Шпаргалка по биологии (1)

Шпаргалка по биологии (2)
[toggle title=»Содержание»]

ЭВОЛЮЦИЯ

Эволюция — это процесс исторического развития живого мира.
Карл Линней — принцип соподчиненности систематических категорий, двойные латинские названия видов.
Жан Батист Ламарк — классификация животных от низших к высшим. Усложнение организации живых существ в ходе эволюции — градация.
Чарльз Дарвин — наследственная изменчивость, борьба за существование и естественный отбор — движущие силы эволюции органического мира.

ВИД И ПОПУЛЯЦИЯ

Вид — совокупность особей, обладающих морфологическим и физиологическим сходством, свободно скрещивающихся между собой и дающих плодовитое потомство, занимающих определенный ареал и обитающих в сходных экологических условиях.
Критерии вида: морфологический, физиологический, биохимический, генетический, географический, экологический.
Популяция — группа морфологически сходных особей одного вида, свободно скрещивающихся между собой и занимающих определенное место обитания в ареале вида.
Наследственность — свойство сохранять и передавать признаки строения, функции от родителей к потомству. Наследуются признаки, записанные в генотипе.
Изменчивость — свойство изменять и приобретать новые признаки в пределах вида.
Естественный отбор — главный фактор, определяющий направленность эволюции. Роль отбирающего фактора играют условия окружающей среды.
В результате движущего естественного отбора преимущественно сохраняются особи с изменениями, а стабилизирующего — со стабильными признаками, соответствующими среде обитания.

ЦИТОЛОГИЯ

Цитология — наука о строении и функционировании клетки.
Основные положения клеточной теории были сформулированы М. Шлейденом и Т. Шванном: все организмы (растительные и животные) состоят из клеток.
Современная клеточная теория:
1. Клетка — единица строения и развития всех организмов.
2. Клетки организмов разных царств живой природы сходны по строению, химическому составу, обмену веществ, основным проявлениям жизнедеятельности.
3. Новые клетки образуются в результате деления материнской клетки.
4. В многоклеточном организме клетки образуют ткани.
5. Из тканей состоят органы.

Организмы:
прокариотические (бактерии, сине-зеленые) — клетки не имеют оформленного ядра и многих органоидов;
эукариотические (грибы, растения, животные, человек). Существует неклеточная форма жизни — вирусы, которые способны жить и размножаться только в клетках других организмов.

Для изучения клетки используют методы микроскопирования, центрифугирования, культуры клеток и тканей и др.

СТРОЕНИЕ КЛЕТКИ

3 основные части: плазматическая мембрана, цитоплазма, ядро.
Плазматическая мембрана отделяет клетку и ее содержимое от окружающей среды. Состоит из липидов и белковых молекул (внешние, погруженные, пронизывающие). Обеспечивает поступление питательных веществ в клетку и выведение из нее продуктов обмена: диффузия, через поры, фагоцитоз (поступают белки и полисахариды), пиноцитоз (жидкость). Обладает избирательной проницаемостью.
В клетках растений, грибов, большинства бактерий над плазматической мембраной имеется клеточная оболочка, выполняющая защитную функцию, играющая роль скелета. У растений она состоит из целлюлозы, покрыта полисахаридами, обеспечивающими контакты между клетками одной ткани. У грибов — из хитиноподобного вещества.
В состав цитоплазмы входят вода, аминокислоты, белки, углеводы, АТФ (аденозинтрифосфорная кислота), неорганические в-ва. В цитоплазме располагаются ядро и органоиды клетки. Цитоплазма пронизана белковыми микротрубочками, образующими цитоскелет клетки, благодаря которому клетка сохраняет постоянную форму.
Лизосомы — «пищеварительные станции» клетки, расщепляют сложные органические вещества на более простые молекулы.
Митохондрии — «силовые станции» клетки, синтез АТФ, источник энергии.
В пластидах (клетки растений) осуществляется синтез органических веществ. Лейкопласты — бесцветные пластиды, накапливают крахмал. Хромопласты — синтез каротиноидов (желтая, оранжевая, красная окраска плодов, цветков). Хлоропласты — зеленые пластиды, содержат хлорофилл. Хромо- и хлоропласты участвуют в фотосинтезе.
Вакуоли накапливают питательные вещества и продукты распада в вакуольном соке. Постоянные вакуоли — в растительной клетке, до 90% объема. Временные вакуоли — в животной клетке, не более 5% объема клетки.
ЭПС (эндоплазматическая сеть) — синтез липидов и углеводов. ЭПС — гладкая и шероховатая (есть рибосомы, они участвуют в синтезе белков).
Клеточный центр (2 центриоли) участвует в делении клеток, образует веретено деления. Комплекс Гольджи — транспортно-накопительная функция, формирование лизосом, клеточной оболочки.

