WWW.LIT.I-DOCX.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - различные публикации
 


Pages:   || 2 | 3 |

«Клетка как биологическая система 2.1. Клеточная теория, ее основные положения, роль в формировании современной естественнонаучной картины мира. Развитие знаний о клетке. Клеточное строение ...»

-- [ Страница 1 ] --

Задание-34-35

www.ctege.info

Клетка как биологическая система

2.1. Клеточная теория, ее основные положения, роль в формировании

современной естественнонаучной картины мира. Развитие знаний о

клетке. Клеточное строение организмов, сходство строения клеток

всех организмов – основа единства органического мира,

доказательства родства живой природы

Основные термины и понятия, проверяемые в экзаменационной работе: единство

органического мира, клетка, клеточная теория, положения клеточной теории .

Мы уже говорили о том, что научная теория представляет собой обобщение научных данных об объекте исследования. Это в полной мере касается клеточной теории, созданной двумя немецкими исследователями М. Шлейденом и Т. Шванном в 1839 г .

В основу клеточной теории легли работы многих исследователей, искавших элементарную структурную единицу живого. Созданию и развитию клеточной теории способствовало возникновение в XVI в. и дальнейшее развитие микроскопии .

Вот основные события, которые стали предшественниками создания клеточной теории:

– 1590 г. – создание первого микроскопа (братья Янсен);

– 1665 г. Роберт Гук – первое описание микроскопической структуры пробки ветки бузины (на самом деле это были клеточные стенки, но Гук ввел название «клетка»);

– 1695 г. Публикация Антония Левенгука о микробах и других микроскопических организмах, увиденных им в микроскоп;

– 1833 г. Р. Броун описал ядро растительной клетки;

– 1839 г. М. Шлейден и Т. Шванн открыли ядрышко .

Основные положения современной клеточной теории:

1. Все простые и сложные организмы состоят из клеток, способных к обмену с окружающей средой веществами, энергией, биологической информацией .

2. Клетка – элементарная структурная, функциональная и генетическая единица живого .

3. Клетка – элементарная единица размножения и развития живого .

4. В многоклеточных организмах клетки дифференцированы по строению и функциям. Они объединены в ткани, органы и системы органов .

5. Клетка представляет собой элементарную, открытую живую систему, способную к саморегуляции, самообновлению и воспроизведению .

Клеточная теория развивалась благодаря новым открытиям. В 1880 г. Уолтер Флемминг описал хромосомы и процессы, происходящие в митозе. С 1903 г. стала развиваться генетика. Начиная с 1930 г. стала бурно развиваться электронная микроскопия, что позволило ученым изучать тончайшее строение клеточных структур .

XX век стал веком расцвета биологии и таких наук, как цитология, генетика, эмбриология, биохимия, биофизика. Без создания клеточной теории это развитие было бы невозможным .

Итак, клеточная теория утверждает, что все живые организмы состоят из клеток .

Клетка – это та минимальная структура живого, которая обладает всеми жизненными свойствами – способностью к обмену веществ, росту, развитию, передаче генетической информации,саморегуляции и самообновлению. Клетки всех организмов обладают сходными чертами строения. Однако клетки отличаются друг от друга по своим размерам, www.ctege.info форме и функциям. Яйцо страуса и икринка лягушки состоят из одной клетки. Мышечные клетки обладают сократимостью, а нервные клетки проводят нервные импульсы. Различия в строении клеток во многом зависят от функций, которые они выполняют в организмах .





Чем сложнее устроен организм, тем более разнообразны по своему строению и функциям его клетки. Каждый вид клеток имеет определенные размеры и форму. Сходство в строении клеток различных организмов, общность их основных свойств подтверждают общность их происхождения и позволяют сделать вывод о единстве органического мира .

2.2. Клетка – единица строения, жизнедеятельности, роста и развития организмов. Многообразие клеток. Сравнительная характеристика клеток растений, животных, бактерий, грибов Основные термины и понятия, проверяемые в экзаменационной работе: клетки бактерий, клетки грибов, клетки растений, клетки животных, прокариотические клетки, эукариотические клетки .

Наука, изучающая строение и функции клеток, называется цитология. Мы уже говорили о том, что клетки могут отличаться друг от друга по форме, строению и функциям, хотя основные структурные элементы у большинства клеток сходны. Биологи выделяют две большие систематические группы клеток – прокариотические и эукариотические. Прокариотические клетки не содержат настоящего ядра и ряда органоидов. (См. раздел «Строение клетки».) Эукариотические клетки содержат ядро, в котором находится наследственный аппарат организма. Прокариотические клетки – это клетки бактерий, синезеленых водорослей. Клетки всех остальных организмов относятся к эукариотическим .

Любой организм развивается из клетки. Это относится к организмам, появившимся на свет как в результате бесполого, так и в результате полового способов размножения .

