Стр-е ДНК.Центральная догма биологии.Роль и виды РНК.

Билет 1

Билет 2

1. В биосинтезе белка определяют следующие этапы, идущие в разных частях клетки:

Первый этап — синтез и-РНК происходит в ядре, в процессе которого информация, содержащаяся в гене ДНК, переписывается на и-РНК. Этот процесс называется транскрипцией (от лат. «транскриптик» — переписывание).

На втором этап е происходит соединение аминокислот с молекулами т-РНК, которые последовательно состоят из трех нуклеотидов — антикодонов, с помощью которых определяется свой триплет-кодон.

Третий этап — это процесс непосредственного синтеза полипептидных связей, называемый трансляцией. Он происходит в рибосомах.

На четвертом этапе происходит образование вторич ной и третичной структуры белка, то есть формирование окончательной структуры белка.

Альтернативный сплайсинг — процесс, в ходе которого экзоны, вырезаемые из про-мРНК, объединяются в различных комбинациях, что порождает различные формы зрелой мРНК. В результате один ген может порождать не одну, а множество форм белка.

Про-мРНК некоторых генов эукариот могут подвергаться альтернативному сплайсингу. При этом интроны в составе про-мРНК вырезаются в разных альтернативных комбинациях. Разные варианты альтернативного сплайсинга одной про-мРНК могут осуществляться в разные периоды развития организма или в разных тканях, а также у разных особей одного вида. Как правило, при альтернативном сплайсинге из первичного транскрипта удаляются и некоторые экзоны.

Процессинг РНК (посттранскрипционные модификации РНК) — совокупность процессов в клетках эукариот, которые приводят к превращению первичного транскрипта РНК в зрелую РНК.

2. МЕЙОЗ деления созревания, особый способ деления клеток, в результате к-рого происходит редукция (уменьшение) числа хромосом и переход клеток из диплоидного состояния в гаплоидное; Он обеспечивает случайную, независимую рекомбинацию генов.

М. состоит из двух последоват. делений ядра, в процессе к-рых удвоение кол-ва ДНК происходит один раз. Два деления М., сопровождаются редукцией числа хромосом.

Отличит, особенностью первого деления М. является сложная и сильно растянутая во времени профаза (обычно профаза I), в к-рой выделяют 5 стадий.

Лептотена (стадия тонких нитей) — начало конденсации хромосом, в целом напоминает раннюю профазу митоза, отличаясь более тонкими хромосомами и крупными ядрами.

Зиготена (стадия сливающихся нитей) — сближение и начало конъюгации гомологичных хромосом; к концу её все гомологи объединяются в биваленты.

В пахитене (стадия толстых нитей) происходит кроссинговер.

Диплотена (стадия двойных нитей) начинается взаимным отталкиванием гомологов и появлением хиазм;

Для диакинеза (стадия обособления двойных нитей) характерны уменьшение числа хиазм и значит, компактность бивалентов.

В метафазе I фрагментируется ядерная оболочка и формируется веретено деления. На стадии метафазы I биваленты выстраиваются по экватору веретена, образуя экваториальную пластинку.

В анафазе I начинается движение гомологичных хромосом и хроматид к противоположным полюсам клетки.

Телофаза I и интеркинез у большинства клеток имеются, но не всегда обязательны.

Второе деление М. условно делят на стадии: профаза II, прометафаза II, метафаза II, анафаза II и телофаза II;

. В результате двух последоват. делений М. из одной исходной диплоидной клетки образуются 4 гаплоидные генетически разнородные клетки.

Это деление аналогично митозу с той разницей, что делятся гаплоидные клетки.

В анафа-зе II сестринские хроматиды разделяются и, став хромосомами, расходятся к полюсам. Число хромосом и количество ДНК приходят в соответствие, и мейоз II завершается образованием четырёх гаплоидных гамет, каждая из которых несёт уникальный генетический материал.