Ядро клетки (большинство клеток организмов имеет одно ядро, но есть и без-, дву-, многоядерные клетки,):
□ Ядерная оболочка обеспечивает поступление белков, жиров, РНК, углеводов, воды, ионов.
□ Ядерный сок — концентрация всех веществ.
□ Ядрышки формируют рибосомы из рибосомных РНК и синтезированных в цитоплазме белков.
□ Хромосомы отвечают за хранение и передачу наследственной информации. Каждый вид имеет свой набор хромосом: определенное число, форму, размеры.
Все клетки, кроме половых, — соматические. Они имеют двойной набор хромосом — диплоидный. Половые клетки содержат одинарный (или гаплоидный) набор хромосом.
Парные хромосомы — гомологичные. Хромосомы состоят из ДНК и белков. Молекулы ДНК обеспечивают хранение и передачу наследственной информации от клетки к клетке, от организма к организму.

МЕТАБОЛИЗМ, ИЛИ КЛЕТОЧНЫЙ ОБМЕН ВЕЩЕСТВ

Это совокупность ферментативных реакции, протекающих в клетке.
2 стадии: пластический обмен — синтез веществ; энергетический обмен — расщепление веществ.

Энергетический обмен
3 стадии:
1) Подготовительная (в лизосомах): молекулы веществ распадаются с выделением энергии (тепло).
2) Бескислородная (в цитоплазме): органические вещества расщепляются до еще более простых, часть выделяющейся энергии идет на синтез АТФ.
3) Кислородная (в митохондриях): молекулы ПВК окисляются до СО2 и Н2О, освобождающаяся энергия запасается в 36 молекулах АТФ.
В клетках анаэробов — микроорганизмов, обитающих в бескислородной среде, — протекают только 2 стадии энергетического обмена: подготовительная и бескислородная.

Гликолиз — процесс расщепления глюкозы без участия кислорода (анаэробный). Молекула, содержащая 6 атомов углерода, расщепляется на 2 трехуглеродные молекулы пировиноградной кислоты — ПВК, 2 молекулы АТФ, воду, 2 молекулы НАД-Н.
Дыхание — аэробный процесс, процесс полного окисления глюкозы. Происходит последовательное окисление молекул ПВК до СО2 с образованием еще одной молекулы АТФ и четырех акцепторов электронов.
Электронотранспортная цепь — атомы водорода передаются НАД+ с образованием НАД-Н. Молекула НАД-Н доставляет атомы водорода в дыхательную цепь, превращаясь вновь в НАД+. Электроны атомов водорода транспортируются по цепи, вступают в окислительновосстановительные реакции, при этом отдают энергию на синтез АТФ. В конце цепи образуется молекула воды.
55% энергии запасается в виде высокоэнергетических связей молекул АТФ. 45% — рассеивается в виде тепла.

Пластический обмен
Для пластического обмена характерны реакции синтеза органических веществ, которые идут с затратами энергии. В биосинтезе белков участвует и ядро, и цитоплазма. В хромосомах ядра хранится информация о последовательности аминокислот в молекуле белков. Эта информация зашифрована при помощи генетического кода.
Генетический код — последовательность нуклеотидов в молекуле ДНК, определяющая последовательность расположения аминокислот в молекуле белка.
Генетический код триплетен (каждой аминокислоте соответствует последовательность трех нуклеотидов), неперекрываем (один и тот же нуклеотид не может входить в состав двух соседних кодовых триплетов), универсален (у всех организмов одни и те же аминокислоты кодируются одними и теми же триплетами).
Биосинтез белка — сложный процесс, в результате которого происходит реализация генетической информации.
Транскрипция — информация о структуре белка переписывается с ДНК на иРНК.
Трансляция — аминокислоты соединяются в определенную последовательность пегттидиыми связями в полипептидную цепь.

ФОТОСИНТЕЗ

Фотосинтез — синтез органических соединений, идущий за счет световой энергии, сопровождающийся фотолизом воды.
1. Световая фаза
Энергия солнечного света используется для синтеза АТФ. В хлоропластах происходит фотолиз воды, в результате которого в окружающую среду выделяется кислород, а водород соединяется с НАДФ+ с образованием НАДФ-Н.
2. Темновая фаза. Хемосинтез.
В тем новую фазу происходит ряд ферментативных реакций, в результате которых происходит восстановление углекислого газа водородом воды до глюкозы. При этом используется энергия, заключенная в молекулах АТФ.
Хемосинтез — процесс образования органических веществ из СО2 за счет энергии, получаемой при окислении неорганических соединений. Хемосинтез характерен для некоторых автотрофных бактерий.

ФОРМЫ РАЗМНОЖЕНИЯ ОРГАНИЗМОВ

На организменном уровне:
бесполое размножение (новые организмы возникают из одной или группы клеток материнского организма — деление клетки, вегетативное, спорами, почкование, деление тела на части, регенерация)
половое размножение (конъюгация, партеногенез, путем смешения гамет). Половое размножение у животных — яйцеклетки (жен.) и сперматозоиды (муж.). Клетки — соматические (n) и половые (2n).

На клеточном уровне: деление митохондрий, хлоропластов.

На молекулярном уровне: удвоение ДНК.

СПОСОБЫ ДЕЛЕНИЯ

Амитоз — прямое деление без образования хромосом.
Митоз. Ему предшествует интерфаза (редупликация ДНК, образование двух хроматид из каждой хромосомы).

