Развитие организмов в биологии

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Билет № 1

1. Клетка - структурно-функциональная единица всех живых организмов; открытая живая система, способная к избирательности. История изучения клетки связана с именами таких учёных, как: Роберт Гук - ввел термин «клетка», создал микроскоп. Антони ван Левенгук - описал клетки эритроцита, сперматозоида, микроорганизмов (открыл одноклеточные организмы). Шлейден и Шванн - создали клеточную теорию, сформулировали основные положения клеточной теории. Р.Вирхов - утверждал, что каждая новая клетка происходит только от клетки в результате ее деления. К.Бэр - установил, что все организмы начинают свое развитие с одной клетки. Клетка обладает всеми свойствами живой системы: она осуществляет обмен веществ и энергии, растет, размножается и передает по наследству свои признаки, реагирует на внешние раздражители и способна двигаться. Она является низшей ступенью организации, обладающей всеми этими свойствами.

Органоиды - функции:

Лизосома - расщепление веществ. Рибосомы - синтез белка. Клеточный центр - создание веретена деления. Вакуоль - накопление продуктов обмена. Митохондрии - дыхание, синтез АТФ, обеспечение клеток энергией. Комплекс Гольджи - накопление, транспорт веществ. Ядро - хранение наследственной информации. ЭПС - транспорт веществ. Центриоли - участвуют в делении клетки. Клеточная мембрана - защита, поддерживает форму клетки.

2. Вирусы - неклеточная форма жизни. Особенности строения: вирусы не имеют клеточного строения. Состоят из нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК) и белковой оболочки (капсида). Химический состав вирусов: ДНК, РНК, Белки, Жиры, Углеводы. Вирусы являются внутриклеточными паразитами, способными развиваться и размножаться только внутри живых клеток. В свободном состоянии вирусы не проявляют свойства живого и лишь сохраняют свою жизнеспособность. Механизм их проникновения в клетку хозяина: 1. прикрепление к оболочке клетки-хозяина 2. ее частичное растворение и проникновение нуклеиновой кислоты внутрь клетки 3. образование на ее основе новых вирусов 4. гибель клетки и выход из нее вирусов, заражение ими новых клеток. Вирусы -- возбудители многих тяжелых заболеваний: СПИДа, бешенства, полиомиелита, гриппа, оспы и др., инфекционность-- характерный признак вирусов.

2. Билет № 2

1. Строение и жизнедеятельность растительной клетки



Растительная клетка отличается от животной следующими особенностями строения:

1) прочной клеточной стенкой значительной толщины; 2) особыми органоидами -- пластидами, в которых происходит первичный синтез органических веществ из минеральных за счет энергии света -- фотосинтез; 3) paзвитой системой вакуолей, в значительной мере обусловливающих осмотические свойства клеток.

Органоиды растительной клетки: Клеточная стенка - придает форму клетки, защищает. Вакуоль - накопление питательных веществ, выведение продуктов жизнедеятельности. Митохондрии - дыхание, синтез АТФ, обеспечение клеток энергией. Аппарат Гольджи - накопление, транспорт веществ. Рибосомы - синтез белка. Ядро - обеспечивает передачу наследственных свойств дочерним клеткам при делении. Ядрышко - принимает участие в синтезе белка. ЭПС - транспорт веществ. Пластиды: Хлоропласты - используют световую энергию солнца (осуществляется фотосинтез) и создают органические вещества из неорганических. Хромопласты - образуются в результате накопления каротиноидов. Лейкопласты - образование запасных белков в форме кристаллов или аморфных включений (изредка). Лизосома - расщепление веществ.

2. Обмен веществ и энергии в клетке. Энергетический обмен.

Энергетический обмен (катаболизм, диссимиляция) - совокупность реакций, обеспечивающих клетку энергией, за счёт ферментного распада молекул органических веществ, синтезирующихся в клетке или попавших с пищей. Этапы диссимиляции:

Этапы локализации в клетке	Особенности протекания	Энергетическая ценность
1. Подготовительный этап (происходит в органах пищеварения).	Молекулы сложных орг. в-ств распадаются под действием ферментов на более мелкие. Белки - до АК. Углеводы - до моносахаридов. Жиры - до жирных кислот и глицерина. НК - до нуклеотидов.	Наибольшее кол-во Е рассеивается в виде тепла.
2. Бескислородный этап (гликолиз) - осуществляется в гиалоплазме (цитопалазма).	Идет дальнейшее расщепление молекул за счет ферментов до более простых соединений. Глюкоза ->распад. на две молекулы С3Н4О3(пировиногр. к-та) -> восстанавл. до C3H6O3(молочн.к-та.)	При расщиплении глюкозы 60% Е дает тепло. 40% - идет на синтез 2ух молекул АТФ.
3. Кислородный этап (протекает в матриксе митохондрий и на внутр. мембранах митохондрий).	При доступе кислорода к клеткам, образовавшиеся в-ва на предыдущем этапе окисляются до СО2 и Н2О -> образуются молекулы АТФ, выходят из митохондрий и учавствуют во всех процессах клетки.	При окислении 2ух молекул С3Н6О3 (молочная к-та) образуется 36 АТФ

3. Билет № 3

1. Основные положения клеточной теории, её значение.

