Шпаргалка по "Биологии"

Фенотип – совокупность всех признаков и свойств организма, сложившихся в процессе индивидуального развития генотипа.

Признаки:

внешние (цвет кожи, волос, форма уха или нома, окраска цветков);

внутренние:

• анатомические (строение тела и взаимное расположение органов),
• физиологические (форма и размеры клеток, строение тканей и органов),
• биохимические (структура белка, активность фермента, концентрация гормонов в крови).

Каждая особь имеет свои особенности  внешнего вида, внутреннего строения, характера обмена веществ, функционирования органов, т.е. свой фенотип, который  сформировался в определенных условиях среды.

Фенотип формируется под влиянием генотипа и условий внешней среды.

Генотип отражается в фенотипе, а  фенотип наиболее полно проявляется  в определенных условиях среды.

Половые хромосомы и  аутосомы. Сцепленное с полом наследование.

В клетках организмов содержится двойной  набор гомологичных хромосом, которые  называют аутосомами, и две половые хромосомы.

У женщин в каждой клетке тела (кроме  половых) 44 аутосомы и две половые хромосомы ХХ, у мужчины – те же 44 аутосомы и две половые хромосомы Х и У. Во время формирования половых клеток происходит мейоз и число хромосом в сперматозоидах и яйцеклетках уменьшается в два раза. У женщин все яйцеклетки имеют одинаковый набор хромосом: 22 аутосомы и Х. У мужчин образуется два вида сперматозоидов, в соотношении один к одному – 22 аутосомы и Х, или 22 аутосомы и У. Если при оплодотворении яйцеклетка встретится со сперматозоидом, содержащим Х хромосому, то появится зародыш женского пола, а если со сперматозоидом, содержащим У хромосому, то образуется зародыш мужского пола. Определение пола у человека зависит от отсутствия или наличия У хромосомы в сперматозоиде, оплодотворяющем яйцеклетку.

Половые хромосомы Х и У содержат большое количество генов, определяющих наследование целого ряда признаков. Наследование этих признаков называют наследованием, сцепленным с полом, а локализацию  генов в половых хромосомах называют сцеплением генов с полом.

Генетика человека. Методы изучения наследственности человека. Наследственные заболевания, их профилактика.

Установлено, что существуют болезни, обусловленные наследственными  факторами. Эти заболевания можно  предупреждать и лечить, для чего были разработаны методы изучения генотипа человека.

Основные методы в изучении наследственные заболевания людей:

• Генеалогический – изучение родословной людей за возможно большее число поколений.Этим методом установлено, что развитие некоторых способностей человека (музыкальности, склонности к математическому мышлению) определяется наследственными факторами, доказано наследование многих заболеваний (врожденная рецессивная глухота, шизофрения). Известны наследственные заболевания, определяемые не рецессивными, а доминантными генами, например, ведущая к слепоте наследственная дегенерация роговицы.
• Близнецовый – состоит в изучении развития признаков у однояйцевых близнецов. Он дает возможность выяснить, какие качества определяет внешняя среда, а какие – наследственность.
• Цитогенетический – заключается в изучении структуры и количества хромосом. Этот метод позволяет выявить хромосомные мутации.
• Биохимический – обнаружение изменений в биологических параметрах (например, сахарный диабет).
• Все большее значение приобретает генетика для медицины. Знание генетики человека в ряде случаев позволяет спрогнозировать рождение ребенка абсолютно здорового у родителей, имеющих наследственный недуг.

Наследственная изменчивость, ее виды. Виды мутаций, их причины. Роль мутаций в эволюции органического  мира и селекции.

Мутации имеют ряд свойств:

• Возникают внезапно, и мутировать может любая часть генотипа.
• Чаще бывают рецессивными и реже – доминантными.
• Могут быть вредными, нейтральными и полезными для организма.
• Передаются из поколения в поколение.

Мутации подразделяются на несколько видов:

• точечные (генные) – изменения в отдельных генах.
• хромосомные – изменения частей хромосомы или целых хромосом.
• геномные – изменение числа хромосом в гаплоидном наборе.

Многие возникающие мутации  неблагоприятны для организма и  даже могут вызвать его гибель. Большинство таких мутаций рецессивно.

Большинство мутантов имеют сниженную  жизнеспособность и отсеиваются  в процессе естественного отбора.

Разнообразие сортов растений и пород животных – результат  селекционной работы ученых. Закон  Н. И. Вавилова о гомологических рядах  в наследственной изменчивости.

Селекция – отрасль сельского хозяйства, занимающаяся выведением новых сортов и гибридов, сельскохозяйственных культур и пород животных.

Генетика – основа селекции. Основными методами селекции растений служат гибридизация и отбор. Приручение животных, скрещивание, гетерозис, испытание производителей – все эти методы используются в племенной селекционной работе с животными.

Академик Н. И. Вавилов в течение  многих лет исследовал закономерности наследственной изменчивости у дикорастущих и культурных растений различных  систематических групп.

Эти исследования позволили сформулировать закон гомологических рядов или  закон Вавилова. Закон: генетически близкие роды и виды характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости. Зная, какие мутационные изменения возникают у особей какого-либо вида, можно предвидеть, что такие же мутации в сходных условиях будут возникать у родственных видов и родов.