У самок, однако, лишь одна из четырёх гамет – яйцеклетка, способная к оплодотворению.
Мейоз – один из ключевых биологических процессов. Его значение состоит в поддержании в поколениях постоянства хромосомных наборов (кариотипов), т.е. в обеспечении наследственности, и в создании новых сочетаний отцовских и материнских генов, т.е. в обеспечении генотипической изменчивости.
Поведение хромосом в мейозе сопоставимо с поведением наследственных факторов (генов) в открытых Г. Менделем закономерностях наследования. Обнаружение этого параллелизма дало толчок к созданию хромосомной теории наследственности.

Билет 3

1. Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) — один из двух типов нуклеиновых кислот, обеспечивающих хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов. Основная роль ДНК в клетках — долговременное хранение информации о структуре РНК и белков. Большинство природных ДНК имеет двухцепочечную структуру, линейную (эукариоты, некоторые вирусы и отдельные роды бактерий) или кольцевую (прокариоты, хлоропласты и митохондрии). Линейную одноцепочечную ДНК содержат некоторые вирусы и бактериофаги. В клетках эукариот ДНК располагается главным образом в ядре в виде набора хромосом. Бактериальная (прокариоты) ДНК обычно представлена одной кольцевой молекулой ДНК. Генетическая информация генома состоит из генов. Ген — единица передачи наследственной информации и участок ДНК, который влияет на определённую характеристику организма.

Рибонуклеиновые кислоты (РНК) — нуклеиновые кислоты, полимеры нуклеотидов, в состав которых входят остаток ортофосфорной кислоты, рибоза (в отличие от ДНК, содержащей дезоксирибозу) и азотистые основания — аденин, цитозин, гуанин и урацил (в отличие от ДНК, содержащей вместо урацила тимин). Эти молекулы содержатся в клетках всех живых организмов, а также в некоторых вирусах. Молекулы РНК, в среднем, гораздо короче ДНК и преимущественно одноцепочечные.

2.Клеточный цикл — это период существования клетки от момента ее образования путем деления материнской клетки до собственного деления или смерти.

Фазы клеточного цикла:

1) пресинтетическая (G1). Идет сразу после деления клетки. Синтеза ДНК еще не происходит. Клетка активно растет в размерах, запасает вещества, необходимые для деления: белки (гистоны, структурные белки, ферменты), РНК, молекулы АТФ. Происходит деление митохондрий и хлоропластов (т. е. структур, способных к ауторепродукции). Восстанавливаются черты организации интерфазной клетки после предшествующего деления;

2) синтетическая (S). Происходит удвоение генетического материала путем репликации ДНК. Она происходит полуконсервативным способом, когда двойная спираль молекулы ДНК расходится на две цепи и на каждой из них синтезируется комплементарная цепочка.

В итоге образуются две идентичные двойные спирали ДНК, каждая из которых состоит из одной новой и старой цепи ДНК. Количество наследственного материала удваивается. Кроме этого, продолжается синтез РНК и белков. Также репликации подвергается небольшая часть митохонд-риальной ДНК (основная же ее часть реплицируется в G2 период);

3) постсинтетическая (G2). ДНК уже не синтезируется, но происходит исправление недочетов, допущенных при синтезе ее в S период (репарация). Также накапливаются энергия и питательные вещества, продолжается синтез РНК и белков (преимущественно ядерных).

После этого наступает собственно митоз, который состоит из четырех фаз. Процесс деления включает в себя несколько последовательных фаз и представляет собой цикл. Его продолжительность различна и составляет у большинства клеток от 10 до 50 ч. При этом у клеток тела человека продолжительность самого митоза составляет 1—1,5 ч, G2-периода интерфазы — 2—3 ч, S-периода интерфазы — 6—10 ч.

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 (2n2хр).

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 (2n2хр).

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 (2nlxp).

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 (2n1хр).

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.

3.Положения хромосомной теории:

1)Гены находятся в хромосомах. Каждая хромосома представляет собой группу сцепления генов. Число групп сцепления у каждого вида равно гаплоидному числу хромосом.

2)Каждый ген в хромосоме занимает определенное место (локус). Гены в хромосомах расположены линейно.

