Краткое содержание курса (часть 1)

Биология изучает все живые организмы
Ботаника изучает растения
Зоология изучает животных
Морфология изучает внешнее строение
Анатомия изучает внутреннее строение
Физиология – процессы жизнедеятельности
Экология - это наука, изучающая взаимоотношения живых
организмов между собой и с окружающей средой.
Систематика – это наука, изучающая многообразие живых
организмов, и объединяющая их в группы на основе родства
Эмбриология – это наука о зародышевом развитии
организма
Генетика – это наука, изучающая закономерности
наследственности и изменчивости
Прокариоты (бактерии) – организмы, не имеющие
сформированного ядра нет мембранных органоидов, есть
рибосомы
Эукариоты (животные, растения, грибы) – ядерные
организмы, есть ядро, покрытое ядерной оболочкой,
имеются мембранные структуры: Комплекс Гольджи, ЭПС,
митохондрии, у растений есть хлоропласты.
Органические вещества:
белки - полипептиды (мономеры – аминокислоты),
первичная структура образована пептидной связью,
вторичная – водородной связью,
третичная – гидрофобностью радикалов, ионными,
ковалентными дисульфидными связями, водородными.
четвертичная структура - гидрофобностью радикалов,
ионными, ковалентными дисульфидными связями,
водородными.
Функции белков в организме
1 Каталитическая функция (ферменты)
2 Структурная (входят в состав мембранных структур)
3 Защитная функция (антитела)
4 Регуляторная -регулируют транскрипцию, трансляцию
5 Сигнальная (способность белков служить сигнальными
веществами, передавая сигналы между клетками, тканями,
о́рганами и разными организмами)
6 Транспортная (гемоглобин – транспорт О2)
7 Запасная (резервная) функция белков
8 Рецепторная (белки, встроенные в клеточную мембрану
принимают сигналы окр. среды)
9 Моторная (двигательная) сокращение мышц
Липиды (состоят из глицерина и остатка карбоновых
кислот),
Функции
1. энергетическая 2. структурная
3. регуляторная (гормоны) 4. защитная
5. увеличение плавучести
Углеводы (мономер – моносахариды),
Функции 1. энергетическая 2. структурная
3. запасающая 4. рецепторная функция — многие
олигосахариды входят в состав воспринимающей части
клеточных рецепторов
Нуклеи́новые кисло́ты (от лат. nucleus — ядро) —
высокомолекулярные органические соединения,
биополимеры (полинуклеотиды), образованные остатками
нуклеотидов. Нуклеиновые кислоты ДНК и РНК
присутствуют в клетках всех живых организмов и
выполняют важнейшие функции по хранению, передаче и
реализации наследственной информации.
Нуклеотид состоит из азотистого основания,
пятиуглеродного сахара и остатка фосфорной кислоты (Ф),
соединяются ковалентными связями.
ДНК состоит из 2 цепей нуклеотидов, соединенных по
принципу комплементарности водородными связями
В состав нуклеотидаДНК входит одно из азотистых
оснований (аденин комплементарен тимину, гуанин
комплементарен цитозину) , дезоксирибоза (сахар) и Ф
РНК – одна цепь нуклеотидов. В состав нуклеотидаРНК
входит одно из азотистых оснований (аденин
комплементарен урацилу, гуанин комплементарен
цитозину) , рибоза (сахар) и Ф.
Виды РНК
1. Информационная 2. Транспортная 3. Рибосомная
Обмен веществ (метаболизм)= анаболизм + катаболизм
Анаболизм (ассимиляция) – пластический обмен
(образование белков, углеводов, нуклеиновых кислот)
Катаболизм (диссимиляция) – распад органических
веществ с высвобождением энергии с образование молекул
АТФ происходит у эукариот в митохондриях и
хлоропластах, у прокариот в цитоплазме (энерг. обмен)
Этапы биосинтеза белковых молекул
1 этап. Транскрипция (списывание генетической
информации с ДНК на и-РНК)
2 этап. Трансляция (синтез белка на рибосомах)
кодон (триплет) – последовательность трёх нуклеотидов
информационной РНК.
антикодон – комплементарен кодону, находится на
транспортной РНК.
Фотосинтез протекает в хлоропластах – образуются на
свету органические вещества и кислород из неорганических
веществ СО2 и Н2О.
