Основы общей биологии

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Введение в предмет. Научное определение жизни, свойства живого и уровни организации живого

Биология (греч.bios+logos) - совокупность наук о живой природе.

Термин предложении Тивиранусом и Жаном-Батистом Ламарком.

Предмет биологии - все проявления жизни.

Проявления жизни - строение и функции организмов, их происхождение, распространение, развитие, связи друг с другом и неживой природой.

Методы биологии:

1) Наблюдательный

2) Описательный

3) Сравнительный

4) Исторический

5) Экспериментальный (активное воздействие на явления природы)

Задачи биологии: изучение биологических закономерностей, раскрытие сущности жизни и систематика живых организмов.

Определение жизни:

1) Энгельс

Жизнь есть способ существования белковых тел, ответственным моментом которых является обмен веществ. С прекращением обмена веществ прекращается жизнь.

2) Волькенштейн

Живые существа, существующие на земле представляют собой открытые, саморегулируемые системы, построенные из биополимеров (белков и нуклеиновых кислот).

Свойства живого:

1) Обмен веществ и энергии (метаболизм).

Метаболизм - свойство живого обеспечивающее связь организма со средой обитания.

2) Раздражимость - свойство живого отвечать на действия раздражителя определенными реакциями.

3) Размножение (репродукция) - свойство производить себе подобных.

4) Гомеостаз - свойство поддержания постоянного состава.

5) Наследственность - свойство передавать признаки из поколения в поколение.

6) Изменчивость - свойство живого изменять под действием факторов окружающей среды

7) Движение

8) Онтогенез - индивидуальное развитие организма

9) Филогенез - историческое развитие мира

10) Дискретность (делимость) и целостность

Уровни организации живого:

1) Биологические микросистемы:

* молекулярно-генетический (ген)

* субклеточный (органойд)

* клеточный (клетка)

2) Биологические мезосистемы или особы:

* тканевой (ткань)

* органный (орган)

* организменный (организм)

3) Биологические макросистемы:

* популяционно-видовой (популяция)

* биогеоценетический (биогеоценоз)

* биосферный (биосфера)



2. Этапы становления клеточной теории. Клетка как структурная единица живого

Этапы становления клеточной теории:

1) 1665 г. - Р. Гук дал название клетки - "cellula"

2) 1839 г. - Шлейден и Шванн предложили новую клет. теорию

* клетка - структурная единица растений и животных

* процесс образования клеток обуславливает их рост и развитие

1858 г. - Вирхов дополнил клет. теорию

"Каждая клетка из клетки"

3) современная клет. теория

* клетка - основная структурно-функциональная единица всего живого

* клетки одного многоклеточного организма сходны по строению, составу и важным проявлениям жизнедеятельности

* размножение - деление исходной материнской клетки

* клетки многоклеточного организма по функциям и образуют ткани > органы> системы органов> организм

Классификация живых организмов

Империи	Клеточные	Неклеточные
Под империи	Прокариоты	Эукариоты
Царства	Бактерии (Дробянки)	Протактисты Грибы Растения Животные	Вирусы

Сравнительная характеристика прокариот и эукариот

Прокариоты	Эукариоты
Не имеют ядра, заключенного в ядерную оболочку	Имеют ядро, заключенное в ядерную оболочку
Генет. материал представлен молекулой ДНК, заключенной в кольце.	Генет. материал находится в хромосомах, кт. состоят из ДНК и гистонных и негистонных белков
Не имеют белков гистонов
Не имеют мембранных органелл. Но есть рибосомы и лизосомы.	Имеют все мембранные и немембранные органоиды.
Амитоз	Митоз

Общий план строения эукариотической клетки.

Три основных компонента клетки:

1) цитоплазматическая мембрана (плазмалемма)

Бислой липидов и один слой белков, кт. сидят на поверхности липидного слоя, либо погружены в него.

Функции:

* разграничительная

* транспортная

* защитная

* рецепторная (сигнальная)

2) цитоплазма:

а) гиалоплазма (коллоидный раствор белков, фосфолипидов и др. веществ. Может быть гелем и золь)

Функции гиалоплазмы:

* транспортная

* гомеостатическая

* обмен веществ

* создание оптимальных условий для функционирования органелл

б) Органеллы - постоянные компоненты цитоплазмы, имеющие опред. строение и выполн. опред. функции.

Классификация органелл:

_ по локализации:

* ядерные (ядрышки и хромосомы)

* цитоплазматические (ЭПС, рибосомы)

_ по строению:

* мембранные:

а) одномембранные (лизосомы, ЭПС, аппарат Гольджи, вакуоли, пероксисомы, сферосомы)

б) двумембранные (пластиды, митохондрии)

* немембранные (рибосомы, микротрубочки, миофибриллы, микрофиламенты)

_ по назначению:

* общего (есть во всех клетках)

* специального (есть в опред. клетках - пластиды, реснички, жгутики)

_ по размерам:

* видимые в световой микроскоп (ЭПС, аппарат Гольджи)

* невидимые в световой микроскоп (рибосомы)

Включения - непостоянные компоненты клетки,имеющие опред. строение и выполн. опред. функции.

3) ядро

Одномембранные.

ЭПС (Эндоплазматическая сеть, ретикулум).

Система связанных между собой полостей и канальцев, соединенных с наружной ядерной мембраной.

Шероховатая (гранулярная). Есть рибосомы> синтез белка

Гладкая (агранулярная). Синтез жиров и углеводов.

Функции:

1) разграничительная

2) транспортная

3) выведение из клетки ядовитых веществ

4) синтез стероидов

Аппарат Гольджи (пластинчатый комплекс).

Стопки уплощенных канальцев и цистерн, кт. называются диктосомами.

Диктосома - стопка из 3-12 уплощенных дисков, называемых цистернами (до 20 диктосом)

Функции:

1) концентрация, освобождение и уплотнение межклеточного секрета

2) накопление глико- и липопротеидов

3) накопление и вывод из клетки веществ

4) образование борозды деления при митозе

5) образование первичных лизосом

Лизсома.