3)Между гомологичными хромосомами может происходить обмен аллельными генами.

4)Расстояние между генами в хромосоме пропорционально проценту кроссинговера между ними.

Кроссинговер – рекомбинация гомологичных хромосом. Является основным источником генетической изменчивости популяции.

Кроссинговер позволил создать принцип построения генетических карт. В основу этого принципа положено представление о линейном расположении генов по длине хромосомы. За единицу расстояния между двумя генами приняли 1%(вероятность кроссинговера) и назвали морганидой.

 

 

Билет 4

1.Клеточная теория — одно из общепризнанных биологических обобщений, утверждающих единство принципа строения и развития мира растений, животных и остальных живых организмов с клеточным строением, в котором клетка рассматривается в качестве единого структурного элемента живых организмов.

Клеточная теория — основополагающая для биологии теория, сформулированная в середине XIX века, предоставившая базу для понимания закономерностей живого мира и для развития эволюционного учения. МаттиасШлейден и Теодор Шванн сформулировали клеточную теорию, основываясь на множестве исследований о клетке (1838). Рудольф Вирхов позднее (1858) дополнил её важнейшим положением (всякая клетка происходит от другой клетки).

Шлейден и Шванн, обобщив имеющиеся знания о клетке, доказали, что клетка является основной единицей любого организма. Клетки животных, растений и бактерии имеют схожее строение. Позднее эти заключения стали основой для доказательства единства организмов. Т. Шванн и М. Шлейден ввели в науку основополагающее представление о клетке: вне клеток нет жизни. Клеточная теория дополнялась и редактировалась с каждым разом.

Основные положения современной клеточной теории

1)Клетка - это элементарная, функциональная единица строения всего живого. (Кроме вирусов, которые не имеют клеточного строения)

2)Клетка - единая система, она включает множество закономерно связанных между собой элементов, представляющих целостное образование, состоящее из сопряжённых функциональных единиц - органоидов.

3)Клетки всех организмов гомологичны.

4)Клетка происходит только путём деления материнской клетки.

5)Многоклеточный организм представляет собой сложную систему из множества клеток, объединённых и интегрированных в системы тканей и органов, связанных друг с другом.

6)Клетки многоклеточных организмов тотипотентны.

2.Хромосомы — структуры клетки, хранящие и передающие наследственную информацию. А) Хромосомы могут находиться в 2 структурно-функциональных состояниях: конденсированном и деконденсированном.

Мельчайшим структурным компонентом хромосомы являются нуклеопротеидные фибриллы.

Нуклеосомы (группы гистонов) образуют хромонемы(скручиваются, образуя полухроматиду), они в свою очередь образуют хроматиды(пара хроматид), а они – хромосому.

Б) Принципы классификации хромосом:

1)В зависимости от места расположения центромеры:

- метацентрические. Плечи почти равной величины.

- субметацентрицеские. Плечи не равной величины.

- акроцентрические. Имеют палочковидную форму, с очень коротким вторым плечом.

2)По правилу парности.

- гомологичные. Относятся к одной паре.

- негомологичные. Относятся к разным парам.

3)В зависимости от пола.

- гетерохромосомы. Отличная пара.

- аутосомы. Сходные пары.

В)Денверская классификация хромосом:

Заключается в идентификации хромосом по их величине и форме плеч. Она не является совершенной потому, что ряд хромосом имеет сходные размеры.

Парижская классификация хромосом:

Заключается в идентификации хромосом в зависимости от окрашенных и неокрашенных участков краской Гимзы. Этим методом установлена четкая дифференцировка хромосом человека по их длине на красящиеся участки и некрасящиеся.

Основная функция хромосом-хранение,воспроизведение и передача наследственной информации при размножении клеток и организмов.

В основе парижской классификации хромосом человека(1971) лежат методы специальной дифференциальной их окраски,при которой в каждой хромосоме выявляется характерный только для нее порядок чередования поперечных светлых и темных сегментов.

