2. Гипотеза симбиогенезиса

Теория симбиогене́за (симбиотическая теория, эндосимбиотическая теория, теория эндосимбиоза) объясняет механизм возникновения некоторых органоидов эукариотической клетки — митохондрий,гидрогеносом и пластид.

Симбиотическое происхождение митохондрий и пластид

В результате изучения последовательности оснований в митохондриальной ДНК были получены весьма убедительные доводы в пользу того, что митохондрии — это потомки аэробных бактерий (прокариот), родственных риккетсиям, поселившихся некогда в предковой эукариотической клетке и «научившимися» жить в ней в качестве симбионтов. Теперь митохондрии есть почти во всех эукариотических клетках, размножаться вне клетки они уже не способны.

Существуют свидетельства того, что первоначально эндосимбиотические предки митохондрий не могли ни импортировать белки, ни экспортировать АТФ^[4]. Вероятно, первоначально они получали от клетки-хозяина пируват, а выгода для хозяина состояла в обезвреживании аэробными симбионтами токсичного для нуклеоцитоплазмы кислорода.

Пластиды, подобно митохондриям, имеют свои собственные прокариотические ДНК и рибосомы. По-видимому, хлоропласты произошли от фотосинтезирующих бактерий, поселившихся в своё время в гетеротрофных клетках протистов, превратив их в автотрофные водоросли.

Доказательства

Митохондрии и пластиды:

имеют две полностью замкнутые мембраны. При этом внешняя сходна с мембранами вакуолей, внутренняя — бактерий.

размножаются бинарным делением (причём делятся иногда независимо от деления клетки), никогда не синтезируются de novo.

генетический материал — кольцевая ДНК, не связанная с гистонами (По доле ГЦ ДНК митохондрий и пластид ближе к ДНК бактерий, чем к ядерной ДНК эукариот)

имеют свой аппарат синтеза белка — рибосомы и др.

рибосомы прокариотического типа — c константой седиментации 70S. По строению 16s рРНК близки к бактериальной.

некоторые белки этих органелл похожи по своей первичной структуре на аналогичные белки бактерий и не похожи на соответствующие белки цитоплазмы.

Проблемы

ДНК митохондрий и пластид, в отличие от ДНК большинства прокариот, содержат интроны.

В собственной ДНК митохондрий и хлоропластов закодирована только часть их белков, а остальные закодированы в ДНК ядра клетки. В ходе эволюции происходило «перетекание» части генетического материала из генома митохондрий и хлоропластов в ядерный геном. Этим объясняется тот факт, что ни хлоропласты, ни митохондрии не могут более существовать (размножаться) независимо.

Не решён вопрос о происхождении ядерно-цитоплазматического компонента (ЯЦК), захватившего прото-митохондрии. Ни бактерии, ни археи не способны кфагоцитозу, питаясь исключительно осмотрофно. Молекулярно-биологические и биохимические исследования указывают на химерную архейно-бактериальную сущность ЯЦК. Как произошло слияние организмов из двух доменов, также не ясно.

3. Современные представления о многообразии живых организмах: основные эволюционные ветви

4. Основные отличительные признаки царств живой природы (архебактерии, бактерии, протисты, грибы, растения, животные)

Царство Бактерии Архебактерии Простейшие Растения Грибы Животные Eubacteria Archaebacteria Protista Plantae Fungi Animalia Клетка Ядро и органеллы отсутствуют, обычно муреиновая клеточная стенка Ядро и органеллы отсутствуют, в клеточной стенке нет муреина, строение генетического материала близко к эукариотам Есть ядро, некоторые группы – организмы с многоядерными клетками Есть ядро, клеточная стенка из целлюлозы, имеются вакуоли ихлоропласты Есть ядро, жёсткая клеточная стенка из хитина или целлюлозы Есть ядро, жёсткая клеточная стенка отсутствует Строение тела В основном, одноклеточные организмы. Встречаются также многоклеточные (колониальные) формы Одноклеточные и многоклеточные организмы, разделение на ткани отсутствует Многоклеточные организмы с разделением на ткани Как правило, многоклеточные организмы, состоящие измицелия, поперечные стенки между клетками в мицелии отсутствуют Многоклеточные организмы с разделением на ткани и органы Способ питания Гетеротрофы и автотрофы Хемосинтезирующие автотрофы и гетеротрофы, фотосинтезирующие гетеротрофы Гетеротрофы и фотосинтезирующие автотрофы Фотосинтезирующие автотрофы Осмотрофные гетеротрофы Голозойные гетеротрофы Способность к передвижению Свободнодвижущиеся организмы Свободнодвижущиеся и прикреплённые формы Возможность активного передвижения отсутствует У большинства форм свободное передвижение

5. Размеры организмов (представлять порядок величин для каждой крупной группы организмов)

6. Классификация организмов по типам питания

7. Типы организации (одноклеточная, колониальная, тканевая)

