Билеты по биологии за курс 10-11 классов

Билеты по биологии за курс 10-11 классов

кровообращения, что привело к увеличению легких и улучшению снабжения

кислородом органов. Дифференцировка органов пищеварения, усложнение зубной

системы, появление тепло кровности — все это уменьшает зависимость

организма от окружающей среды. У млекопитающих и птиц появилась возможность

переносить снижение температуры среды значительно легче, чем, например, у

рептилий, которые теряют активность с наступлением холодной ночи и

холодного времени года. В связи с этим ночная активность рептилий в среднем

ниже, чем дневная. Теплокровность млекопитающих и птиц позволила им

овладеть поверхностью всего земного шара. Дифференцировка зубного аппарата

у млекопитающих, приспособление его к жевательной функции, чего не было ни

у одного из предшествовавших классов хордовых, обеспечили большую

возможность использования пищи. У них хорошо развиты большие полушария

головного мозга, которые обеспечивают поведение «разумного типа», позволяют

организмам приспосабливаться к быстрым изменениям среды без изменения своей

морфологической организации.

Ароморфозы сыграли важную роль в эволюции всех классов животных.

Например, в эволюции насекомых большое значение имело появление трахейной

системы дыхания и преобразование ротового аппарата. Трахейная система

обеспечила резкое повышение активности окислительных процессов в организме,

что вместе с появлением крыльев обеспечило им выход на сушу. Благодаря

необычайному разнообразию ротового аппарата у насекомых (сосущий, колющий,

грызущий) они приспособились к питанию самой разнообразной пищей Немалую

роль сыграло в их эволюции и развитие сложной нервной системы, а также

органов обоняния, зрения, осязания.

Аллогенез — путь эволюции без повышения общего уровня организации.

Организмы эволюционируют путем частных приспособлений к конкретным условиям

среды. Такой тип эволюции ведет к быстрому повышению численности и

многообразию видового состава. Все многообразие любой крупной

систематической группы является результатом аллогенеза. Достаточно

вспомнить многообразие млекопитающих, чтобы увидеть, насколько разнообразны

пути их приспособления к самым различным факторам среды. Аллогенезы

осуществляются благодаря мелким эволюционным изменениям, повышающим

приспособление организмов к конкретным условиям обитания. Эти изменения

называются идиоадаптацией. Хорошим примером идиоадаптаций служат защитная

окраска у животных, разнообразные приспособления к перекрестному опылению

ветром и насекомыми, приспособление плодов и семян к рассеиванию,

приспособление к придонному образу жизни (уплощение тела) у многих рыб.

Аллогенез часто приводит к узкой специализации отдельных групп.

Общая дегенерация (катагенез). В ряде эволюционных ситуаций, когда

окружающая среда стабильна, наблюдается явление общей дегенерации, то есть

резкого упрощения организации, связанного с исчезновением целых систем

органов и функций. Очень часто общая дегенерация наблюдается при переходе

видов к паразитическому образу существования. У крабов известен паразит

саккулина, имеющая вид мешка, набитого половыми продуктами, и обладающая

как бы корневой системой, пронизывающей тело хозяина. Эволюция этого

организма такова. Родоначальная форма принадлежала к усоногим ракам и

прикреплялась не к водным камням, а к крабам и постепенно перешла к

паразитическому способу существования, утратив во взрослом состоянии почти

все органы. Несмотря на то, что общая дегенерация приводит к значительному

упрощению организации виды, идущие по этому пути, могут увеличивать

численность и ареал, то есть двигаться по пути биологического прогресса.

Гипергенез — путь эволюции, связанный с увеличением размеров тела и

непропорциональным пере развитием органов. В различные периоды в различных

классах организмов появлялись гигантские формы. Но, как правило, они

довольно быстро вымирали и наступало господство более мелких форм.

Вымирание гигантских форм чаще всего объясняется нехваткой пищи, хотя

некоторое время такие организмы могут иметь преимущество вследствие своей

огромной силы и отсутствия по этой причине врагов.

Соотношение направлений эволюции. Пути эволюции органического мира

сочетаются друг с другом либо сменяют друг друга, причем ароморфозы

происходят значительно реже идиоадаптаций. Но именно ароморфозы определяют

новые этапы в развитии органического мира. Возникнув путем ароморфоза,

новые, высшие по организации группы организмов занимают другую среду

обитания. Далее эволюция идет по пути идиоадаптаций, иногда и дегенерации,

которая обеспечивает организмам обживание новой для них среды обитания.

БИЛЕТ№ 6

ВОПРОС 1.

Клетка — элементарная единица живой системы. Элементарной единицей она

может быть названа потому, что в природе нет более мелких систем, которым

были бы присущи все без исключения признаки (свойства) живого. Известно,

что организмы бывают одноклеточными (например, бактерии, простейшие,

водоросли) или многоклеточными. 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. Клетка, по существу, представляет собой

самовоспроизводящуюся химическую систему. Для того, чтобы поддерживать в

себе необходимую концентрацию химических веществ, эта система должна быть

физически отделена от своего окружения, и вместе с тем она должна обладать

способностью к обмену с этим окружением, т.е. способностью поглощать те

вещества, которые требуются ей в качестве « сырья », и выводить наружу

накапливающиеся « отходы ». Роль барьера между данной химической системой и

ее окружением играет плазматическая мембрана. Она помогает регулировать

обмен между внутренней и внешней средой и, таким образом, служит границей

клетки.

