Био_экз

-Гипотезы «мира РНК»: Возникновение жизни – результат случайного появления самовоспроизводящихся ансамблей молекул РНК (репликаторов).

Для того, чтобы стартовало самовоспроизведение РНК, а с ним и эволюция, как минимум, необходимо спонтанное появление следующего.

1. Две рРНК с общим размером не менее 1000 нуклеотидов.

2.Примерно 10 примитивных адаптеров по 30 нуклеотидов каждый, в целом около 300 нуклеотидов.

3. По менышей мере одна РНК, кодирующая репликазу, размером примерно 500 нуклеотидов.

-Креационная гипотеза - живые системы слишком сложны чтобы возникнуть случайным образом. В истории Земли не было миллиардов и даже миллионов лет. Земля молодая. Вселенная, Солнечная система, Земля и Жизнь на Земле сконструированы сверх мудрым Творцом.

30) Понятие «эволюция». Теории запрограммированной и незапрограммированной эволюции. Ламаркизм и Дарвинизм.

Биологи́ческая эволю́ция — направленные изменения биологических систем за исторические отрезки времени, в ряду поколений.

Ламаркизм Движущая сила эволюции – внутреннее свойство самой системы, поэтому:

1.Эволюция – саморазвитие (автогенез).

2.Эволюция неслучайный, закономерный, запрограммированный и значит предсказуемый процесс.

3.Эволюция всегда направлена к определённой цели, финалу.

Основные постулаты:

1.Основной движущей силой эволюции является внутреннее стремление всех живых организмов к развитию, усложнению, усовершенствованию. Поэтому эволюция носит прогрессивный характер. Следствием этого является градация.

2.Все живые организмы обладают внутренне присущим им свойством отвечать на воздействия факторов внешней среды приспособлением.

3.Приспособления формируются путём упражнения или неупражнения органов и наследования приобретаемых признаков.

Дарвинизм В основе эволюции взаимодействие организмов со случайно изменяющимися факторами

внешней среды, поэтому:

1.Эволюция всегда эктогенез.

2.Эволюция случайный, незапрограммированный, непредсказуемый процесс.

3.Эволюция не направлена к определённой цели, финалу.

Основными положениями теории Дарвина являются следующие:

1.Основа эволюционного процесса - наследственная изменчивость

2.Каждый вид способен к неограниченному размножению, однако ограниченность жизненных ресурсов препятствует этой способности

3.Главные движущие силы эволюции - борьба за существование и естественный отбор, материал для которых поставляет наследственная изменчивость (новые признаки у особей). В результате выживают наиболее приспособленные особи.

4.В результате естественного отбора приспособленные особи выживают, размножаются и таким образом накапливают приспособительные признаки

31)Неодарвинизм или синтетическая теория эволюции.

-Элементарная единица эволюции - популяция -Мутации и рекомбинативная изменчивость служат основным материалом для эволюции

-Ненаправленными, случайными факторами эволюции являются мутации, волны численности -Единственный направленный фактор эволюции - естественный отбор

-Эволюция носит дивергентный характер: от одного таксона может произойти несколько дочерних, при этом каждый вид имеет одну единственную предковую популяцию -Эволюция носит постепенный характер. Видообразование представляет собой последовательное превращение одной популяции в другую

В СТЭ авторы стремились обобщить все открытые генетикой факты и связать их с дарвинизмом. Большой вклад в создание СТЭ внесли Северцов А.Н. и Шмальгаузен И.И.

32) Простейшие как клетка и организм.

Простейшие - животные тело которых состоит из одной клети и выполняет функции целостного организма.

Как клетка: состоит из цитоплазмы и одного или нескольких ядер, окружена трехслойной мембраной. В цитоплазме наружный - эктоплазма и внутренний - эндоплазма. В эндоплазме - ядро митохондрии рибосомы лизосомы и др. Особые органеллы - опорные сократительные фибрилы, пищеварительные и сократительные вакуоли. Ядро покрыто двухслойной мембраной с порами. Внутри ядра кариоплазма с хроматином и ядрышками. Как организм: скелет простейших может быть как наружным (раковина) так и внутренним. Раковина выделяется эктоплазмой клети, внутренней скелет образуется в эндоплазме. Двигательные органеллы: движение с помощью ложных ножек или псевдоподий. Сложные движения: жгутики и реснички. Типы питания - автотрофы (способные к фотосинтезу) и гетеротрофы (питающиеся готовыми органическими веществами). Выделение при помощи сократительных вакуолей - пузырек в цитоплазме регулярно заполняющийся жидкостью которая затем удаляется наружу через пору в мембране. Ядерный дуализм: вегетативные ядра регулируют все жизненные процессы клетки а генеративные участвуют в половом процессе. Размножение: бесполое - деление клети на 2 или более при метотическом делении ядер, половое - образование половых клеток.