Именно поэтому клетка считается единицей роста и развития организма .

Современная систематика выделяет следующие царства организмов: Бактерии, Грибы, Растения, Животные. Основаниями для такого разделения являются способы питания этих организмов и строение клеток .

Бактериальные клетки имеют следующие, характерные для них структуры – плотную клеточную стенку, одну кольцевую молекулу ДНК (нуклеотид), рибосомы. В этих клетках нет многих органоидов, характерных для эукариотических растительных, животных и грибных клеток. По способу питания бактерии делятся на автотрофов, хемотрофов и гетеротрофов. Клетки растений содержат характерные только для них пластиды – хлоропласты, лейкопласты и хромопласты; они окружены плотной клеточной стенкой из целлюлозы, а также имеют вакуоли с клеточным соком. Все зеленые растения относятся к автотрофным организмам .

У клеток животных нет плотных клеточных стенок. Они окружены клеточной мембраной, через которую происходит обмен веществ с окружающей средой .

Клетки грибов покрыты клеточной стенкой, отличающейся по химическому составу от клеточных стенок растений. Она содержит в качестве основных компонентов хитин, полисахариды, белки и жиры. Запасным веществом клеток грибов и животных является гликоген .

ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ Часть А

А1. Какое из перечисленных положений согласуется с клеточной теорией

1) клетка является элементарной единицей наследственности

2) клетка является единицей размножения www.ctege.info

3) клетки всех организмов различны по своему строению

4) клетки всех организмов обладают разным химическим составом

А2. К доклеточным формам жизни относятся:

1) дрожжи 3) бактерии

2) пеницилл 4)вирусы

А3. Растительная клетка от клетки гриба отличается строением:

1) ядра 3) клеточной стенки

2) митохондрий 4) рибосом

А4. Из одной клетки состоят:

1) вирус гриппа и амеба

2) гриб мукор и кукушкин лен

3) планария и вольвокс

4) эвглена зеленая и инфузория-туфелька

А5. В клетках прокариот есть:

1) ядро 3) аппарат Гольджи

2) митохондрии 4) рибосомы

А6. На видовую принадлежность клетки указывает:

1) форма ядра

2) количество хромосом

3) строение мембраны

4) первичная структура белка А7. Роль клеточной теории в науке заключается в

1) открытии клеточного ядра

2) открытии клетки

3) обобщении знаний о строении организмов

4) открытии механизмов обмена веществ

Часть В

В1. Выберите признаки, характерные только для растительных клеток

1) есть митохондрии и рибосомы

2) клеточная стенка из целлюлозы

3) есть хлоропласты

4) запасное вещество – гликоген

5) запасное вещество – крахмал

6) ядро окружено двойной мембраной В2. Выберите признаки, отличающие царство Бактерии от остальных царств органического мира .

1) гетеротрофный способ питания

2) автотрофный способ питания

3) наличие нуклеоида

4) отсутствие митохондрий

5) отсутствие ядра

6) наличие рибосом ВЗ. Найдите соответствие между особенностями строения клетки и царствам, к которому эти клетки относятся www.ctege.info

–  –  –

С1. Приведите примеры эукариотических клеток, в которых нет ядра .

С2. Докажите, что клеточная теория обобщила ряд биологических открытий и предсказала новые открытия .

2.3. Химическая организация клетки. Взаимосвязь строения и функций неорганических и органических веществ (белков, нуклеиновых кислот, углеводов, липидов, АТФ), входящих в состав клетки. Обоснование родства организмов на основе анализа химического состава их клеток Основные термины и понятия, проверяемые в экзаменационной работе: азотистые основания, активный центр фермента, гидрофильность, гидрофобность, аминокислоты, АТФ, белки, биополимеры, денатурация, ДНК, дезоксирибоза, комплементарность, липиды, мономер, нуклеотид, пептидная связь, полимер, углеводы, рибоза, РНК, ферменты, фосфолипиды .

2.3.1. Неорганические вещества клетки

В состав клетки входит около 70 элементов периодической системы элементов Менделеева, а 24 из них присутствуют во всех типах клеток.

Все присутствующие в клетке элементы делятся, в зависимости от их содержания в клетке, на группы:

макроэлементы – H, O, N, C,. Mg, Na, Ca, Fe, K, P, Cl, S;

микроэлементы – В, Ni, Cu, Co, Zn, Mb и др.;

ультрамикроэлементы – U, Ra, Au, Pb, Hg, Se и др .

В состав клетки входят молекулы неорганических и органических соединений .

Неорганические соединения клетки – вода и неорганические ионы .

Вода – важнейшее неорганическое вещество клетки. Все биохимические реакции происходят в водных растворах. Молекула воды имеет нелинейную пространственную структуру и обладает полярностью. Между отдельными молекулами воды образуются водородные связи, определяющие физические и химические свойства воды .