Функции в клетке распределены между различными органоидами, такими, как

клеточное ядро, митохондрии и т.д. У многоклеточных организмов разные

клетки (например, нервные, мышечные, клетки крови у животных или клетки

стебля, листьев, корня у растений) выполняют разные функции и поэтому

различаются по структуре. Несмотря на многообразие форм, клетки разных

типов обладают поразительным сходством главных структурных особенностей. В

качестве единого целого клетка реагирует и на воздействие внешней среды.

При этом одна из ее особенностей как целостной системы — обратимость

некоторых происходящих в ней процессов. Например, после того как клетка

отреагировала на внешние воздействия, она возвращается к исходному

состоянию. В ней сосредоточена наследственная информация, обеспечивающая

сохранность вида и разнообразие особей.

Строение растительной клетки: целлюлозная оболочка, мембрана, цитоплазма

с органоидами, ядро, вакуоли с клеточным соком. Наличие пластид — главная

особенность растительной клетки.

Функции клеточной оболочки — определяет форму клетки, защищает от факторов

внешней среды.

Плазматическая мембрана — тонкая пленка, состоит из взаимодействующих

молекул липидов и белков, отграничивает внутреннее содержимое от внешней

среды, обеспечивает транспорт в клетку воды, минеральных и органических

веществ путем осмоса и активного переноса, а также удаляет продукты

жизнедеятельности.

Цитоплазма — внутренняя полужидкая среда клетки, в которой расположено ядро

и органоиды, обеспечивает связи между ними, участвует в основных процессах

жизнедеятельности.

Эндоплазматическая сеть — сеть ветвящихся каналов в цитоплазме. Она

участвует в синтезе белков, липидов и углеводов, в транспорте веществ.

Рибосомы — тельца, расположенные на ЭПС или в цитоплазме, состоят из РНК и

белка, участвуют в синтезе белка. ЭПС и рибосомы — единый аппарат синтеза и

транспорта белков.

Митохондрии — органоиды, отграниченные от цитоплазмы двумя мембранами. В

них окисляются органические вещества и синтезируются молекулы АТФ с

участием ферментов. Увеличение поверхности внутренней мембраны, на которой

расположены ферменты за счет крист. АТФ — богатое энергией органическое

вещество.

Пластиды (хлоропласты, лейкопласты, хромопласты), их содержание в клетке —

главная особенность растительного организма. Хлоропласты — пластиды,

содержащие зеленый пигмент хлорофилл, который поглощает энергию света и

использует ее на синтез органических веществ из углекислого газа и воды.

Отграничение хлоропластов от цитоплазмы двумя мембранами, многочисленные

выросты — граны на внутренней мембране, в которых расположены молекулы

хлорофилла и ферменты .

Комплекс Гольджи — система полостей, отграниченных от цитоплазмы мембраной.

Накапливание в них белков, жиров и углеводов. Осуществление на мембранах

синтеза жиров и углеводов.

Лизосомы — тельца, отграниченные от цитоплазмы одной мембраной.

Содержащиеся в них ферменты ускоряют реакцию расщепления сложных молекул до

простых: белков до аминокислот, сложных углеводов до простых, липидов до

глицерина и жирных кислот, а также разрушают отмершие части клетки, целые

клетки.

Вакуоли — полости в цитоплазме, заполненные клеточным соком, место

накопления запасных питательных веществ, вредных веществ; они регулируют

содержание воды в клетке.

Ядро — главная часть клетки, покрытая снаружи двух мембранной, пронизанной

порами ядерной оболочкой. Вещества поступают в ядро и удаляются из него

через поры. Хромосомы — носители наследственной информации о признаках

организма, основные структуры ядра, каждая из которых состоит из одной

молекулы ДНК в соединении с белками. Ядро — место синтеза ДНЯ, иРНК, рРНК.

Строение животной клетки — наличие наружной мембраны, цитоплазмы с

органоидами, ядра с хромосомами.

Наружная, или плазматическая, мембрана — отграничивает содержимое клетки от

окружающей среды (других клеток, межклеточного вещества), состоит из

молекул липидов и белка, обеспечивает связь между клетками, транспорт

веществ в клетку (пиноцитоз, фагоцитоз) и из клетки.

Цитоплазма — внутренняя полужидкая среда клетки, которая обеспечивает связь

между расположенными в ней ядром и органоидами. В цитоплазме протекают

основные процессы жизнедеятельности.

