Сущность и значение фотосинтеза. Общее уравнение фотосинтеза, его компоненты. Фотосинтез как процесс трансформации энергии света в энергию химических связей.

Фотосинтез – процесс трансформации поглощенной организмом энергии света в хим.энерг. орг-х и неорг-х соединений. Главную роль в этом процессе играет использование энергии света для восстановления СО2 до уровня углеводов.

6СО2 + 6Н2О --св,хл.→ С6Н12О6 +6О2 или СО2 +Н2О -- св,хл.→ СН2О + О2 – компактотное

СО2 -св → СО + О → О2 ← О + СН2О (формальдегид) ← Н2О + СО

6СН2О → С6Н12О6 (предположение Баха – ассимиляция)

СО2 при фотосинтезе связана не с отщеплением О2 диоксида углерода, а является сопряженным процессом, происходящим за счет водорода гидроксила Н2О причем О2 выделяется из Н2О ч/з промежуточные перекисные соединения.

Ниль – первичная фотохимическая реакция фотосинтеза состоит из диссоциации Н2О, а не в разложении СО2. Бактерии нуждаются в восстановителях типа Н2S, H2.

Фотосинтезу принадлежит центральная роль в общей энергетике растений и животных, так как он служит первичным источником всей энергии, используемой живыми организмами в процессе жизнедеяетльности. Для осуществления фотосинтеза существует фотосинтетический аппарат: 1)Набор фотоактивных пигментов, способных поглощать ЭМИ-е определенных областей спектра и запасать эту энергию в виде энергии электронного возбуждения. 2)Специальный аппарат преобразования энергии электронного возбуждения в разные формы химической энергии – это редокс энергия.

48.Сцепленное наследование и кроссинговер. Особенности наследования при сцеплении. Группы сцепления. Значение анализирующего скрещивания и тетрадного анализа при изучении кроссинговера. Цитологические док-ва кроссинговера. Гены, наход-ся в одной паре гомологичных хром-м, наследуются вместе и не расходятся в потомстве, т.к. при гаметотогинезе они попадают в одну гамету. Гены, располож в одной паре гомолог-х хром-м и наследующиеся целой группой, образут группу сцепления. Совместное наследов-е различных генов, локализованных в одной и той же хром-ме, наз сцеплением генов. м/у числом хром-м и числом групп сцепления сущ-т параллелизм, т.е. групп сцепления столько, сколько пар хром-м. часто сцепление генов м/т нарушаться, вследствие чего гены, лежащие в разных участках гомологичн хром-м м/т разъединяться и сочетаться друг с друг в новых комбинац. Причиной нарушения сцепления генов явл кроссинговер, представл собой процесс обмена генами ил гомологичн участками гомологичн хром-м в момент перекреста их в мейозе. Кроссинговер приводит к нарушению групп сцепления и расширяет возможности комбинативн изменчивости. Частота кроссинговера измеряется соотношением числа кроссоверных особей к общему кол-ву особей в потомстве анализир скрещивания. Она отражает силу сцепления генов: чем больше величина перекреста, тем меньше сила сцепления, т.е. тем дальше расположены друг от друга гены.

Группы сцепления определить трудно, особенно если у особей большое число хром-м. В наст в они установлены у более 20 изученных в генетич отношении объектов: у кишечн палочки, кукурузы, томатов, комнат мухи, комара, мыши, курицы и др. У гаплоидных орг-мов число рекомбинантных гекотипов точно совпадает с числом рекомбинантных гамет, и м/о сказать о перспективе хром-м, произошедем в профазе мейоза, по числу рекомбинантов и у диплоидных орг-мов. Тетрадный анализ доказывает, что как менделевское расщепление, так и кроссинговер базируются на закономерностях мейоза. Штерн предложил схему цитологич анализа для доказ-ва рекомбинации генов при кроссинговере. В связи с тем, что обмен гомеологич участками хром-м под микроскопом заметить невозможно, для изучения кроссинговера он использовал самок дрозофилы. Происшедший кроссинговер м/о было зафиксир генетич методами и цитологич путем выявлен на препаратах изменений Х-хром-мы.