Физические свойства воды : так как молекулы воды полярны, то вода обладает свойством растворять полярные молекулы других веществ. Вещества, растворимые в воде, называются гидрофильными. Вещества, нерастворимые в воде называются гидрофобными .

Вода обладает высокой удельной теплоемкостью. Чтобы разорвать многочисленные водородные связи, имеющиеся между молекулами воды, требуется поглотить большое количество энергии. Вспомните, как долго нагревается до кипения чайник. Это свойство воды обеспечивает поддержание теплового баланса в организме .

www.ctege.info Для испарения воды необходима достаточно большая энергия. Температура кипения воды выше, чем у многих других веществ. Это свойство воды предохраняет организм от перегрева .

Вода может находиться в трех агрегатных состояниях – жидком, твердом и газообразном .

Водородные связи обуславливают вязкость воды и сцепление ее молекул с молекулами других веществ. Благодаря силам сцепления молекул на поверхности воды создается пленка, обладающая такой характеристикой, как поверхностное натяжение .

При охлаждении движение молекул воды замедляется. Количество водородных связей между молекулами становится максимальным. Наибольшей плотности вода достигает при 4 С. При замерзании вода расширяется (необходимо место для образования водородных связей) и ее плотность уменьшается. Поэтому лед плавает .

Биологические функции воды. Вода обеспечивает передвижение веществ в клетке и организме, поглощение веществ и выведение продуктов метаболизма. В природе вода переносит продукты жизнедеятельности в почвы и к водоемам .

Вода – активный участник реакций обмена веществ .

Вода участвует в образовании смазывающих жидкостей и слизей, секретов и соков в организме. Эти жидкости находятся в суставах позвоночных животных, в плевральной полости, в околосердечной сумке .

Вода входит в состав слизей, которые облегчают передвижение веществ по кишечнику, создают влажную среду на слизистых оболочках дыхательных путей. Водную основу имеют и секреты, выделяемые некоторыми железами и органами: слюна, слезы, желчь, сперма и т.д .

Неорганические ионы. К неорганическим ионам клетки относятся: катионы K+, Na+, Ca2+, Mg2+, NH3+ и анионы Cl–, NO3-, Н2PO4-, NCO3-, НPO42- .

Разность между количеством катионов и анионов (Nа+, Ка+, Сl-) на поверхности и внутри клетки обеспечивает возникновение потенциала действия, что лежит в основе нервного и мышечного возбуждения .

Анионы фосфорной кислоты создают фосфатную буферную систему, поддерживающую рН внутриклеточной среды организма на уровне 6—9 .

Угольная кислота и ее анионы создают бикарбонатную буферную систему и поддерживают рН внеклеточной среды (плазмы крови) на уровне 7—4 .

Соединения азота служат источником минерального питания, синтеза белков, нуклеиновых кислот. Атомы фосфора входят в состав нуклеиновых кислот, фосфолипидов, а также костей позвоночных, хитинового покрова членистоногих. Ионы кальция входят в состав вещества костей; они также необходимы для осуществления мышечного сокращения, свертывания крови .

ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ Часть А

А1. Полярностью воды обусловлена ее способность

1) проводить тепло 3) растворять хлорид натрия

2) поглощать тепло 4) растворять глицерин А2. Больным рахитом детям необходимо давать препараты, содержащие

1) железо 2) калий 3) кальций 4) цинк

А3. Проведение нервного импульса обеспечивается ионами:

1) калия и натрия 3) железа и меди

2) фосфора и азота 4) кислорода и хлора

А4. Слабые связи между молекулами воды в ее жидкой фазе называются:

1) ковалентными 3) водородными www.ctege.info

2) гидрофобными 4) гидрофильными А5. В состав гемоглобина входит

1) фосфор 2) железо 3) сера 4) магний А6. Выберите группу химических элементов, обязательно входящую в состав белков

1) Na, K, O, S

2) N, P, C, Cl

3) C, S, Fe, O

4) C, H, O, N А7. Пациентам с гипофункцией щитовидной железы дают препараты, содержащие

1) йод

2) железо

3) фосфор

4) натрий

Часть В

В1. Выберите функции воды в клетке

1) энергетическая 4) строительная

2) ферментативная 5) смазывающая

3) транспортная 6) терморегуляционная В2. Выберите только физические свойства воды

1) способность к диссоциации

2) гидролиз солей

3) плотность

4) теплопроводность

5) электропроводность

6) донорство электронов

–  –  –

С1. Какие физические свойства воды определяют ее биологическое значение?

2.3.2. Органические вещества клетки. Углеводы, липиды Углеводы. Общая формула Сn (H2O)n. Следовательно, углеводы содержат в своем составе только три химических элемента .