Денверская классификация хромосом,которая помимо размеров хромосом учитывает их форму, положение центромеры и наличие вторичных перетяжек и спутников.

3.Молекулярные болезни человека могут быть вызваны генными мутациями. В настоящее время обнаружен первичный биохимический дефект примерно для 120 наследственных болезней.

1)Серповидно-клеточная анемия. Нарушение структуры гемоглобина вследствие нуклеотидной мутации. Замена одного нуклеотида влечет замену одной аминокислоты, что приводит к нарушению первичной, а затем всех остальных конфигураций гемоглобина. Появление HbS вместо Hb+. Изменение пространственной структуры гемоглобина приводит к изменению формы эритроцитов.

2)Фенилкетонурия. Наследственное аутосомно-рецессивное нарушение обмена фенилаланина. Из-за отсутствия фермента фенилаланингидроксилазыфенилаланин не может перейти в тирозин. Он накапливается в тканях и превращается в кетокислоты, которые как и фенилаланин токсичны. Эти токсичные вещества действуют на мозг и вызывают умственную отсталость, идиотию, имбицильность. Фенилаланин является незаменимой аминокислотой. Разработаны эффективные диеты для лечения.

3) Альбинизм. Развивается в результате отсутствия пигмента меланина, который находится в меланоцитах. При распространенном альбинизме меланин отсутствует в коже, волосах, радужной оболочке. Это сопровождается светобоязнью, снижением остроты зрения. Местный альбинизм захватывает часть кожи и волосы, но никогда не поражает глаз. Лечения альбинизма не существует.

 

Билет 5

1.А) Фазы ассимиляции:

1)Поглощение и переваривание питательных веществ.

2)Транспорт веществ в клетку.

Поступление веществ происходит через мембрану.

3)Синтез веществ в клетке.

Белки будучи ферментами контролируют синтез углеводов, липидов и самих себя.

Б) Пути проникновения веществ в клетку:

- Активный транспорт (с затратой энергии). Если концентрация веществ в клетке и вне ее равны, или в клетке больше.

- Пассивный транспорт (без затрат энергии). Если концентрация вещества в клетке меньше чем вне ее.

- Эндоцитоз:

Фагоцитоз – поглощение твердых соединений.

Пиноцитоз – поглощение жидких соединений.

В) -Углеводы. В ротовой полости начинается расщепление углеводов амилозой слюны до ди- и моносахаридов.

- Белки. В желудке начинается расщепление белков под действием трипсина, пепсина, химотрипсина. Далее белки расщепляются до аминокислот в кишечнике. Аминокислоты бывают заменимые и незаменимые. Белковое голодание вредит организму.

- Липиды. Перевариваются позднее всех, в двенадцатиперстной кишке. Для переваривания необходимо их эмульгировать (превратить в маленькие пузырьки) желчью печени. Кроме желчи необходимы ферменты эстеразы, синтезируемые поджелудочной железой. Жиры расщепляются до глицерина и жирных кислот (заменимые и незаменимые).

Нуклеиновые кислоты обладают свойством хранить и воспроизводить наследственную информацию, а также реализовывать ее через синтез белков.

Г)Клетка – открытая система. В ней постоянно происходит обмен веществ и энергии с окружающей средой. Это является условием жизни, существования клетки. Поток веществ в клетке поддерживается стабильным химическим составом ее протоплазмы, включающей в себя как органические, так и неорганические вещества. Клетка находится в единстве со средой, а химические, физические и биологические свойства окружающей среды обусловливают протекание всех процессов жизнедеятельности.

3.Проект «Геном человека» (Проект по расшифровке генома человека) (TheHumanGenomeProject, HGP) — международный научно-исследовательский проект,

главной целью которого было определить последовательность нуклеотидов, которые составляют ДНК и идентифицировать 20,000-25,000 генов в человеческом геноме.

