Определение понятия «жизнь». Главные признаки живого.

Элементы, содержащиеся в живых системах. Простые биологические молекулы.

По содержанию в клетке можно выделить три группы элементов.

1. Макроэлементы — O, C, H, N (в сумме около 98-99%, их еще называют основные, или органогены), Ca, K, Si, Mg, P, S, Na, Cl, Fe (в сумме около 1-2%). Макроэлементы составляют основную массу процентного состава живых организмов. Кислород, углерод, водород и азот составляют основу биополимеров - белков, углеводов, нуклеиновых кислот, а также липидов, без которых жизнь невозможна. Сера входит в состав некоторых белков, фосфор - в состав нуклеиновых кислот, железо - в состав гемоглобина, а магний - в состав хлорофилла. Кальций играет важную роль в обмене веществ.

2. Микроэлементы — Mn, Со, Zn, Си, В, I, F, Mo и др. Их суммарное содержание в клетке составляет порядка 0,1%.

3. Ультрамикроэлементы — Se, U, Hg, Ra, Au, Ag и др. Их содержание в клетке очень незначительно (менее 0,01%), а физиологическая роль большинства из них не раскрыта.

Часть химических элементов, содержащихся в клетке, входит в состав неорганических веществ - минеральных солей и воды.

Минеральные соли находятся в клетке, как правило, в виде катионов (К⁺, Na⁺, Ca²⁺, Mg²⁺) и анионов (HPO^2-/4, H₂PO^-/4, СI^-, НСО₃), соотношение которых определяет важную для жизнедеятельности клеток кислотность среды. Из неорганических веществ в живой природе огромную роль играет вода. Без воды жизнь невозможна. Она составляет значительную массу большинства клеток. Много воды содержится в клетках мозга и эмбрионов человека: воды более 80%; в клетках жировой ткани - всего 40%. К старости содержание воды в клетках снижается. Человек, потерявший 20% воды, погибает.

 

Простые биологические молекулы (биомономеры) соединяются и образуют сложные биологические молекулы (биополимеры), такие, как белки и нуклеиновые кислоты (ДНК). Аминокислоты (биомономеры) - это простые строительные блоки для белков (биополимеров). Живые организмы имеют в основном 20 разновидностей аминокислот. Несколько сотен таких аминокислот могут соединиться и образовать одну белковую молекулу. Нуклеиновые кислоты (биополимеры) имеют еще более сложное строение, включающее комбинацию нуклеотидов (биомономеров), которые в свою очередь состоят из сахара, фосфата и нуклеотидного основания. Существуют главным образом четыре разных вида нуклеотидных оснований. Нуклеиновые кислоты могут содержать миллионы нуклеотидов. Основные наследственные черты и метаболическая информация об организме зашифрована в последовательности различных видов нуклеотидных оснований. Ученые разделяют нуклеиновые кислоты на ДНК и РНК. Разница между ними заключается в том, что они содержат немного отличающиеся друг от друга виды сахара: РНК – рибозу, ДНК – дезоксирибозу.

 

Аминокислоты.

Аминокислоты – это органические соединения, в молекуле которых содержатся одновременно карбоксильные и карбоновые группы. Живые организмы имеют в основном 20 разновидностей аминокислот. Несколько сотен таких аминокислот могут соединиться и образовать одну белковую молекулу.

Биологическая роль аминокислот, прежде всего, заключается в их участии в обмене веществ в живом организме. Кроме того, аминокислоты участвуют в синтезе белка (входят в состав белковых молекул) и являются составляющей нуклеиновых кислот. Биологическая роль аминокислот также выражается в поддержании на постоянном уровне pH.

Аминокислоты обладают пластическим свойством, то есть за счет протеинов обеспечивают формирование всех органов. Любая ткань человеческого организма (соединительная, нервная, мышечная или эпителиальная) на 80% состоит из белков.

Все вещества, которые отвечают за передачу нервного импульса, по большей части состоят именно из белков. Следовательно, в случае их дефицита организму грозят серьезные проблемы со стороны нервной системы.

Некоторые аминокислоты принимают участие в процессах биосинтеза гликогена в печени. При их отсутствии определенные химические реакции будут нарушены, в результате чего могут возникнуть сбои в организме.