33) Теории происхождения многоклеточных животных.

Теория Гаккеля

Согласно этой теории, первичный многоклеточный организм мог возникнуть в процессе деления клетки, во время которого имело место нерасхождение дочерних клеток, образовавшихся в результате многократного деления одноклеточного животного, возможно простейшего. Далее в скоплениях таких клеток появились анатомические и функциональные различия, которые привели к дальнейшей специализации. Таким образом мог образоваться многоклеточный организм с некоторым разделением функций клеток: одни клетки отвечали за движение, другие за питание и пищеварение. Этот многоклеточный организм Геккель назвал гастреей, по аналогии с гаструлой — ранней стадией эмбрионального развития животных.

Теория Мечникова

Изучая губок, Мечников обнаружил, что образование внутреннего слоя у них происходит путём иммиграции во внутреннюю полость. Такая личинка губок была названа паренхимулой, которую Мечников определил как живую модель гипотетического предка многоклеточных — фагоцителлы, или паренхимеллы. Фагоцителла — это двуслойный организм: она состоит из наружного и внутреннего слоёв клеток. Наружный слой (кинобласт) образован жгутиковыми клетками, выполняющими функцию движения, внутренний же слой (фагоцитобласт) состоит из трофических клеток, осуществляющих фагоцитоз. Данные слои, согласно теории, являются прообразами экто- и энтодермы.

34) Низшие многоклеточные.

Животное у которого нет органов и систем органов Клетки дефернцированны только до уровня тканей - первые многоклеточные

Клетка должна функционировать как самостоятельная единица Поэтому обитают только в водной среде и слоев клеток должно быть два.

Внутриклеточное пищеварение и мелкие частицы. Образ жизни прикрепленный. Радиальная симметрия. Дистантных рецепторов нет, глаза не нужны. Только механо- и хеморецепторы. Серной системы либо нет либо диффузная так как участки тела не выделяются. Наряду с половым размножением имеется бесполое. необходимость расселения во внешней среде требует подвижной стадии в жизненном цикле чаще всего это подвижная личинка.

35) Принципы организации двустороннесимметричных животных.

Все виды червей, членистоногие, моллюски, хордовые

Основная особенность - мышечное движение по субстрату. Увилечение скорости движения и одновременно размеров тела требует перехода от ресничного к мышечному движению. Реснички располагаются на поверхности. При увеличении размеров поверхность растет медленнее чем обьем. Мышцы располагаются в толще тела поэтому мощность движения растет пропорционально обьему, размером тела.

Ключевая черта - мышечное движение по субстрату - ползанье:

1)Возникают мышцы, появляется опорно-двигательная система

2)Для формирования мышц возник третий зародышевый листок - мезодерма. Трехслойное животное

3)В результате движения по субстрату возникла двусторонняя симметрия

4)Для ориентации подвижному животному необходимы диснтные рецепторы (органы зрения)

5)Для обработки информации и управления движением необходим головной мозг возникает централизованная нервная система6)

Активное движение требует повышение уровня энергетического обмена. Необходимо повышение эффективности питания газообмена выделение продуктов обмена, транспорта веществ по телу. Необходимы органы и системы органов.

36) Принципы организации червеобразных животных. Сравнительная характеристика червей.

Черви делятся на: плоские нитчатые и кольчатые Плоские черви – первые двустороннесимметричные животные. Именно они сформировали

все ароморфозы Bilateralia и основные адаптации червей. Круглые и Кольчатые черви лишь модифицировали эти адаптации.

1.Ключевая черта червей – двигательная система в виде кожно-мускульного мешка с опорой о жидкую внутреннюю среду (гидроскелет), в которой находятся внутренние органы. Только такая двигательная система обеспечивает перистальтическое движение по субстрату или в субстрате. Перестальтика - требует поочередного сокращения мышц. При сокращении кольцевых мышц - перемещение вперед, при сокращении продольных мышц - задняя часть тела подтягивается. Это требует опорных структур.

2.При сокращении мышц сдавливаются внутренние органы, поэтому невозможны сильные, резкие сокращения мышц, невозможны быстрые движения.