Проект начался в 1990 году, под руководством Джеймса Уотсона под эгидой Национальной организации здравоохранения США. В 2000 году был выпущен рабочий черновик структуры генома, полный геном — в 2003, однако и сегодня дополнительный анализ некоторых участков ещё не закончен. Частной компанией CeleraGenomics был запущен аналогичный параллельный проект, завершенный несколько ранее международного. Основной объём секвенирования был выполнен в университетах и исследовательских центрах США, Канады и Великобритании. Кроме очевидной фундаментальной значимости, определение структуры человеческих генов является важным шагом для разработки новых медикаментов и развития других аспектов здравоохранения.

Задачи проекта:

1.Расшифровать структуру ДНК всех хромосом человека, определить последовательность нуклеотидов

2.Разграничить структурные и оперирующие и регулирующие гены, т.е регуляторные (определяют режим активности, условия). Через регуляторные гены структурны гены общаются с окружающей средой

3.Установление факторов, влияющих на работу данного гена

4.Расшифровать все аллельные модификации (от 2 и более). В том числе аномальные

Полученная информация позволит:

Даст возможность создания индивидуальных генетических карт,по этим картам с высокой степенью достоверности можно предположить какие заболевания могут развиться у данного человека и в каком возрасте

На новом уровне развивать тканевую инженерию. Возможность выращивания искусственны органов на генетической основе для отдельного человека

Разработать перечень заболеваний, при которых можно использовать генетическую терапию.

Генетическая терапия - направленная замена гена.

Генетическая инженерия (генная инженерия) — совокупность приёмов, методов и технологий получения рекомбинантных РНК и ДНК, выделения генов из организма (клеток), осуществления манипуляций с генами и введения их в другие организмы.

Клонирование — метод получения нескольких генетически идентичных организмов путем бесполого (в том числе вегетативного) размножения.

Клонирование человека — этическая и научная проблема конца XX-го — начала XXI-го века, состоящая в технической возможности приступить к формированию и выращиванию принципиально новых человеческих существ, точно воспроизводящих не только внешне, но и на генетическом уровне того или иного индивида, ныне существующего или ранее существовавшего — вместе с полной этической неподготовленностью к этому обществу.

Проблемы клонирования:

1)Ядро соматической клетки генетически не тождественно ядру яйцеклетки, как результат 4% всех генов клонированной особи не имеют нормальной регуляции. Репрограмирование остальных малоэффективно.

2)Во всякой клетке происходят спонтанные и редуцированные мутации.

3)Процедура переноса ядра далека от идеала и не учитывает роль цитоплазматических факторов, прежде всего митохондриальных.

4) Жизнеспособность клонов очень низкая.

5)Для создания точной копии человека необходимо создать психо-личностные уникальные свойства.

Препятствия клонированию:

•Технологические трудности и ограничения

•Социально-этический аспект

•Этико-религиозный аспект

•Отношение в обществе

Билет 6

1 .Органоиды клетки - постоянные клеточные структуры, клеточные органы, обеспечивающие выполне­ние специфических функций в процессе жизнедеятельнос­ти клетки - хранение и передачу генетической информации, перенос веществ, синтез и превращения ве­ществ и энергии, деление, движение и др.

К органоидам клеток эукариот относятся:

хромосомы,

клеточная мембрана,

митохондрии,

комплекс Гольджи,

эндоплазматическая сеть,

рибосомы,

микротрубочки,

микрофиламенты,

лизосомы;

В животных клетках присутствуют также центриоли, микрофибриллы, а в растительных - свойственные только им пластиды.

Иногда к органоидам клеток эукариот отно­сят и ядро в целом.

Прокариоты лишены большинства органоидов, у них имеются лишь клеточная мембрана и рибосомы, отличающиеся от цитоплазматических рибосом клеток эукариот.

В специализированных эукариотных клетках могут быть сложные структуры, в основе которых находятся универсальные органоиды, например микротру­бочки и центриоли - главные компоненты жгутиков и ресничек. Микрофибриллы лежат в основе тоно- и нейрофибрилл. Специальные структуры одноклеточных, напри­мер жгутики и реснички (построены так же, как у клеток многоклеточных), выполняют функцию органов движения.