Органоиды клетки:

1) эндоплазматическая сеть (ЭПС) — система ветвящихся канальцев, участвует

в синтезе белков, ли-пидов и углеводов, в транспорте веществ в клетке;

2) рибосомы — тельца, содержащие рРНК, расположены на ЭПС и в цитоплазме,

участвуют в синтезе белка. ЭПС и рибосомы — единый аппарат синтеза и

транспорта белка;

3) митохондрии — «силовые станции» клетки, отграничены от цитоплазмы двумя

мембранами. Внутренняя образует кристы (складки), увеличивающие ее

поверхность. Ферменты на кристах ускоряют реакции окисления органических

веществ и синтеза молекул АТФ, богатых энергией;

4) комплекс Гольджи — группа полостей, отграниченных мембраной от

цитоплазмы, заполненных белками, жирами и углеводами, которые либо

используются в процессах жизнедеятельности, либо удаляются из клетки. На

мембранах комплекса осуществляется синтез жиров и углеводов;

5) лизосомы — тельца, заполненные ферментами, ускоряют реакции расщепления

белков до аминокислот, липидов до глицерина и жирных -.кислот,

полисахаридов до моносахаридов. В лизосомах разрушаются отмершие части

клетки, целые и клетки.

Клеточные включения — скопления запас- иных питательных веществ: белков,

жиров и углеводов.

Ядро — наиболее важная часть клетки. Оно покрыто двухмембранной оболочкой

с порами, через которые одни вещества проникают в ядро, а Другие поступают

в цитоплазму. Хромосомы — основные структуры ядра, носители наследственной

информации о признаках организма. Она передается в процессе деления

материнской клетки дочерним клеткам, а с половыми клетками — дочерним

организмам. Ядро — место синтеза ДНК. иРНК, рРНК.

ВОПРОС 2.

Формы естественного отбора

В природе естественный отбор, без сомнения, выступает как единый фактор,

действующий в пределах популяций. Однако в зависимости от изменений условий

среды и взаимодействия популяций и видов не только его направление, но и

формы могут меняться. Механизм действия естественного отбора при этом

остается неизменным — выживание и более эффективное размножение

индивидуумов, наиболее приспособленных к конкретным условиям существования.

Выделяют несколько форм отбора: — движущий — стабилизирующий — разрывающий.

Движущая форма отбора.

Способствует сдвигу среднего значения признаков и появлению новых форм.

Популяции, находящиеся достаточно долго в стабильных, мало меняющихся

условиях, достигают высокой степени приспособленности и могут длительное

время пребывать в равновесном состоянии, не испытывая значительных

изменений генотипического состава. Однако изменение внешних условий может

быстро привести к значительным сдвигам в генотипической структуре

популяций. Огромный запас генотипического разнообразия дает очень широкие

возможности для изменения большинства морфологических, физиологических,

биохимических и поведенческих признаков. Яркий пример, доказывающий

существование движущей формы естественного отбора, — так называемый

индустриальный меланизм. Причина возрастания частоты встречаемости черных

бабочек в промышленных районах состоит в том, что на потемневших стволах

деревьев белые бабочки стали легкой добычей птиц, а черные бабочки,

наоборот, стали менее заметными.

Движущая форма естественного отбора приводит к закреплению новой нормы

реакции организма, которая соответствует изменившимся условиям окружающей

среды. Отбор всегда идет по фенотипам, но вместе с фенотипом отбираются и

генотипы, их обусловливающие. Любая адаптация (приспособление) никогда не

бывает абсолютной. Приспособление всегда относительно в связи с постоянной

изменчивостью организмов и условий среды.

Стабилизирующая форма отбора

Стабилизирующая форма отбора направлена на сохранение установившегося в

популяции среднего значения признака. Приспособленность к определенным

условиям среды не означает прекращения действия отбора в популяции.

Поскольку в любой популяции всегда существует мутационная изменчивость, то

постоянно возникают особи с существенно отклоняющимися от среднего

значения, типичного для популяции или вида, признаками. При стабилизирующем

отборе устраняются такие особи. Во время бури преимущественно гибнут птицы

с длинными и короткими крыльями, тогда как птицы со средним размером

крыльев чаще выживают; наибольшая гибель детенышей млекопитающих

наблюдается в семьях, размер которых больше и меньше среднего значения,

поскольку это отражается на условиях кормления и на способности защищаться

от врагов.

Во многих случаях осуществляется отбор организмов с наибольшей

выраженностью гомеостаза индивидуального развития, что в значительной

степени препятствует проявлению в фенотипе мутаций и неблагоприятных

сочетаний аллелей, так же как и вредными воздействиями среды. В результате

стабилизирующего отбора отбираются организмы с такими генотипами, которые

обеспечивают устойчивое развитие признаков, имеющих среднее значение для

данной популяции.

Разрывающий отбор

Отбор, благоприятствующий более чем одному фенотипическому оптимуму и

действующий против промежуточных форм, называется дизруптивным, или

разрывающим. Его можно объяснить на примере появления распогремка —

раннецветущего и поздноцветущего. Их возникновение — результат покосов,

осуществляемых в середине лета, которые уничтожают растения с

промежуточными сроками цветения. Вследствие этого единая популяция

разделяется на две не перекрывающиеся субпопуляции. Гибриды, возникающие

между разными формами, не обладают достаточным сходством с несъедобными

видами и активно потребляются птицами.

Творческая роль естественного отбора:

В различных обстоятельствах естественный отбор может идти с различной

интенсивностью. Дарвин отмечает обстоятельства, благоприятствующие

естественному отбору:

— достаточно высокая частота проявления неопределенных наследственных

изменений;

. многочисленность особей вида, повышающая вероятность проявления полезных

изменений;

— не родственное скрещивание, увеличивающее размах изменчивости в

потомстве. Дарвин отмечает, что перекрестное опыление встречается изредка

даже среди растений-самоопылителей;

. изоляция группы особей, препятствующая их скрещиванию с остальной массой

организмов данной популяции;

— широкое распространение вида, так как при этом на разных границах

ареала особи встречаются с различными условиями и естественный отбор будет

идти в разных направлениях и увеличивать внутривидовое разнообразие.