Растворимые в воде углеводы .

Функции растворимых углеводов : транспортная, защитная, сигнальная, энергетическая .

Моносахариды: глюкоза – основной источник энергии для клеточного дыхания .

Фруктоза – составная часть нектара цветов и фруктовых соков. Рибоза и дезоксирибоза

– структурные элементы нуклеотидов, являющихся мономерами РНК и ДНК .

Дисахариды: сахароза (глюкоза + фруктоза) – основной продукт фотосинтеза, транспортируемый в растениях. Лактоза (глюкоза + галактоза) – входит в состав молока млекопитающих. Мальтоза (глюкоза + глюкоза) – источник энергии в прорастающих семенах .

Полимерные углеводы : крахмал, гликоген, целлюлоза, хитин. Они не растворимы в воде .

Функции полимерных углеводов : структурная, запасающая, энергетическая, защитная .

Крахмал состоит из разветвленных спирализованных молекул, образующих запасные вещества в тканях растений .

www.ctege.info Целлюлоза – полимер, образованный остатками глюкозы, состоящими из нескольких прямых параллельных цепей, соединенных водородными связями. Такая структура препятствует проникновению воды и обеспечивает устойчивость целлюлозных оболочек растительных клеток .

Хитин состоит из аминопроизводных глюкозы. Основной структурный элемент покровов членистоногих и клеточных стенок грибов .

Гликоген – запасное вещество животной клетки. Гликоген еще более ветвистый, чем крахмал и хорошо растворимы в воде .

Липиды – сложные эфиры жирных кислот и глицерина. Нерастворимы в воде, но растворимы в неполярных растворителях. Присутствуют во всех клетках. Липиды состоят из атомов водорода, кислорода и углерода. Виды липидов: жиры, воска, фосфолипиды .

Функции липидов: запасающая – жиры, откладываются в запас в тканях позвоночных животных. Энергетическая – половина энергии, потребляемой клетками позвоночных животных в состоянии покоя, образуется в результате окисления жиров. Жиры используются и как источник воды. Энергетический эффект от расщепления 1 г жира – 39 кДж, что в два раза больше энергетического эффекта от расщепления 1 г глюкозы или белка. Защитная – подкожный жировой слой защищает организм от механических повреждений. Структурная – фосфолипиды входят в состав клеточных мембран .

Теплоизоляционная – подкожный жир помогает сохранить тепло. Электроизоляционная – миелин, выделяемый клетками Шванна (образуют оболочки нервных волокон), изолирует некоторые нейроны, что во много раз ускоряет передачу нервных импульсов .

Питательная – некоторые липидоподобные вещества способствуют наращиванию мышечной массы, поддержанию тонуса организма. Смазывающая – воски покрывают кожу, шерсть, перья и предохраняют их от воды. Восковым налетом покрыты листья многих растений, воск используется в строительстве пчелиных сот. Гормональная – гормон надпочечников – кортизон и половые гормоны имеют липидную природу .

ПРИМЕРЫ ЗАДАНИИ Часть А

А1. Мономером полисахаридов может быть:

1) аминокислота 3) нуклеотид

2) глюкоза 4) целлюлоза

А2. В клетках животных запасным углеводом является:

1) целлюлоза 3) хитин

2) крахмал 4) гликоген

А3. Больше всего энергии выделится при расщеплении:

1) 10 г белка 3) 10 г жира 2) 10 г глюкозы 4) 10 г аминокислоты А4. Какую из функций липиды не выполняют?

энергетическую 3) изоляционную каталитическую 4) запасающую

А5. Липиды можно растворить в:

1) воде 3) соляной кислоте

2) растворе поваренной соли 4) ацетоне

Часть В

В1. Выберите особенности строения углеводов

1) состоят из остатков аминокислот

2) состоят из остатков глюкозы

3) состоят из атомов водорода, углерода и кислорода www.ctege.info

4) некоторые молекулы имеют разветвленную структуру

5) состоят из остатков жирных кислот и глицерина

6) состоят из нуклеотидов В2. Выберите функции, которые углеводы выполняют в организме

1) каталитическая 4)строительная

2) транспортная 5) защитная

3) сигнальная 6) энергетическая ВЗ. Выберите функции, которые липиды выполняют в клетке

1) структурная 4) ферментативная

2) энергетическая 5) сигнальная

3) запасающая 6) транспортная В4. Соотнесите группу химических соединений с их ролью в клетке

–  –  –

С1. Почему в организме не накапливается глюкоза, а накапливается крахмал и гликоген?

С2. Почему именно мыло смывает жир с рук?

2.3.3. Белки, их строение и функции Белки – это биологические гетерополимеры, мономерами которых являются аминокислоты. Белки синтезируются в живых организмах и выполняют в них определенные функции .