2.Гемоглобин — специфический белок эритроцитов, легко выделяемый из организма без применения трудоемких биохимических методик. Молекула гемоглобина состоит из четырех полипептидных цепей (двух α- и двух β-цепей), каждая из которых соединена с небелковым компонентом — гемом, содержащим железо.

Гемолитические анемии. Проявляются в распаде эритроцитов, зависящем от неустойчивости гемоглобина

Метгемоглобинемииобусловлены ускоренным окислением двухвалентного железа до трехвалентного и образованием гемоглобина М

Эритроцитоз. Заключается в образовании большего, чем обычно, количества эритроцитов, что обусловлено повышенным сродством гемоглобина к кислороду, который с трудом высвобождается в тканях.

Серповидно-клеточная анемия. Заключается в замене гемоглобина НЬА на HbS, который отличается растворимостью и кристаллизацией в условиях гипоксии, что приводит к изменению формы эритроцитов, и проявляется фенотипическим многообразием симптомов. Бета нити погибают, преобразовываются в S2 или 2 альфа, бета S – в Африке не болеют анемией, в горах погибают.

Заболевания первых трех групп наследуются по доминантному типу, так что гетерозиготы по мутантному гену страдают нарушением здоровья.

HbA2 – 2 альфа нити в цепи, HbF – фетальный гемоглобин (гемоглобин плода) 2 альфа, 2 гамма нити, которые преобразовываются в 2 бета нити, HbU (Uterus) встречается в эмбрионе между 7 и 12 неделями развития, после появляется фетальный гемоглобин (после 3 месяца – основной гемоглобин плода).

3.Кольцов рассматривал гены как боковые радикалы огромных белковых молекул (генонем) хромосомы. Гипотеза Кольцова носила умозрительный характер, но она содержала некоторые ценные идеи:

1)Ген является химической молекулой, биополимером.

2) Ген представляет собой нерегулярный биополимер, несущий в особенностях своего строения специфическую наследственную информацию.

3)Гипотеза предусматривала механизм редупликации генетической молекулы посредством матричного синтеза.

 

Билет 7

Билет 8

1.Клеточный цикл — это период существования клетки от момента ее образования путем деления материнской клетки до собственного деления или смерти.

Фазы клеточного цикла:

1) пресинтетическая (G1). Идет сразу после деления клетки. Синтеза ДНК еще не происходит. Клетка активно растет в размерах, запасает вещества, необходимые для деления: белки (гистоны, структурные белки, ферменты), РНК, молекулы АТФ. Происходит деление митохондрий и хлоропластов (т. е. структур, способных к ауторепродукции). Восстанавливаются черты организации интерфазной клетки после предшествующего деления;

2) синтетическая (S). Происходит удвоение генетического материала путем репликации ДНК. Она происходит полуконсервативным способом, когда двойная спираль молекулы ДНК расходится на две цепи и на каждой из них синтезируется комплементарная цепочка.

В итоге образуются две идентичные двойные спирали ДНК, каждая из которых состоит из одной новой и старой цепи ДНК. Количество наследственного материала удваивается. Кроме этого, продолжается синтез РНК и белков. Также репликации подвергается небольшая часть митохонд-риальной ДНК (основная же ее часть реплицируется в G2 период);

3) постсинтетическая (G2). ДНК уже не синтезируется, но происходит исправление недочетов, допущенных при синтезе ее в S период (репарация). Также накапливаются энергия и питательные вещества, продолжается синтез РНК и белков (преимущественно ядерных).

2.В дорепродуктивном периоде особь не способна к размножению. Основное содержание его заключается в развитии зрелого в половом отношении фенотипа. В этом периоде происходят наиболее выраженные структурные и функциональные преобразования, реализуется основная часть наследственной информации, организм обладает высокой чувствительностью ко всевозможным воздействиям.

В репродуктивном периоде особь осуществляет функцию полового размножения, отличается наиболее стабильным функционированием органов и систем, а также относительной устойчивостью к воздействиям.