БИЛЕТ№ 7

ВОПРОС 1.

Обмен веществ и энергии в клетке

Главным условием жизни как организма в целом, так и отдельной клетки

является обмен веществ и энергии с окружающей средой. Для поддержания

сложной динамической структуры живой клетки требуется непрерывная затрата

энергии. Кроме того, энергия необходима и для осуществления большинства

функций клетки (поглощение веществ, двигательные реакции, биосинтез

жизненно важных соединений). Источником энергии в этих случаях служит

расщепление органических веществ в клетке. Совокупность реакций расщепления

высокомолекулярных соединений называется энергетическим обменом, или

диссимиляцией. Запас органических веществ, расходуемых в процессе

диссимиляции, должен непрерывно пополняться либо за счет пищи, как это

происходит у животных, либо путем синтеза из неорганических веществ при

использовании энергии света (у растений). Приток органических веществ

необходим также для построения органоидов клетки и для создания новых

клеток при делении. Совокупность всех процессов биосинтеза называется

пластическим обменом, или ассимиляцией.

Обмен веществ клетки включает многочисленные физические и химические

реакции, объединенные в пространстве и времени в единое упорядоченное

целое. В такой сложной системе упорядоченность может достигаться только при

участии эффективных механизмов регуляции. Ведущую роль в регуляции играют

ферменты, определяющие скорость биохимической реакции. Основная роль в

обмене веществ принадлежит плазматической мембране, которая в силу

избирательной проницаемости обусловливает осмотические свойства клетки.

Энергетический обмен в клетке

Первичным источником энергии в живых организмах является Солнце. Энергия,

приносимая световыми квантами (фотонами), поглощается пигментом

хлорофиллом, содержащимся в хлоропластах зеленых листьев, и накапливается в

виде химической энергии в различных питательных веществах.

Все клетки и организмы можно разделить на два основных класса в

зависимости от того, каким источником энергии они пользуются. У первых,

называемых аутотрофными (зеленые растения), СО2 и Н2О превращаются в

процессе фотосинтеза в элементарные органические молекулы глюкозы, из

которых и строятся затем более сложные молекулы.

Клетки второго класса, называемые гетеротрофными (животные клетки),

получают энергию из различных питательных веществ (углеводов, жиров и

белков), синтезируемых аутотрофными организмами. Энергия, содержащаяся в

этих органических молекулах, освобождается главным образом в результате

соединения их с кислородом воздуха (т.е. окисления) в процессе, называемом

аэробным дыханием. Этот энергетический цикл у гетеротрофных организмов

завершается выделением СО2 и Н2О.

Клеточное дыхание — это окисление органических веществ, приводящее к

получению химической энергии (АТФ). Большинство клеток использует в первую

очередь углеводы. Полисахариды вовлекаются в процесс дыхания лишь после

того, как они будут гидролизованы до моносхаридов: Крахмал, Глюкоза (у

растений) Гликоген (у животных) .

Жиры составляют «первый резерв» и пускаются в дело главным образом тогда,

когда запас углеводов исчерпан. Однако в клетках скелетных мышц при наличии

глюкозы и жирных кислот предпочтение отдается жирным кислотам. Поскольку

белки выполняют ряд других важных функций, они используются лишь после

того, как будут израсходованы все запасы углеводов и жиров, например, при

длительном голодании.

Этапы энергетического обмена: Единый процесс энергетического обмена можно

условно разделить на три последовательных этапа:

Первый из них — подготовительный. На этом этапе высокомолекулярные

органические вещества в цитоплазме под действием соответствующих ферментов

расщепляются на мелкие молекулы: белки — на аминокислоты, полисахариды

(крахмал, гликоген) — на моносахариды (глюкозу), жиры — на глицерин и

жирные кислоты, нуклеиновые кислоты — на нуклеотиды и т.д. На этом этапе

выделяется небольшое количество энергии, которая рассеивается в виде тепла.

Второй этап — бескислородный, или неполный. Образовавшиеся на

подготовительном этапе вещества — глюкоза, аминокислоты и др. —

подвергаются дальнейшему ферментативному распаду без доступа кислорода.

Примером может служить ферментативное окисление глюкозы (гликолиз), которая

является одним из основных источников энергии для всех живых клеток.

Гликолиз — многоступенчатый процесс расщепления глюкозы в анаэробных

(бескислородных) условиях до пировиноградной кислоты (ПВК), а затем до

молочной, уксусной, масляной кислот или этилового спирта, происходящий в

цитоплазме клетки. Переносчиком электронов и протонов в этих окислительно-

восстановительных реакциях служит никотинамидаденин-динуклеотид (НАД) и его

восстановленная форма НАД *Н. Продуктами гликолиза являются пировиноградная

кислота, водород в форме НАД • Н и энергия в форме АТФ.

При разных видах брожения дальнейшая судьба продуктов гликолиза различна.