Также аминокислоты поддерживают биосинтез многих гормонов. Для их биосинтеза необходимы азотистые соединения, в случае дефицита которых организму угрожают серьезные последствия, обусловленные неправильной работой многих органов.

Клеточный цикл. Интерфаза.

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

В клеточном цикле выделяют 4 периода:

1)митоз(М)

2)Пресинтетический(G1)

3)синтетический(S)

4)постсинтетический(G2)

Преситетический период- период роста клеток за счёт накопления белков,синтеза иРНК,образования ферментов синтеза нуклеотидов

Синтетический период -Период удвоения количества ДНК на ядро,и соответственно,удвоения числа хромосом и одновременно-удвоение числа центриолей

Постсинтетический период -период синтеза иРНК,белков тубулинов,АТФ,что необходимо для осуществления процесса митоза.

Далее следует митоз.В нём можно выделить четыре фазы.

Профаза -Хромосомы спирализуются и приобретают вид нитей.Ядрышко разрушается. Распадается ядерная оболочка. В цитоплазме уменьшается количество структур шероховатой сети. Резко сокращается число полисом. Центриоли клеточного центра расходятся к полюсам клетки, между ними микротрубочки образуют веретено деления.

Метофаза- Заканчивается образование веретена деления. Хромосомы выстраиваются в экваториальной плоскости клетки (метафазная пластинка). Микротрубочки веретена деления связаны с кинетохорами хромосом. Каждая хромосома продольно расщепляется на две хроматиды (дочерние хромосомы), соединенные в области кинетохора.

Анафаза - Связь между хроматидами нарушается, и они в качестве самостоятельных хромосом перемещаются к полюсам клетки со скоростью 0,2—5мкм/мин. По завершении движения на полюсах собирается два равноценных полных набора хромосом.

Телофаза - Реконструируются интерфазные ядра дочерних клеток. Хромосомы де-спирализуются. Образуются ядрышки. Разрушается веретено деления. Материнская клетка делится на две дочерние.

Контроль клеточного цикла.

Контроль клеточного цикла осуществляют три типа белков: циклинзависимые киназы (Cdk), циклины - белки, взаимодействующие с Cdk c образованием комплексов и ингибиторы комплексов Cdk-циклин.

Циклинзависимые киназы (Cdk) - ферменты фосфорилирующих другие белки, изменяя их функцию. Клеточный цикл контролируется изменением активности Cdk, которая регулируется периодическим образованием и распадом их регуляторных субъединиц - циклинов. Смена синтезов и разрушений различных циклинов обеспечивает переходы и протекания различных фаз клеточного цикла. При этом концентрация Cdk постоянна в течении всего клеточного цикла. В разные фазы клеточного цикла образуются разные циклины, которые связываясь с Cdk образуют различные Cdk-циклиновые комплексы. Эти комплексы регулируют разные фазы клеточного цикла и поэтому называются G1-, G1/S-, S- и М-Cdk

Сперматогенез и овогенез.

Гаметогенез — процесс образования яйцеклеток (овогенез) и сперматозоидов (сперматогенез) — подразделяется на ряд стадий.

В стадии размножения диплоидные клетки, из которых образуются гаметы,

называют сперматогониями и овогониями.

Размножения клеток-предшественниц женских и мужских гамет является митоз и овогоний и сперматогонии, как и все соматические клетки, характеризуются диплоидностью. В ходе митотического цикла их хромосомы имеют либо однонитчатую либо двунитчатую структуру в зависимости от количества биспиралей ДНК.

На стадии роста происходит увеличение клеточных размеров и превращение мужских и женских половых клеток в сперматоциты и овоциты I порядка. Одна часть накапливаемых

веществ представляет собой питательный материал (желток в овоцитах), другая — связана с последующими делениями. Важным событием этого периода является репликация ДНК при сохранении неизменным числа хромосом.

Основными событиями стадии созревания являются два последовательных деления: редукционное и эквационное, которые вместе составляют мейоз (см. разд. 5.3.2). После первого деления образуются сперматоциты и овоциты II порядка

(формула n 2 с), а после второго — сперматиды и зрелая яйцеклетка (пс).

На стадии созревания каждый сперматоцит I порядка дает четыре сперматиды, тогда как каждый овоцит I порядка — одну полноценную яйцеклетку и редукционные тельца, которые в размножении не участвуют. Благодаря этому в женской гамете концентрируется максимальное количество питательного материала — желтка.