Знание этого позволяет селекционерам  заранее предвидеть, какие признаки изменяются у того или иного вида в результате воздействия на него мутагенных факторов.

Гибридологический метод  изучения наследственности. Первый и  второй законы Менделя.

Гибридологический метод изучения наследственности (Г. Мендель, 1865 г.) –  основа генетики. Скрещивание различающихся  по определенным признакам родительских форм – проявление изучаемых признаков  в ряду поколений. Точный количественный учет проявления изучаемых признаков  у всех особей.

Моногибридное скрещивание – скрещивания родительских форм, наследственно различающихся лишь по одной паре признаков.

Первый закон Менделя – единообразие первого поколения гибридов. Явление преобладания признака (желтой окраски семян) получило название доминирования, а преобладающий признак называют доминантным. Противоположный, внешне исчезающий признак (зеленая окраска) называют рецессивным.

Второй закон Менделя: гибриды первого поколения F1 при дальнейшем размножении расщепляются; в их потомстве F2 снова появляются особи с рецессивными признаками, составляющие примерно четвертую часть от всего числа потомков.

Изучение последующих поколений  дает сходный результат. Потомки  растений с рецессивным признаком  не расщепляются.

Доказательства существование  эволюционного процесса:

• Эмбриологические – сходство начальных стадий эмбрионального развития животных.
• Морфологические – многие формы сочетают в себе признаки нескольких крупных систематических единиц. При изучении различных групп организмов становится очевидным, что по целому ряду особенностей они в основе сходны.
• Палеонтологические – ископаемые останки многих животных можно сравнивать между собой и обнаружить сходство.
• Биогеографические – распространение животных и растений по поверхности нашей планеты. Сравнение животного и растительного мира разных континентов, показывающие, что различия между их флорой и фауной тем больше, чем древнее и сильнее их изоляции друг от друга.

Видообразование – это сложнейший эволюционный процесс возникновения нового вида.

1. Географическое (происходит очень медленно, сотни тысяч поколений)

• обострение борьбы за существование между особями вида
• расселение на новые территории (расширение ареала)
• географическая изоляция между популяциями

2. Экологическое (происходит быстро)

• обострение борьбы за существование между особями вида
• освоение новых условий обитания в пределах старого ареала
• экологическая изоляция между популяциями

3. Филетическое – весь вид в целом изменяется в ряду поколений, превращаясь в новый вид.

Искусственный отбор и  селекция.

Методы селекции, их суть:

• Массовый отбор – выделение группы особей, обладаемых желаемыми признаками (применяется многократно в ряду поколений).
• Индивидуальный отбор – выделение отдельных особей с желаемыми признаками. Наиболее применим для животных и самоопыляющихся растений.
• Межлинейная гибридизация – скрещивание двух чистых линий для получения гетерозиса (гетерозис – явление очень высокой плодовитости и жизнестойкости в первом гибридном поколении).
• Отдаленная гибридизация – скрещивание неблизкородственных форм и даже разных видов. Применяют для получения необычных комбинаций генов для последующего отбора.
• Полиплоидия – увеличение числа хромосомных наборов. Используют в селекции растений для повышения урожайности и преодоления бесплодия при межвидовом скрещивании.
• Клеточная инженерия – выращивание клеток вне организма (в культуре ткани). Позволяет проводить гибридизацию соматических (неполовых) клеток.
• Генетическая инженерия (искусственная перестройка генома). Позволяет встраивать в геном организма одного вида гены другого вида.

 

 

 

Образование новых видов. Макроэволюция.

Макроэволюция – процесс образования новых семейств, отрядов, классов и типов, а также других надвидовых систематических единиц (таксономических групп живых существ). Доказательства макроэволюции:

• Эмбриологические – зародыши организмов многих систематических групп сходны между собой, причем, чем ближе организмы, тем до более поздней стадии развития сохраняется сходство зародышей.
• Палеонтологические – найдены ископаемые переходные формы между многими систематическими группами. Для некоторых видов построены филогенетические ряды – последовательности предков.

Направление макроэволюции:

• Ароморфоз – приспособительное изменение общего значения, повышающее уровень организации и жизнеспособность особей, популяций видов. Усложнение организации приводит к возникновению новых крупных систематических групп.
• Идиоадаптация – частные приспособительные изменения, полезные в данной среде обитания и возникающие без изменения общего уровня организации. Обычно мелкие систематические группы – виды, роды, семейства – в процессе эволюции возникают путем идиоадаптации (различные формы тела рыб, оперение у птиц)
• Дегенерация – приспособительные изменения организмов, приобретаемые путем понижения уровня общей организации – упрощения строения и функций. Общая дегенерация не исключает процветания вида.

 

Возникновение жизни на Земле.

I этап (А. И. Опарин) – образование  органических веществ из неорганических, в водах первичного океана (>3,5 млрд. лет назад).

II этап – образование из простых  органических соединений в водах  первичного океана белков, жиров,  углеводов, нуклеиновых кислот.

