ПОДГОТОВКА К ОГЭ И ЕГЭ

БИОЛОГИЧЕСКИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Ботаника - наука о растениях, зоология - о животных, микология - о грибах, вирусология - о вирусах, бактериология - о бактериях.

Анатомия - наука, изучающая строение организмов (отдельных органов, тканей). Анатомия растений изучает строение растений, анатомия животных - строение животных.

Физиология - наука, изучающая процессы жизнедеятельности организма, функции отдельных органов. Например, строение скелета и мышц изучает анатомия, а механизм мышечного сокращения - физиология. Важнейшим методом физиологии является эксперимент

Цитология - наука о клетке. В арсенале этой науки есть целый ряд специфических методов.

• Микроскопия. Данный метод заключается в «разглядывании» клетки с помощью микроскопа. Световой микроскоп позволяетувидеть крупные органоиды (аппарат Гольджи, митохондрии, пластиды у растений, ядро с ядрышком и кое-что еще), а также процессы, происходящие в клетке при ее делении (конденсацию хромосом, их расхождение, образование дочерних клеток, конъюгацию гомологичных хромосом при мейозе). Более мелкие структуры клетки (например, рибосомы) и вирусные частицы могут быть изучены с помощью электронного микроскопа, имеющего большую разрешающую способность.
• Центрифугирование (дифференциальное центрифугирование). С помощью этого метода можно получать фракции отдельных органоидов. Для этого клетки измельчают. Полученный гомогенат (клеточная «каша-малаша», содержащая целые клетки, фрагменты клеток, органоиды и все прочее, что получается при разрушении клеток) помещают в центрифугу. Под действием центробежной силы органоиды начинают оседать на дно пробирки. Сначала центрифуга вращается не очень быстро, поэтому в первую очередь оседают самые тяжелые части (например, ядра и крупные фрагменты клеточных мембран). По мере увеличения скорости вращения начинают оседать более легкие структуры (пластиды, митохондрии) и т. д. В итоге изначально однородная масса расслаивается, и в каждом слое преобладают определенные клеточные структуры, которые можно отделить и изучить.
• Метод меченых атомов основан на использовании радиоактивных изотопов или изотопов, отличающихся массой от обычных. Например, можно использовать изотопкислорода с относительной атомной массой 18 (а не 16, как обычно), углерод 14С, фосфор 32Р, азот 15N и другие. Подобные атомы называются мечеными потому, что их всегда можно обнаружить с помощью соответствующего оборудования. Меченые атомы вводятся в состав какого- либо вещества, вещество поступает в клетку (организм), а затем фиксируется нахождение меченого атома в составе определенных веществ и структур. Данный метод позволяет изучать различные биохимические реакции в организме, пути превращения веществ в ходе метаболизма и т. п.

Систематика - наука, изучающая многообразие живых организмов и классифицирующая их. Классификация - разделение организмов на группы (виды, рода, семейства и т. д.) на основании особенностей строения, происхождения, развития и др. Особенность современной систематики заключается в том, что в основе классификации лежит установление родства между организмами (или группами организмов).

Экология - наука, изучающая взаимоотношения организма с окружающей средой. Объектами изучения экологии являются организменный и надорганизменные (популяционно-видовой, биогеоценотический, биосферный) уровни организации жизни. Отношения человека и природы, охрана окружающей среды и рациональное природопользование - это отдельные направления экологии.

Клеточная инженерия - направление науки, занимающееся получением гибридных клеток. Примером может служить гибридизация раковых клеток и лимфоцитов, слияние протопластов разных растительных клеток, а также клонирование.

Генная инженерия - направление науки, занимающееся получением гибридных молекул ДНК или РНК. Если клеточная инженерия работает на уровне клетки, то генная работает на молекулярном уровне. В данном случае специалисты «пересаживают» гены одного организма другому. Одним из результатов генной инженерии является получение генетически модифицированных организмов (ГМО).

Селекция - наука, занимающаяся выведением новых и улучшением существующих пород домашних животных, сортов культурных растений и штаммов бактерий и грибов. В арсенале селекционера целый ряд методов.

• Искусственный отбор - метод, в основе которого лежит отбор селекционером особей с интересующими признаками и получение от них потомства.
• Гибоидизаиия - скрещивание организмов разных сортов, пород. Позволяет повысить генетическое разнообразие исходного материала для отбора.
• Искусственный мутагенез - метод обработки селекционного материала мутагенными факторами (излучением, ядами) с целью получения мутаций.