3.Транспорт питательных веществ от кишки к кожно-мускульному мешку происходит путём диффузии – это очень медленный процесс. Поэтому невозможно увеличение поперечных размеров, остаётся расти только в длину. Так возникла традиционная червеобразная форма тела.

37) Принципы организации животных с наружным скелетом. Членистоногие и моллюски.

Членистоногие

Подтип Жабернодышащие: Класс Ракообразные Подтип Хелицеровые: Класс Мечехвосты, Класс Паукообразные

Подтип Трахейнодышащие: Класс Многоножки, Класс Насекомые Ключевая черта в анализе организации членистоногих - членистые многорычажные конечности на основе наружнего скелета Предполагается, что они происходят от параподий кольчатых червей.

Разделение тела на отделы:

Конечности передних сегментов берут на себя функции захвата и удержания добычи (ротовые органы), а также осязания и химического чувства. Эти сегменты (4 – 5) образуют голову.

Конечности средних сегментов, расположенных вблизи от центра тяжести, образуют ходильные ножки. Эти сегменты образуют грудь.

Конечности задних сегментов участвуют в плавании (плавательные ножки), дыхании, размножении (копулятивные органы, половые крышечки) и др. Эти сегменты образуют брюшко.

Членистоногие сформировали наружный скелет в виде хитиновой кутикулы. Следствия формирования наружнего скелета:

-Ограничение на размеры тела - кутикула нерастяжима -Смешанная полость тела. Вторичная полость объединяется с первичной. Образуется смешанная полость.

-Незамкнутая кровеносная система, то есть отсутствие в ней капилляров -Обязательное наличие органов дыхания. Кутикула непроницаема для газов. Поэтому у водных Членистоногих формируются жабры, у наземных лёгкие или трахеи.

-Кутикула затрудняет получение информации из внешней среды. Рецепторная системам - щетинки – сенсиллы (вырост хитиновой кутикулы) (обонятельные, вкусовые, слуховые). Нервная система Узловая. Головной мозг и брюшная нервная цепочка.

Органы выделения – мальпигиевы сосуды Органы воздушного дыхания. Лёгкие и трахеи у Паукообразных. Трахеи у насекомых.

В наземно-воздушной среде невозможно наружное оплодотворение. Оплодотворение либо внутреннее, либо наружно-внутреннее (сперматофорное).

Моллюски

класс Брюхоногие, класс Двустворчатые, класс Головоногие, класс Моноплакофоры, класс Панцирные или Хитоны Среда обитания: поверхность камней в зоне прибоя

Для добычи пищи – радула - роговая тёрка на поверхности языка используется для соскрёбывания водорослей с поверхности камня.

Для удержания на скользкой поверхности камней, при постоянных ударах волн возникла нога – присоска. Образована разнонаправленными мышцами, образующими кожномускульный мешок, внутри паренхима.

Исходно раковина (наружный скелет) состоит из трёх слоёв: -Периостракум — наружный тонкий слой, состоит из белка. -Остракум — средний слой, состоит карбоната кальция -Гипостракум — внутренний слой, состоит из пластин СaCO3.

Раковина непроницаема для воды и воздуха, затрудняет движение, поэтому не может прилежать непосредственно к туловищу. Для её формирования возникла мантия. Это складка тела, свисающая с спинной стороны по бокам туловища. Её эпителий и выделяет вещество раковины. Пространство между мантией , туловищем и ногой

называется мантийной полостью (участвует в газообмене, пищедобывающий аппарат). Кровеносная система незамкнутая, есть сердце, состоящее из желудочка и двух предсердий.

Выделительная система - целомодукты - почки.

Нервная система разбросанно-узлового типа. Пары ганглиев располагаются во всех основных частях тела.

44) Эмбриология. Предмет и задачи. Основные этапы развития эмбриологии

Эмбриоло́гия — наука, изучающая развитие зародыша: эмбриогенез. Эмбриология изучает следующие процессы развития живых организмов: гаметогенез, оплодотворение и образование зиготы, дробление зиготы, процессы дифференцировки тканей, процессы закладки и развития органов (органогенез), морфогенез, регенерацию.

