prosdo.ru
добавить свой файл
1
Вопрос №12


Организация потока информации в клетке

А) процесс трансляции

Трансляция – синтез полипептидных цепей по матрице иРНК, происходящий в рибосомах. Аминокислоты из которых синтезируются белки, доставляются к рибосомам с помощью специальных РНК, называемых транспортными. Эти небольшие структуры способны сворачиваться таким образом, что образуют структуры, напоминающие по форме клиновый лист. На вершине листа каждой тРНК имеется последовательность трех нуклеотидов, комплементарнх нуклеотидам кодона в иРНК. Ее называют антикодоном. Специальный фермент – кодаза – опознает тРНК и присоединяет к черешку листа аминокислоту – только ту,которая кодируется триплетом, комплементарным антикодону. Для того, чтобы аминокислота включилась в полипептидную цепь, она должна оторваться от тРНК. Это становится возможным когда тРНК поступает на рибосому и антикодон узнает свой кодон в иРНК. В рибосоме имеются два участка для связывания двух молекул тРНК. В один из этих участков, называемым акцепторным, поступает тРНК с аминокислотой и присоединяется к своему кодону. Эта аминокислота присоединяет к себе растущую цепь белка, между ними образуется пептидная связь. тРНК перемещается вместе с кодоном иРНК в донорный участок рибосомы. В освободившийся акцепторный участок приходит новая тРНК, связанная с аминокислотой, которая шифруется очередным кодоном. Из донорного участка сюда вновь переносится оторвавшаяся полипептидная цепь и удлиняется еще на одно звено. Аминокислоты в растущей цепи соединены в той последовательности, в которой расположены шифрующие их кодоны в иРНК. Когда на рибосоме оказывается один из трех триплетов ( УАА, УАГ, УГА) ни одна тРНК не может занять место в акцепторном участке. Дело в том что не существует антикодонов, комплементарных последовательностям этих нуклеотидов. Оторвавшейся в донорном участке полипептидной цепи не к чему присоединяться в акцепторном участке, и она покидает рибосому. Синтез белка завершен.

Б) Структурно-функциональная организация и-РНК и т-РНК


Т-РНК . Молекулы данной РНК самые короткие. Они состоят всего из 80 – 100 нуклеотидов. Транспортные РНК в основном содержатся в цитоплазме клетки. Функция их состоит в переносе аминокислот в рибосомы, к месту синтеза белка. Из общего содержания РНК клетки на долю тРНК приходится около 10%.

И-РНК или матричная, содержится в ядре и цитоплазме. Функция ее состоит в переносе информации о структуре белка от ДНК к месту синтеза белка в рибосомах. Размер иРНК колеблется в широких пределах от 100 до 10000 нуклеотидов.

Г) Уровни организации белковых молекул

Первичной, самой простой структурой является полипептидная цепь, то есть последовательность аминокислот, связанных между собой пептидными связями. В первичной структуре все связи между аминокислотами являются ковалентными и следовательно прочными. Вторичная структура. При ее образовании белковая нить обычно закручивается в виде спирали. Между кислотами С=О-групп находящихся на одном витке спирали и водородами N – H-групп на другом витке образуются водородные связи. Водородные связи слабее ковалентных, но при большом их числе обеспечивают поддержание прочной структуры. Спираль полипептида далее свертывается, образуя или клубок или фибриллу. Таким образом возникает сложная пространственная структура, называемая третичной структурой. Связи поддерживающие третичную структуру белка так же слабые. Они возникают в частности в результате гидрофобных взаимодействий. Гидрофобные радикалы некоторых аминокислот в водном растворе сближаются, слипаются и стабилизируют таким образом структуру белка. Соединение нескольких молекул полипептидов между собой образует четвертичную структуру белка. Если пептидные цепи уложены в виде клубка то такие белки называют глобулярными. Если полипептидные цепи уложены в пучки нитей, они носят название фибриллярных белков.