Пузырек, окруженный одинарной мембраной и содержащие гидролитические ферменты.

Функции:

1) переваривание поглощенного материала

2) разрушение бактерий и вирусов

3) автолиз (разрушение частей клетки и отмерших органелл)

4) удаление целых клеток и межклеточного вещества

Пероксисома.

Пузырьки, окруженные одной мембраной, содержащие пероксидазу.

Функции - окисление орг. вещества

Сферосома.

Овальные органеллы, окруженные одинарной мембраной, содержащие жир.

Функции - синтез и накопление липидов.

Вакуоли.

Полости в цитоплазме клеток, ограниченные одинарной мембраной.

У растений (клеточный сок - растворение орг. и неорг. веществ) и одноклет. животных (пищеварительные, сократительные - осморегуляция и выделение)

Двумембранные.

Ядро.

1) оболочка (кариолемма):

* две мембраны, пронизанные порами

* между мембранами находится перенуклеарное пространство

* наружная мембоана связана с ЭПС

Функции - защитная и транспортная

2) ядерные поры

3) ядерный сок:

* по физ. состоянию близок к гиалоплазме

* по химическому состоянию содержит больше нуклеиновых кислот

4) ядрышки:

* немембранные компоненты ядра

* может быть одно или несколько

* образуются на определенных участками хромосом (ядрышковые организаторы)

Функции:

* синтез рРНК

* синтез тРНК

* образование рибосом

5) хроматин - нити ДНК+белок

6) хромосома - сильно спирализованный хроматин, кт. содержит гены

Хромосома > 2 хроматиды(соед. в области центромеры) > 2 полухроматиды > хромонемы >микрофибриллы (30-45% ДНК+белок)

7) вязкая кариоплазма

Ультраструктура хромосом.

Хромосома > 2 хроматиды(соед. в области центромеры) > 2 полухроматиды > хромонемы >микрофибриллы (30-45% ДНК+белок)



Спутник - участок хромосомы, отделенный вторичной перетяжкой.

Теломера - концевой участок хромосомы

Виды хромосом в зависимости от положения центромеры:

1) равноплечие (метоцентрический)

2) неравноплечие (субметацентрические)

3) палочковидные (акроцентрические)

Каротип - совокупность данных о числе, форме и размерах хромосом.

Идиограмма - графическое построение кариотипа

Свойства хромосом:

1) постоянство числа

У одного вида число хромосом постоянно всегда.

2) парность - в соматических клетках каждая хромосома имеет свою пару (гомологичные хромосомы)

3) индивидуальность - каждая хромосома имеет свои особенности (размер, форма…)

4) непрерывность - каждая хромосома из хромосомы

Функции хромосом:

1) хранение наследственной информации

2) передача наследственной информации

3) реализация наследственной информации

Митохондрии.

1) состоит из 2-х мембран:

* наружная (гладкая, внутри имеет выпячивания - кристы)

* внешняя (шероховатая)

2) внутри пространство заполнено матриксом в кт. находятся:

* ДНК

* рибосомы

* белки - ферменты

* РНК

Функции:

1) синтез АТФ

2) синтез митохондриальных белков

3) синтез нукл. кислот

4) синтез углеводов и липидов

5) образование митохондриальных рибосом

Пластиды.

1) двумембранные органеллы

2) внутри строма,в кт. расположены тиллакойды > граны

3) в строме:

* ДНК

* рибосомы

* белки

* углеводы

* жиры

По окраске делятся на:

1) хлоропласты (зеленые,хлорофилл).Фотосинтез.

2) хромопласты:

* желтые (ксантофилл)

* красные (ликопектин)

* оранжевые (каротин)

Окраска плодов, листьев и корнеплодов.

3) лейкопласты (бесцветные, не содержат пигменты). Запас белков, жиров и углеводов.

Немембранные.

Рибосома

1) состоит из рРНК, белка и магния

2) две субъединицы: большая и малая

Функция - синтез белка

Центросома (клеточный центр)

1) состоит из 2-х центриолей и лучистой сферы

2) центриоли расположены перпендикулярно друг другу и образованы 9-ю триплетами микротрубочек

3) имеют свою собственную молекулу ДНК

Функции:

* центриоли определяют полюса при делении клетки

* центросферы формируют короткие и длинные нити веретена деления

Микрофиламенты

Нитевидные структуры, состоящие из белков актина и миозина.

Функции:

* сократительная

* образуют цитоскелет

Микротрубочки

Нитевидные структуры, состоящие из белка тубулина.

Функция - опорная

Микрофибриллы.

Нити, состоящие из белка керотина

Функция - опорная

Включения

1) непостоянные компоненты клетки

2) Виды:

* минеральные (соли)

* витаминные

* пигментные

* трофические (питательные вещества)

* секреторные (гормоны)

* экскреторные (продукты обмена):

а) оксалат кальция

б) карбонат кальция или кремнезем

Отличие растительной клетки от животной.

1) наличие клеточной стенки из целлюлозы

2) наличие пластид

3) запасное питательное вещество - крахмал

4) наличие развитой сети вакуолей

5) отсутствие центросомы в клетках высших растений

6) преобладание синтетических процессов над процессами распада веществ



3. Размножение. Гаметогенез. Половые клетки

Размножение (репродукция) - свойство живого воспроизводить себе подобных.

Бесполое	Половое
1)одна особь 2)из материнской соматической клетки	1)две особи 2)из половых клеток (гамет)

Формы размножения

Бесполое	Половое
Одноклеточные	Многоклеточные	Одноклеточные	Многоклеточные
* почкование * деление на две * спорообразование * множественное деление (шизогония, спорогония, эндогония)	* вегетативное * фрагментация * спорообразование * почкование * полиэмбриония	* копуляция * конъюгация	* партеногенез * слияние гамет

прокариот гаметогенез генетика паразитология

Гаметогенез.