Б. 17. 49. Кожно-мускульный мешок, вторичная полость тела и пищеварительная система кольчатых червей. Метамерия тела; организация выделительной, кровеносной и нервной системы. Кольч. черви живут в морях, а также в пресных водах и на суше. У них имеется кожно-мускульн. мешок, состоящ из кожного эпителия, кольцевых и продольных мушц, кот изнутри подстилаются целомическ эпителием. Вторичная полость тела (целом) заполнена целомическ жидкостью, кот выполняет роль внутр среды орг-ма. В целоме поддерживается пост биохим режим и осуществл многие функции орг-ма (транспорт, выделит, половая). Кишечник сост из 3 отделов: прердн, средней и задней кишки. У некот видов имеются слюнные железы. Передний и задний отделы – эктодермальн, а средний отдел пищеварит системы – энтодермальн происхождения. Метаметрия – это повторение одинаковых частей или колец вдоль главной оси тела. Тело червеобразное, разделенное на членики или сегменты. В каждом сегменте повторяются многие системы органов. Тело кольчатых червей сост из головной лопасти, сегментиров туловища и анальной лопасти. У большинства кольчат червей замкнутая кровеносн сис-ма. Это означает, что кровь течет только по сосудам и имеется сеть каппиляров – м/у артериями и венами. Основными органами выделения явл метанефридии эктодермального происхожд. Каждая пара метанефридов начин-ся в одном сегменте воронками, открытыми в целом, от кот выделит каналы продолжаются в след сегменте и открыв-ся там наружу парными отверстиями. В каналах метанефридов происходит сгущение продуктов выделения (NH₃ превращ в мочевую нис-пу), а обратно в целомич жидкость. Нервн сис-ма сост из парных спинных мозговых ганглиев и брюшной нервной цепочки с метамерно повторяющимися парными ганглиями в каждом сегменте. Появление головн мозга, расположенного дорсально над глоткой, существенно отличает кольчатых червей от плоских. Парные спинные доли мозга кольч червей разделены на передний, средний и задний ганглии.

50.Структурная организация фотосинтетического аппарата. Строение листа как органа фотосинтеза. Хлоропласты. Основные элементы структуры хлоропластов. Основным органом ФС является лист. Его анатомическое строение приспособлено к тому, чтобы обеспечить поступление СО2 к клеткам, содержащим зеленые пластиды и достигнуть максимального поглощения кванта света. Листья тонкие и обладают макс пов-тью на единицу массы. Наличие межклетников обеспечивает доступ СО2 ко всем клеткам. К эпидермису, расположенному на верхней стороне листа примыкает палисадная паренхима, клетки которой вытянуты перпендикулярно поверхности листа. Полисадная паренхима – это основная ассимиляционная ткань листа, особенно богатая хлоропластами. Густая сеть жилок в листе облегчает снабжение клеток паренхимы Н2О, способствует быстрому оттоку из листа о/в-в, обр-ся в проц. ФС. Для нормального протекания фотосинтеза в клетки к зеленым пластидам должен непрерывно поступать СО2. СО2 поступает в лист растения ч/з устьица. Некоторое количество поступает непосредственно ч/з кутикулу. Весь процесс ФС протекает в зеленых пластидах – хлоропластах. Их число от 200 до 100 на клетку, в них сосредоточены все ферменты, принимающие участие в процессе ФС. Они окружены двойной мембраной. Внутреннее пространство их заполнено бесцветным содержимым – стромой и пронизано мембранами (ламеллами). В хлоропластах содержатся тиллакоиды двух типов. Ламеллы соединены друг с другом образуют как бы пузырьки – тиллакоиды. Короткие тиллакоиды собраны в стопки и расположены друг над другом – это граны. Между гранами параллельно друг другу располагаются длинные тилакоиды и образуют тилакоиды стромы. Т.о. в хлоропластах имеются как бы 2 раздельных пространства – внутреннее (внутри тилакоидов) и внешнее (вне тилакоидов). В строме хлоропластов находятся нити ДНК, рибосомы, крахмальные зерна. Основной фермент обеспечивающий усвоение СО2 – рибулозобифосфаткарбоксилазаоксигеназа (ТБФ). Важным физиологическим свойством хл-в явл. их способность к движению.

51. Соотношение микро- и макроэволюции. Макроэволюция и филогенез. Принципы реконструкции филогенеза. Соотношен микроэв-х процессов преобразований генофондов популяц, завершающихся видообразован и макроэвол, т.е. возникновения всей совокупности признаков, характериз общий план строения нового крупного таксона. Сущ 3 основн концепции соотношен макро- и микроэволюц: 1) сомтационная концепция рассматривает микро и макроэв как качественно различные, не связанные друг с другом процессы, происход на уровне видов, новые крупные таксоны возник сразу как новые виды. 2) редукционистская концепция макроэв не имеет никаких собственных механизмов и полностью сводится к макроэволюц изменениям. 3) сисемная концепция макроэволюцион преобразования интегрируют из микроэв изменений, поскольку макроэв характеризуется целым рядом общих закономерностей, не проявл на уровне микроэволюции. Для анализа микроэв процессов, текущих внутри вида на протяжении сравнит коротких отрезков времени применяют комплекс популяцион методов. Для изучения микроэв характерно также проведение экспериментов. Для анализа макроэв процессов, текущих на протяжении десятков и сотен миллионов лет, применяются не менее разнообразн методы. Среди них на одном из первых мест стоит комплекс палеонтологич методов: сбор материала и восстановлен облика ископаемых форм, их экологии, анализ вещ-в биогенного происхожден, изучение изучен микроскопич организмов и т.д. сравнительно-морфол методы изучения эволюции служат для установлен родства форм и степени сходства в их строении. Эмбрионологич метод изучении эволюц основан на сравнении ранних этапов онтогенеза разных орг-мов. Анализ белков и нуклеин кис-т позволяет устанавливать сходство и различ разных орг-мов, эти и др биохимич методы чаще всего применяются при молекулярно-биол подходе к изучению эволюц процесса. Биогеограф методы позволяют восстанавливать историю распростр, расцвета и увядания разных групп в пространстве биосферы. Паразитологич методы основаны на теснейшем эволюц единстве паразитов со своими хозяевами. Изучение тонких особенностей поведения жив-х – это логич методы позволяет устанавл родство м/у группами на основании гомологии генетически обусловленных элем-ов поведения. Физиологич методы изучения эволюц основан на сопоставлен особенностей облика вещ-в и проявления функцион-ых особенностей у разных организмов.