Вопрос№ 13

Клетка как открытая саморегулирующая биологическая система

А) Организация потока энергии


Любой живой организм является открытой системой то есть обменивается с окружающей средой веществом и энергией. Всю совокупность реакций обмена веществ называют метаболизмом.метаболизм состоит из энергетического обмена – катаболизма, и пластического обмена – анаболизма.Катаболизм – расщепление высокомолекулярных соединений до более простыхи окисление их с выделением энергии. Анаболизм – синтез макромолекул требующий большого количества энергии. Основным источником энегргии для всех живых существ служит энегргия солнечного света которую аккумулируют непосредственно только зеленые растения, цианобактерии и водоросли. Их клетки за счет энергии солнечного света способны синтезировать органические соединения. Этот процесс называют фотосинтезом.

Б) АТФ как основной источник энергии в клетке. Химический состав, биоэнергетическая характеристика

Сложное органическое соединение содержащее две макроэргические связи. Представлена одним нуклеотидом состоящим из азотистого основания аденина, углевода рибозы и трех остатков фосфорной кислоты. При отделении одного остатка фосфорной кислоты АТФ переходит в АДФ, если отделяется еще один остаток фосфорной кислоты, то АДФ переходит в АМФ. Место отделившегося остатка фосфорной кислоты занимает молекула воды. Отделение каждого остатка фосфорной кислоты происходит с помощью ферментов при этом выделяется 40 кДЖ. Именно поэтому эти связи называются макроэргическими. При синтезе АТФ наоборот поглощается большое количество энергии. У всех организмов АТФ синтезируется на внутренней мембране митохондрий в процессе кислородного этапа диссимиляции поэтому их называют энергетическими станциями клетки. У зеленых растений АТФ кроме митохондрий синтезируется в хлоропластах в процессе световой стадии фотосинтеза. Во всех клетках АТФ аккумулирует энергию которая расходуется по мере надобности там где в клетке происходят процессы с затратой энергии. Наибольшее количество АТФ потребляет мышечная ткань.

В) Энергетический обмен. Основные этапы


Энергетический обмен (катаболизм) – процесс расщепления сложных органических веществ, осуществляется постепенно в три этапа: 1 – подготовительный, 2 – бескислородный, 3 – кислородный. При этом обязательно учавствуют ферменты и выделяется энергия необходимая для синтеза АТФ и согревания организма. Вся энергия необходимая гетеротрофному организму для жизнедеятельности получается в результате расщепления органических веществ пищи. Чем больше организм испытывает физических нагрузок, тем больше энергии должна содержать пища и наоборот при легкой физической нагрузке пища должна быть малокалорийной.

Г) Гликолиз. Его характеристика и биоэнергетика

Бескислородный этап энергетического обмена, ферментативный негидролитический анаэробный процесс распада углеводов до пировиноградной кислоты. Ферменты ведущие гликолиз находятся в гиалоплазме и не связаны с мембранами. Конечными продуктами гликолиза являются две молекулы пировиноградной кислоты две молекулы АТФ и две молекулы восстановленного НАД*Н2. При невозможности дальнейшего кислородного окисления пировиноградная кислота может окисляться в молочную кислоту, этиловый спирт или другие продукты брожения. Если же дальнейшее кислородное окисление возможно то пировиноградная кислота поступает из цитоплазмы в митохондрии где претерпевает окислительное декарбоксилирование. Образовавшийся в ходе его ацетил-КоА поступает затем в цикл Кребса. Гликолиз – эволюционно наиболее древнейший способ расщепления глюкозы. У анаэробов он является единственным процессом получения энергии у аэробов же гликолиз обязательно предшествует кислородному этапу диссимиляции или идет в условиях недостатка кислорода. Гликолиз энергетически значительно менее выгоден чем кислородное окисление

Вопрос № 14.Существование клеток во времени

А) понятие о жизненном цикле клетки

Жизненный цикл это процесс от образования организма до его смерти

Б) Митотический цикл и его биологическое значение


Митотический или клеточный цикл – период жизни клетки от конца одного деления до конца следующего. Он состоит интерфазы и собственно деления. В интерфазе в клетке идет интенсивный метаболизм, синтез ДНК, РНК, белков, АТФ. Во время деления клеток перемещаются хромосомы. Работает аппарат деления, образуются межклеточные перегородки. Продолжительность клеточного цикла различна. У одних клеточные циклы непрерывно следуют друг за другом у других этот цикл совершается один раз. Клетки не включающиеся в клеточный цикл всю жизнь имеют диплоидный набор однохроматидных хромосом (2n2с), за исключением гаплоидных особей или полиплоидных организмов