Процесс образования половых клеток (гамет)

Сперматогенез	Овогенез
1)образование мужских половых клеток - сперматозойдов	1)образование мужских женских клеток - яйцеклеток
2)Идет в мужских половых железах (гонады) - семенниках (стенки семенных канальцев)	Начинается в женских половых железах - яичниках. Заканчивается в яйцеводах (маточные трубы)
3)Начинается с рождения	Начинается во время эмбрионального развития
4)Четыре стадии: * размножения * рост * созревание * формирование	4)Три стадии: * размножения * рост * созревание
5)1 клетка - 4 сперматозойда	1 клетка - 1 яйцеклетка + 3 полоцита (направляющие клетки)



Фазы гаметогенеза.

Стадии	Сперматогенез	Гаметогенез
Размножение	Сперматогонии (первичные половые клетки) делятся митозом	Овогонии (первичные половые клетки) делятся митозом
Рост	Сперматогонии увеличиваются в размерах и превращаются в сперматоциты 1ого порядка	Овогонии увеличиваются в размерах и превращаются в овоциты 1ого порядка
Созревание	1ое мейотическое деление	Из сперматоцитов 1ого порядка образуются сперматоциты 2ого	Из овоцитов 1ого порядка образуются овоциты 2ого
	2ое мейотическое деление	Из сперматоцитов 2ого порядка образуются сперматиды.	Из овоцитов 2ого порядка образуются яйцеклетки.
Формирование	У сперматиды отрастает хвостик, ядро и акросома перемещаются в головку, центриоль и митохондрии в шейку и образуется сперматозоид.

Строение половых клеток.

Сперматозойд	Яйцеклетка
1)головка (гаплойдное ядро и акросома - видоизмененный аппарат Гольджи с ферментами) 2)шейка (центриоли и митохондрии) 3)хвостик (передвижение) Мелкие,подвижные и разнообразной формы клетки	1)Крупные, неподвижные овальной формы клетка. 2)Имеет несколько оболочек 3)Содержит большое количество лецитина.

Виды яйцеклеток по количеству и распределению лецитина.

1) Алецитальные - лецитин практически отсутствует. Человек,плоские черви.

2) Изолецитальные - лецитина мало и равномерно распределен по цитоплазме. Иглокожие,ланцетник,млекопитающие.

3) Центролецитальные - лецитина много и он в центре. Насекомые.

4) Телолецитальные:

_ резколецитальные - лецитин резко смещен к одному из полюсов (вегетативный), противоположный (анимальный). Птицы, пресмыкающиеся, рыбы, моллюски.

_ умеренолецитальные - лецитин слегка смещен к одному из полюсов. Земноводные

4. Онтогенез

Онтогенез - индивидуальное развитие организма с момента образования организма и до смерти.

Периоды:

1) эмбриональный (с момента образования зиготы до рождения или выхода из-под яйцевых оболочек):

_ зигота

_ дробление

_ бластула

_ гаструла

_ гисто- и оганогенез

2) постэмбриональный (с момента рождения или вылупления до смерти):

_ ювенильный (рост и развитие)

_ зрелость

_ старость

Эмбриональный период.

Зигота - клетка, образованная при слиянии 2-х половых клеток - яйцеклетки и сперматозоида (одноклеточный зародыш)

Дробление - митотическое деление зиготы на 2, 4, 8, 16, 32… бластомера

С каждым последующим дроблением бластомеры уменьшаются в размерах, в результате получается зародыш, называемый морула.

Виды дробления в зависимости от типа яйцеклетки

Виды	Полное	Неполное
	равномерное	неравномерное	Равномерное (поверхностное)	Неравномерное (дискоидальное)
Характеристика	Бластомеры имеют одинаковые размеры	Бластомеры анимального полюса меньше бластомеров вегетативного полюса из-за отсутствия желтка	Дробление периферической части зиготы Одинаковые размеры бластомеров	Бластомер анимального полюса обрастает вегетативный полюс и располагается на нем в виде диска
Тип яйцеклетки	Алецитальные изолецитальные	умерено телолецитальные яйцеклетки	центролицетальные	резко телолецитальные

Бластула - однослойный зародыш

Механизм бластуляции - бластомеры морулы отталкиваются друг от друга и выстраиваются в один ряд, образуя бластулу

Стенка бластулы - бластодерма

Полость - бластоцель (первичная полость)

Гаструла - 2-х (кишечнополостные) или 3-х-слойный зародыш (нейрула).

	Стенка гаструлы - хародышевые слои 1)эктодерма - наружный 2)энтодерма - внутренний 3)гастроцель - полость или первичная кишка 4)гастропор - вход в гастроцель, первичный рот

Животные:

1) первичноротые - на месте бластопора ротовое отверстие. Черви, членистоногие.

2) вторичноротые - на месте бластопора анальное отверстие, а ротовое на противоположном конце. Иглокожие, хордовые.

Способы гаструляции:

1) инвагинация - впячивание



2) иммиграция - вселение

3) деламинация - расщепление

4) эпиболия - обрастание

Способы образования мезодермы.

1) телобластический (первичноротые)

В близи бластопора обособляются две крупные клетки - телобласты, кт. размножаясь образуют мезодерму беспозвоночных.



2) энтероцельный (вторичноротые)

С двух сторон от первичной клетки образуются впячивания - целомические мешки (энтероцельные карманы), кт. расшнуровываются, размножаются и образуют мезодерму. Позвоночные.

Гисто - и органогенез.

Гисто - и органогенез - образование тканей и органов.

Из эктодермы - покровы и их производные, нервная система, органы чувств

Из энтодермы - пищеварительная, дыхательная системы и хорда.

Из мезодермы - соединительные ткани, скелет, мускулатура, сердечные сосуды, половая и выделительная системы.

Критические периоды онтогенеза.

Периоды максимальной чувствительности зародыша к повреждающим факторам среды.

1) 7-8 сутки после оплодотворения - имплантация бластулы.

