Опорные конспекты по ОБЩЕЙ БИОЛОГИИ

1. Что изучает биология? Рассказать об истории развития биологии, ее связи с другими науками, значении биологии для медицины.

Биология (греч.bios – жизнь логос - наука),термин ввел в 1802г Жан Батист Ламарк.

Биология – комплекс биологических наук, изучающих живую природу как особую форму движения материи, законы ее существования и развития.

Биология – комплекс наук о живой природе, предметом являются все проявления жизни: 1.строение и функции живых организмов,

              2.их происхождение и развитие,

              3.взаимосвязь с окружающей средой.

Классификация биологических наук.

По объекту исследования:

 1.Ботаника – наука о растениях;

2. Зоология – наука о животных;

3. Микология – наука о грибах;

4.Микробиология – наука о микроорганизмах;

5.Вирусология – наука о вирусах.

По изучаемым свойствам:

1.Генетика – закономерности наследственности и изменчивости организмов;

2.Биохимия – химический состав живых существ и пути их взаимопревращения;

3. Экология – изучает  взаимоотношения организмов и их сообществ с окружающей средой.

По уровню живой материи:

1. Молекулярная биология;

2.Цитология (клетка);

3.Гистология (ткани);

4.Анатомия и морфология ( организменный уровень).

История биологии.

Связь биологии с другими науками

1. С фундаментальными науками (математикой, физикой, химией);
2. Естественными науками (геологией, географией, почвоведением);
3. Общественными науками (психологией, социологией);
4. Прикладными науками (биотехнологией, бионикой, растениеводством, охраной природы)

Входит в комплекс естественных наук, т.е. наук о природе.

Значение биологии для медицины.

Биология - теоретическая основа медицины.

1. Представления о макро- и микроскопическом строении человеческого тела, о функциях его органов и клеток (анатомия, гистологию и физиологию);
2. Учение о причинах и распространении инфекционных болезней и принципах борьбы с ними (микробиология и вирусология);
3. Представления о механизмах иммунитета, структура антител,
4. Исследование тканевой несовместимости как препятствия для пересадки органов и тканей.
5. Открытие и массовое производство антибиотиков.
6. Генетический анализ позволяет обнаруживать у человека вредные мутации и лечить их, корректировать, давать  медико-генетических консультаций и рекомендаций.

2.        Охарактеризовать уровни организации живой материи.

3. Назвать и охарактеризовать основные свойства живых существ.

4. Дать характеристику химическому составу клетки (макро-  и микроэлементы).

Клетки сходны не только по строению, но и по своему химическому составу и содержат хотя и не одинаковые, но сходные вещества в близких количествах.

Все химические элементы участвуют в построении организма в виде ионов, либо в составе тех или иных соединений.

Более 80 химических элементов.

Химические элементы, входящие в состав клетки и выполняющие биологические функции, называют биогенными -27 элементов, из них 4 – органогенные - преимущественно из них построены белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты и многие другие органические вещества.

4. Охарактеризовать неорганические вещества клетки (вода, минеральные соли, их значение).

Вода.

Количество от 60% до 95%.

Вода – важнейшее неорганическое вещество клетки. Обладает высокой теплоемкостью и теплопроводностью. При охлаждении ее от +4 до 0 градусов, т.е. достигает максимальной плотности (поэтому лед легче воды).

Строение воды: - молекулы воды малы;

                              - полярны (диполи);

                              - соеденены водородными связями;

Функции воды:

1. Вода растворитель для полярных веществ;

2. Вода среда для химических реакций;
3. Вода осуществляет транспорт веществ;
4. Вода обладает высокой теплоемкостью за счет водородных связей. Это минимизирует происходящие в ней температурные изменения. Поэтому, вода участвует в поддержании теплового равновесия;
5. Вода обладает большой теплотой испарения, т.е. испарение сопровождается охлаждением. Поэтому вода участвует в терморегуляции (у животных – потоотделение, у растений – транспирация);
6. Вода определяет физические свойства клетки (объем, упругость),т.е. осмотическое поступление воды в клетку обеспечивает тургор: 

Осморегуляция – процесс, обеспечивающий относительное постоянство концентрации активных веществ во внутренней среде клетки, или организма.

Тургор – внутреннее осмотическое давление в клетке, вызывающее напряжение в клеточной оболочке.

7. Вода участвует в реакциях метаболизма (реакции гидролиза, выделение О2  и источник  Н+  в процессе фотосинтеза);
8. Обеспечивает стабильность структур (за счет гидрофобности).