III этап – образовались первые  живые существа – пробионты, способные к самовоспроизведению. Период органической эволюции, в основе которой – изменчивость, наследственность, естественный отбор.

Появились автотрофные растительные организмы, свободный кислород, органич. вещества, грибы и животные.

Эры:

Кайнозойская: Антропоген (человек), Неоген (млекопитающ. и птицы), Палеоген (насекомые, покрытосеменные).

Мезозойская: Меловой (высш. млекопитающие, птицы), Юрский (пресмыкающиеся, археоптерикс), Триасовый (первые млекопит., костистые рыбы).

Палеозойская: Пермский (пресмыкающиеся, голосеменные), Каменноугольный (земноводные, насекомые, папоротники), Девонский (щитковые, высш. споровые), Силурийский (трилобиты, псилофиты), Ордовикский, Кембрийский (морские беспозвоночные), Протерозойская (первичные хордовые).

Архейская: следы жизни незначительны.

Эволюция человека. Доказательства происхождения человека от млекопитающих  животных.

Систематическое положение  человека:

Тип Хордовые: в эмбриональном развитии закладывается хорда, нервная и  кишечная трубки, жаберные щели.

Подтип Позвоночные: две пары конечностей, позвоночник, головной мозг из 5-ти отделов, два уха, глаза, выросты мозга  и т.д.

Класс Млекопитающие: четырехкамерное  сердце, левая дуга аорты, теплокровность, диафрагма, железы в коже, внутриутробное развитие зародыша, развитая кора больших полушарий головного мозга, три слуховые косточки и три отдела уха.

Подкласс Плацентарные: образование  плаценты.

Отряд Приматы: четыре группы крови, бинокулярное зрение, относительно большая масса  головного мозга, борозды и извилины коры, сложные формы поведения, широкая  и плоская грудная клетка, противопоставление большого пальца остальным, общие болезни  и паразиты, сходство кариотипов.

Родства человека и животных – рудименты и атавизмы.

Рудименты – органы или части организма, утратившие в процессе эволюции свои первоначальные функции, имеющиеся у всех особей данного биологического вида (копчик и идущие к нему мышцы, околоушные мышцы, зубы мудрости, остаток мигательной перепонки во внутреннем углу глаза, аппендикс).

Атавизмы – это черты предковых форм, проявившиеся у отдельных особей (густая шерсть на лице, наличие хвоста, многососковость, сильно развитые клыки).

Итоги эволюции человека: прямохождение, изменение таза, облегчение челюстного аппарата, освобождение рук, противопоставление большого пальца на руке остальным, изготовление орудий труда, сплочение членов общества, звуковая сигнализация, речь, развитие головного мозга, абстрактное мышление, искусственная среда существования.

 

 

 

Моногибридные расщепления 
1) Расщепления нет (все дети одинаковые) – скрещивали двух гомозигот АА х аа (первый закон Менделя). 
2) Расщепление 3:1 (75% / 25%) – скрещивали двух гетерозигот Аа х Аа (второй закон Менделя). 
3) Расщепление 1:2:1 (25% / 50% / 25%) – скрещивали двух гетерозигот Аа х Аа при неполном доминировании (промежуточном характере наследования). 
4) Расщепление 1:1 (50% / 50%) – скрещивали гетерозиготу и рецессивную гомозиготу Аа х аа (анализирующее скрещивание). Первый закон Менделя 
(закон единообразия, закон доминирования) 
При скрещивании чистых линий (гомозигот) все потомство получается одинаковое (единообразие первого поколения, расщепления нет). 
P AA x aa 
G (A) (a) 
F1 Aa 
У всех потомков первого поколения (F1) проявляется доминантный признак (желтый горох), а рецессивный признак (зеленый горох) находится в скрытом состоянии.Второй закон Менделя (закон расщепления) 
При самоопылении гибридов первого поколения (при скрещивании двух гетерозигот) в потомстве получается расщепление 3:1 (75% доминантного признака, 25% рецессивного признака). 
F1 Aa x Aa 
G (A) (A) 
(a) (a) 
F2 AA; 2Aa; aaНеполное доминирование 
Если две гетерозиготы скрещиваются при неполном доминировании (промежуточном характере наследования), то гетерозигота Аа имеет признак, промежуточный между доминантным и рецессивным (например, у ночной красавицы АА красные лепестки, Аа розовые, аа белые). Получается расщепление по фенотипу 1:2:1 (25% / 50% / 25%).Анализирующее скрещивание 
При скрещивании гетерозиготы Aa с рецессивной гомозиготой aa получается расщепление 1:1 (50% / 50%). 
P Aa x aa 
G (A) (a) 
(a)  
F1 Aa; aaДигибридные расщепления 
1) Расщепления нет (все дети одинаковые) – скрещивали двух гомозигот ААBB х ааbb (или AAbb x aaBB). 
2) Расщепление 9:3:3:1 – скрещивали двух гетерозигот АаBb х АаBb (третий закон Менделя). 
3) Расщепление 1:1:1:1 – скрещивали дигетерозиготу и рецессивную гомозиготу АаBb х ааbb (анализирующее скрещивание).