В) пресинтетический период

Начальный отрезок интерфазы восстанавливаются черты организации интерфазной клетки, завершается формирование ядрышка, начавшееся еще в телофазе. Из цитоплазмы в ядро поступает значительное количество белка. В цитоплазме интенсифицируется синтез белка. Это способствует росту массы клетки. Таким образом осуществляются процессы подготовки следующего периода интерфазы – синтетического

Г) синтетический период

Удваивается количество наследственного материала клетки. За малым исключением редупликации ДНК осуществляется полуконсервативным способом. Он заключается в расхождении биспирали ДНК на две молекулы с последующим синтезом возле каждой из них комплементарной молекулы. В результате возникают две идентичные биспирали. Молекулы ДНК комплементарные материнским образуются отдельными фрагментами по длине хромосомы причем неодномоментно в разных участках одной хромосомы а так же в разных хромосомах. Затем участки новообразованной ДНК сшиваются в одну макромолекулу.

Д) постсинтетический период. Характеризуется интенсивным синтезом РНК и особенно белка. Завершается удвоение массы цитоплазмы по сравнению с началом интерфазы. Это необходимо для вступления клетки в митоз. Часть образуемых белков используется в дальнейшем для построения микротрубочек веретена деления.


Вопрос № 15. Механизмы клеточной пролиферации

А) митоз и его биологическая роль . профаза

Митоз – комплекс взаимосвязанных и согласованных во времени событий происходящих в процессе подготовки клетки к делению и на протяжении самого деления.

Профаза.хромосомы спирализуются и преобретают вид нитей. Ядрышко разрушается. Распадается ядерная оболочка. В цитоплазме уменьшается количество структур шероховатой сети.резко сокращается число полисом. Центриоли клеточного центра расходятся к полюсам клетки, между ними микротрубочки образуют веретено деления

Б) метафаза

Заканчивается образование веретена деления. Хромосомы выстраиваются в экваториальной плоскости клетки. Микротрубочки веретена деления связаны с кинетохорами хромосом. Каждая хромосома продольно расщепляется на две хроматиды соединенные в области кинетохора

В) анафаза

Связь между хроматидами нарушается и они в качестве самостоятельных хромосом перемещаются к полюсам клетки. По завершению движения на полюсах собирается два равноценных полных набора хромосом

Г) телофаза

Реконструируются интерфазные ядра дочерних клеток. Хромосомы деспирализуются. Образуются ядрышки. Разрушается веретено деления. Материнская клетка делится на две дочерние

Д) амитоз.биологическое значение

Прямое деление интерфазного ядра путем перетяжки. Происходит вне митотического цикла. Спирализации хромосом не происходит. При этом не происходит равномерное распределение генетического материала между дочерними ядрами. Амитоз может сопровождаться делением клетки, а может только делением ядра без разделения цитоплазмы, что приводит к образованию дву и многоядерных клеток. Клетка, вступившая в амитоз, в дальнейшем не может делиться обычным митотическим циклом. Амитоз наблюдается при необходимости быстрого восстановления тканей. Амитозом часто делятся клетки злокачественных опухолей.

Вопрос № 17. Наследственный аппарат клеток человека


А) хромосомы как носители генетической информации. Кариотип

Главнейшие структуры ядра. Могут пребывать в двух состояниях: спирализованные и деспирализованные. Хромосома имеет первичную перетяжку на которой расположена центромера. Перетяжка делит хромосому на два плеча одинаковой или разной длины.мцентромера соединяет между собой обе хроматиды и служит местом прикрепления нитей веретена деления клеток. Главная функция хромосом – хранение и передача наследственной информации носителем которой является молекула ДНК.