Процесс сперматогенеза завершается стадией формирования.

Ядра сперматид уплотняются вследствие сверхспирализации хромосм.Пластинчатый комплекс перемещается к одному из полюсов ядра, образуя акросомный аппарат, играющий большую роль в оплодотворении. Центриоли занимают место у противоположного полюса ядра, причем от одной из них отрастает жгутик, у основания которого митохондрии.

Половое размножение

Половое размножение характеризуется наличием полового процесса, при котором происходит слияние гаплоидных половых клеток (гамет), образовавшихся в результате мейоза. Следствием этого является неповторимость каждой особи в любой популяции, размножающейся половым путем. Разнообразны формы полового процесса у одноклеточных. Он может осуществляться по типу конъюгации, при которой не образуются специальные половые клетки, и по типу копуляции, когда особи приобретают половые различия, т.е. превращаются в гаметы и полностью сливаются, образуя зиготу. Конъюгация происходит у инфузорий при неблагоприятных условиях. Инфузории имеют два ядра: макронуклеус и микронуклеус. Макронуклеус отвечает за обменные процессы, микронуклеус принимает участие в половом процессе. При конъюгации две инфузории сближаются, между ними образуется цитоплазматический мостик. Макронуклеус растворяется, микронуклеус делится мейозом. В результате образуются четыре гаплоидных ядра, три из которых растворяются. Оставшееся ядро делится митозом. Образуются ядра. Происходит обмен ядрами. После обмена в каждой из инфузорий мигрирующее и стационарное ядра сливаются, образуя синкарион, содержащий диплоидный набор хромосом. После конъюгации инфузории расходятся. Из синкариона формируются макро- и микронуклеусы. В результате конъюгации произошел обмен наследственной информацией, вследствие чего возникли новые комбинации генов, повышающие жизнеспособность особей. Копуляция - половой процесс у одноклеточных организмов, при котором полностью сливаются копулирующие особи, выполняющие функции половых клеток (гамет). Копуляция может быть изогамной если особи, участвующие в копуляции, имеют одинаковые малые размеры, обе подвижны. В анизогамной копуляции участвуют две особи, одна из которых крупная и подвижная, а вторая мелкая и подвижная.

Постулаты Г. Менделя.

Многие годы изучая и подготавливая эксперимент с горохом: специальными мешочками ограждая цветки от внешнего опыления, австрийский ученый достиг невероятных на тот момент результатов. Тщательный и длительный анализ полученных данных позволил вывести исследователю законы наследственности, которые позже получили название "Законы Менделя".

Опыты Менделя были тщательно продуманы. Если его предшественники пытались изучить закономерности наследования сразу многих признаков, то Мендель шел от простого к сложному. Свои исследования он начал с изучения закономерностей наследования всего лишь одной пары альтернативных признаков.

Закон единообразия гибридов первого поколения, или первый закон Менделя, утверждает, что потомствопервого поколения от скрещивания устойчивых форм, различающихся по одному признаку, имеетодинаковый фенотип по этому признаку. При этом все гибриды могут иметь фенотип одного из родителей(полное доминирование), как это имело место в опытах Менделя, или, как было обнаружено позднее,промежуточный фенотип (неполное доминирование). В дальнейшем выяснилось, что гибриды первогопоколения могут проявить признаки обоих родителей (кодоминировапие). Этот закон основан на том, что прискрещивании двух гомозиготных по разным аллелям форм (АА и аа) все их потомки одинаковы по генотипу(гетерозиготны — Аа), а значит, и по фенотипу.

Закон расщепления, или второй закон Менделя, гласит, что при скрещивании гибридов первого поколениямежду собой среди гибридов второго поколения в определ. соотношениях появляются особи с фенотипамиисходных родительских форм и гибридов первого поколения. Так, в случае полного доминированиявыявляются 75% особей с доминантным и 25% с рецессивным признаком, т. е. два фенотипа в отношении3:1 (рис. 1). При неполном доминировании и кодомииировании 50% гибридов второго поколения имеютфенотип гибридов первого поколения и по 25% — фенотипы исходных родительских форм, т. е. наблюдаютрасщепление 1:2:1. В основе второго закона лежит закономерное поведение пары гомологичных хромосом(с аллелями А и а), к-рое обеспечивает образование у гибридов первого поколения гамет двух типов, врезультате чего среди гибридов второго поколения выявляются особи трёх возможных генотипов всоотношении 1АА:2Аа:1аа. Конкретные типы взаимодействия аллелей и дают расшепления по фенотипу всоответствии со вторым законом Менделя.

