей.

29. Основные характеристики, функции и распределение растительных тканей. Механические ткани.

Механи́ческая ткань — вид ткани в растительном организме, волокна из живых и мёртвых клеток с сильно утолщённой клеточной стенкой, придающие механическую прочность организму. Возникает из верхушечной меристемы, а также в результате деятельности прокамбия и камбия.

Степень развития механических тканей во многом зависит от условий обитания: они почти отсутствуют у растений влажных лесов, у многих прибрежных растений, но зато хорошо развиты у большинства растений засушливых местообитаний.

Механические ткани присутствуют во всех органах растения, но наиболее они развиты по периферии стебля и в центральной части корня.

Выделяют следующие типы механических тканей:

колленхима — эластичная опорная ткань первичной коры молодых стеблей двудольных растений, а также листьев. Состоит из живых клеток с неравномерно утолщёнными неодревесневшими первичными оболочками, вытянутыми вдоль оси органа.

склеренхима — прочная ткань из быстро отмирающих клеток с одревесневшими и равномерно утолщёнными оболочками. Обеспечивает прочность органов и всего тела растений. Различают два типа склеренхимных клеток:

волокна — длинные тонкие клетки, обычно собранные в тяжи или пучки (например, лубяные или древесинные волокна).

склереиды — округлые мёртвые клетки с очень толстыми одревесневшими оболочками. Ими образованы семенная кожура, скорлупа орехов, косточки вишни, сливы, абрикоса; они придают мякоти груш характерный крупчатый характер. Встречаются группами в корке хвойных и некоторых лиственных пород, в твердых оболочках семян и плодов. Их клетки круглой формы с толстыми стенками и маленьким ядром.

23. Особенности организации и классификация тканей внутренней среды

В целом, соединительная ткань составляет то, что называют внутренней средой организма. Она очень разнообразна и представлена различными видами - от плотных и рыхлых форм до крови и лимфы, клетки которых находятся в жидкости. Принципиальные различия типов соединительной ткани определяются соотношениями клеточных компонентов и характером межклеточного вещества.

Функции: опорная, защитная, обменная, питательная, кроветворная, восстановительная.

Классификация: ткани костей, хрящей, связок, сухожилий, дентина, красного костного мозга, кровь и лимфа, подкожная жировая клетчатка.

22. Особенности организации и классификация эпителиальных тканей

Эпителий, или эпителиальная ткань — слой клеток, выстилающий поверхность (эпидермис) и полости тела, а также слизистые оболочки внутренних органов, пищевого тракта, дыхательной системы, мочеполовые пути. Кроме того, образует большинство желёз организма.

Клетки эпителия лежат на тонкой базальной мембране, они лишены кровеносных сосудов, их питание осуществляется за счет подлежащей соединительной ткани.

Функции: защитная, участвует в обмене веществ и в газообмене, рецепторная, секреторная.

Морфологическая классификация

Однослойный эпителий может быть однорядным и многорядным. У однорядного эпителия все клетки имеют одинаковую форму — плоскую, кубическую или призматическую, их ядра лежат на одном уровне, то есть в один ряд. У многорядного эпителия различают

22.окрашиваемые гематоксилин-эозином, призматические и вставочные клетки; последние, в свою очередь, делятся по принципу отношения ядра к базальной мембране на высокие вставочные и низкие вставочные клетки.

Многослойный эпителий бывает ороговевающим, неороговевающим и переходным. Эпителий, в котором происходят процессы ороговения, связанные с дифференцировкой клеток верхних слоев в плоские роговые чешуйки, называют многослойным плоским ороговевающим. При отсутствии ороговения эпителий называется многослойным плоским неороговевающим.

Переходный эпителий выстилает органы, подверженные сильному растяжению — мочевой пузырь, мочеточники и др. При изменении объёма органа толщина и строение эпителия также изменяется.

25. Особенности организации и классификация нервной ткани

Нервная ткань – это ткань животных и человека, состоящая из нервных клеток – нейронов и находящимися между ними клеток нейроглии.

Она образует нервные узлы, нервы, головной и спинной мозг.

Функции: рецепторная и проводниковая.

Нейрон – нервная клетка, основная структурная и функциональная единица нервной ткани.

30.Основные характеристики, функции и распределение растительных тканей. Паренхимные ткани.

Паренхи́ма: в медицине — совокупность основных функционирующих элементов внутреннего органа, ограниченная соединительнотканной стромой и капсулой (например, эпителий печени, почек, легких и др.); в биологии — ткань внутренней среды многоклеточных организмов, состоящая из приблизительно одинаковых неполяризованных клеток. Также используется для опоры. Ткани, классифицируемые как паренхиматозные, встречаются у сосудистых растений и у представителей ряда групп многоклеточных животных и губок.

28.Основные характеристики, функции и распределение растительных тканей. Проводящие ткани

ПРОВОДЯЩИЕ ТКАНИ, ткани, по которым в растении движутся питательные вещества. В соответствии с двумя типами питания – почвенным и воздушным – у наземных растений развились две проводящие ткани, осуществляющие транспорт веществ в противоположных направлениях. По ксилеме (древесине) от корней к листьям поднимается восходящий ток веществ почвенного питания – воды и растворённых в ней солей. По флоэме (лубу) от листьев к корням и другим органам идёт нисходящий ток веществ – продуктов фотосинтеза (гл. обр. углеводов). Обе проводящие ткани образуют единую разветвлённую систему, состоящую из различных проводящих элементов (трахеиды, сосуды, ситовидные трубки и др.) и соединяющую между собой все органы растения – от кончиков корней до верхушек молодых побегов. Обычно проводящие элементы ксилемы и флоэмы в теле растения расположены рядом и вместе с сопутствующими клетками механической и паренхимной тканей образуют тяжи, или проводящие пучки. Папоротники и семенные растения, обладающие развитой системой проводящих тканей, объединяют в группу сосудистых растений.

Проводящие ткани выполняют функцию передвижения (транспортирования) по телу растения на значительные расстояния воды с растворенными в ней веществами. В растениях перемещаются вещества двух основных типов: 1) водный раствор минеральных веществ, всасываемый из почвы при помощи корней; и 2) водный раствор органических веществ - углеводов, аминокислот и др., вырабатываемых в теле растения. Ток веществ первого рода (восходящий ток) движется в основном из корней в стебли и листья и обслуживается так называемой ксилемой или древесиной1. Ток же веществ второго рода (нисходящий ток) направляется обычно из листьев в стебли, затем в корни и перемещается по флоэме, или лубу. В связи с их функциями ксилема и флоэма состоят в основном из клеток или рядов клеток, удлиненных в направлении продольной оси органа, с перегородками, снабженными сквозными отверстиями или крупными порами. Важнейшие гистологические элементы в рабочем состоянии или вовсе лишены протопластов (в ксилеме), или содержат протоплазму измененную, вполне проницаемую (во флоэме). Как в ксилеме, так и во флоэме, кроме собственно проводящих элементов, обычно встречаются живые паренхимные клетки и механические волокна.

33. Неаллельное взаимодействие генов

Взаимодействие неалельних генов

Известно много случаев, когда признак или свойства детерминируются двумя или более неалельнимы генами, которые взаимодействуют между собой. Хотя и здесь взаимодействие условно, потому что взаимодействуют не гены, а контролируемые ими продукты. При этом имеет место отклонение от менделивских закономерностей расщепления.

Различают четыре основных типа взаимодействия генов: комплементарность, эпистаз, полимерию и модифицирующее действие (плейотропия).

Комплементарность это такой тип взаимодействия неаллельних генов, когда один доминантный ген дополняет действие другого неаллельного доминантного гена, и они вместе определяют новый признак, который отсутствует у родителей. Причем соответственный признак развивается только в присутствии обоих неаллельних генов. Например, сера окраска шерсти у мышей контролируется двумя генами (А и В). Ген А детерминирует синтез пигмента, однако как гомозиготы (АА), так и гетерозиготы (Аа) - альбиносы. Другой ген В обеспечивает скопления пигмента преимущественно у основания и на кончиках волос. Скрещивания дигетерозигот (АаВЬ х АаВЬ) приводит к расщеплению гибридов в соотношении 9:3:4. Числовые соотношения при комплементарном взаимодействии могут быть как 9:7; 9:6:1 (видоизменение менделивского расщепления).

Примером комплементарного взаимодействия генов у человека может быть синтез защитного белка - интерферона. Его образование в организме связано с комплементарным взаимодействием двух неаллельних генов, расположенных в разных хромосомах.

Эпистаз -это такое взаимодействие неаллельных генов, при котором один ген подавляет действие другого неаллельного гена. Угнетение могут вызывать как доминантные, так и рецессивные гены (А> В, а> В, В> А, В> А), и в зависимости от этого розличают эпистаз доминантный и рецессивный. Подавляющий ген получил название ингибитора или супрессора. Гены-ингибиторы в основном не детерминируют развитие определенного признака, а лишь подавляют действие другого гена.

Ген, эффект которого подавляется, получил название гипостатичного. При епистатичном взаимодействияи генов расщепление по фенотипу в F2 составляет 13:3; 12:3:1 или 9:3:4 и др. Окрас плодов тыквы, масть лошадей определяются этим типом взаимодействия.