В состав белков входят атомы углерода, кислорода, водорода, азота и иногда серы .

Мономерами белков являются аминокислоты – вещества, имеющие в своем составе неизменяемые части аминогруппу NH2 и карбоксильную группу СООН и изменяемую часть – радикал. Именно радикалами аминокислоты отличаются друг от друга .

Аминокислоты обладают свойствами кислоты и основания (они амфотерны), поэтому могут соединяться друг с другом. Их количество в одной молекуле может достигать нескольких сотен. Чередование разных аминокислот в разной последовательности позволяет получать огромное количество различных по структуре и функциям белков .

В белках встречается 20 видов различных аминокислот, некоторые из которых животные синтезировать не могут. Они получают их от растений, которые могут синтезировать все аминокислоты. Именно до аминокислот расщепляются белки в пищеварительных трактах животных. Из этих аминокислот, поступающих в клетки www.ctege.info организма, строятся его новые белки .

Структура белковой молекулы. Под структурой белковой молекулы понимают ее аминокислотный состав, последовательность мономеров и степень скрученности молекулы, которая должна умещаться в различных отделах и органоидах клетки, причем не одна, а вместе с огромным количеством других молекул .

Последовательность аминокислот в молекуле белка образует его первичную структуру. Она зависит от последовательности нуклеотидов в участке молекулы ДНК (гене), кодирующем данный белок. Соседние аминокислоты связаны пептидными связями, возникающими между углеродом карбоксильной группы одной аминокислоты и азотом аминогруппы другой аминокислоты .

Длинная молекула белка сворачивается и приобретает сначала вид спирали. Так возникает вторичная структура белковой молекулы. Между СО и NH – группами аминокислотных остатков, соседних витков спирали, возникают водородные связи, удерживающие цепь .

Молекула белка сложной конфигурации в виде глобулы (шарика), приобретает третичную структуру. Прочность этой структуры обеспечивается гидрофобными, водородными, ионными и дисульфидными S-S связями .

Некоторые белки имеют четвертичную структуру, образованную несколькими полипептидными цепями (третичными структурами). Четвертичная структура так же удерживается слабыми нековалентными связями – ионными, водородными, гидрофобными. Однако прочность этих связей невелика и структура может быть легко нарушена. При нагревании или обработке некоторыми химическими веществами белок подвергается денатурации и теряет свою биологическую активность. Нарушение четвертичной, третичной и вторичной структур обратимо. Разрушение первичной структуры необратимо .

В любой клетке есть сотни белковых молекул, выполняющих различные функции .

Кроме того, белки имеют видовую специфичность. Это означает, что каждый вид организмов обладает белками, не встречающимися у других видов. Это создает серьезные трудности при пересадке органов и тканей от одного человека к другому, при прививках одного вида растений на другой и т.д .

Функции белков. Каталитическая (ферментативная ) – белки ускоряют все биохимические процессы, идущие в клетке: расщепление питательных веществ в пищеварительном тракте, участвуют в реакциях матричного синтеза. Каждый фермент ускоряет одну и только одну реакцию (как в прямом, так и в обратном направлении) .

Скорость ферментативных реакций зависит от температуры среды, уровня ее рН, а также от концентраций реагирующих веществ и концентрации фермента .

Транспортная – белки обеспечивают активный транспорт ионов через клеточные мембраны, транспорт кислорода и углекислого газа, транспорт жирных кислот .

Защитная – антитела обеспечивают иммунную защиту организма; фибриноген и фибрин защищают организм от кровопотерь .

Структурная – одна из основных функций белков. Белки входят в состав клеточных мембран; белок кератин образует волосы и ногти; белки коллаген и эластин – хрящи и сухожилия .

Сократительная – обеспечивается сократительными белками – актином и миозином .

Сигнальная – белковые молекулы могут принимать сигналы и служить их переносчиками в организме (гормонами). Следует помнить, что не все гормоны являются белками .

Энергетическая – при длительном голодании белки могут использоваться в качестве дополнительного источника энергии после того, как израсходованы углеводы и жиры .

www.ctege.info

ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ

Часть А

А1. Последовательность аминокислот в молекуле белка зависит от:

1) структуры гена 3) их случайного сочетания

2) внешней среды 4) их строения А2. Человек получает незаменимые аминокислоты путем

1) их синтеза в клетках 3) приема лекарств

2) поступления с пищей 4) приема витаминов А3. При понижении температуры активность ферментов

1) заметно повышается

2) заметно понижается

3) остается стабильной

4) периодически изменяется А4. В защите организма от кровопотерь участвует

1) гемоглобин 3) фибрин

2) коллаген 4) миозин А5. В каком из указанных процессов белки не участвуют?