Вода

Минеральные соли.

Функции минеральных солей:

1. Определяют буферные свойства;
2. Обеспечивают осмотическое давление;
3. Входят в состав кофакторов ферментов (кофактор – небелковый компонент четвертичной структуры белка);

Минеральные соли

Буферность – способность клетки поддерживать слабощелочную реакцию своего содержимого на постоянном уровне (при внесении небольшого количества кислот или щелочей). рН клетки = 7,2.

Катионы:

Магний (Mg)

1.Кофактор многих ферментов, участвующих в энергетическом обмене и синтезе ДНК;

2.Входит в состав молекулы хлорофилла;

3.Ион Mg2+ наряду с Са2+ образует соли с пектиновыми веществами;

4.Входит в состав ферментов, необходимых для функционирования мышечной, нервной и костной тканей.

Натрий (Na)

1.Участвует в создании и поддержании биоэлектрического потенциала на мембране (в результате работы натриевого и калий-натриевого насосов);

2.Ионы Na+ участвуют в поддержании осмотического потенциала клеток, что обеспечивает поглощение воды из почвы

3.Ионы Na+ влияют на работу почек;

4.Участвуют в поддержании сердечного ритма (вместе с ионами К+ и Са2+); вместе с ионами хлора Сl-составляют большую часть минеральных веществ крови;

5.Участвуют в регулировании кислотно-щелочного равновесия организма, входя в состав буферной системы организма.

Кальций (Са)

1.Ионы Са2+участвуют в регуляции избирательной проницаемости клеточной мембраны;

участвуют в процессах соединения ДНК с белками

2.Ионы Са2+, образуя соли пектиновых веществ, придают твердость межклеточному веществу, соединяющему растительные клетки; участвуют в формировании срединной пластинки между клетками

3.Нерастворимые соли кальция входят в состав костей позвоночных, раковин моллюсков, коралловых полипов.

4.Ионы Са2+участвуют в образовании желчи;

5.Участвуют в синаптической передаче нервного импульса;

6.В процессах свертывания крови;

7.Активируют ферменты при сокращении поперечнополосатых мышечных волокон.
Анионы:

Фосфор (Р) в виде Н2РО4-

1.В виде остатков фосфорной кислоты входит  в состав АТФ, нуклеотидов, ДНК, РНК, коферментов НАД, НАДФ, ФАД, фосфолипидов, многих ферментов;

2.Входит в состав всех мембранных структур;

3.В виде фосфатов входит в состав костной ткани, зубной эмали;

4.У млекопитающих фосфатная буферная система, в состав которой входят анионы Н2РО4 и НРО2-4

поддерживает рН тканевой жидкости в интервале 6,9-7,4.

Хлор (С1)

1.Анионы Сl-участвуют в регуляции тургорного давления;

2.Анионы Сl-вместе с катионами натрия Na+ участвуют в формировании осмотического потенциала плазмы крови;

3.входят в состав соляной кислоты, являющейся компонентом желудочного сока.

18.Рассказать об основных положениях клеточной теории, методах изучения клеток.

Основные положения клеточной теории.

1838 – 1839  М. Шлейден, Т.Шванн

• Все живые организмы состоят из клеток;
• Клетки животных и растений имеют общий план строения;
• Жизнедеятельность организмов представляет собой сумму жизнедеятельности всех его клеток.

Современная клеточная теория:

1. Клетка – единица строения, жизнедеятельности, роста и развития живых организмов. Вне клетки жизни нет.
2. Клетка – единая система, состоящая из множества закономерно связанных друг с другом элементов, представляющих собой определенное целостное образование.
3. Клетки всех организмов сходны по своему химическому составу, строению и функциям.
4. Новые клетки образуются только в результате деления материнских клеток («клетка от клетки»).
5. Клетки многоклеточных организмов образуют ткани, из тканей состоят органы. Жизнь организма в целом обусловлена взаимодействием составляющих его клеток.
6. Клетки многоклеточных организмов имеют полный набор генов, но отличаются друг от друга тем, что у них работают различные группы генов, следствием чего является морфологическое и функциональное разнообразие клеток – дифференцировка.

Методы изучения клеток.

1. Микроскопия (световая, электронная, сканирующая);
2. Окрашивание;
3. Биохимический;
4. Дифференциальное центрифугирование;
5. Метод меченых атомов;
6. Культура тканей, клеток.