35.Теория эволюции Ч. Дарвина. Доказательства эволюции.

Идея постепенного и непрерывного изменения всех видов растений и животных высказывалась многими учеными задолго до Дарвина. Поэтому само понятие эволюции - процесс длительных, постепенных, медленных изменений, которые, в конечном итоге, приводят к коренным, качественным изменениям — возникновению новых организмов, структур, форм и видов, проникло в науку еще в конце XVIII в.

Однако именно Дарвин выдвинул совершенно новую гипотезу в отношении живой природы, обобщив отдельные эволюционные идеи в одну, так называемую теорию эволюции, получившую широчайшее распространение в мире.

Во время кругосветного путешествия Ч. Дарвин собрал богатейший материал, свидетельствовавший об изменчивости видов растений и животных. Особенно поразительной находкой был огромный скелет ископаемого ленивца, обнаруженный в Южной Америке. Сравнение с современными, небольшими по размерам ленивцами, натолкнуло Дарвина на мысль об эволюции видов.

Богатейший эмпирический материал, накопленный к тому времени в географии, археологии, палеонтологии, физиологии, систематике и т.п., позволил Дарвину сделать вывод о длительной эволюции живой природы. Свою концепцию Дарвин изложил в работе «Происхождение видов путем естественного отбора» (1859 г.). Книга Ч. Дарвина имела феноменальный успех, ее первый тираж (1250 экз.) был продан уже в первый день. В книге речь шла об объяснении возникновения живых существ без апелляции к идее Бога.

При этом следует отметить, что, несмотря на огромную популярность у читающей публики, идея постепенного появления в живой природе новых видов для научного сообщества того времени оказалась столь необычной, что была принята не сразу.

Дарвин предположил, что в популяциях животных существует конкуренция, благодаря которой выживают только те особи, которые обладают выгодными в данных конкретных условиях свойствами, позволяющими оставить потомство. Основу эволюционной теории Дарвина составляют три принципа: а) наследственности и изменчивости; б) борьбы за существование; в) естественного отбора. Изменчивость является неотъемлемым свойством всего живого. Несмотря на похожесть живых организмов одного вида, внутри популяции невозможно обнаружить две совершенно одинаковые особи. Эта вариантность признаков и свойств создает преимущество одних организмов перед другими.

В обычных условиях различие свойств остается незаметным и не оказывает существенного влияния на развитие организмов, однако при изменении условий, особенно в неблагоприятную сторону, даже малейшее различие может дать одним организмам значительное преимущество перед другими. Только особи с соответствующими условиям свойствами оказываются способными выжить и оставить потомство. Дарвин различает неопределенную и определенную изменчивость.

Определенная изменчивость, или адаптивная модификация, — способность особей одного вида одинаковым образом реагировать на изменения окружающей среды. Подобные групповые изменения не передаются по наследству, поэтому не могут поставлять материал для эволюции.

Неопределенная изменчивость, или мутация, — индивидуальные изменения в организме, передаваемые по наследству. Мутации не связаны напрямую с изменениями условий окружающей среды, однако именно неопределенная изменчивость играет важнейшую роль в эволюционном процессе. Случайно появившиеся позитивные изменения передаются по наследству. В итоге выживает и достигает зрелости лишь небольшая часть потомства, обладающая полезными наследственным и свойствами.

Между живыми существами, как считает Дарвин, разворачивается борьба за существование. Конкретизируя это понятие, Дарвин указывал, что внутри вида рождается больше особей, чем доживает до взрослого состояния.

Естественный отбор — ведущий фактор эволюции, объясняющий механизм образования новых видов. Именно этот отбор выступает движущей силой эволюции. Механизм отбора приводит к избирательному уничтожению тех особей, которые менее приспособлены к условиям окружающей среды.

32.Особенности аллельного взаимод-я генов.Взаимодействие аллельных генов

Гены, которые занимают идентичные (гомологические) локусы в гомологичных хромосомах, называются аллельными. У каждого организма есть по два аллельных гена.

Известны такие формы взаимодействия между аллельными генами: полное доминирование, неполное доминирование, кодоминированием и сверхдоминирование. Основная форма взаимодействия - полное доминирование, которое впервые описано Г. Менделем. Суть его заключается в том, что в гетерозиготном организме проявление одной из аллелей доминирует над проявлением другой. При полном доминировании расщепления по генотипу 1:2:1 не совпадает с расщеплением по фенотипу - 3:1. В медицинской практике с двух тысяч моногенных наследственных болезней почти в половины имеет место доминированое проявления патологических генов над нормальными. В гетерозигот патологический аллель проявляется в большинстве случаев признаками заболевания (доминантный фенотип).

Неполное доминирование - форма взаимодействия, при которой у гетерозиготного организма (Аа) доминантный ген (А) не полностью подавляет рецессивный ген (а), вследствие чего проявляется промежуточный между родительскими признак. Здесь расщепление по генотипу и фенотипу совпадает и составляет 1:2:1

При кодоминировании в гетерозиготных организмах каждый из аллельных генов вызывает формирование зависимого от него продукта, то есть оказываются продукты обеих аллелей. Классическим примером такого проявления является система групп крови, в частности система АBО, когда эритроциты человека несут на поверхности антигены, контролируемые обеими аллелями. Такая форма проявления носит название кодоминированием. Сверхдоминирование - когда доминантный ген в гетерозиготном состоянии проявляется сильнее, чем в гомозиготном. Так, у дрозофилы при генотипе АА-нормальная продолжительность жизни; Аа - удлиненная триватисть жизни; аа - летальный исход.

Множественный аллелизм

У каждого организма есть только по два аллельных гена. Вместе с тем нередко в природе количество аллелей может быть более двух, если какой то локус может находится в разных состояниях. В таких случаях говорят о множественные аллели или множественный аллеломорфизм. Множественные аллели обозначаются одной буквой с разными индексами, например: А, А1, А3 ... Аллельные гена локализуются в одинаковых участках гомологичных хромосом. Поскольку в кариотипе всегда присутствуют по две гомологичных хромосомы, то и при множественных аллелях каждый организм может иметь одновременно лишь по два одинаковых или различных аллели. В половую клетку (вместе с различием гомологичних хромосом) попадает только по одному из них. Для множественных аллелей характерное влияние всех аллелей на один и тот же признак. Отличие между ними заключается лишь в степени развития признака. Второй особенностью является то, что в соматических клетках или в клетках диплоидных организмов содержится максимум по две аллели из нескольких, поскольку они расположены в одном и том же локусе хромосомы.

Еще одна особенность присуща множественным аллелям. По характеру доминирования аллеломорфные признаки размещаются в последовательном ряду: чаще нормальный, неизмененный признак доминирует над другими, второй ген ряда рецессивный относительно первого, однако доминирует над следующими и т.д. Одним из примеров проявления множественных аллелей у человека есть группы крови системы АВО.

Множественный алелизм имеет важное биологическое и практическое значение, поскольку усиливает комбинативну изменчивость, особенно генотипического.

31.Основные генетические термины. Наследование при моно- и дигибридном скрещивании.

Основные термины генетики

Ген — последовательность нуклеотидов в ДНК, которая кодирует определённую РНК.

Все организмы получают гены от родительских организмов. Когда образуется зигота (оплодотворенная яйцеклетка), то в нее заложены ДНК как материнского, так и отцовского организмов. Геном — общая генетическая информация, содержащаяся в генах организма, или генетический состав клетки.

Это весь генетический материал, содержащийся в клетке организма. В самой клетке он находится в ядре. Геном человека — 23 пары хромосом. Генотип - вся генетическая информация организма. Это все гены организма,

Аллель — одна из двух или более альтернативных форм гена, каждая из которых характеризуется уникальной последовательностью нуклеотидов. Проще говоря, это разные проявления какого-либо признака. То, как гены проявляются во внешнем виде организма — это и есть фенотип.

Наследование при моно- и дигибридном скрещивании. Принципы гибридологического метода. Возвратное и анализирующее скрещивания. Использование гибридов первого поколения в сельскохозяйственной практике. Суть – изучение наследования отдельных признаков и свойств. Характеризуется: 1)использование формы одного вида, отличающиеся небольшим числом признаков;2)ведется точный учет числа гибридных особей;3)анализируется потомство индивидуально от каждой особи. Моногибридное скрещивание- скрещивание, при котором родители отличаются по 1 признаку. Если материнское р-ние с пурпурными цветками, отцовское - с белыми, то цветки всех гибридных растений f1 оказываются пурпурными, белая окраска цветков не проявляется. У гибридов f1 из пары родительских альтернативных признаков развивается только один, второй не проявляется, явление преобладания у гибрида f1 признака одного из родителей Мендель это назвал доминированием. Признак, проявляющийся у гибрида - доминантный, а подавляемый – рецессивный. Закон доминирования (первый закон Менделя) − это закон единообразия, гибридов первого поколения. Гибриды f1 самаопылились, то в следующем поколении (f2) появляются растения с признаками обоих родителей в соотношении 3:1. Это соотношение выражает второй закон Менделя, или закон расщепления признаков у гибридов второго поколения в соотношении 3:1 по фенотипу. Аллель это разное состояние одного и того же гена. Закон чистоты гамет – гамета содержит 1 и только 1 аллель от каждого гена. 3й закон Менделя: закон независимого наследования. Признаки наследуются независимо друг от друга и м комбинироваться в различных сочетаниях. Возвратное скрещивание – это скрещивание гибрида 1го поколения с одним из родителей (как доминантным, так и рецессивным). Анализирующее скрещивание (явл частным случаем возвратного) – это скрещивание гибрида 1го поколения с рецессивной гомозиготой. Позволяет установить гомо- или гетерозиготна исследуемая особь. Если расщепления не будет, то гомозиготна. Гибриды 1го поколения обладают оч хорошо выраженным признаком.