2) 7-8 неделя - плацентация

3) Роды.

Постэмбриональный период.

Ювенильный период (рост и развитие).

* ^ числа клеток

* ^ размеров клеток

* ^ межклеточного вещества

Организмы по характеристике роста:

1) с ограниченным (опред. ростом) - человек

2) с неограниченным (неопределенным ростом) - растения

Развитие - дифференцировка, формообразование

Качественные изменения - усложнение строения и функций

Факторы, влияющие на рост и развитие:

I. Внешние:

_ физические

_ химические

_ биологические (вирусы и грибы)

II. Внутренние:

_ генотип

_ состояние эндокринной системы (соматотропин)

III. Состояние нервной системы

Зрелость.

Максимальное развитие всех систем органов (интенсивный обмен веществ).

Способность к репродукции.

Старость.

Инволюция всех систем органов, v обменных процессов, появление внешних признаков старения

СМЕРТЬ
клиническая	биологическая
* 7-8 минут * остановка дыхания * прекращается деятельность всех вражеских систем органов * можно вернуть к жизни комплексом мер - реанимация	* прекращение обмена веществ

Теории старения:

1) Энергетическая (Рубнер)

2) Ортобиоза (Мечников)

3) Нарушение межтканных отношений (Богомолец)

4) Эндокринная (Броун - Секар)

5) Адаптивно - регуляторная (Фролькис)

6) Затухание самообразования белков (Нагорный)

7) Мутационная

Типы онтогенеза.

ТИПЫ ОНТОГЕНЕЗА
Прямой * появление организмов, похожих на взрослую особь	Непрямой * появление организмов, не похожих на взрослую особь
Неличиночный	Внутриутробный	Личиночный
* из яйца	* детеныши в матке длительное время	* с метаморфозом

Виды метаморфоза:

1) Неполный (яйцо> личинка> имаго)

2) Полный (яйцо> личинка> куколка> имаго)

3) Сложный (у земноводных)

5. Введение в генетику. Моно- и полигенный тип наследования. Моно- и дигбридный анализ

Генетика - наука о закономерностях наследственности и изменчивости.

От греч. genesis.

Понятие ввел У. Бэтсон в 1906 г.

Предмет генетики - два свойства живого (наследственность и изменчивость)

Объект генетики - все живые организмы

Разделы:

1) генетика растений

2) генетика человека

3) генетика животных

4) генетика микроорганизмов

Методы:

1) Гибридологический (Мендель)

* анализ особи отличной по одной, двум или трем парам альтернативных признаков

* учет потомков

* учет потомков в последнем поколении от каждого скрещивания

2) Комбинационный - результаты внутри- и межвидовой гибридизации и виды комбинативной изменчивости

3) Мутационный - роль внешней среды и ее факторов в наследственной изменчивости

4) Популяционно-статистический - позволяет изучать распространение отдельных генов и различных генотипов в популяциях

5) Цитологический - строение хромосом и их роль во внутриклеточных процессах

6) Биохимический - изучает функционирование генов на уровне белков

7) Генеалогический

Задачи генетика на современном этапе.

1) Изучение молекул, структур клетки, хранение генетической информации и способы ее кодирования

2) Изучение механизма и закономерностей передачи наследственной информации

3) Анализ способов и вариантов реализации наследственной информации

4) Изучение механизмов возникновения мутаций

5) Изучение возможности создания модифицированных генов (для нужд селекции с/х растений и животных, медицинской генетики)

6) Изучение генофонда человеческой популяции

7) Влияние различных факторов на генофонд

8) Разработка методов профилактики, предотвращения и лечения наследственных заболеваний

9) Продолжение исследования генома человека

Основные термины и понятия генетики.

Наследственность - свойства живых организмов обеспечивать материальную и функциональную преемственность между поколениями

Изменчивость - свойство живых организмов изменять наследственные задатки и приобретать новые признаки в процессе развития организма.

Наследование - процесс передачи генетической информации из поколения в поколение

Ген - участок молекулы ДНК (РНК у вирусов), кт. кодирует первичную структуру белка.

Доминантный ген (аллель) - ген, подавляющий действие другого аллельного гена

Рецессивный ген - ген, подавляемый другим аллельным геном

Аллельные гены - гены, находящиеся в одинаковых локусах гомологичных хромосом и отвечающие за развитие одного признака

Неаллельные гены - гены, расположенные в разных локусах гомологичных хромосом или в разных парах хромосом и отвечают за развитие одного или разных признаков

Гомозигота - организм, у кт. аллельные гены одинаковы по проявлению.

по доминантному аллелю АА	по рецессивному аллелю аа



Гетерозигота - организмы у кт. аллельные гены различны по проявлению

Генотип - совокупность генов одного организма

Геном - совокупность генов гаплоидного набора хромосом

Генофонд - совокупность генов популяции и вида

Фенотип - совокупность внешних свойств и внешних признаков организма

Альтернативные признаки - взаимоисключающие, противоположные проявления одного и того же признака

Норма реакции - пределы, в кт. изменяется фенотип при одном и том же генотипе

Этапы развития генетики.

I этап

(1865-1900 гг.)

1865 г. - открытие законов Г. Менделя (основные закономерности наследственности и изменчивости)

1900 г. - Э. Чермак (Австрия), де Фриз (Голландия), К. Коренс (Германия) переоткрыли законы Менделя

На первом этапе изучение генетики шло на организменном уровне.

II этап

(1900-1953 гг.)

1901-1903 г. - де Фриз (Мутационная теория)

1902 г. - Т. Бовери (Ядерная теория наследственности), Э. Вильсон, Д. Сеттон (связь передачи наследственной информации с хромосомами)

1906 г. - У. Бэтсон (термин "генетика")

1909 г. - В. Иогансен (термин "ген")

1908 г. - Т. Морган (хромосомная теория наследственности)

1925 г. - Г. Надсон и Г. Филлипов (Индивидуальные мутации)

1928 г. - Н.К. Кольцов (хромосомы способны к самовоспроизводству)

30-е годы - А.Н. Белозерский (ДНК - обязательный компонент хромосомы)

40-е годы - Г. Бидл и Е. Татум (ген определяет образование ферментов по принципу "1 ген - 1 фермент")

Изучение генетических закономерностей на этом этапе шло на клеточном и субклеточном уровнях.