обмен веществ кодирование наследственной информации ферментативный катализ транспорт веществ

А6. Укажите пример пептидной связи:

–  –  –

В1. Выберите функции, характерные для белков

1) каталитическая 4) транспортная

2) кроветворная 5) рефлекторная

3) защитная 6) фотосинтетическая В2. Установите соответствие между структурой белковой молекулы и ее особенностями www.ctege.info

–  –  –

С1. Почему продукты хранят в холодильнике?

С2. Почему продукты, подвергшиеся тепловой обработке, хранятся дольше?

СЗ. Объясните понятие «специфичность» белка, и какое биологическое значение имеет специфичность?

С4. Прочитайте текст, укажите номера предложений, в которых допущены ошибки и объясните их 1) Большая часть химических реакций в организме катализируется ферментами. 2) Каждый фермент может катализировать множество типов реакций. 3) У фермента есть активный центр, геометрическая форма которого изменяется в зависимости от вещества, с которым фермент взаимодействует. 4) Примером действия фермента может быть разложение мочевины уреазой. 5) Мочевина разлагается на двуокись углерода и аммиак, которым пахнет кошачий лоток с песком. 6) За одну секунду уреаза расщепляет до 30 ООО молекул мочевины, в обычных условиях на это потребовалось бы около 3 млн лет .

2.3.4.Нуклеиновые кислоты

Нуклеиновые кислоты были открыты в 1868 г. швейцарским ученым Ф. Мишером. В организмах существует несколько видов нуклеиновых кислот, которые встречаются в различных органоидах клетки – ядре, митохондриях, пластидах. К нуклеиновым кислотам относятся ДНК, и-РНК, т-РНк, р-РНК .

Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) – линейный полимер, имеющий вид двойной спирали, образованной парой антипараллельных комплементарных (соответствующих друг другу по конфигурации) цепей. Пространственная структура молекулы ДНК была смоделирована американскими учеными Джеймсом Уотсоном и Френсисом Криком в 1953 г .

Мономерами ДНК являются нуклеотиды. Каждый нуклеотид ДНК состоит из пуринового (А – аденин или Г – гуанин) или пиримидинового (Т – тимин или Ц – цитозин) азотистого основания, пятиуглеродного сахара – дезоксирибозы и фосфатной группы .

Нуклеотиды в молекуле ДНК обращены друг к другу азотистыми основаниями и объединены парами в соответствии с правилами комплементарности: напротив аденина расположен тимин, напротив гуанина – цитозин. Пара А – Т соединена двумя водородными связями, а пара Г – Ц – тремя. При репликации (удвоении) молекулы ДНК www.ctege.info водородные связи рвутся и цепи расходятся и на каждой из них синтезируется новая цепь ДНК. Остов цепей ДНК образован сахарофосфатными остатками .

Последовательность нуклеотидов в молекуле ДНК определяет ее специфичность, а также специфичность белков организма, которые кодируются этой последовательностью .

Эти последовательности индивидуальны и для каждого вида организмов, и для отдельных особей .

Пример: дана последовательность нуклеотидов ДНК : ЦГА – ТТА – ЦАА .

На информационной РНК (и-РНК) будет синтезирована цепь ГЦУ – ААУ – ГУУ, в результате чего выстроится цепочка аминокислот: аланин – аспарагин – валин .

При замене нуклеотидов в одном из триплетов или их перестановке этот триплет будет кодировать другую аминокислоту, а следовательно изменится и белок, кодируемый данным геном. (Воспользовавшись школьным учебником, попытайтесь убедиться в этом.) Изменения в составе нуклеотидов или их последовательности называются мутацией .

Рибонуклеиновая кислота (РНК) – линейный полимер, состоящий из одной цепи нуклеотидов. В составе РНК тиминовый нуклеотид замещен на урациловый (У). Каждый нуклеотид РНК содержит пятиуглеродный сахар – ри– бозу, одно из четырех азотистых оснований и остаток фосфорной кислоты .

Виды РНК. Матричная, или информационная, РНК. Синтезируется в ядре при участии фермента РНК-полимеразы. Комплементарна участку ДНК, на котором происходит синтез. Ее функция – снятие информации с ДНК и передача ее к месту синтеза белка – на рибосомы. Составляет 5% РНК клетки. Рибосомная РНК – синтезируется в ядрышке и входит в состав рибосом. Составляет 85% РНК клетки .

Транспортная РНК (более 40 видов). Транспортирует аминокислоты к месту синтеза белка. Имеет форму клеверного листа и состоит из 70—90 нуклеотидов .

Аденозинтрифосфорная кислота – АТФ. АТФ представляет собой нуклеотид, состоящий из азотистого основания – аденина, углевода рибозы и трех остатков фосфорной кислоты, в двух из которых запасается большое количество энергии. При отщеплении одного остатка фосфорной кислоты освобождается 40 кДж/моль энергии .