Современная клеточная теория включает следующие положения:

1. Все живые организмы состоят из клеток. Клетка - структурная, функциональная единица живого, основная единица строения и развития всех живых организмов, наименьшая единица живого;

2. Клетки всех одноклеточных и многоклеточных организмов сходны (гомологичны) по своему строению, химическому составу, основным проявлениям жизнедеятельности и обмену веществ.

3. Размножение клеток происходит путём их деления, и каждая новая клетка образуется в результате деления исходной (материнской) клетки.

4. В сложных многоклеточных организмах клетки специализированы по выполняемым ими функциям и образуют ткани; из тканей состоят органы, которые тесно взаимосвязаны и подчинены нервным и гуморальным системам регуляции.

5. Клеточное строение организмов - свидетельство того, что все живые организмы имеют единое происхождение.

Значение клеточной теории в развитии науки состоит в том, что благодаря ей стало понятно, что клетка - это важнейшая составляющая часть всех живых организмов. Она их главный «строительный» компонент, клетка является эмбриональной основой многоклеточного организма, т.к. развитие организма начинается с одной клетки - зиготы. Клетка - основа физиологических и биохимических процессов в организме, т.к. на клеточном уровне происходят, в конечном счёте, все физиологически и биохимические процессы. Клеточная теория позволила прийти к выводу о сходстве химического состава всех клеток и ещё раз подтвердила единство всего органического мира.

2. Биологические полимеры. Нуклеиновые кислоты - ДНК.

Биологические полимеры - это органические соединения, входящие в состав клеток живых организмов и продуктов их жизнедеятельности.

НК - природные высокомолекулярные биополимеры, обеспечивают хранение и передачу наследственной информации в живых организмах.

ДНК - двухцепочный биологический полимер, мономерами которого являются нуклеотиды, содержащие дезоксирибозу.

1) Биополимер, состоит из двух полинуклеотидных цепей, соединенных друг с другом.

2) Мономеры - дезоксирибонуклеотиды.

3) Локализация: наход. в эукариотах - ядро, митохондрии и пластиды (растительная клетка). В прокариотах - в цитоплазме.

4) f: 1. Химическая основа генетического материала

2. ДНК является матрицей для создания молекул РНК.

3. в ДНК закодирована информация о структуре белка.

5) свойства: способна к самоудвоению по принципу комплементарности.

Благодаря редуплекации обеспечивается передача наследственной информации из поколения в поколение. Комплементарность: А -> Т / Г -> Ц.

ВЫВОД: ДНК - нерегулярный полимер, состоящий из 2ух полинуклеотидных цепей.

4. Билет № 4

1. Химический состав клетки. Роль воды и неорганических веществ в жизнедеятельности клетки.

Минеральные соли: Большая часть неорганических веществ в клетке находится в виде солей. Среди первых большое значение имеют катионы К, Mg, Ca, которые обеспечивают такое важнейшее свойство живых организмов, как раздражимость. В тканях многоклеточных животных кальций входит в состав межклеточного "цемента", обусловливающего сцепление клеток между собой и упорядоченное их расположение в тканях. От концентрации солей внутри клетки зависят буферные свойства клетки. Буферность - способность клетки поддерживать слабощелочную реакцию своего содержимого на постоянном уровне. Нерастворимые минеральные соли, например фосфорнокислый кальций, входят в состав межклеточного вещества костной ткани, в раковины моллюсков, обеспечивая прочность этих образований.

Свойства воды и ее роль в клетке: На первом месте среди веществ клетки стоит вода. Она составляет около 80% массы клетки. Вода важна для живых организмов вдвойне, ибо она необходима не только как компонент клеток, но для многих и как среда обитания.

1. Вода определяет физические свойства клетки - ее объем, упругость. 2. Многие химические процессы протекают только в водном растворе. 3. Вода - хороший растворитель: многие вещества поступают в клетку из внешней среды в водном растворе, и в водном же растворе отработанные продукты выводятся из клетки. 4. Вода обладает высокой теплоемкостью и теплопроводностью. 5. Вода обладает уникальным свойством: при охлаждении ее от +4 до 0 градусов, она расширяется. Поэтому лед оказывается легче жидкой воды и остается на ее поверхности. Это очень важно для организмов, обитающих в водной среде.

2. Сущность жизни и свойства живого. Жизнь -- это качественно особая форма существования материи, связанная с воспроизведением. Живое построено из тех же химических элементов, что и неживое (кислород, водород, углерод, азот, сера, фосфор, натрий, калий, кальций и другие элементы). В клетках они находятся в виде органических соединений. Однако организация и форма существования живого имеет специфические особенности, отличающие живое от предметов неживой природы. В качестве субстрата жизни внимание привлекают нуклеиновые кислоты (ДНК и РНК) и белки. Нуклеиновые кислоты -- это сложные химические соединения, содержащие углерод, кислород, водород, азот и фосфор. ДНК является генетическим материалом клеток, определяет химическую специфичность генов. Под контролем ДНК идет синтез белков, в котором участвуют РНК. В отличие от живого, различают понятие «мертвое», под которым понимают совокупность некогда существовавших организмов, утративших механизм синтеза нуклеиновых кислот и белков, т. е. способность к молекулярному воспроизведению. Например, «мертвым» является известняк, образованный из остатков живших когда-то организмов.