В клетках животных и многочисленных бактерий ПВК восстанавливается до

молочной кислоты. Известное всем молочнокислое брожение (при списании

молока, образовании сметаны, кефира и т.д.) вызывается молочнокислыми

грибками и бактериями.

При спиртовом брожении продуктами гликолиза являются этиловый спирт и

СО2. У других микроорганизмов продуктами брожения могут быть бутиловый

спирт, ацетон, уксусная кислота и т.д.

В ходе бескислородного расщепления часть выделяемой энергии рассеивается

в виде тепла, а часть аккумулируется в молекулах АТФ.

Третий этап энергетического обмена — стадия кислородного расщепления, или

аэробного дыхания, происходит в митохондриях. На этом этапе в процессе

окисления важную роль играют ферменты, способные переносить электроны.

Структуры, обеспечивающие прохождение третьего этапа, называют цепью

переноса электронов. В цепь переноса электронов поступают молекулы —

носители энергии, которые получили энергетический заряд на втором этапе

окисления глюкозы. Электроны от молекул — носителей энергии, как по

ступеням, перемещаются по звеньям цепи с более высокого энергетического

уровня на менее высокий. Освобождающаяся энергия расходуется на зарядку

молекул АТФ. Электроны молекул — носителей энергии, отдавшие энергию на

«зарядку» АТФ, соединяются в конечном итоге с кислородом. В результате

этого образуется вода. В цепи переноса электронов кислород — конечный

приемник электронов. Таким образом, кислород нужен всем живым существам в

качестве конечного приемника электронов. Кислород обеспечивает разность

потенциалов в цепи переноса электронов и как бы притягивает электроны с

высоких энергетических уровней молекул — носителей энергии на свой

низкоэнергетический уровень. По пути происходит синтез богатых энергией

молекул АТФ.

Пластический обмен. Ассимиляция

По типу ассимиляции все клетки делятся на две группы — автотрофные и

гетеротрофные.

Автотрофные клетки способны к самостоятельному синтезу необходимых для

них органических соединений за счет СО2, воды и энергии света (фотосинтез)

или энергии, выделившейся при окислении неорганических соединений

(хемосинтез). К автотрофам принадлежат все зеленые растения и некоторые

бактерии. Гетеротрофные клетки не способны синтезировать органические

вещества из неорганических. Эти клетки для жизнедеятельности нуждаются в

поступлении органических соединений: углеводов, белков, жиров.

Гетеротрофами являются все животные, большая часть бактерий, грибы,

некоторые высшие растения — сапрофиты и паразиты, а также клетки растений,

не содержащие хлорофилл.

Фотосинтез — синтез органических соединений, идущий за счет энергии

солнечного излучения.

СВЕТОВАЯ ФАЗА : Во время световой фазы энергия солнечного света (или

энергия искусственных источников света) улавливается зелеными растениями и

превращается в химическую энергию, заключенную в органических веществах,

богатых энергией (богатых энергией АТФ, НАДФ и т.д.). В последующем энергия

этих богатых энергией соединений используется в клетке для процессов

биосинтеза, которые могут происходить как на свету, так и в темноте.

Во время световой фазы фотосинтеза кванты света поглощаются электроном в

молекуле хлорофилла. В результате один из электронов приобретает большой

запас энергии и покидает хлорофилл. Эта энергия используется для синтеза

АТФ и восстановления НАДФ, что приводит к образованию восстановленного

никотинамйдадениндинук-леотидфосфата НАДФ Н. Вместе с тем солнечный свет

приводит к фотолизу воды — разложению воды на ион водорода Н+ и ион

гидроксила ОН- . Одновременно с этим ион гидроксила отдает свой электрон е.

хлорофиллу, а возникающие радикалы ОН образуют воду и кислород Образующийся

таким образом кислород выделяется зелеными растениями, что в течение многих

сотен миллионов лет привело к созданию кислородной атмосферы Земли. В

настоящее время зеленые растения продолжают непрерывно обогащать кислородом

атмосферу нашей планеты.

Темновая фаза :фотосинтеза связана с использованием макроэргических

веществ (АТФ, НАДФ • Н и некоторых других) для синтеза различных

органических соединений (главным образом углеводов).

Цель: синтез органических веществ ,в строме (в полости хлоропластов )

СО2 связывается с производными рибозы с образованием глюкозы : 6 СО2

+18АТФ+ 12НАДФ*Н= С6Н12О6 .

Кроме фотосинтеза существует еще одна форма автотрофной ассимиляции —

хемосинтез.

Хемосинтез. Способность синтезировать органические вещества из

неорганических свойственна также некоторым видам бактерий, у которых нет

хлорофилла. Способ, с помощью которого они мобилизуют энергию для

синтетических реакций, принципиально иной, нежели у растительных клеток..

Бактерии используют для синтеза энергию химических реакций. Они обладают

специальным ферментным аппаратом, позволяющим им преобразовывать энергию

химических реакций, в частности энергию окисления неорганических веществ, в

химическую энергию синтезируемых органических соединений. Этот процесс

называют хемосинтезом. Из хемосинтетиков важны азотфиксирующие и

нитрифицирующие бактерии. Источником энергии у одной группы этих бактерий

служит реакция окисления аммиака в азотистую кислоту; другая группа

использует энергию, выделяющуюся при окислении азотистой кислоты в азотную.