19. Рассказать о строении и функциях наружной цитоплазматической мембраны.

(См. рисунок лекции)

1. Молекулы фосфолипидов располагаются в виде двойного слоя (липидный бислой). Каждая молекула фосфолипида образована полярной гидрофильной «головкой» и неполярными гидрофобными «хвостами». В цитоплазматической мембране гидрофильные головки обращены к наружной и внутренней сторонам мембраны, а гидрофобные хвосты — внутрь мембраны .
2. Белки: - погруженные, пронизывающие(образуют клеточную пору), периферические.
3. На внешней поверхности цитоплазматической мембраны могут располагаться молекулы олиго- и полисахаридов. В клетках животных такой углеводный слой покрывает всю поверхность плазмалеммы, образуя надмембранный комплекс. Он называется гликокаликсом. 

Функции:

1. Ограничивает содержимое клетки (защитная). Обеспечивается, прежде всего, липидным бислоем, не позволяющим содержимому клетки растекаться и препятствующего проникновению в клетку чужеродных веществ.
2. Определяет избирательную проницаемость:

Диффузия –  пассивное перемещение вещества из участка большей концентрации к участку меньшей концентрации. 

Пассивный транспорт – пассивное перемещение вещества из участка большей концентрации к участку меньшей концентрации через мембрану. 

Перенос – пассивное перемещение вещества из участка большей концентрации к участку меньшей концентрации через мембрану с помощью молекул переносчиков.

 Активный транспорт – перенос веществ через мембрану из области низкой   концентрации этих веществ в область более высокой. Для этого в мембране имеются специальные насосы, работающие с использованием энергии АТФ.

Наиболее распространен К+/ Na+ насос – удаляет из клетки 3 Na+ и закачивает в нее 2К+.

3. Фагоцитоз – это клеточный обмен, при котором встроенные в мембрану клетки-фагоциты захватывают и переваривают различные питательные вещества..
4. Пиноцитоз – представляет собой процесс захвата мембраной клетки, соприкасающиеся с ней молекулы жидкости. Для этого на поверхности мембраны образуются специальные усики, которые как будто окружают каплю жидкости, образуя пузырек, которые впоследствии «проглатывается» мембраной.
5. Экзоцитоз – представляет собой обратный процесс, когда клетка через мембрану выделяет секреторную функциональную жидкость на поверхность.
6. Раздражимость.
7. Межклеточные контакты.

20. Охарактеризовать строение и функции аппарата Гольджи, лизосом.

Аппарат Гольджи

Открыт 1898 итальянским ученым-гистологом Камилло Гольджи.

Строение: - Одномембранный органоид эукариотической клетки;

                   - Система пузырьков и цистерн, в которых находятся продукты синтеза и распада.

Функции: - Завершения процессов синтеза в клетке;

                   - Обеспечивает упаковку и вынос веществ из клетки;

                   - Образует первичные лизосомы.

Лизосомы (в растительной клетке лизосом нет)

Строение: - Одномембранные шарообразные структуры клетки;

                    - Содержат гидролитические    ферменты, среда кислая.

Функции: - Обеспечивают расщепление высокомолекулярных веществ

                      (подготовительный этап энергетического обмена);

                    - Внутриклеточное пищеварение;

                    -  Растворяет ненужные вещества и органоиды;

                    - Растворяет органы при метаморфозе  

                      (хвост головастика при превращении в лягушонка).

21.        Охарактеризовать строение, свойства и функции ядра клеток. Рассказать о типах хромосом, объяснить понятие «кариотип».

Ядро.

- главный компонент эукариотической клетки;

- окружено двухслойной мембраной;

- в мембране есть ядерные поры;

- заполнено кариоплазмой;

- содержит ДНК в виде хроматина (хромосом).

- содержит ядрышко (и).

Структурные элементы ядра( бывают хорошо выражены только в интерфазе):

1) хроматин;

2) ядрышко;

3) кариоплазма;

4) кариолемма.

Функции:

1) регулирует все процессы в клетке;

2) хранение генетической информации, закодированной в молекулах ДНК;

2) редупликация (удвоение) ДНК в синтетическом периоде интерфазы;

3) передача генетической информации;

4) реализация генетической информации, закодированной в ДНК, для синтеза белка;

5) образование информационной, рибосомальной и транспортных РНК.