34. Краткая история развития эволюционных представлений. Исследования Ж. Б. Ламарка.

По предложению Ламарка в 1793 году Королевский ботанический сад, где работал Ламарк, был реорганизован в Музей естественной истории, где он стал профессором по кафедре зоологии насекомых, червей и микроскопических животных. Ламарк руководил этой кафедрой в течение 24 лет[2].

Нелегко было почти пятидесятилетнему человеку менять специальность, но упорство учёного помогло преодолеть все трудности. Ламарк стал таким же знатоком в области зоологии, каким был в области ботаники.

Ламарк увлечённо взялся за изучение беспозвоночных животных (именно он в 1796 году предложил назвать их «беспозвоночными»). С 1815 по 1822 год выходил в свет капитальный семитомный труд Ламарка «Естественная история беспозвоночных». В нём он описал все известные в то время роды и виды беспозвоночных. Линней разделил их только на два класса (червей и насекомых), Ламарк же выделил среди них 10 классов. Современные учёные, заметим, выделяют среди беспозвоночных более 30 типов.

Ламарк ввёл в обращение и ещё один термин, ставший общепринятым — «биология» (в 1802 году)[3]. Он сделал это одновременно с немецким учёным Г. Р. Тревиранусом и независимо от него[2].

Но самым важным трудом Ламарка стала книга «Философия зоологии», вышедшая в 1809 году. В ней он изложил свою теорию эволюции живого мира.

Ламаркисты (ученики Ламарка) создали целую научную школу, дополняя дарвиновскую идею отбора и «выживания наиболее приспособленного» более благородным, с человеческой точки зрения, «стремлением к прогрессу» в живой природе.

Жираф — пример приспособляемости животного к условиям среды в учении Ламарка

Ламарк ответил на вопрос, каким образом внешняя среда делает живое приспособленным к себе, так:

Обстоятельства влияют на форму и организацию животных… Если это выражение будет понято дословно, меня, без сомнения, упрекнут в ошибке, ибо, каковы бы ни были обстоятельства, они сами по себе не производят никаких изменений в форме и организации животных. Но значительное изменение обстоятельств приводит к существенным изменениям в потребностях, а изменение этих последних по необходимости влекут за собой изменения в действиях. И вот, если новые потребности становятся постоянными или весьма длительными, животные приобретают привычки, которые оказываются столь же длительными, как и обусловившие их потребности …

Если обстоятельства приводят к тому, что состояние индивидуумов становится для них обычным и постоянным, то внутренняя организация таких индивидуумов, в конце концов, изменяется. Потомство, получающееся при скрещивании таких индивидуумов, сохраняет приобретённые изменения и, в результате образуется порода, сильно отличающаяся от той, индивидуумы которой все время находились в условиях, благоприятных для их развития[4].

— Ж.-Б. Ламарк

В качестве примера действия обстоятельств через привычку Ламарк приводил жирафа:

Известно, что это самое высокое из млекопитающих животных обитает во внутренних областях Африки и водится в местах, где почва почти всегда сухая и лишена растительности. Это заставляет жирафа объедать листву деревьев и делать постоянные усилия, чтобы дотянуться до неё. Вследствие этой привычки, существующей с давних пор у всех особей данной породы, передние ноги жирафа стали длиннее задних, а его шея настолько удлинилась, что это животное, даже не приподнимаясь на задних ногах, подняв только голову, достигает шести метров в высоту

— Ж.-Б. Ламарк

36.Современные представления об эволюции органического мира.

С возникновением дарвинизма на первый план биологических исследований выдвинулось несколько задач:

сбор доказательств самого факта эволюции;

накопление данных об адаптивном характере эволюции;

экспериментальное изучение взаимодействия наследственной изменчивости, борьбы за существование и естественного отбора как движущей силы эволюции;

изучение закономерностей видообразования и макроэволюции.

^ Комплекс доказательств теории эволюции

Палеонтология. Палеонтология занимается изучением ископаемых останков, то есть любых сохранившихся в земной коре следов прежде живших организмов: целых организмов, твердых скелетных структур, окаменелостей, отпечатков.

В XIX веке эти находки были истолкованы с точки зрения теории эволюции. Дело в том, что в самых древних породах встречаются следы очень немногих простых организмов. В молодых породах находят разнообразные организмы, имеющие более сложное строение. Кроме того, достаточно много примеров существования видов лишь на одном из этапов геологической истории Земли, после чего они исчезают. Это понимается как возникновение и вымирание видов с течением времени.

^ Географическое распространение. Все организмы приспособлены к среде своего обитания. Поэтому все виды возникли в каком-то определенном ареале, а оттуда они могли распространиться в области со схожими природными условиями. Степень расселения зависит от того, насколько успешно могут данные организмы обосноваться в новых местах, насколько сложны естественные преграды, стоящие на пути расселения этого вида (океаны, горы, пустыни). Поэтому обычно распространение видов идет лишь в том случае, если подходящие территории расположены близко друг от друга. Так, в далеком прошлом массивы суши располагались ближе друг к другу, чем сейчас, и это способствовало широкому расселению многих видов. Если же в какой-то области нет более развитых видов, то это указывает на раннее отделение этой территории от места первоначального происхождения видов. Именно поэтому в Австралии сохранилось большое число сумчатых, отсутствующих в Европе, Африке и Азии.

^ Биологическая классификация. Еще К. Линней создал первую таксономическую классификацию, в которую вошли выделенные им единицы-таксоны, находящиеся в отношениях иерархического соподчинения. Он выделял: вид, род, семейство, отряд, класс, тип и царство. В основу своей классификации Линней положил структурное сходство между организмами, которое можно представить как результат их адаптации к определенным условиям среды на протяжении некоторого периода. Таким образом, эта классификация хорошо вписывается в эволюционную теорию, иллюстрируя процесс эволюции на Земле.

^ Селекция растений и животных. Помимо естественного отбора существует искусственный отбор, связанный с целенаправленной деятельностью человека по сохранению нужных видов. Этот тип отбора получил название селекции. Именно так, путем селекции, из диких предков были выведены все культурные сорта растений и породы домашних животных. Ссылка на искусственный отбор дала Дарвину возможность провести аналогию с естественным отбором, идущим в природе.

^ Сравнительная анатомия. Она занимается сопоставлением групп растений и животных друг с другом. При выявлении общих структурных черт, присущих им, становится ясно, что в своей основе они сходны. Так, у всех цветковых растений есть чашелистики, лепестки, тычинки, рыльце, столбик и завязь, хотя у разных видов они могут иметь разные размеры, окраску, число составляющих их частей и некоторые особенности строения. То же самое можно сказать и о животных.

Сравнительная анатомия выявляет гомологичные органы, построенные по одному плану, занимающие сходное положение и развивающиеся из одних и тех же зачатков. Существование таких органов, как и появление рудиментарных органов, сохраняющихся у организмов, но не выполняющих никакой функции, можно объяснить только теорией эволюции.

^ Сравнительная эмбриология. Одним из основоположников этой науки стал К. Бэр, который изучал эмбриональное развитие у представителей разных групп позвоночных. При этом он обнаружил поразительное сходство в развитии зародышей всех групп, особенно на ранних этапах их развития.

Закон рекапитуляции может быть объяснен только наличием общих предков у всех живых организмов, что подтверждает эволюционную теорию.

^ Сравнительная биохимия. С ее появлением у эволюционной теории появились строго научные доказательства. Именно эта наука показала наличие одинаковых веществ у всех организмов, подтверждающее их очевидное биохимическое родство. Вначале было доказано родство всех белков, а позднее – нуклеиновых кислот.

37. Основные уровни эволюции органического мира. Пути видообразования. Направления и формы эволюции.

Основные направления эволюции органического мира.

1. Прогрессивный характер развития живой природы, эволюция ее от низших форм к высшим, а также специализация, приспособление видов к конкретным условиям. Главные линии эволюции живого: 1) подъем общей организации (ароморфоз) ; 2) мелкие эволюционные изменения, приспособление к определенным условиям обитания (идиоадаптация) ; 3) эволюционные изменения, ведущие к упрощению организации (дегенерация) .

2. Осуществление подъема общей организации организмов за счет крупных эволюционных изменений, повышающих интенсивность их жизнедеятельности, обеспечивающих преимущества в борьбе за существование, освоение новых сред обитания. Примеры данного направления эволюции: появление многоклеточных организмов от одноклеточных, возникновение легких и легочного дыхания у животных, четырехкамерного сердца у птиц и млекопитающих, коры головного мозга у птиц, млекопитающих у человека; возникновение хлорофилла и хлороплас-тов, фотосинтеза у растений, корней, развитой проводящей системы у папоротников, семени у голосеменных, цветка и плода у покрытосеменных.