Свойства живого:

1. Самовоспроизведение (репродукция). Это свойство является важнейшим среди всех остальных. Значение самовоспроизведения заключается в том, что оно поддерживает существование видов, определяет специфику биологической формы движения материи.

2. Специфичность организации. Она характерна для любых организмов, в результате чего они имеют определенную форму и размеры. Единицей организации является клетка.

3. Упорядоченность структуры. Т.е создание порядка из беспорядочного движения молекул -- это важнейшее свойство живого, проявляющееся на молекулярном уровне.

4. Рост и развитие. Рост организмов происходит путем прироста массы организма за счет увеличения размеров и числа клеток. Процессы роста и развития подвержены генетическому контролю и нейрогуморальной регуляции.

5. Обмен веществ и энергии. Благодаря этому свойству обеспечивается постоянство внутренней среды организмов и связь организмов с окружающей средой, что является условием для поддержания жизни организмов.

5. Билет № 5

1. Белки и их роль в организме. Белки -- это 1.строительный материал, за счет которого происходит самообновление тканей и клеток в организме; 2.нерегулярные биополимеры, состоящие из 20 АК. Белки подразделяют на протеины (пр. белки) и протеиды (сл. белки).

Выделяют четыре структуры белка: Первичная структура представляет собой последовательность аминокислотных остатков, соединенных друг с другом пептидными связями. Первичная структура белка прочная, т. к. в основе ее построения лежат ковалентные по характеру пептидные связи, представляющие собой сильные взаимодействия;

Вторичная структура белка представляет собой сочетание упорядоченных и аморфных участков полипептидной цепи. Белковая цепь закручена в спираль (за счет множества водородных связей).

Третичная структура белка образуется в результате специфической укладки упорядоченных и аморфных участков полипептидной цепи в некотором объеме пространства.

Четвертичная структура - белки состоят из двух и более полипептидных цепей, связанных между собой нековалентными (не пептидными и не дисульфидными) связями.

1) Пластическая (строительная) - белки участвуют в образовании всех клеточных мембран и органоидов клетки, а также внеклеточных структур.

2) Каталитическая - все биологические катализаторы - ферменты - вещества белковой природы, они ускоряют химические реакции, протекающие в клетке, в десятки и сотни тысяч раз.

3) Регуляторная - белки осуществляют контроль обменных процессов: инсулин, гормоны гипофиза и др.

4) Двигательная - специальные сократительные белки участвуют во всех видах движения клеток.

5) Транспортная - присоединение хим. элементов к белкам и доставка их к определенным клеткам.

6) Защитная - выработка белковых тел и антител для обезвреживания чужеродных веществ.

7) Энергетическая функция - 1 г белка эквивалентен 17,6 кДж.

2. Биологическое значение размножения организмов. Способы размножения.

Размножение -- воспроизведение себе подобных организмов, что обеспечивает существование видов в течение многих тысячелетий, способствует увеличению численности особей вида, преемственности жизни.

Бесполое размножение, или агамогенез -- форма размножения, при которой организм воспроизводит себя самостоятельно, без всякого участия другой особи. Размножение делением. Деление свойственно одноклеточным организмам. Каждая особь делится на две или большее число клеток, которые называются дочерними, они идентичны родительской клетке. Размножение спорами. Спора - это одноклеточная репродуктивная единица, состоящая из небольшого количества цитоплазмы и ядра. Образование спор можно наблюдать у бактерий, простейших, у представителей всех групп зеленых растений и всех групп грибов. Вегетативное размножение. Размножение вегетативными органами растений - корнями, побегами или их частями. Почкование. Новая особь образуется в виде выроста (или почки) на теле родительской особи, а затем отделяется от нее, при этом превращаясь в самостоятельный организм, который совершенно идентичен родительскому организму. Фрагментация (деление тела). Некоторые организмы могут размножаться делением тела на несколько частей, причём из каждой части вырастает полноценный организм, во всём сходный с родительской особью (плоские и кольчатые черви, иглокожие).

Половое размножение - способ воспроизведения себе подобных, при котором преемственность поколений обеспечивается специализированными половыми клетками.

В половом размножении участвуют две особи -- женская и мужская, которые образуют гаплоидные женские и мужские половые клетки -- гаметы. В результате оплодотворения, т. е. слияния женской и мужской гамет, образуется диплоидная зигота с новой комбинацией наследственных признаков, которая и становится родоначальницей нового организма.



6. Билет № 6

1. Углеводы, жиры и их роль в организме.

Углеводы (сахариды) - обширная группа органических соединений, входящих в состав всех живых организмов.

Углеводы бывают простыми (моносахариды) и сложными (полисахариды).

Основная функция углеводов -- энергетическая. При расщеплении и окислении молекул углеводов выделяется энергия, которая обеспечивает жизнедеятельность организма. При избытке углеводов они накапливаются в клетке в качестве запасных веществ (крахмал, гликоген) и при необходимости используются организмом в качестве источника энергии.