Хемосинтетиками являются железобактерии и серобактерии. Первые из них

используют энергию, освобождающуюся при окислении двухвалентного железа в

трехвалентное; вторые окисляют сероводород до серной кислоты. Роль

хемосинтетиков очень велика, особенно азотфиксирующих бактерий. Они имеют

важное значение для повышения урожайности, так как в результате

жизнедеятельности этих бактерий азот, находящийся в воздухе, недоступный

для усвоения растениями, превращается в аммиак ,который хорошо ими

усваивается.

ВОПРОС 2.

Приспособленность организмов и ее относительность

Дарвин обратил внимание на одну черту эволюционного процесса —

приспособительный характер. В результате действия естественного отбора

сохраняются особи с полезными для их процветания признаками. Они

обусловливают хорошую, но не абсолютную, приспособленность организмов к тем

условиям, в которых живут.

Приспособленность к условиям среды может быть весьма совершенной, что

повышает шансы организмов на выживание и оставление большого числа

потомков. В это понятие входят не только внешние признаки, но и

соответствие строения внутренних органов выполняемым ими функциям.

Например, совершенны приспособления стрижа к полету, а дятла — к жизни в

лесу. Характер их приспособлений к жизни в своеобразной среде различен.

Стриж на лету ловит мелких насекомых: у него широкий рот и короткий клюв.

Дятел добывает из-под коры личинок насекомых: у него крепкий длинный клюв и

длинный язык. О приспособленности организмов к окружающей среде

свидетельствует множество различных примеров. Приспособительное

многообразие — доказательство изменчивости.

Покровительственная окраска развита у видов, которые живут открыто и

могут оказаться доступными для врагов. Такая окраска делает организмы менее

заметными на фоне окружающей местности. Некоторые животные наделены ярким

узором (окраска у зебры, тигра, жирафа, змей и т.д.) — чередованием светлых

и темных полос и пятен. Эта расчленяющая окраска как бы имитирует

чередование пятен света и тени и тоже делает животных менее заметными.

Маскировка. Маскировка — приспособление, при котором форма тела и окраска

животных сливаются с окружающими предметами. Например, гусеницы некоторых

бабочек по форме тела и окраске напоминают сучки. Насекомых, живущих на

коре дерева (жуки, усачи и др.), можно принять за лишайники.

Мимикрия. Мимикрия — подражание менее защищенного организма одного вида

более защищенному организму другого вида (или предметам среды). Это

подражание может проявляться в форме тела, окраске и т.д. Так, некоторые

виды неядовитых змей и насекомых похожи на ядовитых. Мимикрия — результат

отбора сходных мутаций у различных видов. Она помогает незащищенным

животным выжить, способствует сохранению организма в борьбе за

существование.

Предупреждающая (угрожающая) окраска. Некоторые виды нередко обладают

яркой, запоминающейся окраской. Раз попытавшись отведать несъедобную божью

коровку, жалящую осу, птица на всю жизнь запомнит их яркую окраску.

Некоторые животные демонстрируют угрожающую окраску лишь при нападении на

них хищников.

Приспособления к экстремальным условиям существования. Растения, живущие

в полупустынных и пустынных районах, имеют многочисленные и разнообразные

адаптации. Это и уходящий на десятки метров в глубь земли корень,

извлекающий воду, и резкое уменьшение испарения воды благодаря особому

строению кутикулы на листьях, и полная утрата листьев и др.

Чем более жесткие и более определенные требования предъявляет среда, тем

более сходные адаптации (конвергенция) развиваются у организмов, зачастую

очень далеких друг от друга. Генотипы организмов, имеющих много общего в

строении, при этом сильно отличаются. Например, передвижение в водной среде

вызывает сходство в строении тела у пингвинов и тюленей, а также рыб и

дельфинов, которые относятся к разным классам позвоночных.

Широкое распространение конвергентного сходства между не родственными

формами есть прямое следствие дивергентного развития большинства

естественных групп в пределах сходных местообитаний.

Любая приспособленность помогает организмам выжить лишь в тех условиях, в

которых она сформировалась. Следовательно, приспособленность носит

относительный характер. В яркий солнечный день зимой белая куропатка выдает

себя тенью на снегу.

У многих животных имеются рудиментарные органы, то есть органы,

утратившие свое приспособительное значение. В частности, рудиментарны

пальцы у копытных и на задней конечности кита. Наличие рудиментов служит

примером относительной целесообразности.

Относительность приспособленности обеспечивает возможность дальнейшей

перестройки и совершенствования имеющихся у данного вида адаптаций, то есть

бесконечность эволюционного процесса.

БИЛЕТ№ 8

ВОПРОС 1.

Энергетический обмен в клетке

Первичным источником энергии в живых организмах является Солнце. Энергия,

приносимая световыми квантами (фотонами), поглощается пигментом

хлорофиллом, содержащимся в хлоропластах зеленых листьев, и накапливается в

виде химической энергии в различных питательных веществах.