3. Направление эволюции, способствующее развитию органического мира, на основе мелких эволюционных изменений по пути приспособления к жизни в определенной среде обитания. Например, у одних видов птиц сформировались в процессе эволюции приспособления к полету (стриж, ласточка) , у других — к плаванию (пеликан, утка) , у третьих — к жизни в лесу (глухарь, серая куропатка) ; приспособления у разных видов покрытосеменных растений к жизни в разных условиях (кувшинка, рогоз, камыш к жизни в водоемах, на болоте, тюльпан, ковыль — в степи, папоротник — в лесу) .

4. Направление эволюции — дегенерация, ведущая к упрощению организации, утрате организмами ряда органов, потерявших свое значение, возникновению приспособлений к специфическим условиям жизни. Наиболее частое проявление дегенерации при переходе к сидячему или паразитическому образу жизни, который не снижает уровень приспособленности организмов к среде обитания, их жизнеспособность. Пример дегенерации: у многих червей-паразитов отсутствует кишечник, но хорошо развиты присоски, при помощи которых они прикрепляются к стенкам кишечника хозяина; хорошо развиты органы размножения, обеспечивающие высокую плодовитость червей-паразитов, большую численность. Растение-паразит — повилика присосками прикрепляется к стеблю других растений, не имеет корней и листьев, питается органическими веществами растения-хозяина.

5. Эволюция видов по пути увеличения их численности, расширения ареала — биологический прогресс. Примеры: развитие серой крысы, колорадского жука, саранчи. Развитие видов по пути сокращения ареала, уменьшения численности — биологический регресс. Примеры: виды слонов, тигров, львов.

Видообразова́ние — процесс возникновения новых биологических видов[1] и изменения их во времени[2]. При этом генетическая несовместимость новообразованных видов, то есть их неспособность производить плодотворное потомство или вообще потомство, при скрещивании называется межвидовым барьером, или барьером межвидовой совместимости.

Существуют разнообразные теории, объясняющие механизмы видообразования, ни одна из которых не считается общепризнанной и полностью доказанной. Одна из причин этого — сложность эмпирической проверки из-за долговременности изучаемого процесса.

Согласно синтетической теории эволюции (СТЭ), основой для видообразования является наследственная изменчивость организмов, ведущий фактор — естественный отбор. В СТЭ выделяют два способа видообразования: географическое, или аллопатрическое, и экологическое, или симпатрическое.

42. Особенности организации и свойства вирусов.

Первая особенность состоит в способности многих РНК- и ДНК-содержащих вирусов вызывать интегративную инфекцию (вирогению), которая происходит при встраивании вирусной нуклеиновой кислоты в хромосому клетки хозяина. Это имеет место при гепатите В, аденовирусной и герпетической инфекции, СПИДе и др. При вирогении отсутствуют стадии репродукции, сборки и выхода вируса из клетки. Клетки с интегрированным вирусным геномом (провирусом) могут сохранить свои функции. Однако в определенных условиях интеграция вирусного генома может привести к мутациям и неконтролируемому делению клетки. Встроенная вирусная ДНК синхронно реплицируется с клеточной ДНК и при делении материнской клетки передается дочерним. При интегративной инфекции вирусный геном может не транскрибироваться или транскрибироваться частично. В случае выщепления из клеточной ДНК происходит его транскрипция и автономная репликация, которая заканчивается выходом вирусного потомства так же, как при продуктивной инфекции.

Вторая особенность обусловлена наличием стадии вирусемии, во время которой вирус циркулирует в крови. В кровь вирус может поступать из лимфатической системы, переноситься лейкоцитами, проникать в кровеносные капилляры из первично инфицированных клеток. Исключение составляют вирусы, распространяющиеся нейрогенным путем.

Третья особенность заключается в поражении вирусами лимфоцитов - клеток иммунной системы организма человека. Вирусы гриппа, кори, герпеса, полиомиелита, ротавирусы и др. угнетают иммунные реакции Т-лимфоцитов. Вирусы герпеса, вызывающие ветряную оспу и опоясывающий лишай, вирус цитомегалии индуцируют увеличение абсолютного количества Т-лимфоцитов, а вирус клещевого энцефалита вызывает их активацию. Лимфотропность подавляющего большинства вирусов человека и вотных существенно отражается на патогенезе и исходе вирусных заболеваний, что проявляется в возникновении иммунодефицитных и других иммунопатологических состояний. Наиболее специализированными облигатно-лимфотропными вирусами являются три вируса, поражающие Т-лимфоциты человека, и один - В-лимфоциты. Два первых вируса (HTLV-I и HTLV-II от англ. human T-cell limphotropic virus) вызывают лейкоз вследствие пролиферации Т-лимфоцитов. Третий вирус HTLV-III, или ВИЧ, является возбудителем СПИДа, который в отличие от первых двух вызывает деструкцию Т-лимфоцитов. Вирус герпеса Эпштейна-Баррвоз будитель инфекционного мононуклеоза - вызывает пролиферацию 3-лимфоцитов.

Четвертая особенность, характерная для ряда вирусных инфекций (оспа, бешенство, герпес, корь и др.), состоит в образовании внутриядерных или внутрицитоплазма-тических включений. Они имеют разную форму и величину. Одни из них (базофильные включейия), такие, как тельца Гварниери при оспе и тельца Бабеша-Негри при бешенстве, окрашиваются основными красителями и представляют собой внутриклеточные скопления вируса. Они имеют диагностическое значение. Последствия инфекционного процесса, вызванного вирусами, разнообразны - от сохранения жизнеспособности клетки до широкого спектра поражения. При этом вирусы либо исчезают из организма после выздоровления, либо сохраняются в нем в течение разных сроков, измеряемых в некоторых случаях многими годами. Наличие вируса в организме не всегда сопровождается его выделением. Вирусные болезни протекают в виде продуктивной и персистирующей инфекций. Продуктивная, или острая, инфекция сопровождается репродукцией вирусов в клетках хозяина и сравнительно быстрым выделением их из организма. Острые инфекции можно подразделить на очаговые и генерализованные. Первые проявляются в месте локальной репродукции вируса. Вторые - при генерализации, когда из первичного очага вирус распространяется по организму, главным образом гематогенным путем, формируя вторичные очаги инфекции.

Свойства вирусов Вирусы обладают следующими свойствами. 1. Это мельчайшие живые организмы. 2. Они не имеют клеточного строения. 3. Вирусы способны воспроизводиться, лишь проникнув в живую клетку. Следовательно, все они — облигатные эндопаразиты. Иными словами, вирусы могут жить, лишь паразитируя внутри других клеток. Большинство из них вызывает болезни. 4. Вирусы устроены очень просто. Они состоят из небольшой молекулы нуклеиновой кислоты, либо ДНК, либо РНК, окруженной белковой или липопротеиновой оболочкой. 5. Они находятся на границе живого и неживого. 6. Каждый тип вируса способен распознавать и инфицировать лишь определенные типы клеток. Иными словами, вирусы высокоспецифичны в отношении своих хозяев.

38. Основные этапы эволюции человека.

При всем разнообразии точек зрения на антропогенез подавляющее большинство ученых придерживается эволюционной теории, которая подтверждается рядом археологических и биологических данных. Рассмотрим этапы эволюции человека с этой точки зрения.

Австралопитек считается наиболее близким к предковой форме человека; он жил на территории Африки 4,2-1 млн лет назад. Тело австралопитека покрывал густой волосяной покров, и по внешнему виду он был ближе к обезьяне, чем к человеку. Однако он уже ходил на двух ногах и пользовался разными предметами как орудиями, чему способствовал отстоящий большой палец кисти. Объем его мозга (по отношению к объему тела) был меньше человеческого, но больше, чем у современных человекообразных обезьян.

Человек умелый считается самым первым представителем человеческого рода; он жил 2,4-1,5 млн лет назад в Африке и назван так из-за умения изготовлять простейшие каменные орудия. Его мозг на треть превосходил мозг австралопитека, а биологические особенности мозга свидетельствуют о возможных зачатках речи. В остальном человек умелый более походил на австралопитека, чем на современного человека.

Человек прямоходящий расселился 1,8 млн — 300 тыс. лет назад по Африке, Европе и Азии. Он делал сложные орудия и уже умел использовать огонь. Его мозг по объему близок к мозгу современного человека, что позволяло ему организовывать коллективную деятельность (охоту на крупных животных) и использовать речь.

В период от 500 до 200 тыс. лет назад происходил переход от человека прямоходящего к разумному человеку). Довольно трудно обнаружить границу, когда один вид сменяет другой, поэтому представителей этого переходного периода иногда именуют древнейшим человеком разумным.

Неандерталец) жил 230-30 тыс. лет назад. Объем мозга неандертальца соответствовал современному (и даже немного превосходил его). Раскопки также свидетельствуют о достаточно развитой культуре, включавшей ритуалы, зачатки искусства и морали (забота о соплеменниках). Ранее считалось, что неандерталец — прямой предок современного человека, но сейчас ученые склоняются к версии, что он — тупиковая, «слепая» ветвь эволюции.