Углеводы используются и в качестве строительного материала. Так, целлюлоза является важным структурным компонентом клеточных стенок многих одноклеточных, грибов и растений. Благодаря особому строению целлюлоза нерастворима в воде и обладает высокой прочностью. В среднем 20--40% материала клеточных стенок растений составляет целлюлоза, а волокна хлопка -- почти чистая целлюлоза, и именно поэтому они используются для изготовления тканей.

Жиры (липиды) - представляют собой соединения высокомолекулярных жирных кислот и трехатомного спирта глицерина. Жиры не растворяются в воде -- они гидрофобны. В клетках всегда есть и жироподобные вещества (липоиды).

Накапливаясь в клетках жировых тканей животных, в семенах и плодах рестений, жир служит запасным источником энергии.

Важна роль жиров и как растворителей гидрофобных органических соединений, необходимых для нормального протекания биохимических превращений в организме. Жиры также выполняют и строительную функцию: Они входят в состав мембран, таким образом они во - первых не пропускают воду в клетки, а также служат теплоизолятором, т.к жиры имеют очень плохую теплопроводимость.

Жиры выполняют энергетическую функцию: из расщепления 1г жира освобождается очень большое кол-во Е - 38,9 кДж.

2. Анаболизм. Реализация наследственной информации - биосинтез белка.

Пластический обмен (анаболизм, ассимиляция) - совокупность биохимических процессов, идущих с затратой энергии.

Биосинтез белка - важный процесс создания молекул белка на основе информации о последовательности АК в его первичной структуре, заключенной в структуре ДНК, содержащийся в ядре.

Этапы биосинтеза белка: I этап. Транскрипция (переписывание): 1. Осуществляется в хромосомах на молекулах ДНК по принципу матричного синтеза. 2. При участии фермента РНК полимеразы, на соответствующих участках ДНК (генах), синтезируются все виды РНК (и-РНК, р-РНК, т-РНК). 3. В цитоплазму через ядерную оболочку перемещаются и-РНК и т-РНК, а р-РНК встраиваются в субъединицы рибосом. 4. В рибосомах идет биосинтез белка. клетка нуклеиновый углевод биологический

II этап. Трансляция (считывание, передача наследственной информации). 1. Рибосома вступает на один из концов и-РНК. 2. Рибосома перемещается прерывисто по и-РНК, триплет за триплетом. 3. Происходит наращивание полипептидной цепочки, одна за другой соединяются АК, поднесенные к соответствующим участкам и-РНК и т-РНК.

7. Билет №7

1. Ядро, его строение и роль в передаче наследственной информации. Ядро - важнейшая часть клетки, содержит ДНК и выполняет две ф-ции: 1. Хранит и воспроизводит генетическую информацию. 2. Регулирует процессы обмена в-ств, протекающих в клетке.

Строение ядра.

1. Ядро окружено оболочкой, которая состоит из 2ух мембран. Наружная мембрана покрыта рибосомами, внутренняя мембрана - гладкая.

Ядерная оболочка - часть мембранной системы клетки. Выросты внешней ядерной мембраны соединяются с каналами ЭПС, образуя единую систему сообщающихся каналов. Обмен веществ между ядром и цитоплазмой осуществляется двумя основными путями. Во-первых, ядерная оболочка пронизана многочисленными порами, через которые происходит обмен молекулами между ядром и цитоплазмой. Во-вторых, вещества могут попадать из ядра в цитоплазму и обратно путем отшнуровывания впячиваний и выростов ядерной оболочки.

f ядерной оболочки: 1. Регуляция обмена в-ств. 2)Защитная

Содержимое ядра подразделяется на ядерный сок, хроматин и ядрышко.

Ядерный сок - однородная масса, заполняющая пространство между структурами ядра. В состав ядерного сока входят белки, АК, разные виды РНК. f: 1) осуществляется взаимосвязь ядерных структур (ядрышки и хроматин). 2) обмен с цитоплазмой клетки. Хроматин - глыбки, гранулы и сетевидные структуры ядра, интенсивно окрашивающиеся некоторыми красителями и отличающиеся по форме от ядрышка. Хроматин содержит ДНК и белки и представляет собой спирализованные и уплотненные участки хромосом. Свою специфическую функцию - передачу генетической информации - могут осуществлять только деспирализованные - раскрученные участки хромосом.

Хромосомы - основные органоиды клеточного ядра, являются носителями генов и определяют наследственные свойства клетки организмов. Особенность: способность к удвоению. Изучение хромосом позволило установить следующие факты: 1. Во всех соматических клетках любого растительного или животного организма число хромосом одинаково. 2. Половые клетки любого вида организмов всегда содержат вдвое меньше хромосом, чем соматические клетки. 3. У всех организмов, относящихся к одному виду, количество хромосом в клетках одинаково.

Ядрышко - представляет собой плотное тельце, погруженное в ядерный сок. Ядрышки есть только в неделящихся ядрах, во время митоза они исчезают, а после завершения деления возникают вновь.

Ядрышко не является самостоятельной структурой ядра. Оно образуется вокруг участка хромосомы, в котором закодирована структура рРНК. В нем содержится большое число молекул рРНК. Кроме накопления рРНК, в ядрышке происходит формирование рибосом, которые потом перемещаются в цитоплазму. Таким образом, ядрышко это скопление рРНК и рибосом на разных этапах формирования.