Генетика - наука о закономерностях наследственности и изменчивости. Основной метод генетики, разработанный еще Г. Менделем,

• гибридологический - заключается в скрещивании особей, отличающихся по определенным признакам, и изучении этих признаков у полученного потомства. Однако для изучения закономерностей наследования признаков у человека этот метод неприемлем, поэтому используется ряд других.

• Генеалогический метод заключается в анализе родословных. На основании этого метода можно выявить особенности наследования того или иного признака (доминантный признак или рецессивный, сцепленный с полом или нет).
• Близнецовый метод состоит в изучении влияния среды на формирование признаков у близнецов. В первую очередь ученых интересуют идентичные (однояйцевые) близнецы, имеющие одинаковый генотип. Изучая различия между ними, ученые делают выводы о влиянии генотипа и среды на формирование признака.
• Цитогенетический метод включает изучение хромосомного набора (кариотипа) с помощью микроскопа. Специалисты рассматривают в микроскоп хромосомы и сравнивают с нормальным набором. Если есть отклонения в кариотипе и есть отклонения в фенотипе, то их можно связать между собой. Так была установлена связь между наличием лишней 21-й хромосомы и возникновением синдрома Дауна.
• Биохимический метод. Некоторые нарушения в обмене веществ связаны с особенностями генотипа, поэтому, обнаружив такие нарушения, можно сделать вывод о генотипе того или иного человека. Примерами таких нарушений могут служить фенилкето- нурия и сахарный диабет.

Бионика - направление в науке, занимающееся поиском возможностей применения принципов организации, свойств и структур живой природы в технических устройствах.

Биотехнология - дисциплина, изучающая возможности использования организмов или продуктов их жизнедеятельности для решения технологических задач. Обычно в биотехнологических процессах используются бактерии и грибы. В настоящее время высокопродуктивные штаммы бактерий и грибов производят необходимые в медицине инсулин, гормон роста, антибиотики. Подобным образом производятся кормовые добавки для сельскохозяйственных животных. Производство кисломолочных продуктов, сыров, виноделие - также основаны на использовании различных микроорганизмов.

Палеонтология - наука, изучающая живой мир прошлого на основании обнаруженных ископаемых останков (отпечатков, окаменелостей и др.).

УРОВНИ ОРГАНИЗАЦИИ ЖИЗНИ

Живая природа представляет собой совокупность биологических систем разного уровня. Менее сложные системы являются частью более сложных систем, поэтому принято говорить об уровнях организации жизни. Общим для всех уровней организации живой природы является то, что каждый уровень представляет собой открытую (т. е. обменивающуюся веществом и энергией с окружающей средой) саморегулирующуюся систему.

Молекулярный уровень представляет собой различные молекулы и их комплексы, входящие в состав живых организмов. Важнейшую роль среди них играют нуклеиновые кислоты и белки, поскольку именно взаимодействие этих молекул обеспечивает хранение и передачу наследственной информации. Взаимодействие различных молекул, их превращение в организме составляет суть процесса обмена веществ.

Клеточный уровень. Клетка является наименьшей структурной и функциональной единицей организма. Организм состоит из клеток, рост организма происходит за счет увеличения числа клеток путем их деления, функции организма осуществляются благодаря работе его клеток.

Организменный уровень - это отдельная особь, биологический индивид. Организм может быть одноклеточным или многоклеточным, но в любом случае он представляет собой единое целое.

Популяционно-видовой уровень. Каждый вид представлен в природе отдельными популяциями, т. е. относительно изолированными группами особей. Отдельная особь вида имеет ограниченную продолжительность жизни, а популяция в некотором смысле бессмертна (если, конечно, вид не вымрет полностью). Поэтому именно на популяционно-видовом уровне происходят эволюционные процессы.

Биогеоценотический уровень представлен биогеоценозами. Биогеоценоз - совокупность сообщества живых организмов и среды его обитания, т. е. определенного участка земной поверхности со всем комплексом абиотических факторов.

Биосферный уровень - высший уровень организации жизни, включающий все экосистемы Земли. Биосфера - область распространения жизни на планете. На биосферном уровне осуществляются глобальные биогеохимические циклы и потоки энергии.

Популяционно-видовой, биогеоценотический и биосферный уровни являются надорганизменными.

СВОЙСТВА ЖИВОГО

Обмен веществ (метаболизм) - важнейшее свойство живого. Всю совокупность обменных процессов в организме можно разделить на два больших процесса: биосинтез (ассимиляция, анаболизм, пластический обмен) и распад (диссимиляция, катаболизм, энергетический обмен). В ходе обмена веществ организм обеспечивается энергией и строительным материалом.

Единство химического состава. Среди химических элементов в живых организмах преобладают углерод, кислород, водород и азот. Кроме того, важнейшим признаком живых организмов является наличие белков и нуклеиновых кислот.