Кариотип – совокупность внешних признаков хромосомного набора, характерных для данного вида. Обычно описание кариотипа проводят на стадии метафазы

Б) химичкский состав и биологическая организация хромосом

В химическом составе хромосом и хроматина нет никаких различий; это молекулы ДНК и протеиды, образующие вместе нуклеопротеид

Г) классификация хромосом

Хромосомы могут быть в двух состояниях: спирализованные – короткие и плотные, хорошо видные в световой микроскоп; деспирализованные – раскрученные, длинные и тонкие, именуемые хроматином.

Вопрос № 18. Размножение организмов

А) размножение как фундаментальное свойство живого

Размножение – свойство живых организмов воспроизводить себе подобных.

Биологическая роль размножения состоит в том что оно обеспечивает смену поколений

Б) основные формы размножения и их биологическое значение

Существует два вида размножения: половое и бесполое

Половое: участвуют две особи, образуются гаметы которые сливаясь образуют зиготу. Дочерний организм сочетает наследственные признаки родителей и имеет индивидуальные. На какой либо стадии происходит мейоз

Бесполое: участвует одна особь, гамет нет, участвуют соматические клетки. Дочерний организм точная копия родительского. Основной тип деления – митоз. Мейоза нет

В) способы бесполого размножения у одно и многоклеточных


1. развитие из одной клетки

- бинарное деление – деление клетки пополам

-множественное деление (шизогония – из одной клетки образуется много) жгутиковые, споровики

-неравномерное деление – почкование ( дрожжи)

-спорообразование

2. Развитие из группы клеток

-вегетативное

-упорядоченное деление

-неупорядоченное деление

-почкование

-фрагментация

3. клонирование – искусственный способ бесполого размножения

Г) способы полового размножения

Конъюгация – временное соединение и обмен генетической информацией через плазматические мостики (спирогира)

Гаметогиния


  1. С оплодотворением

-партеногенез – девственное оплодотворение ( пчелы)

-апомиксис – развитие из неоплодотворенной яйцеклетки или вообще не из гамет

-гиногенез – развитие из яйцеклетки которая неоплодотворена, но ее дробление стимулировано сперматозоидом (рыбы)

-андрогенез – развитие зародыша за счет генетического материала – сперматозоида

2. С оплодотворением

-изогамия – гаметы одинаковы

-анизогамия – гаметы отличаются друг от друга

-оогамия – крупная неподвижная яйцеклетка, мелкий и подвижный сперматозоид.

Вопрос № 19. Гаметогенез

А) общая характеристика процесса. Его биологическая роль

Гаметогенез – процесс образования половых клеток. Подразделяется на ряд стадий

Б)стадия размножения

Диплоидные клетки из которых образуются гаметы называют сперматогониями и овогониями. Эти клетки осуществляют серию последовательных митотических делений в результате чего их количество существенно возрастает. Сперматогонии размножаются на протяжении всего периода половой зрелости мужской особи. Размножение овогоний приурочено главным образом к периоду эмбриогенеза.

В) стадия роста

Происходит увеличение клеточных размеров и превращение мужских и женских половых клеток в сперматоциты и овоциты 1 порядка. Важным событием этого преиода является редупликация ДНК при сохранении неизменным числа хромосом. Генетическая формула сперматоцитов и овоцитов1 порядка приобретает вид 2n4с.


Г) стадия созревания

Основными событиями являются два последовательных деления: редукционное и эквационное – которые вместе составляют мейоз. После первого деления образуются сперматоциты и овоциты 2 порядка а после второго – сперматиды и зрелая яйцеклетка. В результате образуются 4 сперматиды, одна полноценная яйцеклетка и редукционные тельца, которые в размножении не учавствуют

Д) стадия формирования

Процесс сперматогенеза завершается этой стадией. Ядра сперматид уплотняются вследствие сверхспирализации хромосом, которые становятся функционально инертными. На этой стадии почти вся цитоплазма сперматиды отторгается, так чо головка зрелого сперматозоида практически ее лишена

Вопрос №20 мейоз

А) общая характеристика мейоза

Особая форма клеточного деления.мейоз состоит из двух делений происходящих в периоде созревания

Б) первое деление мейоза.