Фазы митоза:
Профаза — спирализация хромосом, растворение ядерной оболочки, начинает формироваться веретено деления от одной центриоли к другой.
Метафаза — хромосомы в плоскости экватора клетки.
Анафаза — хроматиды хромосом расходятся к полюсам клетки, становясь новыми хромосомами.
Телофаза — деспирализация хромосом, формирование ядерной оболочки, клеточной перегородки, образование 2-х дочерних клеток.
В процессе митоза хроматиды равномерно распределяются между дочерними клетками, благодаря чему каждая из них получает такой же набор хромосом, что и в материнской клетке.

Мейоз — деление клеток с образованием из каждой исходной диплоидной клетки четырех гаплоидных половых клеток. Биологическое значение: уменьшение числа хромосом в 2 раза; переход на гаплоидный уровень; обогащение наследственной информации; поддержание видового числа хромосом.

Схема интерфазы и мейоза: интерфаза — удвоение хромосом.
1-ое деление:
Профаза 1 — удвоенные гомологичные хромосомы переплетаются друг с другом (конъюгация), затем начинают расходиться. Часто при этом происходит разрыв и обмен отдельными участками (кроссинговер).
Метафаза 1 — хромосомы располагаются в области экватора клетки. К ним прикрепляются нити веретена деления.
Анафаза 1 — гомологичные хромосомы (каждая из двух хроматид) расходятся к полюсам клетки.
Телофаза 1 — формирование ядерной оболочки и клеточной перегородки. Образуются 2 клетки с гаплоидным набором хромосом.
2-ое деление: протекает также, как митоз, в 4 фазы, но без интерфазы.
Таким образом, в ходе мейоза происходит 2 деления: в ходе первого расходятся хромосомы, в ходе второго — хроматиды.

ГЕНЕТИКА

Грегор Мендель — основоположник генетики.
Генетика — наука о наследственности и изменчивости. Методы исследования, применяющиеся в генетике: генетический, цитогенетический, биохимический, генеалогический, близнецовый.
Генотип — совокупность всех генов организма.
Фенотип — совокупность всех внешних и внутренних признаков.
Разные генотипы могут определять одинаковый фенотип.
Гибрид — особь, полученная от родителей, различающихся по определенным признакам.
Разные формы одного и того же гена, определяющие различное проявление одного и того же признака, называют аллелями. Обозначаются буквами, например: А — ген темных волос, а — светлых.
Признак, который проявляется в потомстве и подавляет проявление другого признака, называют доминантным.
Признак, который внешне у потомства не проявляется, называют рецессивным.
Гибридные организмы — организмы, полученные в результате скрещивания разнородных в генетическом отношении родительских форм.
Изменчивость — ненаследственная (модификационная) и наследственная (генотипическая).
Пределы модификационной изменчивости признака называют нормой реакции. Фенотип организма определяется взаимодействием генотипа с факторами внешней среды.
Наследственная изменчивость — комбинативная и мутационная.
Мутации — внезапно возникающие изменения генов или хромосом. При этом меняется количество или структура ДНК данного организма.
Различают генные (точечные) и хромосомные мутации. Гэнные мутации связаны с изменениями отдельных генов, хромосомные обусловлены изменением числа или структуры хромосом.
Генетика — научная основа селекции. Селекция — наука, которая занимается улучшением уже существующих и созданием новых сортов растений и пород животных.
Основные методы селекции — гибридизация и отбор. Новые методы: получение гетерозиса, полиплоидов, экспериментальный мутагенез. Различают стихийный и методический, массовый и индивидуальный искусственный отбор, близкородственное и неродственное скрещивание, внутривидовую и отдаленную гибридизацию.
Биотехнология — целенаправленное изменение и использование биологических объектов в пищевой промышленности, медицине, охране природы и т.д. Направления: микробиологическое производство, клеточная инженерия, генная инженерия.

Моногибридное скрещивание (различие особей по одному признаку)
При моногибридном скрещивании действуют:
□ правило доминирования — при скрещивании двух гомозиготных организмов, отличающихся по одной паре признаков, которые определяют аллели одного гена, первое поколение гибридов оказывается единообразным и похожим только на одного из родителей (доминантного).
□ закон расщепления — гибриды первого поколения при дальнейшем размножении расщепляются, и во втором поколении снова появляются особи с рецессивными признаками, составляющие примерно четвертую часть от всего числа потомков.

Промежуточное наследование (неполное доминирование)
Признаки у гибридов первого поколения имеют промежуточный характер, фенотип гетерозигот отличается от фенотипа как рецессивных, так и доминантных гомозигот.

Дигибридное скрещивание (различие особей по двум парам альтернативных признаков)
Закон независимого наследования (закон независимого распределения генов) — каждая пара аллельных генов наследуется независимо от другой и дает расщепление в соотношении 3:1.

Сцепленное наследование генов
Закон Томаса Моргана: гены, расположенные в одной хромосоме, наследуются совместно — сцепленно, т.е. наследуются преимущественно вместе.
Сцепление генов может быть полным и неполным. При неполном сцеплении гомологичные хромосомы обмениваются отдельными участками. Это обеспечивает возможность возникновения новых сочетаний генов и признаков.

[/toggle]