Изучая расщепление при дигибридном скрещивании Мендель сформулировал III закон -закон независимого комбинирования

При скрещивании гомозиготных особей, отличающихся двумя парами признаков, во втором поколении отмечается независимое комбинирование признаков, в результате чего проявляются гибридные формы, несущие признаки в сочетаниях, не свойствен­ных родительским и прародительским особям. Расщепление по фенотипу 9:3:3:1.

Этот закон справедлив:

– для диплоидных организмов;

– для генов, расположенных в разных гомологичных хромосомах;

– при независимом расхождении гомологичных хромосом в мейозе и их случайном сочетании при оплодотворении.

Указанные условия и являются цитологическими основами дигибридного скрещивания.

Те же закономерности распространяются на полигибридные скрещивания.

Постулаты Т.Моргана

Если Мендель проводил свои опыты на горохе, то для Моргана основным объектом стала плодовая мушка дрозофила.

Генетический анализ, проведенный на плодовой мушке дрозофиле Т. Г. Морганом и его учениками, показал, что основой притяжения генов являются хромосомы. Все гены, нахо­дящиеся в одной хромосоме, связаны между собой материальным субстратом хромосомы и в силу этого попадают в одну гамету. Гены, расположенные в одной хромосоме и наследующиеся целой груп­пой, получили название группы сцепления. Явление совместного наследования генов, ограничивающее их свободное комбинирова­ние в мейозе, назвали сцеплением генов.

Пример: Скрещивали гомозиготные линии мух с серым цветом тела и длинными крыльями и мух, имеющих чёрное тело и короткие крылья. Гены цвета тела и длинны крыльев – сцеплены, т.е. лежат в одной хромосоме.

В небольшом проценте случаев в F₂в опытах Моргана появлялись мухи с новыми сочетаниями признаков: крылья длинные, тело черное; крылья короткие, а тело серое. Т.е. признаки «расцепились». Морган объяснил это тем, что хромосомы во время конъюгации в мейозе обмениваются генами. В результате получаются особи с новыми сочетаниями признаков, т.е. как и положено по третьему закону Менделя. Морган назвал этот обмен генами рекомбинацией.

Позже цитологи действительно подтвердили гипотезу Моргана, обнаружив обмен участками хромосом у кукурузы и у саламандры. Они назвали этот процесс кроссинговер.

Кроссинговер увеличивает разнообразие потомства в популяции.

Результатом исследований Т.Моргана стало создание им хромосомной теории наследственности:

1. Гены располагаются в хромосомах; различные хромосомы содержат неодинаковое число генов, причем набор генов каждой из негомологичных хромосом уникален;

2. Каждый ген имеет определенное место (локус) в хромосоме; в идентичных локусах гомологичных хромосом находятся аллельные гены;

3. Гены расположены в хромосомах в определенной линейной последовательности;

4. Гены, локализованные в одной хромосоме, наследуются совместно, образуя группу сцепления; число групп сцепления равно гаплоидному набору хромосом и постоянно для каждого вида организмов;

5. Сцепление генов может нарушаться в процессе кроссинговера; это приводит к образованию рекомбинатных хромосом; частота кроссинговера:

6. Является функцией расстояния между генами: чем больше расстояние, тем больше величина кроссинговера (прямая зависимость);

7. Зависит от силы сцепления между генами: чем сильнее сцеплены гены, тем меньше величина кроссинговера (обратная зависимость);

8. Каждый вид имеет характерный только для него набор хромосом — кариотип.

 

Клеточная теория.

Клетка - элементарная единица строения, функционирования и развития живых организмов. Существуют неклеточные формы жизни - вирусы, однако они проявляют свои свойства только в клетках живых организмов. Клеточные формы делятся на прокариот и эукариот.