Первобытные народы задавались вопросом о факте рождения новой особи. Первые сведения о строении зародышей птиц и млекопитающих существовали ещё в древнем Вавилоне. С именами Гиппократа и Аристотеля связаны первые представления об эмбриональном развитии организмов. В эпоху Возрождения, Фабриций описал и зарисовал различные стадии развития зародыша курицы, однако он неправильно считал, что развитие цыплёнка происходит из завитков белка — халаз. Наблюдение над развитием зародышей позвоночных животных привели В. Гарвея к мысли, что все живое развивается из яйца. В это же время Р. де Грааф обнаружил в яичниках млекопитающих мешочки, которые он принял за яйца. Эти образования в дальнейшем вошли в науку под названием граафовых пузырьков. В период с 1676 по 1719 г. А. Левенгук открыл красные кровяные тельца, некоторых простейших животных, мужские половые клетки. Первые попытки проникнуть в сущность развития организма привели к мысли, что новый, полностью сформировавшийся организм находится в половой клетке — сперматозоиде и далее осуществляется лишь его рост. 1759 год Вольф пришел к заключению, что развитие отдельных органов организма происходит путём новообразования их из неорганической массы яйца. Таким образом, он первым усомнился в истинности теории преформации и стал на позицию эпигенеза.

Основоположником эмбриологии является Карл Эрнст Фон Бэр, который обосновал теорию эпигенеза и разработал учение о зародышевых листках.

45) Этапы онтогенеза и их характеристики.

Периодизация онтогенеза: Проэмбриогенез (прогенез):

А) гаметогенез - процесс формирования половых клеток Б) оплодотворение - процесс слияния сперматозоида и яйцеклетки, сопровождающийся

объединением геномов отцовского и материнского организмов и завершающийся образованием зиготы Эмбриогенез:

А) дробление - ряд последовательных митотических делений оплодотворенной яйцеклетки Б) гаструляция - процесс образования гаструлы - зародыша разделенного на зародышевые листки В) нейруляция - процесс образования осевых органов зародыша - нервной трубки,

вторичного кишечника, мезодермальных комплексов, хорды Г) гистогенез и органогенез - совокупность процессов формирования и развития органов Постэмбриогенез: А) без метаморфоза (прямое развитие)

Б) с метаморфозом (непрямое развитие)

46) Гаметогенез. Основные различия сперматогенеза и овогенеза.

Гаметогенез – процесс формирования половых клеток (гамет). Происходит в гонадах (яичниках и семенниках).

Состоит из периодов размножения, роста, созревания и формирования.

Гаметы образуются из диплоидных первичных половых клеток – гоноцитов, потомков тотипотентных клеток бластодермы зародыша.

Гоноцит или первичная половая клетка - это эмбриональная клетка, из которой впоследствии могут образовываться половые клетки.

Увсех животных, имеющих морфологически выраженные гонады, половые клетки закладываются независимо от половой железы. С момента обособления и до вселения в гонаду эти клетки и называются гоноцитами.

Убольшинства круглых червей, членистоногих и бесхвостых амфибий половые клетки обособляются уже в процессе дробления. У остальных животных зачаток гоноцитов обособляется на стадии гаструлы или нейрулы.

47) Особенности протекания овогенеза. Особенности овогенеза у человека.

Первичные половые клетки (гоноциты) мигрируют в корковое вещество яичника. Скопления корковых клеток образуют первичные (примордиальные) фолликулы, заключающие в себе одну или несколько первичных половых клеток, которые увеличиваются в размерах и превращаются в овогонии (стволовые клетки яичника).

Вовогенезе выделяют периоды: размножения, роста и созревания. Период размножения овогониев у девочек - заканчивается до рождения. Овогонии делятся путем митоза,

и к концу 20-й недели развития плода человека число их достигает примерно 7 млн. Затем в результате атрезии к моменту рождения остается около 1 млн. овогониев, а ко времени полового созревания — примерно 400 000. Из них лишь около 450 клеток созревают и выходят из яичника в течение детородного

периода жизни женщины, а все остальные дегенерируют.

Впериоде роста - образуются овоциты I-го порядка, которые реплицируют ДНК и до полового созревания и остаются на стадии профазы первого мейотического деления (стадия диктиотены).

Овоциты I порядка на этой стадии могут оставаться очень долго (десятки лет). С наступлением половой зрелости каждый месяц один из овоцитов I порядка

увеличивается, окружается фолликулярными клетками, обеспечивающими питание. Третий период - созревание.

Овоцит I порядка заканчивает первое мейотическое деление, и образуется овоцит II порядка и первое полярное (редукционное) тельце.

Второе мейотическое деление идет до стадии метафазы, но не продолжается дальше до тех пор, пока овоцит не соединится со сперматозоидом (оплодотворение).

Это происходит в яйцеводах.

Овоцит II порядка заканчивает второе деление мейоза, образует овотиду (зрелую яйцеклетку) - крупную клетку и второе полярное тельце (неравное распределение цитоплазмы).