Б. 18. 52. Общие черты организации типа Членистоногих. Хитинизация покровов, миксоцель, метамерия, членистость конечностей и многообразие их функций. 1)Сюда относятся сегментированные животные с плотным хитиновым покровом и членистыми конечностями. Это билатерально-симметричные, целомические животные из группы трохофорных – это хорошо выраженная метамерия строения и особенности эмбриогенеза. Прогрессивные особенности: 1 – хитиновая кутикула, которая выделяется кожей – гиподермой. Ку-ла состоит из хитина – сложного полисахарида, задубленных белков и др. в-в. Она обладает большой эластичностью и прочностью. Она состоит из нескольких слоев – наружного –экзокутикулы с поперечно-волокнистой структурой и внутреннего – эндокутикулы столбчатой структуры, пронизанной поровыми каналами. В хитиновом покрове различают уплотненные участки – склериты и тонкие мягкие – мембраны, располагаются между сегментами.

2)Сегментация тела гетерономная. Группы сегментов различаются морфофункционально и обособлены в отделы тела или тагмы: головогрудь и брюшко 3) Членистые конечности, они покрыты кутикулой и поэтому их подвижность обеспечивается членистостью строения. Конечности выполняют локомоторную функцию, но некоторые конечности видоизменены в органы чувств – антенны; другие – в челюсти и выполняют дыхательную или половую функцию. 4) Мускулатура дифференцирована на систему мышц, выполняющих разные функции. Сильные в голове – жевательные, а в грудном – локомоторные. Мышечная ткань – поперечнополосатая. 5) Полость тела – миксоцель – смешанного происхождения, образующаяся за счет слияния целома с первичной полостью. Полостная жидкость заполняющая миксоцель – гемолимфа. Миксоцель подразделена двумя диафрагмами на синусы: перихондаральный – в котором расположено сердце; висцеральный – внутренние органы, периневральный – брюшная нервная цепочка.

6) Пищеварительная система состоит из трех отделов. В переднем отделе обособлены пищевод, жевательный желудок. В среднем отделе кишечника происходит пищеварение и всасывание пищи. Роль пищеварительных желез может выполнять печень, или особые пилорические придатки. 7) Нервная система представлена надглоточными ганглиями, образующими мозг, и брюшной нервной цепочкой, или лестницей. Органы выделения представлены почками – видоизмененными целомодуктами (1-2 пары).

53. Фотофосфорилирование. Хаар-ка основных типов фотофос-я –циклического, нециклического, псевдоциклического. Механизм сопряжения электронного транспорта и образования АТФ. различают 2 основных типа фотофосфоримерования – цикличекское, сопряженное с циклич потоком электронов в электроно-транспорт цепь, и нециклическое, сопряженное с нециклич потоком электронов от H₂O и НАДФ⁺. Разновидностю нециклич типа явл псевдоциклич фотофосфоримерование, при кот акцептором электронов, мобилизованных из воды, служит O₂. Циклич фотофосфорим – один из наиболее древних процессов запасания солнечной энергии в форме АТФ. Процесс циклич фотофосфорим не сопровожд ни выделением O₂, ни синтезом восстановленных конфакторов (НАДФ) и м/т быть представлен уравнением АДФ+ H₃PO₄ → АТФ+H₂O Конфакторами циклич фотофосфор явл ферредоксин, хинон. Нециклич фотофосфор сопряжено с нециклич потоком электронов от воды к НАДФ⁺. Энергия света поглощается двумя фотосис-мами, преобразуется не только в форму макроэргических связей АТФ, но также в хим потенциал восстановленного НАДФН и молекудярного O_2. АДФ+Н₃РО₄+НАДФ⁺+Н₂О

АТФ+НАДФН+Н⁺+1/2О₂

Механизм сопряжения электронного траспорта с генерацией электрохим потенциала, рассматрив в рамках осемиосмотической теории Митчелла. Теория Митчелла включает 2 основных положения: 1)энергия, освобождаемая в редоксреакциях, первично запасается в форме протонного градиента (). 2) признается необходимость сопрягающей мембраны, непроницаемой для Н⁺ сопрягающей мембране в теории Митчелла отводится ведущая роль в процессе фотофосфор. Благодаря тому, что мембрана непроницаема для протонов, м/т быть создана разность свободных энергий в двух водных фазах, разделенных мембраной. Тилакоидная мембрана ориентирует комплексы, участвующие в транспорте электронов, т.о. создается векторный поток электронов и протонов ч/з мембрану. В результате сопряженных процессов переноса электронов и Н⁺ возникает градиент протонов (), кот служит источником энергии для синтеза АТФ.