III этап (1953 - наст. Вр.)

1953 г. - Д. Уотсон и Ф. Крик расшифровали структуру ДНК

1961 г. - Д. Уотсон и Ф. Крик расшифровали генетический код (получили Нобелевскую премию)

Виды скрещивания.

1) Моногибридное - скрещивание особей анализируемых по одной паре признаков

2) Дигибридное - скрещивание особей анализируемым по двум парам альтернативных признаков

3) Полигибридное - скрещивание особей анализируемым по трем и более парам альтернативных признаков

4) Анализирующие - скрещивание особи с неизвестным генотипом с гомозиготой по рецессивному признаку (аа)

Законы Грегора Менделя.

1) Закон единообразия гибридов первого поколения (правило доминирования)

"При скрещивании двух гомозиготных особей, анализируемых по одной паре альтернативных признаков, все потомство в F1 единообразно как по генотипу, так и по фенотипу"

А - желтые а - зеленые	P G F1	AA x aa
		A	a
		Aa По генотипу - 100 % гетерозиготные По фенотипу - 100 % желтые 1:0



2) Закон расщепления гибридов второго поколения

А - желтые а - зеленые	P G F1	Aа x Аa
		A,а	А,a
		АА : 2Aa : аа По генотипу - 1:2:1 По фенотипу - 3 желтых, 1 зеленый

"При скрещивании гетерозиготных особей, анализируемых по одной паре альтернативных признаков, в F1 наблюдается расщепление по фенотипу 3:1 ,а по генотипу 1:2:1"

Из Второго закона Менделя следует Гипотеза чистоты гамет:

"Гены в гаметах у гибридных особей не гибридны а чисты"

Теория невозможна, т.к. аллельные гены находятся в гомологичных хромосомах, кт. в Анафазу I мейоза расходятся к разным полюсам клетки, в результате в каждой гамете оказывается только один аллельный ген (цитологическое обоснование)

3) Закон независимого наследования признаков

"При скрещивании двух гомозиготных организмов, анализируемых по двум парам альтернативных признаков, в F2 наблюдается независимое наследование и комбинация признаков в сочетании несвойственным родительским.

А - желтые а - зеленые В - гладкие b - морщинистые	P G F1 P2 F2	AABB x aabb
		AB	ab
		AaBb - дигетерозигота AaBb x AaBb gam. AB Ab aB ab AB AABB AaBb AaBB AaBb Ab AABb AAbb AaBb Aabb aB AaBB AaBb aaBB aaBb ab AaBb Aabb aaBb aabb Расщепление по двум парам признаков 9 : 3 : 3 : 1 - по фенотипу 3 : 1 - по каждой паре признаков

Типы и варианты наследования признаков.

Моногенный Тип наследования при котором одна пара аллельных генов контролирует один признак	Полигенный Тип наследования при котором несколько пар неаллельных генов контролируют один признак
Аутосомный Наследование через аутосомы (неполовые хромосомы)	Сцепленный с полом Наследование через половые хромосомы
Доминантный	Рецессивный	С Х хромосомой	С Y хромосомой
		Доминтный	Рецессивный

Формы взаимодействия аллельных генов.

Полное доминирование - доминантный ген полностью подавляет рецессивный

Неполное доминирование - доминтный ген не полностью подавляется рецессивным > в гетерозиготном состоянии проявляется промежуточное выражение признака

Сверхдоминирование - рецессивный ген усиливает действие доминантного > в гетерозиготном состоянии признак проявляется сильнее, чем в гомозиготном

А - нормальные а - карликовые	P G F1	Aа x aa
		A, а	a
		Aa - гигантские Аа - карликовые

Лежит в основе гетерозиса.

Кодоминирование - оба гена проявляются в фенотипе

Плейотропия - явление, при кт. один ген отвечает за развитие нескольких признаков

Множественный аллелизм - явление, при кт. три и более аллельных гена контролируют проявление одного признака

Причина: многократная мутация одного и того же гена

Пример: группы крови по системе АВ0

Группы крови.

Группы	Ген	Генотип	Взаимодействие генов	Агглютамины плазмы	Агглютамины эритроцитов
I	0	00		б,в	-
II	А	АА (А0)	Полное доминирование	в	А
III	В	ВВ (В0)		б	В
IV	А, В	АВ	кодоминирование	-	А,В

Резус - фактор.

Резус - фактор - белок, находящийся на поверхности эритроцитов (Rh)

Rh "+"	Rh "-"
85 %	15 %
RhRh, Rhrh	rhrh

Резус конфликт - несоответствие резус - факторов

1) во время беременности Rh "-" мать и Rh "+" ребенок

2) при переливании крови от Rh "+" к Rh "-"

Формы взаимодействия неаллельных генов.

Эпистаз - один неаллельный ген подавляет действие другого неаллельного гена

Ген - подавитель - эпистатический, подавляемый - гипостатический.