Все клетки и организмы можно разделить на два основных класса в

зависимости от того, каким источником энергии они пользуются. У первых,

называемых аутотрофными (зеленые растения), СО2 и Н2О превращаются в

процессе фотосинтеза в элементарные органические молекулы глюкозы, из

которых и строятся затем более сложные молекулы.

Клетки второго класса, называемые гетеротрофными (животные клетки),

получают энергию из различных питательных веществ (углеводов, жиров и

белков), синтезируемых аутотрофными организмами. Энергия, содержащаяся в

этих органических молекулах, освобождается главным образом в результате

соединения их с кислородом воздуха (т.е. окисления) в процессе, называемом

аэробным дыханием. Этот энергетический цикл у гетеротрофных организмов

завершается выделением СО2 и Н2О.

Клеточное дыхание — это окисление органических веществ, приводящее к

получению химической энергии (АТФ). Большинство клеток использует в первую

очередь углеводы. Полисахариды вовлекаются в процесс дыхания лишь после

того, как они будут гидролизованы до моносахаридов: Крахмал (у растений)

,Гликоген (у животных) .

Жиры составляют «первый резерв» и пускаются в дело главным образом тогда,

когда запас углеводов исчерпан. Однако в клетках скелетных мышц при наличии

глюкозы и жирных кислот предпочтение отдается жирным кислотам. Поскольку

белки выполняют ряд других важных функций, они используются лишь после

того, как будут израсходованы все запасы углеводов и жиров.

Этапы энергетического обмена

Единый процесс энергетического обмена можно условно разделить на три

последовательных этапа:

Первый этап: - расщепление органических вещ-в в пищеварительной системе

до промежуточных продуктов распада.(гидролиз).

Белки + Н2О=аминокислота + тепло(рассеивается )

Жиры + Н2О = глицерин + жирные кислоты + тепло

Полисахариды + Н2О = глюкоза + тепло

Второй этап: (в клетке, в цитоплазме) – гликолиз – без кислородное

расщепление глюкозы.Глюкоза под воздействием ферментов расщипляется до двух

молекул С3Н6О3 С свыделением энергии.60% этой энергии рассеивается в виде

тепла, 40% в виде АТФ.

Третий этап: (кислородное расщепление в митохондриях ) На кислородном

этапе: с внутренней стороны мембраны крист находятся молекулы переносчики .

Электрон подхватывается молекулами переносчиками и перетаскивается с одной

молекулы на другую (окисление), при этом он теряет энергию. Эта энергия на

восстановление АТФ из АДФ. Этот процесс называется окислительное

фосфорилирование. В конце цепи переносчиков стоит кислород он является

акцептором . Анионы накапливаются с внутренней стороны мембраны , ионы с

наружной стороны . Когда разность потенциалов между ними достигнет

критического уровня ион через ферментативный канал проходит на внутреннею

сторону мембраны. При этом выделяется энергия, она идет на фосфолирирование

(АДФ-АТФ). В итоге на кислородном этапе образуется 36 АТФ.

ВОПРОС 2.

Многие сторонники учения о постоянстве и неизменяемости видов считали,

что каждая порода, каждый сорт произошли от отдельного дикого вида. В

книгах «Происхождение видов» и «Изменения домашних животных и культурных

растений» Дарвин подробно описал многообразие пород домашних животных и

проанализировал их происхождение. Он отмечает, что человек сам создал

многообразие пород и сортов культурных растений путем искусственного

отбора, т.е. изменения в разных направлениях одного или нескольких

родоначальных диких видов. Особенно подробно Дарвин исследовал

происхождение пород домашнего голубя. Несмотря на большие различия, породы

домашних голубей имеют очень важные общие признаки. Все домашние голуби —

общественные птицы, гнездятся на зданиях, а не на деревьях, как дикие.

Голуби разных пород легко скрещиваются и дают плодовитое потомство. При

скрещивании особей, принадлежащих к разным породам, Дарвин получил

потомство, по окраске удивительно сходное с диким (скалистым) голубем.

Таким образом, было показано, что в процессе одомашнивания человек может

добиться больших изменений у растений и животных. Ученый сделал вывод, что

все породы домашних голубей произошли от одного вида — дикого сизого

(скалистого) голубя, обитающего на крутых утесах Средиземноморского

побережья и севернее, до Англии и Норвегии. Обыкновенный сизый голубь похож

на него окраской оперения.

Дарвин различает два вида искусственного отбора — методический

(сознательный) и бессознательный.

Бессознательный отбор — это отбор, направленный на улучшение породы или

сорта, когда не ставится задача вывести совершенно новый сорт или породу.

Например, хозяйка использует на мясо плохих несушек, а яйценоских кур

оставляет, то есть идет частичная выбраковка.

Методический отбор заключается в научной разработке всей селекционной

работы. Используя этот метод, селекционер, как скульптор, лепит новые

органические формы по заранее продуманному плану.

Искусственный отбор протекает успешнее, по мнению Дарвина, в крупных

хозяйствах: среди большого количества особей больше и наследственного

материала, следовательно, возможности отбора и выбраковки расширяются.

Отбор особей с нужными человеку наследственными изменениями приводит к

созданию совершенно новых сортов и пород, то есть никогда ранее не

существовавших органических форм с признаками и свойствами, сформированными

самим человеком, поэтому он является главной движущей силой в образовании

новых пород животных и растений, приспособленных к интересам человека.