Человек разумный новый, т.е. человек современного типа, появился около 130 тыс. (возможно, больше) лет назад. Ископаемых «новых людей» по месту первой находки назвали кроманьонцами. Кроманьонцы внешне мало отличались от современного человека. После них остались многочисленные артефакты, которые позволяют судить о высоком развитии их культуры — пещерная живопись, миниатюрная скульптура, гравировки, украшения и т.д. Человек разумный благодаря своим способностям 15- 10 тыс. лет назад заселил всю Землю. В ходе совершенствования орудий труда и накопления жизненного опыта человек перешел к производящему хозяйству. В период неолита возникли крупные поселения, и человечество во многих районах планеты вступило в эпоху цивилизаций.

39. Особенности организации бактериальной клетки.

Помимо организмов с типичной клеточной организацией эукариотические клетки) существуют относительно простые, доядерные, или прокариотические, клетки — бактерии и синезеленые, у которых отсутствуют оформленное ядро, окруженное ядерной мембраной, и высокоспециализированные внутриклеточные рганоиды. Особую форму организации живого представляют вирусы и бактериофаги (фаги). Их строение крайне упрощено: они состоят из ДНК (либо РНК) и белкового футляра. Свои функции обмена веществ и размножения вирусы и фаги осуществляют только внутри клеток другого организма: вирусы — внутри клеток растений и животных,

фаги - в бактериальных клетках как паразиты на, генетическом уровне.

К прокариотам относят бактерии и сине-зелёные водоросли (цианеи). Наследственный аппарат прокариот представлен одной кольцевой молекулой ДНК, не образующей связей с белками и содержащей по одной копии каждого гена — гаплоидные организмы. В цитоплазме имеется большое количество мелких рибосом; отсутствуют или слабо выражены внутренние мембраны. Ферменты пластического обмена расположены диффузно. Аппарат Гольджи представлен отдельными пузырьками. Ферментные системы энергетического обмена упорядоченно расположены на внутренней поверхности наружной цитоплазматической мембраны. Снаружи клетка окружена толстой клеточной стенкой. Многие прокариоты способны к спорообразованию в неблагоприятных условиях существования; при этом выделяется небольшой участок цитоплазмы содержащий ДНК, и окружается толстой многослойной капсулой. Процессы метаболизма внутри споры практически прекращаются. Попадая в благоприятные условия, спора преобразуется в активную клеточную форму. Размножение прокариот происходит простым делением надвое.

Средняя величина прокариотических клеток 5 мкм. У них нет никаких внутренних мембран, кроме впячиваний плазматической мембраны. Пласты отсутствуют. Вместо клеточного ядра имеется его эквивалент (нуклеоид), лишенный оболочки и состоящий из одной-единственной молекулы ДНК. Кроме того бактерии могут содержать ДНК в форме крошечных плазмид, сходных с внеядерными ДНК эукариот. В прокариотических клетках, способных к фотосинтезу (сине-зеленые водоросли, зеленые и пурпурные бактерии) имеются различно структурированные крупные впячивания мембраны – тилакоиды, по своей функции соответствующие пластидам эукариот. Эти же тилакоиды или – в бесцветных клетках – более мелкие впячивания мембраны (а иногда даже сама плазматическая мембрана) в функциональном отношении заменяют митохондрии. Другие, сложно дифференцированные впячивания мембраны называют мезасомами; их функция не ясна.

Только некоторые органеллы прокариотической клетки гомологичны соответствующим органеллам эукариот. Для прокариот характерно наличие муреинового мешка – механически прочного элемента клеточной стенки.

40. Генетический аппарат бактерий. Коньюгация.

Генетический аппарат бактерий

Гены, необходимые для жизнедеятельности и определяющие видовую специфичность, расположены у бактерий чаще всего в единственной ковалентно замкнутой молекуле ДНК - хромосоме (иногда для обозначения бактериальных хромосом, чтобы подчеркнуть их отличия от эукариотических, используют термин генофор (англ. genophore)). Область, где локализована хромосома, называется нуклеоид и не окружена мембраной. В связи с этим новосинтезированная мРНК сразу доступна для связывания с рибосомами, а транскрипция и трансляция сопряжены.

Отдельная клетка может содержать лишь 80 % от суммы генов, имеющихся во всех штаммах её вида (т. н. «коллективный геном»). Помимо хромосомы, в клетках бактерий часто находятся плазмиды - также замкнутые в кольцо ДНК, способные к независимой репликации. Они могут быть настолько велики, что становятся неотличимы от хромосомы, но содержат дополнительные гены, необходимые лишь в специфических условиях. Специальные механизмы распределения обеспечивают сохранение плазмиды в дочерних клетках так что они теряются с частотой менее 10−7 в пересчёте на клеточный цикл. Специфичность плазмид может быть весьма разнообразной: от одного вида-хозяина до плазмиды RP4, встречающейся почти у всех грамотрицательных бактерий. В них кодируются механизмы устойчивости к антибиотикам, разрушения специфических веществ и т. д., nif-гены, необходимые для азотфиксации также находятся в плазмидах. Ген плазмиды может включаться в хромосому с частотой около 10−4 - 10−7. В ДНК бактерий, как и в ДНК других организмов, выделяются транспозоны - мобильные сегменты, способные перемещаться из одной части хромосомы к другой, или во внехромосомные ДНК (в том числе в другие клетки). В отличие от плазмид, они неспособны к автономной репликации, и содержат IS-сегменты - участки, которые кодируют свой перенос внутри клетки. IS-сегмент может выступать в роли отдельной транспозоны.

Коньюгация (от лат. conjugatio - соединение) , 1) у водорослей конъюгат - своеобразный половой процесс, при котором происходит слияние содержимого двух внешне сходных вегетативных клеток. 2) У инфузорий - обмен половыми ядрами и последующее их попарное слияние; инфузории при этом сближаются по двое сторонами, на которых находится ротовое отверстие. При слиянии макронуклеус (вегетативное ядро) постепенно разрушается, а микронуклеус (половое ядро) двукратно делится путём мейоза, после чего 3 ядра разрушаются, а 1 делится снова и каждая из его половинок обменивается на половинку ядра партнёра, т. е. происходит их слияние и образуется синкарион, в результате чего восстанавливается двойной набор хромосом. Затем синкарион делится и часть продуктов деления превращается в макронуклеус, а другая часть - в микронуклеусы. Иногда из одной клетки в другую переходит при этом небольшое количество цитоплазмы. В деталях процесс К. у инфузорий сильно варьирует. 3) У бактерий - способ переноса генетического материала от одной бактериальной клетки к другой. При этом две бактерии соединяются тонким мостиком, через который из одной клетки (донора) в другую (реципиент) переходит отрезок нити дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) . Наследственные свойства реципиента изменяются в соответствии с количеством генетической информации, заключённой в переданном кусочке ДНК (см. Генетика микроорганизмов) . 4) Конъюгация хромосом - попарное временное сближение гомологичных хромосом, во время которого между ними может произойти обмен гомологичными участками. После К. хромосомы расходятся. (Подробнее см. Мейоз. )

41. Значение прокариот для окружающей среды. Прокариоты (бактерии)

Прокариоты, или бактерии – это предъядерные организмы, у которых отсутствует настоящее ядро. К прокариотам относятся настоящие бактерии (эубактерии), архебактерии и цианобактерии.

По типам обмена веществ выделяются следующие группы прокариот: гетеротрофные (свободноживущие и обитающие в других организмах) и автотрофные (фотосинтезирующие и хемосинтезирующие), аэробные и анаэробные.

Тело прокариот, как правило, состоит из одной клетки. Реже встречаются нитчатые и колониальные формы. Форма клеток бактерий изменчива, однако можно выделить несколько основных морфологических типов:

1. Кокки – шаровидные формы. К коккам относятся: микрококки – одиночные клетки, диплококки – парные кокки; стрептококки – колонии в виде цепочек; стафилококки – гроздевидные колонии; сарцины – колонии кубической формы.

2. Палочки. К палочкам относятся: собственно бактерии (которые, как правило, не образуют споры), а также бациллы и клостридии (которые образуют споры). Споры у бактерий служат не для размножения, а для перенесения неблагоприятных условий – одна клетка образует одну спору. Споры могут образовываться в центральной части клетки или на одном из концов палочки.

3. Извитые формы. К извитым формам относятся одноклеточные бактерии: спириллы (клетки в виде длинной спирали) и вибрионы (клетки, изгиб которых составляет 1/4 спирали).

4. Нитевидные формы. К нитевидным формам относятся как одноклеточные, так и многоклеточные прокариоты. Тело нитевидных прокариот может быть неразветвленным и разветвленным.

Многие прокариоты способны к активному движению, которое, как правило, осуществляется с помощью жгутиков.