Открытие клетки принадлежит английскому ученому Р. Гуку, который, просматривая под микроскопом тонкий срез пробки, увидел структуры, похожие на пчелиные соты, и назвал их клетками. Позже одноклеточные организмы исследовал голландский ученый Антони ван Левенгук. Клеточную теорию сформулировали немецкие ученые М. Шлейден и Т. Шванн в 1839 г. Современная клеточная теория существенно дополнена Р. Биржевым и др.

Основные положения современной клеточной теории:

клетка - основная единица строения, функционирования и развития всех живых организмов, наименьшая единица живого, способная к самовоспроизведению, саморегуляции и самообновлению;

клетки всех одноклеточных и многоклеточных организмов сходны (гомологиины) по своему строению, химическому составу, основным проявлениям жизнедеятельности и обмену веществ;

размножение клеток происходит путем их деления, каждая новая клетка образуется в результате деления исходной (материнской) клетки;

в сложных многоклеточных организмах клетки специализированы по выполняемым ими функциям и образуют ткани; из тканей состоят органы, которые тесно взаимосвязаны и подчинены нервной и гуморальной регуляциям.

Эти положения доказывают единство происхождения всех живых организмов, единство всего органического мира. Благодаря клеточной теории стало понятно, что клетка - это важнейшая составляющая часть всех живых организмов.

Клетка - самая мелкая единица организма, граница его делимости, наделенная жизнью и всеми основными признаками организма. Как элементарная живая система, она лежит в основе строения и развития всех живых организмов. На уровне клетки проявляются такие свойства жизни, как способность к обмену веществ и энергии, авторегуляция, размножение, рост и развитие, раздражимость.

50. Закономерности наследования, установленные Г. Менделем.

Закономерности наследования были сформулированы в 1865г Грегори Менделем. В своих экспериментах он проводил скрещивание различных сортов гороха.

Первый и второй законы Менделя основаны на моногибридном скрещивании, а третий - на ди и полигибридном. Моногибридное скрещивание идет по одной паре альтернативных признаков, дигибридное по двум парам, полигибридное - более двух. Успех Менделя обусловлен особенностями примененного гибридлогического метода:

- анализ начинается со скрещивания чистых линий: гомозиготных особей.

- анализируются отдельные альтернативные взаимоисключающие признаки.

- точный количественный учет потомков с различной комбинацией признаков

- наследование анализированных признаков прослеживается в ряду поколений.

1 ый закон Менделя: "Закон единообразия гибридов 1ого поколения"

При скрещивании гомозиготных особей, анализируемых по одной паре альтернативных признаков, у гибридов 1 ого поколения проявляются только доминантные признаки и наблюдается единообразие по фенотипу и генотипу.

В своих опытах Мендель скрещивал чистые линии растений гороха с желтыми (АА) и зелеными (аа) семенами. Оказалось, что все потомки в первом поколении одинаковы по генотипу (гетерозиготны) и фенотипу (желтые).

2 ой закон Менделя: "Закон расщепления"

При скрещивании гетерозиготных гибридов 1 ого поколения, анализируемых по одной паре альтернативных признаков, у гибридов второго поколения наблюдается расщепление по фенотипу 3:1, и по генотипу 1:2:1

В своих опытах Мендель скрестил полученные в первом опыте гибриды (Аа) между собой. Оказалось, что во втором поколении подавляемый рецессивный признак появился вновь. Данные этого опыта свидетельствуют выщеплении рецессивного признака: он не теряется, а проявляется снова в следующем поколении.

3 ий закон Менделя: "Закон независимого комбинирования признаков"

При скрещивании гомозиготных организмов, анализируемых по двум и более парам альтернативных признаков, у гибридов 3 его поколения (получены при скрещивании гибридов 2 ого поколения) наблюдается независимое комбинирование признаков и соответствующих им генов разных аллельных пар.

Для изучения закономерности наследования растений, отличавшихся по одной паре альтернативных признаков, Мендель использовал моногибридное скрещивание. Далее он перешел к опытам по скрещиванию растений, отличающимся по двум парам альтернтивных признаков: дигибридное скрещивание, где использовал гомозиготные растения гороха, отличающиеся по цвету и форме семян. В результате скрещивания гладких(В) и желтых(А) с морщинистыми(в) и зелеными(а), в первом поколении все растения были с желтыми гладкими семенами. Таким образом, закон единообразия первого поколения проявляется не только при моно, но и при полигибридном скрещивании, если родительские особи гомозиготны.