Формы:

* доминантный - эпистатический ген является доминантным

А - черный (эп.) В - сер аа - белый	P G F1 P2	AAbb x aaBB
		Ab	aB
		AaBb (черн.) AaBb x AaBb gam. AB Ab aB ab AB AABB AaBb AaBB AaBb Ab AABb AAbb AaBb Aabb aB AaBB AaBb aaBB aaBb ab AaBb Aabb aaBb aabb 12 : 3 : 1 13 : 3

* рецессивный

А - кр.лук А - желт. лук В - проявл. окр b - подавитель (бел)	P G F1 P2	AAbb x aaBB
		Ab	aB
		AaBb (черн.) AaBb x AaBb 9 : 3 : 4

Комплементарность - два доминантных неаллельных гена, встречаясь в одном генотипе дают новое проявление признака, не свойственного для каждого из них по отдельности

А - горох. гребень В - розовидн. гребень АВ - ореховидн. гребень	P G F1 P2	AAbb x aaBB
		Ab	aB
		AaBb AaBb x AaBb gam. AB Ab aB ab AB AABB AaBb AaBB AaBb Ab AABb AAbb AaBb Aabb aB AaBB AaBb aaBB aaBb ab AaBb Aabb aaBb aabb 9 : 3 : 3 9 : 6 : 1 9 : 3 : 4 9 : 7

Полимерия - степень выражения признака зависит от количества доминантных генов в генотипе

1:4:6:4:1

Иногда полимерные гены не усиливают друг друга.

Расщепление - 15:1

ААВВСС = 180 сМ ааbbcc = 150 сМ	А(ВС)=180/6 = 30 см а(bc) = 150/6 = 35 cм

ААВВ - негр Aabb - бел.	P G F1	AAВВ x aabb
		AB	ab
		AaBb

Виды наследования.

Независимое - гены находятся в разных парах хромосом или в одной хромосоме на расстоянии ___ морганид и комбинация признаков у потомков происходит случайно.

Частично сцепленное - если расстояние между генами больше 15 и меньше 50 морганид, то между гомологичными хромосомами может проходить процесс кроссинговера.

В этом случае часть потомков будут иметь сочетание признаков как у родителей (некросоверные потомки),а другие новое сочетание (кроссоверные потомки)

Сцепленное - если расстояние между генами в одной хромосоме меньше 15 см и процесс кроссинговера не идет и потомки наследуют такое же сочетание признаков как у родителей.

6. Хромосомная теория наследственности

История создания

1888 г. - Вальдешр (термин хромосома)

1902-1907 гг. - Вильсон и Бовери (предположение о связи между хромосомами и преемственности свойств организмов в ряду поколений)

1902-1903 гг. - Сеттон (связь хромосом с наследственностью)

1908-1918 гг. - Т. Морган (сформулировал хромосомную теорию наследственности)

Как объект исследований была выбрана мушка дрозофила, т.к.:

* малое количество хромосом (4 пары)

* около 500 признаков

* лабильный геном (легко мутирует или изменяется под действием факторов среды)

* дешевизна и простота содержания

* короткий цикл развития (15-20 дней) и высокая плодовитость (40 поколений в год)

Научные доказательства.

1. Генетическое (хромосомное)

Определение пола

Пол - совокупность морфологических и физиологических признаков, кт. обеспечивают образование гамет и передачу наследственной информации посредством этих гамет.

Варианты определения пола у разных животных:

_ человек

Женский организм гомогаметный (один сорт гамет и одинаковые половые хромосомы)

Мужской - гетерогаметный (два сорта гамет и разные половые хромосомы)

P	+44AXX x >44AXY
gam.	22AX	22AX 22AY
F	44AXX	22AXY

_ птицы, рептилии, жабы, бабочки, клубника

Мужской организм - гомогаметный



Женский - гетерогаметный

P	+ZW x >ZZ
gam.	Z W	Z
F	ZZ	ZW

_ кузнечики

Самки диплоидные как по аутосомам, так и по половым хрососомам

Самцы диплоидные по аутосомам и гаплоидные по половым

P	+AAXX x >AAX0
gam.	AX	AX A0
F	AAXX	AAX0

У пчел самки диплоидные, самцы гаплоидные

_ дрозофила

Пол определяется соотношением аутосом и половых хромосом

+ 2Х>3А

> Х>6А

2. Наследование, сцепленное с полом

Наследование при кт. гены находятся в половых хромосомах

СЦЕПЛЕНИЕ
С Х хромосомой	С Y хромосомой
1)признаки проявляются как у мужчин, так и у женщин	1)только у мужчин 2)от отца к сыну 3)волосатые мочки уха, перепонки между пальцами, гипертрихоз, ихтиоз
Доминантное	Рецессивное
Передается от отца всем дочерям, а от матери и дочерям и сыновьям ХА - тонкая эмаль Ха - нормальная эмаль P > ХАY x + Ха Ха G ХА,Y Ха F ХА Ха Ха Y P + ХА ХА x > Ха Y G ХА Ха,Y F ХА Ха ХA Y	Признак передается крест на крест от отца к дочери, от матери к сыну (гемофилия, дальтонизм) ХH - здоровый Хh - гемофилия P + ХH Хh x >ХHY G ХH Хh ХH Y F ХH ХH ХH Хh ХH Y P + ХH ХH x > Хh Y G ХH Хh,Y F ХH ХH Хh Y

3. Сцепленное наследование признаков

Это наследование признаков, гены кт. находятся в одной хромосоме и составляют группу сцепления.

Группа сцепления - гены одной хромосомы. Количество групп сцепления равно (равно гаплойдному набору хромосом или числу пар. + - 23 г.с, > - 24 г.с)

Сцепление признаков

Полное(абсолютное)	Неполное(неабсолютное)
Не нарушается кроссинговером	Нарушается кроссинговером

Кроссоверные гаметы - гаметы, в кт. произошел кроссинговер.

Кроссоверные организмы - организмы, образ. при слиянии кроссоверных гамет.

Расстояние между генами в хромосоме обозначается S и выражается в морганидах (М)



x - процент кроссинговера

a - число кроссоверных потомков

n - общее число потомков

Карта хромосом - схема расположения генов в хромосоме

* цитологические - составляются при рассматривании хромосомы в электронный микроскоп

* генетические - строятся на основе гибридологического метода, путём математического расчета по формуле Моргана

4. Явление нерасхождения хромосом в Анафазу I мейоза

_ по аутосомам

Нерасхождение во время гаметогенеза, например 20 первых пар хромосом ведет к рождению ребенка с болезнью Дауна (трисомия по 21 паре)

_ по половым

P	+44AXX x	>44AXY
gam.	22AXX	22A0	22AX	22AY
F	44AXXX - девочка с синдромом трипло - х 44AX0 - девочка с синдромом Шерешевского - Тернера 44AXXY - мальчик с синдромом Кляйнфельтера 44AY0 - гибель зиготы

Основные положения хромосомной теории.