Пострепродуктивный период связан со старением организма и характеризуется ослаблением или полным прекращением участия в размножении. Снижаются приспособительные возможности и устойчивость к разнообразным воздействиям. Применительно к онтогенезу человека названные периоды дополнительно характеризуются специфическими социальными моментами (образование, трудоспособность, творчество). Для каждого из указанных периодов характерны свои особенности заболеваемости.

Дорепродуктивный период подразделяют еще на четыре периода: эмбриональный, личиночный, метаморфоз и ювенильный.

Эмбриональный, или зародышевый, период онтогенеза начинается с момента оплодотворения и продолжается до выхода зародыша из яйцевых оболочек. Эмбриональный период отличается выраженностью процессов преобразования зиготы в организм, способный к более или менее самостоятельному существованию. У большинства позвоночных он включает стадии (фазы) дробления, гаструляции, а также гисто- и органогенеза.

Личиночный период в типичном варианте наблюдается в развитии тех позвоночных, зародыши которых выходят из яйцевых оболочек и начинают вести самостоятельный образ жизни, не достигнув дефинитивных (зрелых) черт организации. Так, он встречается у некоторых представителей низших позвоночных — миног, большинства костистых рыб и земноводных. Наиболее характерными чертами личинки являются эмбриональный характер ее организации, наличие временных (провизорных) органов, раннее начало функционирования ряда органов, дающее возможность Метаморфоз состоит в превращении личинки в ювенильную форму. В процессе метаморфоза происходят такие важные морфогенетические преобразования, как частичное разрушение, перестройка и новообразование органов. Степень преобразований тем больше, чем больше различия между средой обитания личинки и взрослого организма, что хорошо иллюстрирует пример развития бесхвостных амфибий.

Ювенильный период начинается с момента завершения метаморфоза и заканчивается половым созреванием и началом размножения. Особенности ювенильного периода проявляются в своеобразии питания молодого организма, его поведения и степени зависимости от родителей. С морфологической точки зрения для этого периода характерны интенсивный рост, установление окончательных пропорций между различными частями тела, завершение развития скелета, кожных покровов, смена зубов, завершение развития половых желез и гормональных регуляций..

Билет 9

1.Основное отличие прокариотических клеток от эукариотических заключается в том, что их ДНК не организована в хромосомы и не окружена ядерной оболочкой. Эукариотические клетки устроены значительно сложнее. Их ДНК, связанная с белком, организована в хромосомы, которые располагаются в особом образовании, по сути самом крупном органоиде клетки - ядре. Кроме того, внеядерное активное содержимое такой клетки разделено на отдельные отсеки с помощью эндоплазматической сети, образованной элементарной мембраной. Эукариотические клетки обычно крупнее прокариотических. Их размеры варьируют от 10 до 100 мкм, тогда как размеры клеток прокариот (различных бактерий, цианобактерий - сине- зеленых водорослей и некоторых других организмов), как правило, не превышают 10 мкм, часто составляя 2-3 мкм. В эукариотической клетке носители генов - хромосомы - находятся в морфологически оформленном ядре, отграниченном от остальной клетки мембраной. В исключительно тонких, прозрачных препаратах живые хромосомы можно видеть с помощью светового микроскопа. Чаще же их изучают на фиксированных и окрашенных препаратах.

Хромосомы состоят из ДНК, которая находится в комплексе с белками- гистонами, богатыми аминокислотами аргинином и лизином. Гистоны составляют значительную часть массы хромосом.

Эукариотическая клетка имеет разнообразные постоянные внутриклеточные структуры - органоиды (органеллы), отсутствующие в прокариотической клетке.

Прокариотические клетки могут делиться на равные части перетяжкой или почковаться, т.е. образовывать дочернюю клетку меньшего размера, чем материнская, но никогда не делятся путем митоза. Клетки эукариотических организмов, напротив, делятся путем митоза (исключая некоторые очень архаичные группы). Хромосомы при этом "расщепляются" продольно (точнее, каждая нить ДНК воспроизводит около себя свое подобие), и их "половинки" - хроматиды (полноценные копии нити ДНК) расходятся группами к противоположным полюсам клетки. Каждая из образующихся затем клеток получает одинаковый набор хромосом.