При оплодотворении образуется диплоидная зигота вследствие слияния разных сортов гамет. Английский генетик Беннет для облегчения расчета вариантов их сочетания предложил запись в виде решетки - таблицы с числом строк и столбцов по числу типов гамет, образованых скрещивающимися особями. Анализирующее скрещивание

Поскольку особи с доминантным признаком в фенотипе, могут иметь различный генотип (Аа и АА), Мендель предложил скрещивать этот организм с рецессивной гомозиготой.

Гомозиготная особь даст единобразное поколение,а геторозиготная - расщепление по фенотипу и генотипу 1:1.

Соотношение полов.

Теоретически соотношение полов в момент оплодотво­рения должно быть близким 1:1, так как встреча яйцек­летки со сперматозоидом, содержащим Х- или Y-половую хромосому, равновероятна. При обследовании у человека обнаружено, что на 100 женских зигот образует­ся 140-160 мужских, т.е. мужских эмбрионов приблизительно в 1,5 раза больше, чем женских (первичное соотношение полов). К моменту рождения на 100 девочек приходится 103—105 мальчиков (вторичное соотношение полов).

Третичное соотношение полов: к двадцати годам на 100 девушек приходится 100 юношей, к 50-ти годам на 100 женщин — 85 мужчин, а к 85 годам — на 100 женщин — 50 мужчин.

Строение и функции ЭПР.

эндоплазматический ретикулум (ЭПР), представляет собой систему мембранных канальцев, пронизывающих цитоплазму и тесно контактирующих с другими органоидами клетки. По ЭПР осуществляется внутриклеточный транспорт веществ, а также она является местом синтеза некоторых органических соединений. Существует шероховатый(гранулярный) ЭПР и гладкий ЭПР.

Шероховатая ЭПС

На каналах шероховатой ЭПС в виде полисом расположены рибосомы. Здесь протекает синтез белков, преимущественно продуцируемых клеткой на экспорт (удаление из клетки), например, секретов железистых клеток. Здесь же происходят образование липидов и белков цитоплазматической мембраны и их сборка. Плотно упакованные цистерны и каналы гранулярной ЭПС образуют слоистую структуру, где наиболее активно протекает синтез белка. Это место называется эргастоплазмой.

Гладкая ЭПС На мембранах гладкой ЭПС рибосом нет. Здесь протекает в основном синтез жиров и подобных им веществ (например, стероидных гормонов), а также углеводов. По каналам гладкой ЭПС также происходит перемещение готового материала к месту его упаковки в гранулы (в зону комплекса Гольджи). В печеночных клетках гладкая ЭПС принимает участие в разрушении и обезвреживании ряда токсичных и лекарственных веществ (например, барбитуратов). В поперечно-полосатой мускулатуре канальцы и цистерны гладкой ЭПС депонируют ионы кальция.

Функции ЭПС(ЭПР):

1-это транспортная функция. Как и цитоплазма, эндоплазматическая сеть обеспечивает обмен веществ между органоидами.

2-ЭПС совершает структурирование и группировку содержимого клетки, разбивая его на определённые секции.

3-важнейшей функцией является синтез белка, который осуществляется в рибосомах шероховатой эндоплазматической сети, а также синтез углеводов и липидов, который происходит на мембранах гладкой ЭПС

 

Дискретная изменчивость

Некоторые признаки в популяции представлены ограниченным числом вариантов. В этих случаях различия между особями четко выражены, а про­межуточные формы отсутствуют; к таким призна­кам относятся, например, группы крови у человека, длина крыльев у дрозофилы, меланистическая и светлая формы у березовой пяденицы (Biston betularia), длина столбика у первоцвета (Primula) и пол у животных и растений. Признаки, для которых характерна дискретная изменчивость, обычно кон­тролируются одним или двумя главными генами, у которых может быть два или несколько аллелей, и внешние условия относительно мало влияют на их фенотипическую экспрессию.