2. Прокариотическая клетка. Строение, состав.

Прокариоты -- одноклеточные организмы, у которых отсутствуют структурно оформленное ядро, мембранные органоиды и митоз.



По форме выделяют шаровидные клетки (кокки), вытянутые (палочки, или бациллы) и извитые (спириллы). Некоторые виды микроорганизмов живут по отдельности, другие образуют скопления.

Бактерии могут существовать только в аэробных или только в анаэробных условиях, или и в тех и в других. Необходимую энергию они получают в процессе дыхания, брожения или фотосинтеза. Многие бактерии паразитируют в организме животных или растений, вызывая у них заболевания. Основная особенность строения бактерий отсутствие ядра. Наследственная информация у них заключена в одной кольцевой молекуле ДНК, имеющей форму кольца и погруженной в цитоплазму. ДНК у бактерий не образует комплексов с белками, и поэтому все гены, входящие в состав хромосомы, работают, т. е. с них непрерывно считывается наследственная информация. Бактериальная клетка окружена мембраной, отделяющей цитоплазму от клеточной стенки. В цитоплазме мембран мало. В ней находятся рибосомы, осуществляющие синтез белков. Ферменты, обеспечивающие процессы жизнедеятельности бактерий, рассеяны по цитоплазме или прикреплены к внутренней поверхности мембраны.

У многих микроорганизмов внутри клетки откладываются запасные вещества полисахариды, жиры, полифосфаты. Эти вещества, включаясь в обменные процессы, могут продлевать жизнь клетки при отсутствии внешних источников энергии.

Обычно бактерии размножаются делением надвое.

Отличия прокариот от эукариот.

	прокариоты	эукариоты
Представители	Сине-зеленые водоросли, бактерии	животные, растения, грибы
Цитоплазма	бедна органоидами	богата органоидами
Ядро	нет	есть ядро и ядрышки
Эндоплазматическая сеть	нет	есть
Рибосомы	расположены в цитоплазме	расположены на мембране
Митохондрии	нет	есть
Пластиды	нет	есть в клетках растений
Комплекс Гольджи	нет	есть
Клеточный центр	нет	есть (у большинства)
Жгутики и реснички	белковые нити не образуют микротрубочек	состоят из микро-трубочек
Хромосомы	одна	всегда в диплоидном наборе
Способ деления	амитоз	митоз
Размножение	вегетативный, споро- образование	половой: образование гамет

8. Билет № 8

1. Деление клеток - основа размножения и роста организмов. Роль ядра и хромосом в делении клеток. Митоз и его значение.

Деление клетки -- биологический процесс, лежащий в основе размножения и индивидуального развития всех живых организмов.

Ядро и расположенные в них хромосомы с генами - носители

наследственной информации о признаках клетки и организма. Число, форма и размеры хромосом, набор хромосом - генетический критерий вида. Роль деления клетки в обеспечении постоянства числа, формы и размера хромосом. Наличие в клетках тела диплоидного (46 у человека), а в половых - гаплоидного (23) набора хромосом. Состав хромосомы - комплекс одной молекулы ДНК с белками. Жизненный цикл клетки: интерфаза (период подготовки клетки к делению) и митоз (деление).

Интерфаза - период подготовки клетки к делению, она включает периоды:

1) Пресинтетический (G1) - синтез РНК, формирование рибосом, синтез АТФ, белков, формирование одномембранных органоидов

2) Синтетический (S) - удвоение ДНК, синтез белков.

3) Постсинтетический (G2) - синтез АТФ, удвоение массы цитоплазмы, увеличение объема ядра.

Митоз - непрямое деление клетки, наиболее распространенный способ репродукции эукариотических клеток.

В процессе митоза различают четыре фазы: профазу, метафазу, анафазу и телофазу. I. Профаза -- самая продолжительная фаза митоза. В ней спирализируются и вследствие этого утолщаются хромосомы, состоящие из двух сестринских хроматид, удерживаемых вместе центромерой. К концу профазы ядерная мембрана и ядрышки исчезают и хромосомы рассредоточиваются по всей клетке. В цитоплазме к концу профазы центриоли отходят к полосам и образуют веретено деления.

II. Метафаза -- хромосомы продолжают спирализацию, их центромеры располагаются по экватору (в этой фазе они наиболее видны). К ним прикрепляются нити веретена деления.

III. Анафаза -- делятся центромеры, сестринские хроматиды отделяются друг от друга и за счет сокращения нитей веретена отходят к противоположным полюсам клетки.

IV. Телофаза -- делится цитоплазма, хромосомы раскручиваются, вновь образуются ядрышки и ядерные мембраны. После этого образуется перетяжка в экваториальной зоне клетки, разделяющая две сестринские клетки.

Митоз обеспечивает равномерное распределение наследственного материала между дочерними клетками

2. Фотосинтез, фазы. Биологическое значение.

Фотосинтез - сложный многоступенчатый процесс образования органический веществ, при участии E света, CO2, H2O в клетках зеленых растений. Фотосинтез проходит в зеленых листьях, зеленых плодах, зеленых стеблях! Фотосинтез протекает в две фазы: световую, идущую только на свету, и темновую, которая идет как в темноте, так и на свету.