Кариоплазма (ядерный сок, нуклеоплазма) в виде неструктурированной массы окружает хромосомы и ядрышки. Вязкость ядерного сока примерно такая же, как цитоплазмы. Это микроскопически бесструктурное вещество ядра. Содержит различные белки, нуклеопротеины, гликопротеины, ферменты и соединения, участвующие в процессах синтеза нуклеиновых кислот, белков и всех других веществ, входящих в состав кариоплазмы. Благодаря кариоплазме  ядро обладает тургором. По долевому вкладу больше всего в кариоплазме РНК.

Ядрышко – сферическое образование (1 – 5 мкм в диаметре располагающееся среди хроматина. В одном ядре может содержаться от 1 до 4 и даже более ядрышек. В ядрышке происходит соединение рибосомальной РНК с белком и образование субъединицы рибосомы.

Кариолемма – ядерная оболочка, которая отделяет содержимое ядра от цитоплазмы (барьерная функция), в то же время обеспечивает регулируемый обмен веществ между ядром и цитоплазмой. Ядерная оболочка принимает участие в фиксации хроматина.

Кариотип. Типы хромосом.

Кариоти́п — совокупность признаков (число, размеры, форма и т. д.) полного набора хромосом, присущая клеткам данного биологического вида или организма.

Хроматин - представляет собой массу генетического вещества, состоящего из ДНК и белков, которые конденсируются с образованием хромосом во время деления эукариотических клеток (профаза митоза). Число хромосом постоянно для каждого вида.

Хромосо́мы (др.-греч. χρῶμα — цвет и σῶμα — тело) — это нуклеопротеидные (состоят из белка и молекулы ДНК) структуры в ядре клетки, в которых сосредоточена бо́льшая часть наследственной информации (генов). Они предназначены для хранения этой информации, ее реализации и передачи.

Хромосомы состоят из 2 сестринских хроматид (удвоенных молекул ДНК), соединенных друг с другом в области первичной перетяжки - центромеры. Центромера делит хромосому на 2 плеча.

У человека – 46 (то есть 23 пары): 2 пары — аутосомы и одна пара — половые хромосомы.

Строение хромосомы:                               

 - 2 хроматиды,

- центромера,

- теломеры,

- вторичная перетяжка,

- спутник.

Различают четыре типа строения хромосом (от расположения центромеры):

• телоцентрические (палочковидные хромосомы с центромерой, расположенной на проксимальном конце);
• акроцентрические (палочковидные хромосомы с очень коротким, почти незаметным вторым плечом);
• субметацентрические (с плечами неравной длины, напоминающие по форме букву L);
• метацентрические (V-образные хромосомы, обладающие плечами равной длины).

Тип хромосом является постоянным для каждой гомологичной хромосомы и может быть постоянным у всех представителей одного вида или рода.

22. Охарактеризовать цитоплазму эукариотических клеток. Объяснить понятия: «органоиды», «включения».

Органоиды клетки -  постоянные части клетки, имеющие определённое строение и выполняющие специфические функции.

Включения цитоплазмы — это необязательные компоненты клетки, появляющиеся и исчезающие в зависимости от интенсивности и характера обмена веществ в клетке, и от условий существования организма.

Включения имеют вид зерен, глыбок, капель, вакуолей, гранул различной величины и формы. Их химическая природа очень разнообразна.

1. Трофические включения - запасные питательные вещества. Важную роль играют жиры и углеводы. Белки как трофические включения используются лишь в редких случаях (в яйцеклетках в виде желточных зерен).
2. Пигментные включения придают клеткам и тканям определенную окраску.
3. Секреты и инкреты накапливаются в железистых клетках, так как являются специфическими продуктами их функциональной активности.
4. Экскреты — конечные продукты жизнедеятельности клетки, подлежащие удалению из нее.

Эукариотическая клетка

Ядро                                                   Цитоплазматическая мембрана                                                        Цитоплазма

                                                                     Органоиды                                                                                Цитозоль

Немембранные                                     Одномембранные                                       Двумембранные

1.рибосомы                                          1.ЭПС                                                          1.митохондрии

2.жгутики                                             2.аппарат Гольджи                                     2.пластиды (раст.):

3.реснички                                           3.лизосомы                                                     а) хлоропласты (зел.)

4.клеточный центр (жив.)                  4. вакуоли (раст.)                                           б) хромопласты (жел.)

                                                                                                                                       в) лейкопласты (бесц.)