Поскольку дискретная изменчивость ограничена некоторыми четко выраженными признаками, ее называют также качественной изменчивостью

Непрерывная изменчивость

По многим признакам в популяции наблюдается полный ряд переходов от одной крайности к другой без всяких разрывов. Наиболее яркими примерзлая служат такие признаки, как масса (вес), линейные размеры, форма и окраска организма в целом или отдельных его частей. Частотное распределение по признаку, проявляющему непрерывную изменчивость, соответствует кривой нормального распределения. Большинство членов популяции попадает в среднюю часть кривой, а на ее концах, соответствующих двум крайним значениям данного признака, находится примерное одинаковое (очень малое) число особей. Признаки, для которых характерна непрерывная изменчивость, обусловлены совместным воздействием многих генов (полигенов) и факторов среды. Каждый из этих генов в отдельности оказывает очень небольшое влияние на фенотип, но совместно они создают значительный эффект.

 

Строение и функции лизосом.

Лизосомы –это органеллы, участвующие во внутриклеточном расщеплении, защитных и обезвреживающих реакциях.

Различают:

-первичные лизосомы

-вторичные лизосомы,аутофагосомы

-остаточные тельца

Первичные лизосомы имеют вид пузырьков,диаметром 0,2-0,4 мкм, ограничены мембраной,содержат гидролитические ферменты, основной их них – кислая фосфотаза. Ферменты находятся в неактивном состоянии, но при активации способны расщепить биополимеры до мономеров.

Вторичные лизосомы- это активные лизосомы, которые образуются путём слияния содержимого первичных лизосом с фагосомой, пиноцитозными вакуолями, измененными органеллами. При этом происходит активация ферментов и лизис веществ, поступивших в клетку или измененных органелл.

Остаточные тельца возникают в случае неполного расщепления компонентов, подлижащих гидролизу. Содержимое их выводится из клетки путём экзоцитоза.

 

Строение и функции пластид.

Пластиды - это полуавтономные органеллы, встречающиеся в цитоплазме растительных клеток. Различают три типа пластид:

-Хлоропласты

-Хромопласты

-Лейкопласты

Хлоропласты ограничены двумя мембранами. Наружная мембрана гладкая, внутренняя имеет сложную складчатую структуру. Наименьшая складка называется тилакоидом. Группа тилакоидов, уложенных наподобие стопки монет, называется граной. В хлоропласте содержится в среднем 40–60 гран, расположенных в шахматном порядке. Граны связываются друг с другом уплощенными каналами — ламеллами. В мембраны тилакоидов встроены фотосинтетические пигменты и ферменты, обеспечивающие синтез АТФ. Главным фотосинтетическим пигментом является хлорофилл, который и обусловливает зеленый цвет хлоропластов. Внутреннее пространство хлоропластов заполнено стромой. В строме имеются кольцевая ДНК, рибосомы, ферменты цикла Кальвина, зерна крахмала. Функция хлоропластов: Фотосинтез.

Лейкопласты ограничены двумя мембранами. Наружная мембрана гладкая, внутренняя образует малочисленные тилакоиды. В строме имеются кольцевая «голая» ДНК, рибосомы, ферменты синтеза и гидролиза запасных питательных веществ. Функция: синтез, накопление и хранение запасных питательных веществ.

Хромопласты имеют аналогичное строение. Функция хромопластов: окрашивание цветов и плодов и тем самым привлечение опылителей и распространителей семян.

 

Вид. Критерии вида.

Вид- совокупность особей, сходных по морфофизиологическим свойствам,имеющих общее происхождение, занимающих определенный ареал, способных скрещиваться и давать плодовитое потомство.

Видовая принадлежность особи определяется по соответствию ее перечисленным критериям: морфологическому, физиолого-биохимическому, цитогенетическому, этологическому, экологическому и др. Наиболее важные признаки вида —его генетическая изоляция, заключающаяся в нескрещиваемости особей данного вида с представителями других видов, а также генетическая устойчивость в природных условиях, приводящая к независимости эволюционной судьбы.

Вид является основной единицей систематики. Особое положение вида среди других таксонов обусловливается тем, что это та группировка, в которой отдельные особи существуют реально. В составе вида в природных условиях особь рождается, достигает половой зрелости и выполняет свою главную биологическую функцию: участвуя в репродукции, обеспечивает продолжение рода.

Важнейшим фактором объединения организмов в виды служит половой процесс. Представители одного вида, скрещиваясь друг с другом, обмениваются наследственным материалом. Это ведет к перекомбинации в каждом поколении генов, составляющих генотипы отдельных особей. В результате достигаются нивелировка различий между организмами внутри вида и длительное сохранение основных морфологических, физиологических и прочих признаков, отличающих один вид от другого.