Световая фаза:

Эта фаза происходит только в присутствии света в мембранах тилакоидов (внутренние мембраны хлоропластов, организованные в виде стопки дисков) при участии хлорофилла, белков-переносчиков электронов и фермента -- АТФ-синтетазы. Под действием кванта света электроны хлорофилла возбуждаются, покидают молекулу и попадают на внешнюю сторону мембраны тилакоида, которая в итоге заряжается отрицательно. Окисленные молекулы хлорофилла восстанавливаются, отбирая электроны у воды, находящейся во внутритилакоидном пространстве. Это приводит к распаду или фотолизу воды:

Н2О + Qсвета > Н+ + ОН--.

Ионы гидроксила отдают свои электроны, превращаясь в реакционноспособные радикалы *ОН:

ОН-- > *ОН + е--.

Радикалы *ОН объединяются, образуя воду и свободный кислород:

4НО* > 2Н2О + О2.

Кислород при этом удаляется во внешнюю среду, а протоны накапливаются внутри тилакоида в «протонном резервуаре». По одну сторону мембраны накапливаются положительно заряженные протоны, по другую - частицы с отрицательным зарядом, что приводит к нарастанию разности потенциалов.

При достижении критического уровня разности потенциала протоны проталкиваются на другую сторону мембраны через канал внутри АТФ-синтетазы. Освобождающаяся при этом энергия тратится на синтез АТФ, которая переправляется в место синтеза углеводов.

Общее уравнение световой фазы фотосинтеза:

4ОН -> О2 + 2Н2О

Происходит фосфорилирование АДФ до АТФ; атомарный водород идет на восстановление специфического переносчика НАДФ+ (никотинаминдифосфат) до НАДФ·Н2:

2Н+ + 2е-- + НАДФ > НАДФ·Н2.

Таким образом, в световую фазу происходит фотолиз воды, который сопровождается тремя важнейшими процессами: 1) синтезом АТФ; 2) образованием НАДФ·Н2; 3) образованием кислорода, выделяющегося в атмосферу. Кислород диффундирует в атмосферу, АТФ и НАДФ·Н2 транспортируются в строму хлоропласта и участвуют в процессах темновой фазы.

Темновая фаза:

Эта фаза протекает в строме хлоропласта. Для ее реакций не нужна энергия света, поэтому они происходят не только на свету, но и в темноте. Темновая фаза фотосинтеза состоит из ряда последовательных ферментативных реакций, в результате которых образуется глюкоза, служащая исходным материалом для биосинтеза других углеводов. Этот процесс идет с использованием энергии АТФ и при участии атомов водорода, образовавшегося в световую фазу.

Общее уравнение темновой фазы фотосинтеза:

6СО2 + 24 Н2О --> C6H12O6 + 6 H2O

Общее уравнение фотосинтеза:

6 С02 + 6 Н20 --> С6Н1206 + 6 02

Кроме углеводов, в пластидах синтезируются аминокислоты, белки, липиды, хлорофилл.

Биологическое значение фотосинтеза:

В процессе фотосинтеза образуются органические в-ва, образуется основной продукт - углевод. Животные употребляют растения в пищу. Таким образом, растения являются продуцентами, животные получают готовые органические в-ва. С другой стороны, растения выделяют кислород, что и необходимо для жизни.

9. Билет № 9

1. Фотосинтез. Космическая роль растений.

Фотосинтез -- важнейший процесс в жизни нашей планеты. Он выполняет космическую функцию, производя огромное количество энергии, запасаемой в зеленых растениях, и поставляя кислород в атмосферу. Это единственный на нашей планете процесс, связанный с превращением энергии солнечного света в энергию химических связей, заключенную в органических веществах. Таким способом поступившая из космоса энергия солнечных лучей, запасенная зелеными растениями в углеводах, жирах и белках, обеспечивает жизнедеятельность всего живого мира - от бактерий до человека.

Выдающийся русский ученый конца ХIХ - начала ХХ в. Климент Аркадьевич Тимирязев (1843-1920) роль зеленых растений на Земле назвал космической.

Накопление органической массы. Сахар - важный продукт фотосинтеза. Его производится больше, чем каких-либо других химических соединений на Земле. Все живые организмы могут жить, лишь потребляя в виде пищи ту энергию, которую зеленые растения с помощью хлорофилла получили от Солнца и заключили в углеводах и других органических соединениях.

Накопление энергии - очень важное для живой природы явление, обусловленное фотосинтезом зеленых растений. Созданные с участием хлорофилла и солнечного света углеводы, а также образованные в растениях белки и жиры содержат в себе много энергии. Особенно много ее в крахмале и различных сахарах.

Обеспечение постоянства содержания углекислого газа в атмосфере. В атмосфере Земли углекислый газ составляет 0,03% от объема воздуха. Эта величина удерживается на протяжении многих тысячелетий, несмотря на то что великое множество живых организмов в процессе дыхания выделяют углекислый газ. Еще больше его выделяется при гниении и разрушении мертвых тел, при извержении вулканов, пожарах, при сжигании топлива. Все это огромное количество углекислого газа поглощают зеленые растения в процессе фотосинтеза, сохраняя более или менее постоянное содержание углекислого газа в атмосфере Земли и тем самым обеспечивая возможность жизни на нашей планете.