Учение об искусственном отборе теоретически обобщило тысячелетнюю практику

человека по созданию пород домашних животных и сортов культурных растений и

стало одной из основ современной селекции.

Естественный отбор

Великая заслуга Ч. Дарвина состоит в открытии роли отбора как

направляющего и движущего фактора эволюционного процесса. Благодаря

мутационному процессу, колебанию численности и изоляции возникает

генетическая неоднородность внутри вида. Дарвин считал, что благодаря

естественному отбору осуществляется процесс сохранения и преимущественного

размножения организмов, которые обладают признаками, наиболее полезными в

данных условиях окружающей среды.

Естественный отбор — результат борьбы за существование, под которой

понимают отклонения особей внутри видов, между видами, а также влияние

природно-климатических факторов.

БИЛЕТ№9

ВОПРОС 1.

Биосинтез белка

Информационная РНК, несущая сведения о первичной структуре белковых

молекул, синтезируется в ядре. Пройдя через поры ядерной оболочки, и-РНК

направляется к рибосомам, где осуществляется расшифровка генетической

информации — перевод ее с «языка» нуклеотидов на «язык» аминокислот.

Аминокислоты, из которых синтезируются белки, доставляются к рибосомам с

помощью специальных РНК, называемых транспортными (т-РНК). В т-РНК

последовательность трех нуклеотидов комплементарна нуклеотидам кодона в и-

РНК. Такая последовательность нуклеотидов в структуре т-РНК называется

антикодоном. Каждая т-РНК присоединяет определенную, «свою» аминокислоту,

при помощи ферментов и с затратой АТФ. В этом состоит первый этап синтеза.

Для того чтобы аминокислота включилась в цепь белка, она должна

оторваться от т-РНК. На втором этапе синтеза белка т-РНК выполняет функцию

переводчика с «языка» нуклеотидов на «язык» аминокислот. Такой перевод

происходит на рибосоме. В ней имеется два участка: на одном т-РНК получает

команду от и-РНК — антикодон узнает кодон, на другом — выполняется приказ —

аминокислота отрывается от т-РНК.

Третий этап синтеза белка заключается в том, что фермент синтетаза

присоединяет оторвавшуюся от т-РНК аминокислоту к растущей белковой

молекуле. Информационная РНК непрерывно скользит по рибосоме, каждый

триплет сначала попадает в первый участок, где узнается антикодоном т-РНК,

затем на второй участок. Сюда же переходит т-РНК с присоединенной к ней

аминокислотой, здесь аминокислоты отрываются от т-РНК и соединяются друг с

другом в той последовательности, в которой триплеты следуют один за другим.

Когда на рибосоме в первом участке оказывается один из трех триплетов,

являющихся знаками препинания между генами, это означает, что синтез белка

завершен. Готовая цепь белка отходит от рибосомы. Процесс синтеза белковой

молекулы требует больших затрат энергии. На соединение каждой аминокислоты

с т-РНК расходуется энергия одной молекулы АТФ.

Для увеличения производства белков и-РНК часто одновременно проходит не

через одну, а через несколько рибосом последовательно. Такую структуру,

объединенную одной молекулой и-РНК, называют полисомой. На каждой рибосоме

в таком, похожем на нитку бус, конвейере последовательно синтезируются

несколько молекул одинаковых белков.

Синтез белка на рибосомах носит название трансляции. Синтез белковых

молекул происходит непрерывно и идет с большой скоростью: в одну минуту

образуется от 50 до 60 тыс. пептидных связей. Синтез одной молекулы белка

длится всего 3-4 секунды. Каждый этап биосинтеза катализируется

соответствующими ферментами и снабжается энергией за счет расщепления АТФ.

Синтезированные белки поступают в каналы эндоплазматической сети, по

которым транспортируются к определенным участкам клетки.

ВОПРОС 2.

Изоляция — эволюционный фактор.

Изоляция — возникновение любых барьеров, нарушающих свободное

скрещивание, что ведет к увеличению и закреплению различий между

популяциями и отдельными частями всего населения. Различают географическую,

экологическую, а также этологическую изоляцию.

Географическая (или пространственная) изоляция связана с разрывом единого

ареала обитания вида на не сообщающиеся между собой части. В каждой

изолированной популяции могут случайно возникать мутации. Вследствие дрейфа

генов и действия естественного отбора генотипический состав изолированных

популяций различается все больше и больше. Причины, ведущие к возникновению

географической изоляции, многочисленны: это наличие гор и рек, перешейков

или проливов, истребление популяций в определенных районах и т.д.

Вследствие невозможности скрещивания особей из различных изолированных

популяций в каждой из них возникает свое направление эволюционного

процесса. Это со временем приводит к значительным отличиям в их

генотипической структуре и ослаблению (и даже полному прекращению) обмена

генами между популяциями.

Экологическая изоляция связана с предпочтением конкретного место

обитания. Севанская форель — пример такой изоляции. Разные популяции форели

нерестятся в устьях различных ручьев и горных рек, впадающих в озеро,

поэтому свободное скрещивание между ними крайне затруднено. Экологическая

изоляция, таким образом, препятствует скрещиванию особей из разных

популяций и

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5