1) Материальным носителем наследственной информации являются хромосомы, а в них гены

2) Гены в хромосоме занимают определенное место - локус, и расположены линейно

3) каждая хромосома представляет собой группу сцепления генов, кт. наследуются совместно

Число г.с = гаплойдному набору хромосом

4) сцепление генов в хромосоме неабсолютно, может быть нарушено кроссинговером

5) %кросс. прямо пропорционален расстоянию между генами

1% = 1М

7. Изменчивость

Свойство живых организмов изменятся под действием факторов внешней и внутренней среды.

Формы изменчивости

Модификационная (фенотипическая, определеная, ненаследственная, групповая)	Генотипическая (неопределенная, наследственная, индивидуальная)
	Комбинативная	Мутационная

Фенотипическая изменчивость - изменчивость, затрагивающая лишь фенотип и ни как не связанная с изменением генотипа.

Модификационная изменчивость - изменение фенотипа, не выходящее за пределы нормы реакции.

Генотипическая изменчивость - изменчивость, связанная с изменением генотипа.

Комбинативная изменчивость - изменчивость, возникающая как результат комбинации генов отца и матери.

Возможна только при половом способе размножения.

Механизмы комбинативной изменчивости:

1) кроссинговер (Профаза I Мейоза)

2) независимое расхождение гомологичных хромосом в Анафазу I Мейоза

3) случайная встреча гамет при оплодотворении

Мутационная изменчивость - изменчивость, связанная с возникновением мутаций.

Мутации - внезапные, скачкообразные, прерывистые изменения генотипа, возникающие под воздействием мутагенов.

Мутационная теория сформулирована де Фризом в 1902 г.

1. Мутации возникают внезапно, скачкообразно, как дискретные изменения признаков.

2. В отличие от ненаследственных изменений мутации представляют собой качественные изменения, которые передаются из поколения в поколение.

3. Мутации проявляются по-разному и могут быть как полезными, так и вредными, как доминантными, так и рецессивными.

4. Вероятность обнаружения мутаций зависит от числа исследованных особей.

5. Сходные мутации могут возникать повторно.

6. Мутации ненаправленны (спонтанны), т. е. мутировать может любой участок хромосомы, вызывая изменения как незначительных, так и жизненно важных признаков.

Классификация мутаций:

1) по типу клеток:

* соматические - в соматических клетках

Только при бесполом размножении.

* генеративные - в половых клетках

Передаются при половом способе размножения.

2) по уровню организации наследственного материала:

* генные (точковые) - затрагивают структуру гена. Ведут к изменению последней амнокислоты в молекуле белка и являются причиной нарушения биохимических процессов в клетке.

_ выпадение азотистого основания (нуклеотида)

АГТАЦГАТ

_ повтор нуклеотида

АГТАЦГГАТ

_ смена места нуклеотида

АГТАГ-ЦАТ

* хромосомные - изменение структуры хромосомы (хромосомные оберации)

_ внутрихромосомные

* делеция - выпадение участка хромосомы

* дупликация - повтор участка хромосомы

* инверсия - выпадение участка хромосомы, поворот на 180о и вставка

_ межхромосомные

* транслокация - отрыв участка хромосомы и перенос его на другую негомологичную хромосому.

Резко снижают жизнеспособность организма и часто ведут к смерти.

* геномные - изменение числа хромосом

_ полиплоидия - увеличение числа хромосом кратное гаплоидному (полиплоидные клетки)

_ гетероплоидия - изменение числа хромосом не кратное гаплоидному

Причина - нарушение расхождения хромосом в Анафазу I Мейоза.

* трисомия (2n+1)

Синдром Дауна

* моносомия (2n-1)

Синдром Шерешевского - Тернера

* нулисомия (2n-2)

Отсутствие пары

Следствие - снижение плодовитости и аномалии в строении и развитии.

3) по причине их вызывающей

* спонтанные (причина неизвестна)

* индуцированные (вызваны действием мутагенов)

4) по значению для организма:

* полезные

* нейтральные

* вредные

Мутагены - факторы,вызывающие мутации

Мутагенез - процесс возникновения мутаций

Канцерогенез - процесс возникновения злокачественных опухолей

Группы мутагенов:

1) физические:

* ионизирующее излучение

* ультрафиолет

* температура

* ЭМВ

2) химические:

* соли тяжелых металлов

* бытовая химия

* лекарственные препараты

* алкоголь

* никотин

* некоторые пищевые красители

* пестициды, гербициды, инсектициды, фунгициды

3) биологические:

* вирусы

* токсины грибов

Закон гомологических рядов Вавилова (1920 г.): "Виды и роды генетически близкие характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости"

С такой правильностью, что зная ряд форм в пределах одного вида можно предсказать такой ряд для другого вида.

Наследственные болезни - болезни, связанные с нарушением генотипа.

молекулярные Причина - генные (точковые) мутации Болезни обмена веществ (гемофилия, дальтонизм, диабет)	хромосомные Причина - хромосомные или геномные мутации Синдром Дауна, Кляйнтфельтера, кошачьего крика

8. Паразитология как наука. Вклад русских и советских ученых в развитие паразитологии. Экология паразитов. Формы биотических связей

Биотические связи - взаимоотношения между живыми организмами.

Конкуренция - борьба организмов одного или разных видов за сходные условия жизни

* внутривидовая

* межвидовая

Хищнечество - использование одного организма (жертвы) другим (хищником) однократно.

Антибиоз - невозможное существования двух организмов вместе (бактерии и плесневелые грибы)

Симбиоз - совместная жизнь

Форез - случайное, эволюционно не закрепленное носительство одного организма другим.