Накопление кислорода в атмосфере. В настоящее время кислород воздуха в атмосфере занимает 21% его объема. Как побочный продукт фотосинтеза кислород ежегодно поступает в атмосферу в огромном. Благодари этому все организмы на Земле могут дышать и осуществлять процессы своей жизнедеятельности.

Создание почвы на Земле. Органические вещества, образованные зелеными растениями, потребляются живыми существами. Отходы процессов жизнедеятельности организмов, продукты гниения и разложения мертвых тел и их отдельных частей, попадая в верхний слой земной поверхности, разлагаются там и принимают участие в создании почвы. Без органических соединений почва не образуется.

Почва образуется и развивается на поверхности Земли в результате взаимодействия элементов живой и неживой природы. От количества органических веществ - гумуса - зависит плодородие почвы.

Зеленые растения благодаря фотосинтезу осуществляют чрезвычайно важную -- космическую -- роль в жизни нашей планеты. Она заключается в том, что растения, преобразуя энергию солнечного света, запасают огромное количество энергии в виде органического вещества и выделяют в атмосферу кислород.

2. Обмен веществ и энергии в клетке.

Процесс обмена -- основное свойство живого. В цитоплазме клеток органов и тканей постоянно идет процесс синтеза сложных высокомолекулярных соединений и одновременно с этим -- их распад с выделением энергии и образованием простых низкомолекулярных веществ -- углекислого газа, воды, аммиака и др.

Процесс синтеза органических веществ называется ассимиляцией, или анаболизмом (пластический обмен). В ходе ассимиляции обновляются органоиды клетки, и накапливается запас энергии. Распад структурных элементов клетки сопровождается выделением заключенной в химических связях энергии, а конечные продукты распада, вредные для организма, выводятся за пределы клетки, а затем из организма.

Процесс распада органических веществ противоположен процессу ассимиляции и называется диссимиляцией, или катаболизмом (энергетический обмен). Подобного типа реакции идут с поглощением кислорода, поэтому расщепление органических веществ, связано с окислением, а освободившаяся при этом энергия идет на синтез АТФ (аденозинтрифосфорная кислота), необходимой для ассимиляции.

Таким образом, ассимиляция и диссимиляция -- это две противоположные, но взаимосвязанные стороны единого процесса -- обмена веществ. При нарушении ассимиляции и диссимиляции расстраивается весь обмен веществ.

В организме человека непрерывно протекают водный, солевой, белковый, жировой и углеводный обмен. Непрерывный распад и окисление органических соединений возможны лишь тогда, когда количество этих веществ в клетках постоянно пополняется. Однако потребность в питательных веществах неодинакова. Большая их часть используется организмом для образования энергии. В процессе жизнедеятельности организма энергетические запасы непрерывно уменьшаются, и их пополнение идет за счет пищи.

Соотношение количества энергии, поступающей с пищей, и энергии, расходуемой организмом, называется энергетическим балансом. Количество потребляемой пищи должно соответствовать энергетическим затратам человека.

10. Билет № 10

1. Мейоз, его значение, отличие от митоза. Набор хромосом в гаметах и соматических клетках.

Мейоз -- особый тип деления клеток, в результате которого образуются половые клетки.

В отличие от митоза, при котором сохраняется число хромосом, получаемых дочерними клетками, при мейозе число хромосом в дочерних клетках уменьшается вдвое.

Процесс мейоза состоит из двух последовательных клеточных делений -- мейоза I (первое деление) и мейоза II (второе деление).

Удвоение ДНК и хромосом происходит только перед мейозом I.

В результате первого деления мейоза образуются клетки с уменьшенным вдвое числом хромосом. Второе деление мейоза заканчивается образованием половых клеток. Таким образом, все соматические клетки организма содержат двойной, диплоидный (2n), набор хромосом, где каждая хромосома имеет парную, гомологичную хромосому. Зрелые половые клетки имеют лишь одинарный, гаплоидный (n), набор хромосом и соответственно вдвое меньшее количество ДНК.

Отличия мейоза от митоза:

1. Митоз и мейоз - это способы деления клеток, содержащих в своем составе ядро.

2. Митоз происходит в соматических клетках, мейоз - в половых.

3. При митозе происходит одно деление клетки, мейоз предполагает деление в две стадии.

4. В результате мейоза происходит уменьшение числа хромосом в 2 раза, в процессе митоза - сохранение исходного числа хромосом в дочерних клетках.

Биологическое значение мейоза:

1) является основным этапом гаметогенеза;

2) обеспечивает передачу генетической информации от организма к организму при половом размножении;

3) дочерние клетки генетически не идентичны материнской и между собой.

А так же, биологическое значение мейоза заключается в том, что уменьшение числа хромосом необходимо при образовании половых клеток, поскольку при оплодотворении ядра гамет сливаются. Если бы указанной редукции не происходило, то в зиготе хромосом становилось бы вдвое больше. Однако это противоречит правилу постоянства числа хромосом. Благодаря мейозу половые клетки гаплоидны, а при оплодотворении в зиготе восстанавливается диплоидный набор хромосом.