Особенности строения прокариотической клетки

В клетках прокариот отсутствуют постоянные двумембранные и одномембранные органоиды: пластиды и митохондрии, эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи и их производные. Их функции выполняют мезосомы – складки плазматической мембраны. У фотоавтотрофных прокариот имеются разнообразные мембранные структуры, на которых протекают реакции фотосинтеза. Иногда их называют бактериальными хроматофорами. Специфическим веществом клеточной стенки прокариот является муреин (у некоторых прокариот муреин отсутствует). По характеру окрашивания клеточной стенки различают грамположительные и грамотрицательные бактерии. Поверх клеточной стенки часто имеется слизистая капсула. Пространство между мембраной и клеточной стенкой служит резервуаром протонов при фотосинтезе и аэробном дыхании.

Генетический аппарат прокариот представлен бактериальными хромосомами и плазмидами. Бактериальная хромосома – это кольцевая молекула ДНК длиной в несколько миллионов нуклеотидных пар, структура которой стабилизирована молекулами РНК и негистонными белками. Область цитоплазмы, в которой находится бактериальная хромосома, называется нуклеоид. Обычно в бактериальной клетке имеется одна бактериальная хромосома, в которой локализованы основные гены. Однако существуют прокариоты, у которых бактериальная хромосома представлена множеством копий. Плазмиды – это мелкие кольцевые молекулы ДНК, несущие дополнительную генетическую информацию. Некоторые плазмиды участвуют в обмене генетической информацией между разными клетками.

43. Жизненный цикл вирусов.

Вирусы не размножаются клеточным делением, поскольку не имеют клеточного строения. Вместо этого они используют ресурсы клетки-хозяина для образования множественных копий самих себя, и их сборка происходит внутри клетки.

Условно жизненный цикл вируса можно разбить на несколько взаимоперекрывающихся этапов (обычно выделяют 6 этапов[95]):

Прикрепление представляет собой образование специфичной связи между белками вирусного капсида и рецепторами на поверхности клетки-хозяина. Это специфичное связывание определяет круг хозяев вируса. Например, ВИЧ поражает только определённый тип человеческих лейкоцитов. Это связано с тем, что оболочечный гликопротеин вируса gp120 специфично связывается с молекулой CD4 — хемокиновым рецептором, который обычно встречается на поверхности CD4-положительных T-лимфоцитов. Этот механизм обеспечивает инфицирование вирусом только тех клеток, которые способны осуществить его репликацию. Связывание с рецептором может вызвать конформационные изменения белка оболочки (или белка капсида в случае безоболочечного вируса), что в свою очередь служит сигналом к слиянию вирусной и клеточной мембран и проникновению вируса в клетку.

Проникновение в клетку. На следующем этапе вирусу необходимо доставить внутрь клетки свой генетический материал. Некоторые вирусы также переносят внутрь клетки собственные белки, необходимые для её реализации (особенно это характерно для вирусов, содержащих негативные РНК). Различные вирусы для проникновения в клетку используют разные стратегии: например, пикорнавирусы впрыскивают свою РНК через плазматическую мембрану, а вирионы ортомиксовирусов захватываются клеткой в ходе эндоцитоза и попадают в кислую среду лизосом, где происходит депротеинизация вирусной частицы, после чего РНК в комплексе с вирусными белками преодолевает лизосомальную мембрану и попадает в цитоплазму. Вирусы также различают по тому, где происходит их репликация: часть вирусов (например, те же пикорнавирусы) размножается в цитоплазме клетки, а часть (например, ортомиксовирусы) в её ядре. Процесс инфицирования вирусами клеток грибов и растений отличается от инфицирования клеток животных. Растения имеют прочную клеточную стенку, состоящую из целлюлозы, а грибы — из хитина, так что большинство вирусов могут проникнуть в них только после повреждения клеточной стенки[96]. Однако почти все вирусы растений (включая вирус табачной мозаики) могут перемещаться из клетки в клетку в форме одноцепочечных нуклеопротеиновых комплексов через плазмодесмы[97]. Бактерии, как и растения, имеют крепкую клеточную стенку, которую вирусу, чтобы попасть внутрь, приходится повредить. Но в связи с тем, что клеточная стенка бактерий намного тоньше таковой у растений, некоторые вирусы выработали механизм впрыскивания генома в бактериальную клетку через толщу клеточной стенки, при котором капсид остаётся снаружи[98].Лишение оболочек представляет собой процесс потери капсида. Это достигается при помощи вирусных ферментов или ферментов клетки-хозяина, а может быть и результатом простой диссоциации. В конечном счёте вирусная геномная нуклеиновая кислота освобождается.Репликация вирусов подразумевает, прежде всего, репликацию генома. Репликация вируса включает синтез мРНК ранних генов вируса (с исключениями для вирусов, содержащих положительную РНК), синтез вирусных белков, возможно, сборку сложных белков и репликацию вирусного генома, которая запускается после активации ранних или регуляторных генов. Вслед за этим может последовать (у комплексных вирусов с крупными геномами) ещё один или несколько кругов дополнительного синтеза мРНК: «поздняя» экспрессия генов приводит к синтезу структурных или вирионных белков. Отпочковывание вируса от клетки-хозяинаВслед за этим происходит самосборка вирусных частиц, позже происходят некоторые модификации белков. У вирусов, таких как ВИЧ, такая модификация (иногда называемая созреванием) происходит после выхода вируса из клетки-хозяина[99].Выход из клетки. Вирусы могут покинуть клетку после лизиса, процесса, в ходе которого клетка погибает из-за разрыва мембраны и клеточной стенки, если такая есть. Эта особенность есть у многих бактериальных и некоторых животных вирусов. Некоторые вирусы подвергаются лизогенному циклу, где вирусный геном включается путём генетической рекомбинации в специальное место хромосомы клетки-хозяйки. Тогда вирусный геном называется провирусом, или, в случае бактериофага, профагом[100]. Когда клетка делится, вирусный геном также удваивается. В пределах клетки вирус в основном не проявляет себя; однако в некоторый момент провирус или профаг может вызвать активацию вируса, который может вызвать лизис клеток-хозяев[101].

Активно размножающийся вирус не всегда убивает клетку-хозяина. Оболочечные вирусы, в том числе ВИЧ, обычно отделяются от клетки путём отпочковывания. В ходе этого процесса вирус обзаводится своей оболочкой, которая представляет собой модифицированный фрагмент клеточной мембраны хозяина или другой внутренней мембраны[102]. Таким образом, клетка может продолжать жить и продуцировать в вирус.

44.Значение вирусов. Применение вирусов в различных сферах деятельности человека.

Все организмы, имеющие клеточное строение, делятся на две группы: предъядерные (прокариоты) и ядерные (эукариоты). Клетки прокариот, к которым относятся бактерии, в отличие от эукариот, имеют относительно простое строение. В прокариотической клетке нет организованного ядра, в ней содержится только одна хромосома, которая не отделена от остальной части клетки мембраной, а лежит непосредственно в цитоплазме. В ней записана вся наследственная информация бактериальной клетки. Цитоплазма прокарпиот беднее, там находятся многочисленные мелкие рибосомы

Функциональную роль митохондрий и хлоропластов в клетках прокариот выполняют специальные, довольно простые мембранные складки. Клетки прокариот, так же как и эукариотические , покрыты плазматической мембраной, поверх которой располагается клеточная оболочка или слизистая капсула. Несмотря на относительную простоту, прокариоты являются типичными независимыми клетками

Помимо клеточных форм живых организмов имеются неклеточные формы жизни – вирусы. Они занимают промежуточное положение между живой и неживой природой. У них нет цитоплазмы и других клеточных органоидов, собственного обмена веществ. Свои основные свойства живого (обмен веществ и размножение) они проявляют только внутри других клеток, вне клеток могут находиться в форме кристаллов. Вирусы состоят из многочисленных молекул белка и генетического материала, который может быть представлен ДНК или РНК. Белковая оболочка узнает клетки мишени и защищает генетический аппарат

Открыл вирусы в конце XIX века русский ученый Д. И. Ивановский при исследовании мозаичной болезни листьев табака. Вирусы могут поражать клетки любых организмов – растений, животных, бактерий. Вирусы бактерий – бактериофаги (фаги) имеют более сложное строение и составляют отдельную группу вирусов. Они состоят из головы и хвостового отростка с нитями

В головке содержится нуклеиновая кислота, а хвостовые нити осуществляют поиск бактерий и прикрепляются к ней. ДНК-фага через канал в хвостовом отростке выпрыскивается в бактериальную клетку. Таким образом, вирусы являются на внутриклеточном уровне паразитами, которые используют биохимический аппарат клетки для размножения

Биологическое значение вирусов определяется их способностью вызывать различные заболевания. К числу вирусных инфекций человека относятся, например, грипп, корь, оспа, СПИД, вирусные гепатиты

Применение вирусов в различных сферах деятельности человека.

В науках о жизни и медицине

Современные направления в нанотехнологиях обещают принести значительно более разностороннее применение вирусам. С точки зрения материаловедов, вирусы можно рассматривать как органические наночастицы. Их поверхность несёт специальные приспособления для преодоления биологических барьеров клетки-хозяина. Точно определены форма и размер вирусов, а также количество и природа функциональных групп на их поверхности. По существу, вирусы часто используют в материаловедении как «подмости» для ковалентно связанных поверхностных модификаций. Одно из примечательных качеств вирусов — то, что они специально «подогнаны» направленной эволюцией под клетки, выступающие хозяевами. Мощные методы, разработанные биологами, легли в основу инженерных приёмов в наноматериалах, открыв тем самым широкую сферу применения вирусов, выходящую далеко за пределы биологии и медицины[254].