48) Строение и функции яйцеклетки. Типы яйцеклеток. Ооплазматическая сегрегация.

Яйцеклетка — крупная неподвижная клетка, обладающая запасом питательных веществ. Функции питательных веществ различны. Их выполняют:

•компоненты, нужные для процессов биосинтеза белка;

•специфические регуляторные вещества, которые контролируют все процессы, происходящие с яйцеклеткой;

•желток, в состав которого входят белки, фосфолипиды, различные жиры, минеральные соли. Именно он обеспечивает питание зародыша в эмбриональном периоде.

Типы яйцеклеток по количеству желтка:

1.полилецитальные (многожелтковые)

2.мезолецитальные (со средним количеством желтка)

3.олиголецитальные (маложелтковые)

4.алицетальные (безжелтковые)

Типы яйцеклеток по распределению желтка:

1.Изолецитальные - желток равномерно распределен по клетке

2.Телолецитальные - желток с краю

3.Центролецитальные - желток в центре

Ооплазматическая сегрегация яйцеклетки: перераспределение биологически активных молекул в цитоплазме яйцеклетки в результате ее активации. Во время движения мужского пронуклеуса в яйце происходят сложные перемещения цитоплазмы. В результате она становится неоднородной.

49) Особенности сперматогенеза. Строение и функции сперматозоидов. Генетическая регуляция сперматогенеза.

Вэмбриогенезе гоноциты мигрируют в зачаток гонады, где формируют популяцию клеток, называемых сперматогониями.

Сперматогенез в извитых канальцах яичка начинается в период полового созревания подростка и далее протекает непрерывно (у большинства мужчин практически до конца жизни).

Периоды: размножения, роста, созревания и формирования.

Впериод размножения диплоидные клетки – сперматогонии, делятся митотически. Различают две основные категории сперматогониев: А и В.

Сперматогонии А сохраняют способность к делению и поддерживают свою популяцию. Остальные дифференцируются в сперматогонии В.

Впериоде роста В-сперматогонии увеличиваются в объеме и дифференцируются в сперматоциты I порядка, вступающие в мейоз.

Впериоде созревания из сперматоцитов I порядка в результате первого деления мейоза образуется популяция сперматоцитов II порядка, проходящих впоследствии второе деление мейоза и образующих сперматиды.

Период формирования – самый продолжительный (около 50 суток).

Большая часть цитоплазмы сперматиды, ЭПС, рибосомы, аппарат Гольджи отторгаются, а ядро, акросома (аналогична лизосоме благодаря функционированию комплекса Гольжди в клеткахпредшественниках сперматозоидов), митохондрии и центриоли формируют сперматозоид.

Сперматозоид состоит из

-головки (гаплоидное ядро, прикрытое акросомой (содержит ферменты, необходимые для проникновения сперматозоида в яйцеклетку), -шейки (содержит пару центриолей, лежащих под

прямым углом друг к другу, микротрубочки одной из них удлиняются, образуя осевую нить жгутика), -промежуточного отдела (тело сперматозоида) содержит многочисленные митохондрии и -хвоста (жгутик).

Главная функция сперматозоида — оплодотворение яйцеклетки, которая также имеет 23 хромосомы

50) Осеменение и оплодотворение. Плазмогамия и кариогамия. Образование пронуклеусов.

Оплодотворение – процесс слияния сперматозоида и яйцеклетки, сопровождающийся объединением геномов отцовского и материнского организмов и завершающийся образованием зиготы. Оплодотворению предшествует осеменение.

Ряд процессов, которые обеспечивают встречу женских и мужских гамет называется осеменением.

Биологическое значение оплодотворения:

1.Восстановление диплоидного набора хромосом; 2.Зигота содержит новую комбинацию хромосом и генетического материала, отличного от родительского;

3.Определение пола (в зависимости от оплодотворения сперматозоидом, несущего Х- или Y-хромосому);

4.Проникновение сперматозоида - сигнал для завершения мейотического деления овоцита; 5.Оплодотворение инициирует дробление.

Способы оплодотворения:

I: а) Наружное – половые клетки сливаются вне организма, б) Внутреннее – внутри половых путей особи.

II: а) Перекрестное – слияние половых клеток разных особей,

б) Самооплодотворение – от одного организма (редко у гермафродитов), III: а) Моноспермия – оплодотворение яйцеклетки одним сперматозоидом,

б) Полиспермия – в оплодотворении участвуют несколько сперматозоидов (часть птиц, рептилии).

У большинства – наружное, перекрестное, моноспермия.