Гаметы -- половые клетки, участие их в оплодотворении, образовании зиготы. Результат оплодотворения -- удвоение числа хромосом, восстановление их диплоидного набора в зиготе. Особенности гамет -- одинарный, гаплоидный набор хромосом по сравнению с диплоидным набором хромосом в клетках тела.

Этапы развития половых клеток: 1) увеличение путем митоза числа первичных половых клеток с диплоидным набором хромосом; 2) рост первичных половых клеток; 3) созревание половых клеток.

2. Уровни организации живой материи. Методы биологии.

Уровни организации живой материи:

Молекулярный. Любая живая система состоит из биологических макромолекул: нуклеиновых кислот, белков, полисахаридов, а также других важных органических веществ. С этого уровня начинаются разнообразные процессы жизнедеятельности организма: обмен веществ и превращение энергии, передача наследственной информации и др.

Клеточный. Клетка - структурная и функциональная единица, а также единица развития всех живых организмов, обитающих на Земле. На клеточном уровне сопрягаются передача информации и превращение веществ и энергии.

Организменный. Элементарной единицей организменного уровня служит особь, которая рассматривается в развитии - от момента зарождения до прекращения существования - как живая система. На этом уровне возникают системы органов, специализированных для выполнения различных функций.

Популяционно-видовой. Совокупность организмов одного и того же вида, объединенная общим местом обитания, в которой создается популяция -надорганизменная система. В этой системе осуществляются элементарные эволюционные преобразования - процесс микроэволгоции.

Биогеоценотический. Биогеоценоз - совокупность организмов разных видов и различной сложности организации с факторами среды их обитания. В процессе совместного исторического развития организмов разных систематических групп образуются динамичные, устойчивые сообщества.

Биосферный. Биосфера - совокупность всех биогеоценозов, система, охватывающая все явления жизни на нашей планете. На этом уровне происходит круговорот веществ и превращение энергии, связанные с жизнедеятельностью всех живых организмов.

Основными частными методами в биологии являются:

· описательный;

· сравнительный;

· исторический;

· экспериментальный.

Описательный -- это такой научный метод, который включает наблюдение и описание поведения участника без какого бы то ни было влияния на него.

Сравнительный - метод исследования, который определяет сходства и различия между организмами и их частями. На принципах этого метода была основана систематика и сделано одно из крупнейших обобщений - создана клеточная теория. Сравнительный метод перерос в исторический, но не потерял своего значения и сейчас.

Исторический - метод, который выясняет закономерности появления и развития организмов, становления их структуры и функций. Утверждением в биологии исторического метода наука обязана Ч. Дарвину.

Экспериментальный - метод исследования явлений природы, который связан с активным воздействием на них путем постановки опытов (экспериментов) в точно учитываемых условиях и путем изменения течения процессов в нужном исследователю направлении. Этот метод позволяет изучать явления изолированно и добиваться повторяемости их при воспроизведении тех же условий. Эксперимент обеспечивает не только более глубокое, чем другие методы, проникновение в сущность явлений, но и непосредственное овладение ими.



11. Билет № 11

1. Индивидуальное развитие организмов. Эмбриональное развитие животных (на примере ланцентника).

1. Образование зиготы, ее первые деления -- начало индивидуального развития организма при половом размножении. Эмбриональный и постэмбриональный периоды развития организмов.

2. Эмбриональное развитие -- период жизни организма с момента образования зиготы до рождения или выхода зародыша из яйца.

3. Стадии эмбрионального развития (на примере ланцетника):

1) дробление -- многократное деление зиготы путем митоза. Образование множества мелких клеток (при этом они не растут), а затем шара с полостью внутри -- бластулы, равной по размерам зиготе; 2) образование гаструлы -- двухслойного зародыша с наружным слоем клеток (эктодермой) и внутренним, выстилающим полость (энтодермой). Кишечнополостные, губки -- примеры животных, которые в процессе эволюции остановились на двухслойной стадии; 3) образование трехслойного зародыша, появление третьего, среднего слоя клеток -- мезодермы, завершение образования трех зародышевых листков; 4) закладка из зародышевых листков различных органов, специализация клеток.

4. Органы, формирующиеся из зародышевых листков.

5. Взаимодействие частей зародыша в процессе эмбрионального развития -- основа его целостности. Сходство начальных стадий развития зародышей позвоночных животных -- доказательство их родства.

6. Высокая чувствительность зародыша к воздействию факторов среды. Вредное влияние алкоголя, наркотиков, курения на развитие зародыша, на подростка и взрослого человека.

2. Нуклеиновые кислоты - РНК. Виды, строение.

НК - природные высокомолекулярные биополимеры, обеспечивают хранение и передачу наследственной информации в живых организмах.

РНК - одноцепочный биологический полимер, мономерами которого являются рибонуклеотиды, образующие одиночную полинуклеотидную цепочку.

1. Локализация: в ядрышке, рибосомах, цитоплазме, митохондриях, хлоропластах (раст.кл.)

2. f: 1. и-РНК (переносит информацию о первичной структуре белков из хромосом в рибосомы)

2. р-РНК (рибосомная РНК) - составная часть рибосом.

3. т-РНК (транспортная РНК) - переносит АК к рибосомам.

3. схема строения РНК:

Комплементарность:

А->У/ Г->Ц

Размещено на Allbest.ru

...