Искусственные вирусы

Многие вирусы могут быть получены de novo, то есть с нуля, а первый искусственный вирус был получен в 2002 году[36]. Несмотря на некоторые неправильные трактовки, при этом синтезируется не сам вирус как таковой, а его геномная ДНК (в случае ДНК-вирусов) или комплементарная копия ДНК его генома (в случае РНК-вирусов).

Вирусы как оружие

Способность вирусов вызывать опустошительные эпидемии среди людей порождает беспокойство, что вирусы могут использоваться как биологическое оружие.

45. Сцепленное наследие. Генетические карты. Наследование сцепленное с полом.

Сцепленное наследие.

Сцепленное наследование — феномен скоррелированного наследования определённых состояний генов, расположенных в одной хромосоме.

Полной корреляции не бывает из-за мейотического кроссинговера, так как сцепленные гены могут разойтись по разным гаметам. Кроссинговер наблюдается в виде расцепления у потомства тех аллелей генов и, соответственно, состояний признаков, которые были сцеплены у родителей.

Наблюдения, проведённые Томасом Морганом, показали, что вероятность кроссинговера между различными парами генов разная, и появилась идея создать генные карты на основании частот кроссинговера между разными генами. Первая генная карта была построена студентом Моргана, Альфредом Стёртевантом (англ.) в 1913 году на материале Drosophila melanogaster.

Расстояние между генами, расположенными в одной хромосоме, определяется по проценту кроссинговера между ними и прямо пропорционально ему. За единицу расстояния принят 1 % кроссинговера (1 морганида или 1 сантиморганида). Чем дальше гены находятся друг от друга в хромосоме, тем чаще между ними будет происходить кроссинговер.

Генетические карты.

Генетическая карта — схема расположения структурных генов и регуляторных элементов, а также генетических маркеров в хромосоме.

Первоначально взаимное расположение генов в хромосомах определяли по частоте кроссинговера между ними. Соответствующее генетическое расстояние измеряли в сантиморганах (или сантиморганидах, сМ): 1 сМ соответствует частоте кроссинговера в 1%. При таком методе генетического картирования физическое расстояние между генами нередко отличалось от их генетического расстояния, так как кроссинговер происходит не с одинаковой вероятностью в разных участках хромосом. При современных методах генетического картирования расстояние между генами измеряется в тысячах пар нуклеотидов (т.п.н.) и соответствует физическому.

При создании генетической карты устанавливают последовательности расположения генетических маркеров (в этом качестве использовали различные ДНК полиморфизмы, т.е. наследуемые вариации в структуре ДНК) по длине всех хромосом с определенной плотностью, т.е. на достаточно близком расстоянии друг от друга.

Генетическая карта маркерных последовательностей должна облегчить картирование всех генов человека, особенно генов наследственных болезней, что является одной из основных целей указанной программы. За короткое время было генетически картировано несколько тысяч генов.

Наследование сцепленное с полом.

Наследование, сцепленное с полом — наследование какого-либо гена, находящегося в половых хромосомах. Наследование признаков, проявляющихся только у особей одного пола, но не определяемых генами, находящимися в половых хромосомах, называется наследованием, ограниченным полом.

Наследованием, сцепленным с X-хромосомой, называют наследование генов в случае, когда мужской пол гетерогаметен и характеризуется наличием Y-хромосомы (XY), а особи женского пола гомогаметны и имеют две X-хромосомы (XX). Таким типом наследования обладают все млекопитающие (в том числе человек), большинство насекомых и пресмыкающихся.

Наследованием, сцепленным с Z-хромосомой, называют наследование генов в случае, когда женский пол гетерогаметен и характеризуется наличием W-хромосомы (ZW), а особи мужского пола гомогаметны и имеют две Z-хромосомы (ZZ). Таким типом наследования обладают все представители класса птиц.

Если аллель сцепленного с полом гена, находящегося в X-хромосоме или Z-хромосоме, является рецессивным, то признак, определяемый этим геном, проявляется у всех особей гетерогаметного пола, которые получили этот аллель вместе с половой хромосомой, и у гомозиготных по этому аллелю особей гомогаметного пола. Это объясняется тем, что вторая половая хромосома (Y или W) у гетерогаметного пола не несет аллелей большинства или всех генов, находящихся в парной хромосоме.

46. Изменчивость. Основы мутационной теории.

Изменчивость.

Изменчивость — разнообразие признаков среди представителей данного вида, а также свойство потомков приобретать отличия от родительских форм.

Различают несколько типов изменчивости:

Наследственную (генотипическую) и ненаследственную (фенотипическую, паратипическую).

Индивидуальную (различие между отдельными особями) и групповую (между группами особей, например, различными популяциями данного вида). Групповая изменчивость является производной от индивидуальной.

Качественную и количественную.

Направленную и ненаправленную.

Основы мутационной теории.

Мутационная теория или теория мутаций — раздел генетики, закладывающий основы генетической изменчивости и эволюции

Возникновение

Мутационная теория составляет одну из основ генетики. Она зародилась вскоре после законов Менделя в начале 20 столетия. Можно считать, что она почти одновременно зародилась в умах голландца Хуго де Фриза[1] (1903) и отечественного ученого-ботаника С. И. Коржинского[2] (1899). Однако приоритет в первенстве и в большем совпадении изначальных положений принадлежит российскому ученому[3]. Признание основного эволюционного значения за дискретной изменчивостью и отрицание роли естественного отбора в теориях Коржинского и Де Фриза было связано с неразрешимостью в то время противоречия в эволюционном учении Ч. Дарвина между важной ролью мелких уклонений и их «поглощением» при скрещиваниях (см. кошмар Дженкина).

Основные положения

Основные положения мутационной теории Коржинского — Де Фриза можно свести к следующим пунктам[4]:

Мутации внезапны, как дискретные изменения признаков

Новые формы устойчивы

В отличие от ненаследственных изменений, мутации не образуют непрерывных рядов, не группируются вокруг какого-либо среднего типа. Они являют собой качественные скачки изменений

Мутации проявляются по-разному и могут быть как полезными, так и вредными

Вероятность обнаружения мутаций зависит от числа исследуемых особей

Сходные мутации могут возникать неоднократно

Исследования Х. Де Фриза проводились на различных видах Oenothera, которые в ходе эксперимента не выщепляли мутации, а показывали сложную комбинативную изменчивость, поскольку эти формы являлись сложными гетерозиготами по транслокациям.

Строгое доказательство возникновения мутаций принадлежит В. Иоганнсену на основе экспериментов на самоопыляющихся линиях фасоли и ячменя — были исследованы массы семян, мутационное изменение этого признака и обнаружил В. Иоганнсен (1908—1913 гг). Примечательно то, что даже имея мутационный характер, масса семян распределялась относительно некоторых средних значений, тем самым ставя под сомнение третий пункт мутационной теории

47. Виды генных, хромосомных и геномных мутаций. Наследственные заболевания.

Виды генных, хромосомных и геномных мутаций.

Существует несколько классификаций мутаций по различным критериям. Мёллер предложил делить мутации по характеру изменения функционирования гена на гипоморфные (измененные аллели действуют в том же направлении, что и аллели дикого типа; синтезируется лишь меньше белкового продукта), аморфные (мутация выглядит, как полная потеря функции гена, например, мутация white у Drosophila), антиморфные (мутантный признак изменяется, например, окраска зерна кукурузы меняется с пурпурной на бурую) и неоморфные.

В современной учебной литературе используется и более формальная классификация, основанная на характере изменения структуры отдельных генов, хромосом и генома в целом. В рамках этой классификации различают следующие виды мутаций:

геномные;

хромосомные;

генные.

Геномные: — полиплоидизация (образование организмов или клеток, геном которых представлен более чем двумя (3n, 4n, 6n и т. д.) наборами хромосом) и анеуплоидия (гетероплоидия) — изменение числа хромосом, не кратное гаплоидному набору (см. Инге-Вечтомов, 1989). В зависимости от происхождения хромосомных наборов среди полиплоидов различают аллополиплоидов, у которых имеются наборы хромосом, полученные при гибридизации от разных видов, и аутополиплоидов, у которых происходит увеличение числа наборов хромосом собственного генома, кратное n.

При хромосомных мутациях происходят крупные перестройки структуры отдельных хромосом. В этом случае наблюдаются потеря (делеция) или удвоение части (дупликация) генетического материала одной или нескольких хромосом, изменение ориентации сегментов хромосом в отдельных хромосомах (инверсия), а также перенос части генетического материала с одной хромосомы на другую (транслокация) (крайний случай — объединение целых хромосом, т. н. Робертсоновская транслокация, которая является переходным вариантом от хромосомной мутации к геномной).

На генном уровне изменения первичной структуры ДНК генов под действием мутаций менее значительны, чем при хромосомных мутациях, однако генные мутации встречаются более часто. В результате генных мутаций происходят замены, делеции и вставки одного или нескольких нуклеотидов, транслокации, дупликации и инверсии различных частей гена. В том случае, когда под действием мутации изменяется лишь один нуклеотид, говорят о точечных мутациях.