процессы световой фазы фотосинтеза (происходит на
тилакоидах гран хлоропластов)
а) фотолиз воды
б) синтез АТФ
в) образование НАДФ ·Н2
г) образование О2 как побочного продукта фотолиза воды
процессы темновой фазы фотосинтеза (происходит в
строме хлоропласта)
- синтез органических веществ
суммарное уравнение фотосинтеза
6 СО2 + 6 Н2О = С6Н12О6 + 6О2
Клеточное дыхание (окисление органических веществ)
при окислении 1 молек.глюкозы (кон.продукты) СО2 и Н2О
а) анаэробное (без кислорода) гликолиз протекает в
цитоплазме клетки, в результате образуется 2 молекулы АТФ
б) аэробное (с участием кислорода) фосфорилирование в
дыхательной цепи протекает в митохондриях клеток результат - 34 молекулы АТФ
Типы размножения
1. Бесполое – участвует один организм
(простое деление надвое, вегетативное размножение,
почкование, спорами).
2. Половое – участвует женский и мужской организм, при
слиянии жен. и муж. гаплоидных (1n) гамет образуется
диплоидная (2n) зигота.
Клеточный цикл = интерфаза + митоз
интерфаза(подготовка к делению) по продолжительности
больше митоза.
Деление клетки. Митоз. продолжительность 1 – 2 часа
1 фаза – профаза- деспирализация хромосом
2 фаза – метафаза- хромосомы в экваториальной плоскости
3 фаза – анафаза- расхождение хроматид
4 фаза – телофаза- спирализация хромосом, восстановление
ядерной оболочки, образование двух клеток.
Результат митоза – рост организма, дочерние клетки
идентичны материнским, с таким же набором хромосом.
Деление клетки. Мейоз (редукционное деление).
Мейоз I (первое деление)
профаза мейоза I - гомологичные хромосомы сближаются,
образуя биваленты, может произойти обмен участками нитей
ДНК, в результате, которого образуются новые комбинации
генов в хромосомах = Кроссинговер.
Метафаза I биваленты располагаются в экваториальной
части клетки.
Анафаза I – расхождение гомологичных хромосом к
противоположным полюсам клетки.
Телофаза I – образование двух гаплоидных клеток, в которых
каждая хромосома состоит из двух хроматид.
Мейоз II такие же изменения в клетке, что при митозе.
Результат мейоза – из одной материнской клетки
появляются 4 клетки с гаплоидным набором хромосом гамет, образование гамет с новыми комбинациями генов,
что важно для эволюции живых организмов.
Образование мужских клеток – сперматогенез (4 гаметы),
образование женских клеток – овогенез (1 яйцеклетка и три
направительных тельца).
Онтогенез – процесс индивидуального развития организмов
прямое развитие – детёныш похож на родителей (человек),
непрямое развитие – детёныш не похож на взрослую особь
(головастик лягушки, гусеницы у бабочек)
у животных: 1 период – эмбриональное развитие (развитие
зародыша) , 2 период – постэмбриональное развитие ( с
рождения до гибели).
Оогене́з или овогене́з — у животных, развитие женской
половой клетки — яйцеклетки (яйца).
Оогенез совершается в три этапа, называемых периодами.
1. Период размножения - оогонии делятся митотическим
путем.
2. Период роста. Половые клетки в этом периоде называются
ооцитами первого порядка. Они теряют способность к
митотическому делению и вступают в профазу I мейоза. В
этот период осуществляется рост половых клеток.
Созревание ооцита — это процесс последовательного
прохождения двух делений мейоза (делений созревания). Как
уже говорилось выше, при подготовке к первому делению
созревания ооцит длительное время находится на стадии
профазы I мейоза, когда и происходит его рост. Выход из
профазы I мейоза приурочены к достижению самкой половой
зрелости и определяются половыми гормонами.
Из двух делений созревания первое у большинства видов
является редукционным, так как именно в ходе этого деления
гомологичные хромосомы расходятся по разным клеткам.
Таким образом, каждая из разделившихся клеток приобретает
половинный (гаплоидный) набор хромосом, где каждый ген
представлен лишь одной аллелью.
Сперматогенез - развитие мужских половых клеток
(сперматозоидов), происходящее под регулирующим
воздействием гормонов.