Ядро:

• Является местом хранения ДНК;
• Обеспечивает синтез РНК;
• Координирует обмен веществ в клетке.

Ядрышко:

Темное образование в ядре, от кариоплазмы не отделено.

• Место образования рибосом.

Плазматическая мембрана:

• Ограничивает содержимое клетки;
• Определяет избирательную проницаемость;
• Осуществляет пино- и фагоцитоз;
• Обеспечивает раздражимость;
• Обеспечивает межклеточные контакты.

Цитоплазма:

Содержит цитозоль, органоиды, цитоскелет, включения.

Цитозоль:

Жидкая часть цитоплазмы, составляет около половины объема клетки. Помимо воды, в цитозоле присутствуют ионы, множество химических соединений разной природы, макромолекулы.

Цитоскелет:

• Выполняет опорную функцию;
• Закрепление органоидов в определенном положении.

Рибосомы:

• Участвуют в синтезе белка.

Жгутики, реснички:

• Органоиды движения;
• Удаляют частички пыли (мерцательный эпителий).

Клеточный центр:

• Участвует в делении клетки, образует веретено деления;
• Принимает участие в развитии жгутиков и ресничек.

ЭПС:

Система канальцев, трубочек и цистерн.

Пронизывает всю цитоплазму клетки.

Гладкая ЭПС и Гранулярная (шероховатая) ЭПС.

• Место синтеза белков (шероховатая);
• Место синтеза липидов и стероидов (гладкая);
• Участвует в транспорте веществ;
• Делит клетку на отсеки.

Аппарат Гольджи:

Система пузырьков и цистерн, в которых находятся продукты синтеза и распада.

• Участвуют в выведении веществ, синтезируемых клеткой;
• Образует лизосомы.

Лизосомы:

Содержат гидролитические ферменты.

• Участвуют в переваривании веществ (внутриклеточное пищеварении);
• Расщепляют отмершие части клетки.

Вакуоли:

Характерны для растительных клеток, заполнены клеточным соком.

• Регулируют осмотическое давление в клетке;
• Накапливают вещества (пигменты, питательные вещества, соли).

Митохондрии:

Внутренняя мембрана гладкая, внутренняя образует кристы.

Заполнены матриксом.

Имеет митохондриальные ДНК, РНК, рибосомы.

Полуавтономная структура.

• Окисление органических веществ;
• Синтез АТФ и накопление энергии (энергетические станции клетки);
• Синтез собственных белков;

Пластиды:

Характерны для растительных клеток.

Внутри заполнены стромой,в которой распологаются граны.

Граны образованы из мембранных структур- тилакоидов.

Имеет ДНК, РНК, рибосомы.

Полуавтономные структура.

1. Хлоропласты:

Пигмент – хлорофилл (зеленый);

Фотосинтез (световая фаза в тилакоиде, темновая - в строме), синтез углеводов;

2. Хромопласты:

Пигменты: красный, оранжевый, желтый.

Образуются из хлоропластов.

• Придают окраску цветкам, плодам, листьям.

3. Лейкопласты:

На свету могут переходить в хлоропласты.

• Запасают питательные вещества в виде крахмальных зерен.

59.        Рассказать о популяции – структурной единице вида.

Вид – это совокупность особей, сходных по строению и особенностям процессов жизнедеятельности, имеющих общее происхождение, свободно скрещиваться между собой в природе и дающих плодовитое потомство.

Часть земной поверхности (или акватории), в пределах которой встречается данный вид, называется ареалом (от лат. area — площадь, пространство).

Виды, могут иметь:

 - узкий ареал распространения (эндемичные виды, или эндемики - например, живородящая рыба голомянка населяет только озеро Байкал);

 - широкий ареал распространение видов, сопровождающим человека (синантропным видам - вши, блохи, тараканы, крысы);

 - широкое распространение видов, ареалы которых расположены в пределах всех континентов (всесветные виды, или космополиты).

Подвид – географически или экологически обособленна часть вида, особи которой под влияние факторов среды приобрели устойчивые особенности, отличающие ее от других частей того же вида; особи разных подвидов свободно скрещиваются в природе.

Популяция – группа особей одного вида, свободно скрещивающихся между собой и населяющих определенную территорию (ареал) относительно обособленно от других групп особей того же вида (от лат. populus — народ, население).

Характеристика популяций (структура):

Под структурой популяции понимается определенное количественное соотношение особей, отличающихся по морфологическим и физиологическим признакам, возрасту, полу, характеру распределения в пространстве и другим свойствам.