Определение понятия «жизнь». Главные признаки живого.

Жизнь - это совокупность явлений, происходящих в организмах, особая форма существования и движения материи, возникшая на определённой ступени её развития.

Главные признаки живого:

1. Химический состав. Живые существа состоят из тех же химических элементов, что и неживые, но нуклеиновые кислоты, белки, липиды характерны только для живого.

2. Дискретность и целостность. Любая биологическая система дискретна, т.е. состоит из отдельных частей. Взаимодействие этих частей образует целостную систему.

3. Структурная организация. Живые системы способны создавать порядок из хаотичного движения молекул, образуя определенные структуры. Для живого характерна упорядоченность в пространстве и времени. Это комплекс сложных саморегулирующихся процессов обмена веществ, протекающих в строго определенном порядке, направленном на поддержание гомеостаза.

4. Рост и развитие. Организмы наследуют определенную генетическую информацию о возможности развития тех или иных признаков. Реализация информации происходит во время индивидуального развития – онтогенеза. На определенном этапе онтогенеза осуществляется рост организма, связанный с репродукцией молекул, клеток и других структур. Рост сопровождается развитием.

5. Самовоспроизведение. Время существования любой биологической системы ограничено. Для поддержания жизни происходит процесс самовоспроизведения, связанный с образованием новых молекул и структур, несущих генетическую информацию, которая содержится в ДНК.

6. Наследственность. Молекула ДНК способна хранить, передавать наследственную информацию благодаря матричному принципу репликации, обеспечивая материальную преемственность между поколениями.

7. Изменчивость. При передаче наследственной информации иногда возникают различные отклонения, приводящие к изменению признаков и свойств у потомков. Если эти изменения благоприятны, они могут закрепиться отбором.

8. Обмен веществ и энергии. Живые организмы – открытые системы, совершающие постоянный обмен веществом и энергией с окружающей средой. При изменении условии окружающей среды происходит саморегуляция жизненных процессов по принципу обратной связи, направленная на восстановление постоянства внутренней среды – гомеостаза.

9. Раздражимость и движение. Все живое избирательно реагирует на внешние воздействия специфическими реакциями благодаря свойству раздражимости. Организмы отвечают на воздействие движением. В отличие от неживого, живые существа движутся самостоятельно и осознанно: растения поворачиваются к солнцу, животные передвигаются с целью поиска необходимых для них условий и т.д.

 

3)Уровни организации биологических систем, их особенности
Выделяется различное количество уровней:
1)молекулярный. Любая живая система, как бы сложно она не была организована, осуществляется на уровне взаимодействия биологических макромолекул. С этого уровня начинаются важнейшие процессы жизнедеятельности организма – обмен веществ и энергии, а также передача наследственной информации и реализация ее в виде образуемых соединений ферментов. Макромолекулы - основа живого.Они являются элементами различных систем, но сами по себе они не могут считаться живыми.
2)Клеточный. Клетка - структурная и функциональная единица,а также единица размножения и развития. На клеточном уровне протекают передача информации, превращение веществ и энергии. Клетка - низшая иерархия живого.
3)Тканевой. Ткань - совокупность сходным образом специализированных клеток, которые выполняют ту или иную специфичную функцию, а также имеют общее происхождение. Нельзя забывать, что в состав ткани входит межклеточное вещество. Одна из основных тенденций в эволюции растений и животных состояла в специализации клеток и разделения труда между ними. Повреждение или разрушение одной ткани может привести к гибели организма.
4)Органный. Орган - структурно-функциональное объединение нескольких типов тканей. Н-р, кожа включает соединительную и эпителиальные ткани, которые вместе выполняют защитную и терморегуляторную функции.
5)Организменный. Каждый организм - совокупность упорядоченно взаимодействующих органов и тканей, которые способны к самостоятельному существованию. Элементарной единицей организменного уровня является индивид.
6)Популяционно-видовой. Популяция –совокупность особей одного и того же вида, в течение длительного времени населяющих определенное пространство и которые могут свободно скрещиваться, которая отделена от соседних популяций в той или иной степени изоляции, в которой осуществляются элементарные эволюционные образования. Все виды живых организмов в прир