Клеточное строение. Все организмы состоят из клеток. Неклеточное строение имеют только вирусы, но и они проявляют признаки живого, только попав в клетку-хозяина.

Раздражимость - способность организма реагировать на внешние или внутренние воздействия.

Самовоспроизведение. Все живые организмы способны к размножению, т. е. воспроизведению себе подобных. Воспроизведение организмов происходит в соответствии с генетической программой, записанной в молекулах ДНК.

Наследственность и изменчивость. Наследственность - свойство организмов, состоящее в способности передавать свои признаки потомкам. Наследственность обеспечивает преемственность жизни. Изменчивость - способность организмов приобретать признаки, отличные от родительских. Наследственная изменчивость является важным фактором эволюции.

Рост и развитие. Рост - количественные изменения (например, увеличение массы), развитие - качественные изменения (например,

формирование систем органов, цветение и плодоношение). Развитие характерно как для отдельной особи (индивидуальное развитие

• онтогенез), так и для всей живой природы в целом (историческое развитие — эволюция).

Саморегуляция. Саморегуляция заключается в способности организмов поддерживать постоянство своего химического состава и процессов жизнедеятельности - гомеостаз.

ТРЕНИНГ А1

А1.1. Классификация организмов на основе их родства - предмет науки:

1. ботаники;        3) систематики;
2. физиологии;        4) генетики.

А1.2. Структура и число хромосом могут быть изучены с помощью метода:

1. генеалогического;        3) центрифугирования;
2. биохимического;        4) цитогенетического.

А1.3. Воспроизведением новых особей из одной или нескольких клеток занимается:

1. генная инженерия;        3) бионика;
2. клеточная инженерия;        4) генетика.

А1.4. Взаимосвязи организмов с окружающей средой изучает:

1. экология;        3) физиология;
2. систематика;        4) морфология.

А1.5. Строение полисахаридов и их роль в клетке могут быть изучены методом:

1. биохимическим;        3) отдаленной гибридизации;
2. цитогенетическим;        4) световой микроскопии.

А1.6. Селекционеры занимаются:

1. изучением влияния человека на окружающую среду;
2. разделением организмов на группы на основе их родства;
3. получением высокопродуктивных штаммов микроорганизмов;
4. изучением закономерностей эволюции живой природы.

А1.7. Строение и распространение древних пресмыкающихся изучает наука:

1. палеонтология;        3) анатомия животных;
2. физиология животных;        4) экология.

А1.8. Методы конструирования клеток на основе их гибридизации и реконструкции используются в:

1. бионике;        3) генной инженерии;
2. палеонтологии;        4) клеточной инженерии.

А1.9. Введение в геном организма новых генов производится методами:

1. моделирования;        3) клеточной инженерии;
2. центрифугирования;        4) генной инженерии.

А1.10. Для изучения наследственности и изменчивости человека используется метод:

1. гибридологический;        3) искусственного отбора;
2. искусственного мутагенеза; 4) генеалогический.

A1.11. Объектом изучения цитологии является уровень жизни:

1. клеточный;        3) популяционно-видовой;
2. организменный;        4) биогеоценотический.

А1.12. Реализация наследственной информации происходит на

Уровне:

1. организменном;        3) биогеоценотическом;
2. популяционно-видовом;        4) биосферном.

А1.13. Высшим уровнем организации жизни является:

1. организм;        3) экосистема;
2. популяция;        4) биосфера.

А1.14. Показатели рождаемости, смертности и возрастного состава используются при изучении уровня жизни:

1. организменного;        3) клеточного;
2. популяционно-видового;       4) биосферного.

А1.15. Какой уровень организации жизни не изучает экология?

1. клеточный;        3) популяционно-видовой;
2. биосферный;        4) биогеоценотический.

А1.16. Постоянство внутренней среды организма называется:

1. нормой реакции;        3) гомеостазом;
2. наследственностью;        4) биоритмом.

А1.17. Способность организма реагировать на воздействия окружающей среды - это:

1. изменчивость;        3) норма реакции;
2. раздражимость;        4) гомеостаз.

А1.18. Главный признак живого:

1. движение;        3) использование кислорода при дыхании;
2. обмен веществ;       4) наличие тканей.

А1.19. Обмен веществ характерен для:

1. бактериофага;        3) почвенных бактерий;
2. вируса табачной мозаики;     4) минералов.

А1.20. Обмен веществ отсутствует у:

1. одноклеточных водорослей; 3) вирусов;
2. грибов-паразитов;        4) болезнетворных бактерий.