Оно приводит к образованию из диплоидных клеток гаплоидных. В профазе1 наблюдается компактная упаковка генетического материала. Одновременно происходит конъюгация – гомологичные хромосомы тесно сближаются соответствующими участками. В результате образуются хромосомные пары или биваленты. Профаза1 состоит из следующих стадий: лептотена – стадия в которой начинается спирализация хромосом. Зиготена – начало конъюгации гомологичных хромосом. Пахитена – стадия на которой между гомологичными хромосомами осуществляется кроссинговер – перекрест с обменом соответствующими участками. Диплотена - характеризуется возникновением сил отталкивания между гомологичными хромосомами. Диакинез – стадия в которой гомологичные хромосомы удерживаются лишь в отдельных участках

Метафаза1 завершает формирование веретена деления.

Анафаза1. Ослабляются связи между гомологичными хромосомами в бивалентах и они отходят друг от друга направляясь к разным полюсам веретена деления. При этом к каждому полюсу отходит гаплоидный набор хромосом, состоящих из двух хроматид


Телофаза1. У полюсов веретена деленя собирается одинарный гаплоидный набор хромосом

В) второе деление мейоза

Приводит к образованию клеток в которых содержание генетического материала в хромосомах будет соответствовать их однонитчатой структуре. Это деление протекает как митоз только клетки вступающие в него несут гаплоидный набор хромосом

Г) особенности мейоза

В отличие от митоза сохраняющего в клетках постоянное диплоидное число хромосом, мейоз приводит к образованию из диплоидных клеток гаплоидных гамет. При последующем оплодотворении гаметы формируют организм нового поколения с диплоидным кариотипом.

Д) биологическое значение мейоза

Одна из главных задач мейоза – создание клеток с гаплоидным набором однонитчатых хромосом. Процессы протекающие в редукционном делении обеспечивают также не менее важное следствие – генетическое разнообразие гамет, образуемых организмом

Вопрос № 21. Биологический аспект репродукции человека

А) половой диморфизм

Наличие у одного и того же вида животных резких различий по величине, окраске, внешнему виду между особями мужского и женского пола.

Б)признаки полового созревания человека

Различают первичные и вторичные половые признаки

Первичные:это наружные и внутренние органы размножения

Вторичные: называют отличительные особенности того или другого плоа не связанные непосредственно с гаметогенезом. Их развитие контролируется гормонами, синтезируемыми первичными половыми органами.

В) Биологические закономерности оплодотворения

Оплодотворение – процесс слияния женских и мужских половых гамет в результате чего образуется зигота, которая получает набор парных хромосом; половина хромосом отцовских, половина – материнских. В зиготе заложены новые комбинации генов
Вопрос № 22. Генетика как наука

А) предмет и задачи генетики

Наука о закономерностях наследственности и изменчивости организмов. Благодаря наследственности сохраняется однородность единство вида. А изменчивость делает вид неоднородным, создает предпосылки для дальнейшего видообразования. Генетика – фундаментальная наука изучающая процесс преемственности жизни на молекулярном, клеточном, организменном и популяционном уровнях.


Задачи

-изучение материальных структур – генов

-изучение поведения генов в процессе размножения

-изучение изменчивости и функций генов в онтогенезе

Б) Наследственность и изменчивость

Наследственность – свойсто организмов прердавать следующему поколению свои признаки и особенности развития то есть воспроизводить себе подобных

Изменчивость – способность организмов изменять признаки и свойства что проявляется в разнообразии особей внутри вида

В) основные этапы развития генетики

Основоположником генетики является г. мендель опубликовавший в 1865 году труд опыты над растительными гибридами. Однако датой возникновения генетики как науки является 1900 г когда ученые разных стран независимо друг от друга вновь открыли законы генетики ( фриз,корренс, чермак). В 80-х годах 19 столетия были описаны процессы деления клеток. Крупный вклад в понимание механизма полового размножения внес немецкий ученый Вейсман. Он пришел к выводу что вещество наследственности должно находиться в хромосомах. В 1902 году бовери и сэттон обратив внимание на параллелизм в поведении хромосом в мейозе и в наследовании признаков согласно законам менделя предложил что гены расположены в хромосомах