1. Численность — общее количество особей в популяции. Она не бывает постоянной, так как изменчивы условия среды обитания популяции. Численность популяции зависит от соотношения интенсивности размножения (плодовитости) и смертности. 
2. Плотность популяции — это количество особей или их биомасса на единицу площади или объема.

Повышение плотности сверх оптимальной

неблагоприятно сказывается на состоянии популяции, поскольку при этом иссякает кормовая база, сокращается жизненное пространство и т.д.

Падение плотности ниже оптимальной

приводит к ослаблению защитных реакций популяции, снижает ее плодовитость, что в конечном итоге может привести к вымиранию популяции.

Методы измерения плотности: метод тотального подсчета (для крупных особей), методом выборки (для мелких особей.)

3. Пространственное распределение представляет собой особенности размещения особей популяции на занимаемой территории.

      А) Случайное распределение особей в однородной среде обитания, при невысокой численности популяции и отсутствии у особей стремления образовывать группы. В природе встречается редко.

      Б) Равномерное распределение видов, отличающихся жесткой внутривидовой конкуренцией за одинаковые ресурсы и сильным территориальным инстинктом (хищные рыбы, млекопитающие, птицы, пауки).

     В) Агрегированное (групповое) распределение встречается наиболее часто. Выражается в образовании группировок особей, между которыми остаются значительные незаселенные территории.

4. Возрастная структура - соотношение различных возрастных групп в популяции, а также сезонную и межгодовую динамику этого соотношения.

      В популяции выделяют 3 экологических возраста:

предрепродуктивный (до размножения),

репродуктивный (в период размножения)

пострепродуктивный (после размножения).

При благоприятных условиях в популяции присутствуют все возрастные группы и поддерживается более или менее стабильный уровень численности. В сокращающихся популяциях преобладают старые особи, уже не способные интенсивно размножаться. Такая возрастная структура свидетельствует о неблагоприятных условиях существования.

5. Половая структура -  соотношение полов в популяциях с раздельнополыми особями.
6. Этологическая структура – взаимосвязи между особями которые проявляются в поведении.
7. Рождаемость - частота появления новых особей в популяции за счет размножения. Различают абсолютную и удельную рождаемость.

Абсолютная рождаемость — это количество особей, рожденных в популяции за единицу времени, например, за год, месяц, сутки. (находится в прямой зависимости от численности популяции).

Удельная рождаемость — количество особей, рожденных в популяции за единицу времени в расчете на одну особь (или на тысячу особей).

8. Смертность (абсолютная и удельная) — величина, противоположная рождаемости. Соотношение между величинами рождаемости и смертности определяет динамику численности популяции.

Формой существования вида является популяция — самоподдерживающаяся совокупность особей одного вида, имеющая собственный генофонд. Способность популяции к длительному существованию на конкретном участке ареала вида обеспечивается характерными для нее структурой и групповыми свойствами: численностью, плотностью, половозрастной структурой, рождаемостью и смертностью. Величины этих показателей непостоянны, что дает возможность популяции адаптироваться к меняющимся условиям среды обитания.

60.        Рассказать о популяции – единице эволюции.

Вид – это совокупность особей, сходных по строению и особенностям процессов жизнедеятельности, имеющих общее происхождение, свободно скрещиваться между собой в природе и дающих плодовитое потомство.

Часть земной поверхности (или акватории), в пределах которой встречается данный вид, называется ареалом (от лат. area — площадь, пространство).

Формой существования вида является популяция — самоподдерживающаяся совокупность особей одного вида, имеющая собственный генофонд. Способность популяции к длительному существованию на конкретном участке ареала вида обеспечивается характерными для нее структурой и групповыми свойствами: численностью, плотностью, половозрастной структурой, рождаемостью и смертностью. Величины этих показателей непостоянны, что дает возможность популяции адаптироваться к меняющимся условиям среды обитания.

Подвид – географически или экологически обособленна часть вида, особи которой под влияние факторов среды приобрели устойчивые особенности, отличающие ее от других частей того же вида; особи разных подвидов свободно скрещиваются в природе.

Популяция – группа особей одного вида, свободно скрещивающихся между собой и населяющих определенную территорию (ареал) относительно обособленно от других групп особей того же вида (от лат. populus — народ, население).

Популяция образует самостоятельную генетическую систему и формирующая собственную экологическую нишу - пространственное и трофическое место вида в биогеоценозе, комплекс его связей с другими видами и требований к физической среде обитания.