Насле́дственные заболева́ния — заболевания, возникновение и развитие которых связано с дефектами в наследственном аппарате клеток, передаваемыми по наследству через гаметы. Термин употребляется в отношении полиэтиологических заболеваний, в отличие от более узкой группы — генные болезни. Наследственные заболевания обусловлены нарушениями в процессах хранения, передачи и реализации генетической информации.

От наследственных заболеваний следует отличать врождённые заболевания, которые обусловлены внутриутробными повреждениями, вызванными, например, инфекцией (сифилис или токсоплазмоз) или воздействием иных повреждающих факторов на плод во время беременности. Наследственные болезни и врождённые заболевания представляют собой два частично перекрывающихся множества.

48. Основные понятия и термины генной инженерии. Этапы генной инженерии бактерий.

Основные понятия и термины генной инженерии.

ГЕННАЯ ИНЖЕНЕРИЯ – метод изучения и изменения генетических инструкций, закодированных в хромосомах растений и животных

Клон — группа генетически идентичных клеток, возникших неполовым путём от общего предка.

Клонирование ДНК — процесс получения рекомбинантных молекул ДНК путем встраивания чужеродной ДНК в векторную молекулу ДНК или РНК и введение этой конструкции в фаговые, бактериальные или эукариотические клетки хозяина.

Клонирование клеток — их разделение путём рассева в питательной среде и получение колоний, содержащих потомство от изолированной клетки.

Кодон — тройка расположенных подряд нуклеотидных остатков в ДНК или РНК, кодирующая определённую аминокислоту или являющаяся сигналом окончания трансляции.

ТРАНСГЕ́ННЫЕ ЖИВО́ТНЫЕ, экспериментально полученные животные, содержащие во всех клетках своего организма дополнительную интегрированную с хромосомами и экспрессирующуюся чужеродную ДНК, которая передается по наследству по законам Менделя.

Что такое трансгенные растения? Это гибриды с измененным набором генов. Изменения производят для того, чтобы придать растению некоторые полезные свойства: устойчивость к вредителям, морозостойкость, урожайность, калорийность и тому подобное.

Вектор — молекула ДНК, способная к включению чужеродной ДНК и к автономной репликации, служащая инструментом для введения генетической информации в клетку.

Этап 1. Создание векторов. Для переноса нового гена в какую-либо клетку создают специальные генетические конструкции - векторы. Вектор - это молекула ДНК (реже РНК), способная самостоятельно реплицироваться в клетках и обеспечивать размножение и работу искусственно встроенного в нее какого-либо гена, не имеющего обычно собственных регуляторных элементов.

Плазмиды. Плазмиды часто называют даром природы генным инженерам. Это кольцевые двухцепочные молекулы ДНК, размером от 2-3 до нескольких десятков тысяч пар нуклеотидов.

Выделение плазмидной ДНК методом центрифугирования. Разработано несколько способов выделения плазмидной ДНК в чистом виде

Бактериофаги. Помимо плазмид в качестве векторов используются бактериофаги, т.е. вирусы бактерий. Преимущество фагов как векторов - возможность получать большие фрагменты ДНК по сравнению с теми, которые могут переносить плазмиды. Чаще других для этой цели используют один из фагов кишечной палочки - фаг лямбда. Причин для этого несколько. Во-первых, ДНК этого фага сравнительно невелика, гены хорошо изучены, и он быстро размножается в клетках бактерий. Во-вторых, фаг может потерять до 25% своей ДНК, не утратив при этом способности формировать зрелые фаговые частицы и разрушать бактериальные клетки. И только если потеря превышает эту величину, фаг погибает. Кроме того, фагу все равно, какой ДНК «грузиться» - своей или чужой.

Этап 2. Получение гена для встраивания в вектор. Получение нужного гена - один из наиболее трудных этапов в работе генных инженеров. Для этого используют следующие методы:

• метод «дробовика», основанный на разрезании ДНК специальными ферментами (рестриктазами) и поиск фрагмента, содержащего нужный ген;

• получение копии гена на иРНК с помощью фермента обратной транскриптазы;

• искусственный синтез гена.

Этап 3. Встраивание гена в вектор. Используемые в качестве векторов плазмидная ДНК и фаговая ДНК «разрезаются» определенной рестриктазой с образованием однотяжевых «липких» концов.

Этап 4. Введение рекомбинантной ДНК в клетку бактерии. На данном этапе рекомбинантную ДНК вводят в бактериальную клетку, в которой она сможет размножаться (клонировать себя и новый ген, который содержит).

Этап 5. Отбор трансформированных клеток и их клонирование. Учитывая, что рекомбинантные ДНК проникают лишь в часть обработанных клеток, трансформированные бактерии необходимо отделить от нетрансформированных.

Этап 6. Скрининг. Если на первых этапах клонирования использовался метод «дробовика», то не все колонии трансформированных бактерий будут нести тот фрагмент ДНК, который содержит нужный ген.

49. Генная инженерия эукариотических объектов.

Трансгенные организмы – генетически перестроены с помощью методов генной инженерии.

Это альтернатива методам селекции растений и животных (длительному процессу, основанному на вероятностных событиях, происходящих при кроссинговере в мейозе и при случайной сегрегации хромосом в ходе полового размножения).

Генная инженерия эукариотических объектов. Проблемы.

• Повышение продуктивности

• Улучшение качества продукта (растительного масла, жира, белка и т.д.)

• Повышение устойчивости к вредителям и болезням

• Повышение устойчивости к стрессовым воздействиям внешней среды

• Повышение скорости роста

• Повышение устойчивости к гербицидам

Трансгенные растения

Методы переноса генов в растения:

• использование в качестве вектора почвенной бактерии Agrobacterium tumefaciens.

• использование вирусов

Agrobacterium вызывает образование корончатых галлов (подобие раковой опухоли)

Трансгенные растения

В норме растение в ответ на повреждение выделяет химические вещества, стимулирующие

клеточное деление (образуется группа клеток – каллус, которая закрывает рану)

Размножение Agrobacterium (заражают рану и образуют галл) – процесс контролируется бактериальной плазмидой Ti (проникает в растительную клетку и встраивается в ДНК растения)

Трансгенные растения

Agrobacterium (заражают рану и образуют галл) – процесс контролируется бактериальной плазмидой Ti (проникает в растительную клетку и встраивается в ДНК растения)

Клетки растения – трансформированные клетки.

50. Теории возникновения жизни.

1.Креационизм

Согласно этой теории, жизнь возникла в результате какого-то сверхъестественного события в прошлом; ее придерживаются последователи почти всех наиболее распространенных религиозных учений. В 1650 г. архиепископ Ашер из г. Арма (Ирландия) вычислил, что бог сотворил мир в октябре 4004 г. до н. э. И закончил свой труд 23 октября в 9 утра, создав человека. Ашер получил эту дату, сложив возрасты всех людей, упоминающихся в библейской генеалогии - от Адама до Христа («кто кого родил»). С точки зрения арифметики это разумно, однако при этом получается, что Адам жил в то время, когда, как показывают археологические находки, на Ближнем Востоке существовала хорошо развитая городская цивилизация.

Традиционное иудейско-христианское представление о сотворении мира, изложенное в Книге Бытия, вызывало и продолжает вызывать споры. Хотя все верующие признают, Что Библия - завет господа людям, по вопросу о длине «дня», упоминающегося в Книге Бытия, существуют разногласия. Некоторые считают, что мир, и все населяющие его организмы были созданы за шесть дней продолжительностью по 24 часа. Они отвергают любые другие точки зрения и целиком полагаются на вдохновение, созерцание и божественное откровение. Другие христиане не относятся к Библии как к научной книге и считают, что в Книге Бытия изложено в понятной для всех людей форме теологическое откровение о сотворении всех живых существ всемогущим творцом. Для них описание сотворения живых существ скорее относится к ответу на вопрос «почему?», а не «каким образом?» Если наука в поисках истины широко использует наблюдение и эксперимент, то богословие постигает истину через божественное откровение и веру. Вера признает вещи, которым нет доказательств в научном смысле слова, т. е. Логически не может быть противоречия между научным и богословским объяснением сотворения мира, так как эти две сферы мышления взаимно исключают одна другую.

Процесс божественного сотворения мира считается произошедшим однократно и поэтому недоступен для наблюдения; этого достаточно, чтобы вынести всю концепцию божественного сотворения за рамки научного обсуждения. Наука занимается только теми явлениями, которые поддаются наблюдению, и поэтому она никогда не сможет ни опровергнуть, ни доказать эту концепцию.

2. Теория спонтанного зарождения

Эта теория была распространена в древнем Китае, Вавилоне и Египте как альтернатива креационизму, с которым она сосуществовала. Аристотель (384 - 322 до н. э.), которого часто называют основателем биологии, придерживался теории спонтанного зарождения. На основе собственных наблюдений он развивал эту теорию дальше, связывая все организмы в непрерывный ряд - «лестницу природы» (scala naturae). Этим утверждением Аристотель поддержал более ранние высказывания Эмпедокла об органической эволюции.