Рибосомы прокариотической клетки резко отличаются от рибосом эукариот по величине. Ряд процессов, свойственных цитоплазме многих эукариотических клеток, - фагоцитоз,пиноцитоз и циклоз (вращательное движение цитоплазмы) - у прокариот не обнаружен. Прокариотической клетке в процессе обмена веществ не требуется аскорбиновая кислота, но эукариотические не могут без нее обходиться.

Существенно различаются подвижные формы прокариотических и эукариотических клеток. Прокариоты имеют двигательные приспособления в виде жгутиков или ресничек, состоящих из белка флагеллина. Двигательные приспособления подвижных эукариотических клеток получили название ундулиподиев, закрепляющихся в клетке с помощью особых телец кинетосом. Электронная микроскопия выявила структурное сходство всех ундулиподиевэукариотических организмов и резкие их отличия от жгутиков прокариот.

2. Овогенез — это процесс образования женских половых гамет, идет по той же схеме, что и сперматогенез, но с некоторыми существенными отличиями.
В результате неравномерного распределения цитоплазмы как при первом, так и при втором делениях мейоза только в одной клетке оказывается большой запас питательных веществ, необходимых для развития будущего зародыша. Следовательно, образуется только одна зрелая яйцеклетка с гаплоидным набором хромосом (n) и три маленькие клеточки, которые впоследствии исчезают. При овогенезе наряду с мейозом происходит так называемоесозревание яйцеклетки, во время которого значительно увеличивается ее объем.

Сперматогенез — это процесс образования мужских половых клеток — сперматозоидов. Осуществляется в семенных канальцах.
Сперматогенез начинается с того, что незрелая половая клетка увеличивается в размерах и приступает к первому делению мейоза. Из исходной образуются две клетки, которые претерпевают второе деление мейоза. В результате двух мейотических делений из каждой незрелой мужской половой клетки образуются четыре зрелые клетки с гаплоидным наборомхромосом(n). Превращение этих клеток в сперматозоиды связано со сложными процессами роста и специализации, но не сопровождается клеточным делением.

 

3.Близнецовый метод был введен Ф. Гальтоном. Он разделил близнецов на однояйцевых (монозиготных) и двуяйцовые (дизиготных).

Близнецовый метод используется для определения степени влияния среды и наследственности на развитие какого-либо признака.

Конкордантность – процент сходства между близнецами.

Дискондартность – процент различия в проявлении признака.

Если коэффициент наследственности больше 1, то признак наследственный.

Если от 0,5 до 1, то признак возник под влияние окружающей среды.

Родословная карта является средством в генеалогическом методе исследования наследственности.

Суть этого метода состоит в том, чтобы выяснить родственные связи и проследить наличие нормального или патологического признака среди близких и дальних родственников в этой семье. После сбора всех необходимых данных составляется родословная карта, отражающая все собранные сведения.

Наследственность и среда. В генетической информации заложена способность развития определенных свойств и признаков. Эта способность реализуется лишь в определенных условиях среды. Одна и та же наследственная информация в измененных условиях может проявится по разному. Норма реакции – диапазон изменчивости, в пределах которой в зависимости от условий среды один и тот же генотип способен давать разные фенотипы.

 

 

Билет 10

1. Второе начало термодинамики устанавливает наличие в природе фундаментальной асимметрии, т.е. однонаправленности всех происходящих в ней самопроизвольных процессов. Об этой асимметрии свидетельствует всё, окружающее нас: горячие тела с течением времени охлаждаются, однако холодные сами по себе никогда не становятся горячими; прыгающий мяч в конце концов останавливается, но покоящийся мяч самопроизвольно не начинает подскакивать. Здесь проявляется свойство природы, отличное от свойства сохранения энергии. Это свойство состоит в том, что, хотя баланс энергии должен сохраняться в лю