Сравните эту цифру с цифрой, обозначающей количество выделенной энергии 1 г глюкозы или жира. Способность запасать такое количество энергии делает АТФ ее универсальным источником. Синтез АТФ происходит в основном в митохондриях .

ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ Часть А

А1. Мономерами ДНК и РНК являются

1) азотистые основания 3) аминокислоты

2) фосфатные группы 4) нуклеотиды

А2. Функция информационной РНК:

1) удвоение информации

2) снятие информации с ДНК

3) транспорт аминокислот на рибосомы

4) хранение информации А3. Укажите вторую цепь ДНК, комплементарную первой: АТТ – ГЦЦ – ТТГ

1) УАА – ТГГ – ААЦ 3) УЦЦ – ГЦЦ – АЦГ

2) ТАА – ЦГГ – ААЦ 4) ТАА – УГГ – УУЦ А4. Подтверждением гипотезы, предполагающей, что ДНК является генетическим материалом клетки, служит:

1) количество нуклеотидов в молекуле

2) индивидуальность ДНК

3) соотношение азотистых оснований (А = Т, Г= Ц) www.ctege.info

4) соотношение ДНК в гаметах и соматических клетках (1:2)

А5. Молекула ДНК способна передавать информацию благодаря:

1) последовательности нуклеотидов

2) количеству нуклеотидов

3) способности к самоудвоению

4) спирализации молекулы А6. В каком случае правильно указан состав одного из нуклеотидов РНК

1) тимин – рибоза – фосфат

2) урацил – дезоксирибоза – фосфат

3) урацил – рибоза – фосфат

4) аденин – дезоксирибоза – фосфат

Часть В

В1. Выберите признаки молекулы ДНК

1) Одноцепочная молекула

2) Нуклеотиды – АТУЦ

3) Нуклеотиды – АТГЦ

4) Углевод – рибоза

5) Углевод – дезоксирибоза

6) Способна к репликации В2. Выберите функции, характерные для молекул РНК эукариотических клеток

1) распределение наследственной информации

2) передача наследственной информации к месту синтеза белков

3) транспорт аминокислот к месту синтеза белков

4) инициирование репликации ДНК

5) формирование структуры рибосом

6) хранение наследственной информации

–  –  –

С1. Установление структуры ДНК позволило решить ряд проблем. Какие, по вашему мнению, это были проблемы и как они решились в результате этого открытия?

С2. Сравните нуклеиновые кислоты по составу и свойствам .

2.4. Строение про– и эукариотной клеток. Взаимосвязь строения и функций частей и органоидов клетки – основа ее целостности Основные термины и понятия, проверяемые в экзаменационной работе: аппарат Голъджи, вакуоль, клеточная мембрана, клеточная теория, лейкопласты, митохондрии, органоиды клетки, пластиды, прокариоты, рибосомы, хлоропласты, хромопласты, хромосомы, эукариоты, ядро .

Любая клетка представляет собой систему. Это означает, что все ее компоненты взаимосвязаны, взаимозависимы и взаимодействуют друг с другом. Это также означает, что нарушение деятельности одного из элементов данной системы ведет к изменениям и нарушениям работы всей системы. Совокупность клеток образует ткани, различные ткани образуют органы, а органы, взаимодействуя и выполняя общую функцию, образуют системы органов. Эту цепочку можно продолжить дальше, и вы можете сделать это самостоятельно. Главное, что нужно понять, – любая система обладает определенной структурой, уровнем сложности и основана на взаимодействии элементов, которые ее www.ctege.info составляют. Ниже даются справочные таблицы, в которых сравнивается строение и функции прокариотических и эукариотических клеток, а также разбирается их строение и функции. Внимательно проанализируйте эти таблицы, ибо в экзаменационных работах достаточно часто задаются вопросы, требующие знания этого материала .

2.4.1. Особенности строения эукариотических и прокариотических клеток. Сравнительные данные

–  –  –

Функции эукариотических клеток. Клетки одноклеточных организмов осуществляют все функции, характерные для живых организмов – обмен веществ, рост, развитие, размножение; способны к адаптации .

Клетки многоклеточных организмов дифференцированы по строению, в зависимости от выполняемых ими функций. Эпителиальные, мышечные, нервные, соединительные ткани формируются из специализированных клеток .