Фаза роста выделяется в определенной степени условно,
поскольку она не связана, как в женском гаметогенезе, с
накоплением питательных веществ для будущего зародыша, и
по этой причине ее часто объединяют с третьей фазой
сперматогенеза (фазой созревания) в одну, так называемую,
мейотическую фазу. В мейотической фазе половая клетка
(сперматоцит 1-го порядка) проходит длинную профазу
первого мейотического деления, которая у человека
продолжается около 22 суток. Рост характеризуется
небольшим увеличением объема сперматоцитов.
Фаза созревания — наиболее продолжительная фаза
гаметогенеза. В овогенезе она начинается в эмбриогенезе
В фазе созревания клетки проходят мейоз
-особый вид деления, в ходе которого содержание хромосом в
их ядрах сокращается наполовину и составляет 23.
Перед вступлением в мейоз диплоидные половые клетки с
генетическим набором 2с2n в синтетическом периоде
клеточного цикла удваивают количество ДНК и,
соответственно, — количество субъединиц хромосом. Их
ядерная формула может быть представлена как 4с2n.
Генетика
Ген – участок молекулы ДНК, на котором закодирована
информация о первичной структуре белковой молекулы.
Генотип – совокупность генов организма
Фенотип – совокупность внешних и внутренних признаков
организма.
рецессивные гены – подавляемые гены, в присутствии
доминантного гена фенотипически не проявляется.
доминантный ген – подавляет проявление рецессивного гена
гомозигота - в гомозиготных клетках гомологичные
хромосомы несут одну и ту же форму определенного гена.
АА; ВВ; аа; вв;
ААВВ; ААвв; ааВВ.
Гетерозиготы - в гетерозиготных клетках гомологичные
хромосомы несут разные (или аллельные) формы того или
иного гена. Аа - гетерозигота; АаВв - дигетерозигота
1 закон Менделя (закон единообразия) – при скрещивании
родителей чистых линий, отличающихся по одному признаку,
все гибриды F1 однообразны, с проявлением в фенотипе
доминантного гена.
2 закон Менделя – (закон расщепления). При скрещивании
двух гибридов первого поколения в F2 наблюдается
расщепление, появляются особи с проявлением рецессивного
гена, составляющие ¼ часть от всего поколения.
3 закон Менделя (закон независимого наследования) – каждая
пара признаков наследуется независимо от других признаков.
Генетика пола. Аутосома – все хромосомы, кроме половых.
Женская гамета – 22 аутосомы и Х половая хромосома
Мужская гамета - 22 аутосомы и Х половая хромосома
или 22 аутосомы и Y половая хромосома.
Во всех соматических клетках (сома – тело) человека имеется
46 хромосом
У женщин – 44 аутосомы и ХХ половые хромосомы
у мужчин - 44 аутосомы и ХY половые хромосомы
Гены, находящиеся в одной хромосоме, называются
сцепленными.
Если особи с новыми генными комбинациями встречаются в
потомстве реже, чем особи с родительскими фенотипами,
то это верный признак сцепленности соответствующих
генов. Появление рекомбинантных сочетаний у аллелей
называется кроссинговером (перекрестом).
Хромосомная теория наследственности.
- Гены находятся в хромосомах.
- Гены в хромосомах расположены линейно , друг за другом и
не перекрываются.
- Гены расположенные в одной хромосоме, называются
сцепленными и образуют одну группу сцепления. (число групп
сцепления равно числу хромосом в гаплоидном наборе).
- Закон Моргана – «Гены, расположенные в одной хромосоме,
наследуются совместно».
Полное сцепление: Если гены в хромосоме расположены
близко друг к другу, то кроссинговер почти невероятен и при
анализирующем скрещивании расщепление 1:1
Неполное сцепление: Если гены в хромосоме расположены на
некотором расстоянии, то частота кроссинговера возрастает.
Появляются кроссинговерные хромосомы, их количество
прямо пропорционально расстоянию между генами.
Изменчивость
Ненаследственная изменчивость – модификационная,
возникает без изменений в хромосомах, не передается по
наследству (по определению Дарвина – определённая
изменчивость).
Наследственная изменчивость – возникают изменения в
хромосомах, передаётся по наследству
Виды наследственной изменчивости
а) мутационная изменчивость (по определению Дарвина –
неопределённая изменчивость. Пример: четвертый лист
клевера)
б) комбинативная изменчивость (по определению Дарвина – в
результате скрещивания)
в) коррелятивная (по определению Дарвина –соотносительная.
Пример: длинная шея и конечности жирафа).