Если рассматривать популяцию с позиций генетики и теории эволюции, то выделяют:

• морфофизиологические характеристики;
• эволюционно-генетические характеристики.

Т.к. внутри вида популяции обмениваются особями и соответственно генетическим материалом. Поэтому популяции различаются количественным соотношением разных аллелей и частотами встречаемости того или иного фенотипа.

Причина заключается в том, что в популяциях происходят все элементарные эволюционные процессы. Все эволюционные процессы совершаются во время смены поколений. В популяциях , кроме таких явлений, как наследственная изменчивость, естественный отбор и борьба за существование, действуют еще и элементарные факторы эволюции. К ним принадлежат волны жизни, дрейф генов и изоляция.

Волны жизни – это колебания численности особей популяции.
Дрейф генов – это явление случайного и ненаправленного изменения частот встречаемости определенных аллелей в генофондах популяций.
Изоляция – это явление невозможности скрещивания между особями одного вида.

Смешиваться популяциям одного вида препятствуют барьеры (изоляция):

• географические - горы, реки, моря, изоляция расстоянием.
• биологические - различия в строение полового аппарата, сроки размножения, различное половое поведение, изоляция после оплодотворения (гибель зиготы, мертворождение, стерильность гибридов).

Иногда барьеры настолько велики, что популяции абсолютно обособляются друг от друга, что приводит к видообразованию и, следовательно, к эволюционному процессу. 

Способы видообразования по виду изоляции:

• Аллопатрическое(географическое);
• Симпатрическое (биологическое).

Популяция – самая мелкая, элементарная группа особей, из тех, которым присуща эволюция (СТЭ).

61.        Дать понятие «микроэволюция».  Охарактеризовать основные факторы микроэволюции.

Эволюция – процесс необратимого исторического изменения живого. Имеет:

- дивергентный характер;

- постепенный и продолжительный характер;

Различают 2 вида эволюционного процесса: макроэволюцию и микроэволюцию.

Микроэволюция — это эволюционные изменения на внутривидовом уровне, совокупность эволюционных процессов в популяциях внутри вида, ведущих к его изменению.

Популяции являются открытыми генетическими системами. Поэтому на микроэволюционном уровне происходит латеральный перенос генов – обмен генетической информацией между популяциями.

Сущность микроэволюционных преобразований -  изменение генетической структуры популяций. Популяции являются открытыми генетическими системами. Поэтому на микроэволюционном уровне происходит латеральный перенос генов – обмен генетической информацией между популяциями.

Дарвин:

• доказал, что образование новых видов происходит под влиянием движущих сил эволюции.
• выдвинул теорию монофилетической эволюции (монофилия - любая группа сходных видов одного рода происходит от одного общего предка).
• монофилетическая эволюции происходит путем дивергенции – это расхождение признаков у потомков, происходящих от общего предка (один таксон дает начало нескольким новым).

В результате действия элементарных эволюционных факторов появляются новые аллели, а в результате действия отбора формируются новые адаптации.  Такие изменения происходят из-за следующих процессов: мутации, естественный отбор, искусственный отбор, перенос генов и дрейф генов. Эти изменения приводят к дивергенции популяций внутри вида, и, в конечном итоге, к видообразованию.

Основные положения микроэвалюционной теории:

Элементарный материал – наследственная изменчивость;

Элементарная единица – популяция;

Элементарное эволюционное явление – изменение генетической структуры популяции;

Элементарные факторы эволюции – дрейф генов, волны жизни, поток генов – имеют ненаправленный, случайный характер;

Единственный направленный эволюционный фактор – естественный отбор;

1. Естественный отбор - это процесс отбора генотипов особей, наиболее приспособленных к данным условиям среды, и устранения генотипов особей, менее приспособленных к данным условиям.
2. Мутационный процесс - разнообразных мутаций: генных, хромосомных и геномных. Мутационный процесс является важнейшим постоянно действующий элементарным эволюционным фактором, поскольку поставляет элементарный эволюционный материал – мутации.
3. Изоляция – возникновение любых барьеров, затрудняющих и делающих невозможным скрещивание особей различных популяций.

4. Популяционные волны  или волны жизни (термин введён С. С. Четвериковым в 1905г.)— колебания численности организмов в природных популяциях. Могут быть как периодическими, так и непериодическими.