8. Унитарные и модульные организмы

Унитарные - Число особей = число органов*k

Модульные – теория фракталов, фрактальные деревья

9. Экологическая характеристика царств живой природы

10. Адаптивные возможности различных групп организмов

11. Биосферные функции различных групп организмов

12. Методы изучения экологии микроорганизмов

13. Общая характеристика и экологические особенности различных групп прокариотических микроорганизмов

    1. Архебактерии

2. Цианобактерии

3. Фототрофные бактерии

4. Миксобактерии и цитофаги

5. Простекобактерии

6. Спирохеты

7. Спириллы

8. Псевдомонады

9. Клубеньковые бактерии

10. Энтеробактерии

11. Хемолитотрофные бактерии

12. Бациллы

13. Анаэробные спорообразующие бактерии. Клостридии

14. Коринеподобные бактерии

15. Актиномицеты

14. Общая характеристика царства грибов

Царство Бактерии Архебактерии Простейшие Растения Грибы Животные Eubacteria Archaebacteria Protista Plantae Fungi Animalia Клетка Ядро и органеллы отсутствуют, обычно муреиновая клеточная стенка Ядро и органеллы отсутствуют, в клеточной стенке нет муреина, строение генетического материала близко к эукариотам Есть ядро, некоторые группы – организмы с многоядерными клетками Есть ядро, клеточная стенка из целлюлозы, имеются вакуоли ихлоропласты Есть ядро, жёсткая клеточная стенка из хитина или целлюлозы Есть ядро, жёсткая клеточная стенка отсутствует Строение тела В основном, одноклеточные организмы. Встречаются также многоклеточные (колониальные) формы Одноклеточные и многоклеточные организмы, разделение на ткани отсутствует Многоклеточные организмы с разделением на ткани Как правило, многоклеточные организмы, состоящие измицелия, поперечные стенки между клетками в мицелии отсутствуют Многоклеточные организмы с разделением на ткани и органы Способ питания Гетеротрофы и автотрофы Хемосинтезирующие автотрофы и гетеротрофы, фотосинтезирующие гетеротрофы Гетеротрофы и фотосинтезирующие автотрофы Фотосинтезирующие автотрофы Осмотрофные гетеротрофы Голозойные гетеротрофы Способность к передвижению Свободнодвижущиеся организмы Свободнодвижущиеся и прикреплённые формы Возможность активного передвижения отсутствует У большинства форм свободное передвижение

15. Сложность жизненных циклов грибов и экологическое значение этого явления

16. Понятие анаморфы и телеоморфы и их экологическая самостоятельность

 анаморфа, в которой организм размножается бесполым путём, и телеоморфа, в которой он формирует половые структуры. Вместе обе стадии носят название голоморфа. Анаморфа и телеоморфа не схожи, в зависимости от условий организм может переходить в телеоморфу, а может и нет

Анаморфа — бесполая стадия развития гриба в отличие от половой (телеоморфы)

17. Несовершенные грибы и проблемы связанные с их изучением

18. Основные таксономические группы грибов (характеристика, представители, экологические особенности)

Классификация царства грибов основана прежде всего на способе размножения (см. выше).

Хитридиомицеты (Chytridiomycota) — гаплоидный многоядерный синцитий (плазмодий), клеточная стенка отсутствует, вегетативное размножение не обнаружено, одножгутиковые зооспоры, полового спороношения нет, гаметы подвижны, изо- или гетерогамия, все представители паразиты.

Зигомицеты (Zygomycota) — гаплоидный синцитий (иногда с небольшим количеством перегородок), у наиболее примитивных в виде голого комочка протоплазмы —амёбоида или в виде одной клетки с ризоидами, помимо хитина в клеточной стенке много пектина, способность к почкованию, бесполое размножениеспорангиоспорами, зигогамия.

Аскомицеты (Ascomycota) или Сумчатые грибы — хорошо развитый многоклеточный гаплоидный мицелий, способность к почкованию и образованию склероций,конидии, гаметангиогамия с образованием сумок с аскоспорами. Аскомицеты представляют собой одну из самых многочисленных групп грибов — более 32000 видов (~30 % всех известных науке видов грибов). Их отличает огромное разнообразие — от микроскопических почкующихся форм до обладающих очень крупными плодовыми телами грибов.

Базидиомицеты (Basidiomycota) — многоклеточный, как правило дикариотический мицелий, могут образовывать хламидоспоры, соматогамия или автогамия с образованием базидий с базидиоспорами. Группа включает подавляющее большинство грибов, употребляемых человеком в пищу, а также ядовитых грибов и многих паразитов культурных и диких растений. Всего насчитывается свыше 30000 видов.

Дейтеромицеты (Deuteromycota) или несовершенные грибы (Anamorphic fungi) — в эту гетерогенную группу объединены все грибы с развитым мицелием, размножающиеся частями мицелия и конидиями и с неизвестным до настоящего времени половым процессом. Насчитывается около 30000 видов.