Мутуализм - взаимовыгодное сожительство двух организмов, относящихся к разным видам (лишайники)

Комменсализм - один организм пользуется преимуществами жизни другого, не причиняя при этом вреда.

_ синойкия (квартиранство) - использование одним организмом жилища другого (членистоногие в норах грызунов)

_ эпойкия - нахлебничество с временным прикреплением (рыба - прилипала и акула)

_ паройкия -

_ энпойкия - обитание нахлебников во внутренних органах (нереиды в задней кишке черепахи)

_ паразитизм - один организм использует другого как место обитания, источник питания, возлагая на хозяина регуляцию своих отношений с окр. средой и наносит вред

Паразит - организм, кт. использует другой организм как место обитания, источник питания, возлагая на хозяина регуляцию своих отношений с окр. средой и наносит вред.

Среда обитания паразита:

* I порядка (организм хозяина)

* II порядка (среда в кт. живет хозяин)

Сверхпаразиты - паразиты паразитов (клещ с вирусом энцефалита)

Паразитоциноз - совокупность всех паразитов одного хозяина

Симбиоценоз - совокупность всех организмов одного хозяина

Паразитология - наука изучающая паразитов и их хозяев, взаимодействия между ними.

Разделы:

1) Общая паразитология (изучает принципы взаимодействия паразита и хозяина)

2) Фитопаразитология (изучает паразитов растений)

3) Зоопаразитология (изучает паразиты животных)

4) Медицинская паразитология (изучает паразитов человека):

* медицинская протистология (изучение паразитов типа Простейшие)

* медицинская гельминтология (изучает паразитических червей)

* медицинская арахноэнтомология (изучает паразитов типа Членистоногие)

Отечественные врачи и ученые.

Холодковский: классификация паразитов по________, изучал вшей, создал атлас по гельминтологии человека.

Догель: труды по экологии паразитов

Павловский: учение о трансмиссивных заболеваниях и о природной очаговости. Занимался арахноэнтомологией.

Федченко: описал циклы развития__________, перечень паразитических червей в Средней Азии

Скрябин: основоположник гельминтологии, описал 200 видов гельминтов, разделил гельминтов на гео- и биогельминтов, разработал учение о девастации и дегельминтизации.

Девастация - мероприятия направленны на уничтожение гельминтов как биологического вида

Дегельминтизация - изгнание паразита из организма хозяина

Марценовский: борьба с малярией, организация Института тропической медицины.

Основные понятия паразитологии.

Паразит - организм, кт. использует другой организм как место обитания, источник питания, возлагая на хозяина регуляцию своих отношений с окр. средой и наносит вред.

Классификация паразитов:

1) по месту паразитирования (локализации):

* эктопаразиты (наружные)

Мухи, вши, комары

* эндопаразиты

_ вкожные (чесоточный зудень)

_ полостные (аскарида)

_ внутриклеточные (малярийный плазмодий)

_ тканевые (личинки трихомы, трихоносомы)

2) по времени паразитирования:

* постоянные

Большую часть жизненного цикла проводят на или в хозяине. Вши.

* временные

Только во время питания. Блохи.

3) по образу жизни:

* истинные (облигатные)

Паразитизм - обязательная форма существования. Аскарида.

* факультативные

Могут вести свободный образ жизни, а на одной стадии паразитировать. Вольфартова муха.

* ложные

Свободноживущие организмы, кт. случайно попали в другой организм и живут там некоторое время.

4) по действию на организм хозяина:

* патогенные

Вызывают заболевания (возбудитель заболевания). Дизентирийная амеба.

* непатогенные

Не вызывают заболевания. Ротовая амеба.

Пути происхождения паразитов:

1) Эктопаразитов

* от хищничества (при попадании хищника на более крупную жертву он переходит к многократному питанию)

* от комменсализма (синойкии)

2) Эндопаразитов

* от эктопаразитов

* от комменсализма (энтойкии)

* случайное многократное попадание в желудочно-кишечный тракт

Хозяин - организм, используемый паразитом.

Типы хозяев:

1) окончательный (дефинитивный) - организм в кт. паразит живет в половозрелой форме и (или) размножается половым способом. Человек для бычьего цепня, комар для малярийного плазмодия.

2) промежуточный - организм, в кт. паразит живет в личиночной форме и размножается бесполым способом.

Крупный рогатый скот для бычьего цепня. Человек для малярийного плазмодия.

3) дополнительные - второй, третий… промежуточные хозяева. Рыба для кошачьего сосальщика

4) резервуарный - организм в кт. накапливаются паразиты. Лесные звери для вируса энцефалита.

Переносчик - организм, кт. переносит возбудителя заболевания от одного хозяина к другому.

* биологические (специфические) - организмы, в кт. паразиты проходят часть цикла своего развития. Малярийный комар.

* механические - организмы в кт. паразит не проходит ни одной части цикла своего развития

Комнатная муха.

Инвазионная стадия паразита - стадия паразита, на которой происходит заражение.

Пути проникновения паразита в организм хозяина:

1) алиментарный (через рот)

2) воздушно-капельный

3) перкутанные (через кожу)

4) трансовореальный (через яйцеклетку)

5) трансплацентарный

6) трансмиссивный (через укус)

Влияние паразита на организм хозяина:

* механическое (повреждение тканей)

* токсическое (отравление хозяина продуктами жизнедеятельности паразита)

* аллергическое

* вызывает истощение

* способствует проникновению других паразитов

Реакция хозяина на присутствие паразита:

1) клеточное (увеличение размера клеток)

2) тканевая (образование оболочки вокруг паразита)

3) гуморальная (выработка антител)

Паразитарные болезни - заболевания, вызванные паразитами.

Классификация:

1) по природе возбудителя:

* инфекционные

Вызваны вирусами, бактериями, грибами. Грипп, пневмония.

* инвазионные

Заболевания, вызванные животными.

2...