Наблюдается у любых видов растений и животных, включая микроорганизмы.

Вызывают:

• рост генетической однородности (гомозиготности) популяции;
• изменение концентрации редких аллелей,
• сохранение аллелей,
• снижающих жизнеспособность особей;
• изменение генофонда в разных популяциях.

Эволюционное значение:  популяционных волн сводится к случайным изменениям концентрации и частоты различных аллелей и генотипов, содержащихся в популяции.

Волны жизни резко изменяют генофонд за счет дрейфа генов. Дрейф генов (обнаружен Н.П Дубининым и Д.Д Ромашовым) - это случайное изменение частот генов в популяции. 

Основными механизмами регуляции численности популяции являются:

1) регуляция взаимосвязями с популяциями других видов (к примеру, численность рыси зависит от численности зайцев);

2) регуляция расселением (миграции белок);

3) регуляция общественным поведением (у общественных насекомых в размножении участвуют отдельные самки-матки и самцы, количество которых регулируется в процессе размножения);

4) регуляция территориальным поведением (мечения территории у медведей, зубров, тигров)

5) регуляция перенаселением и стрессовым поведением (явление каннибализма у чаек).

Вследствие длительного приспособления к условиям существования у популяций выработались механизмы, позволяющие избежать неограниченного роста численности, и способствуют поддержанию плотности популяции на относительно постоянном уровне.

15. Объяснить понятия: ассимиляция и диссимиляция. В чем сущность энергетического обмена в клетке?

Обмен веществ (метаболизм)

это совокупность процессов преобразования веществ и энергии 

совокупность всех ферментативных реакций клетки;

• направлен на сохранение и самовоспроизведение биологических систем;
• включает в себя поступление веществ в организм в процессе питания и дыхания, внутриклеточный обмен веществ и выделение конечных продуктов обмена;
• связан с процессами превращения одних видов энергии в другие.

Живые существа для своей жизнедеятельности используют световую и химическую энергию.

Способ питания.

Пластический        Энергетический

обмен                                                                                                                                    обмен

                                                                                                                                                                                       СО2,H2O,NH3

Реакции энергетического обмена – это реакции каталитического (ферментативного) гидролиза:

Полимеры🡪мономеры🡪 неорганические🡪вещества

Белки 🡪 аминокислоты 🡪 СО2 + Н2О + NН3;

Углеводы (полисахариды) 🡪 глюкоза 🡪СО2 + Н2О;

Жиры 🡪 глицерин + жирные кислоты 🡪СО2 + Н2О.

Ферменты, их роль в метаболизме.

Ферменты (энзимы) – биологические катализаторы белковой природы, контролирующие химические реакции в живых организмах.

• снижают энергию активации химических реакций, ускоряя их или делая возможными;
• простые и сложные белки (содержат кофактор – небелковую часть);
• обладают высокой специфичностью;
• активность зависит от условий среды (например, рН), взаимодействия с регуляторными белками и т.д.

14.         Объяснить понятия: вирусы, прокариоты, эукариоты, гетеротрофы, автотрофы.

Вирусы.

В 1892, русский ботаник Д. И. Ивановский установил "фильтруемость" возбудителя табачной мозаики. Он показал, что клеточный сок из зараженных этой болезнью растений, пропущенный через специальные фильтры, задерживающие бактерии, сохраняет способность вызывать то же заболевание у здоровых растений.

Вирус (от лат. virus — яд)

• – неклеточная форма жизни,  выделяемая в отдельное царсто;
• - являются облигатными (внутриклеточными) паразитами на генетическом уровне (не способны размножаться вне клетки);
• - вне клетки не выказывают признаков жизни и имеют кристаллическую форму;
• - простейшая форма жизни, микроскопическая частица, представляющая                                собой молекулы нуклеиновых кислот (ДНК или РНК), заключенные в белковую оболочку (капсид) и способные инфицировать живые организмы;
• - отдельная вирусная частица – вирион.

Вирусы, за редким исключением, содержат только один тип нуклеиновой кислоты: либо ДНК, либо РНК (некоторые, например мимивирусы, имеют оба типа молекул).

Прокариот и эукариот.

Прокариоты — живые организмы, состоящие из клеток, которые не имеют оформленного клеточного ядра и мембранных органелл.

Эукариоты — живые организмы, клетки которых содержат ядро, а также мембранные органеллы.

Способ питания.

Живые существа для своей жизнедеятельности используют световую и химическую энергию.