–  –  –

А1. К прокариотическим организмам относится

1) бацилла 2) гидра 3) амеба 4) вольвокс А2. Клеточная мембрана выполняет функцию

1) синтеза белка

2) передачи наследственной информации

3) фотосинтеза

4) фагоцитоза и пиноцитоза А3. Укажите пункт, в котором строение названной клетки совпадает с ее функцией

1) нейрон – сокращение

2) лейкоцит – проведение импульса

3) эритроцит – транспорт газов

4) остеоцит – фагоцитоз А4. Клеточная энергия вырабатывается в

1) рибосомах 3) ядре

2) митохондриях 4) аппарате Гольджи А5. Исключите из предложенного списка лишнее понятие

1) лямблия 3) инфузория

2) плазмодий 4) хламидомонада А6. Исключите из предложенного списка лишнее понятие

1) рибосомы 3) хлоропласты

2) митохондрии 4) крахмальные зерна А7. Хромосомы клетки выполняют функцию

1) биосинтеза белка

2) хранения наследственной информации

3) формирования лизосом

4) регуляции обмена веществ

Часть В www.ctege.info

В1. Выберите из предложенного списка функции хлоропластов

1) образование лизосом 4) синтез АТФ

2) синтез глюкозы 5) выделение кислорода

3) синтез РНК 6) клеточное дыхание В2. Выберите особенности строения митохондрий

1) окружены двойной мембраной

2) содержат хлорофилл

3) есть кристы

4) наружная мембрана складчатая

5) окружены одинарной мембраной

6) внутренняя мембрана богата ферментами ВЗ. Соотнесите органоид с его функцией В4. Заполните таблицу, отметив знаками « + » или «-» наличие указанных структур в про– и эукариотических клетках

–  –  –

2.5. Метаболизм: энергетический и пластический обмен, их взаимосвязь. Ферменты, их химическая природа, роль в метаболизме .

Стадии энергетического обмена. Брожение и дыхание. Фотосинтез, его значение, космическая роль. Фазы фотосинтеза. Световые и темновые реакции фотосинтеза, их взаимосвязь. Хемосинтез. Роль хемосинтезирующих бактерий на Земле Термины, проверяемые в экзаменационной работе: автотрофные организмы,, анаболизм, анаэробный гликолиз, ассимиляция, аэробный гликолиз, биологическое окисление, брожение, диссимиляция, биосинтез, гетеротрофные организмы, дыхание, катаболизм, кислородный этап, метаболизм, пластический обмен, подготовительный этап, световая фаза фотосинтеза, темновая фаза фотосинтеза, фотолиз воды, фотосинтез, энергетический обмен .

2.5.1. Энергетический и пластический обмен, их взаимосвязь

Обмен веществ (метаболизм) – это совокупность взаимосвязанных процессов синтеза и расщепления химических веществ, происходящих в организме. Биологи разделяют его на пластический (анаболизм ) и энергетический обмены (катаболизм ), которые связаны между собой. Все синтетические процессы нуждаются в веществах и энергии, поставляемых процессами расщепления. Процессы расщепления катализируются ферментами, синтезирующимися в ходе пластического обмена, с использованием продуктов и энергии энергетического обмена .

Для отдельных процессов, происходящих в организмах, используются следующие термины:

Анаболизм (ассимиляция ) – синтез более сложных мономеров из более простых с поглощением и накоплением энергии в виде химических связей в синтезированных веществах .

Катаболизм (диссимиляция ) – распад более сложных мономеров на более простые с освобождением энергии и ее запасанием в виде макроэргических связей АТФ .

Живые существа для своей жизнедеятельности используют световую и химическую энергию. Зеленые растения – автотрофы, – синтезируют органические соединения в процессе фотосинтеза, используя энергию солнечного света. Источником углерода для них является углекислый газ. Многие автотрофные прокариоты добывают энергию в процессе хемосинтеза – окисления неорганических соединений. Для них источником энергии могут быть соединения серы, азота, углерода. Гетеротрофы используют органические источники углерода, т.е. питаются готовыми органическими веществами .

Среди растений могут встречаться те, которые питаются смешанным способом (миксотрофно ) – росянка, венерина мухоловка или даже гетеротроф– но – раффлезия. Из представителей одноклеточных животных миксотрофами считаются эвглены зеленые .

Ферменты, их химическая природа, роль в метаболизме. Ферменты – это всегда специфические белки – катализаторы. Термин «специфические» означает, что объект, по отношению к которому этот термин употребляется, имеет неповторимые особенности, свойства, характеристики. Каждый фермент обладает такими особенностями, потому что, как правило, катализирует определенный вид реакций. Ни одна биохимическая реакция в организме не происходит без участия ферментов. Особенности специфичности молекулы фермента объясняются ее строением и свойствами. В молекуле фермента есть активный центр, пространственная конфигурация которого соответствует пространственной конфигурации веществ, с которыми фермент взаимодействует. Узнав свой субстрат, www.ctege.info фермент взаимодействует с ним и ускоряет его превращение .

Ферментами катализируются все биохимические реакции. Без их участия скорость этих реакций уменьшилась бы в сотни тысяч раз. В качестве примеров можно привести такие реакции, как участие РНК – полимеразы в синтезе – и-РНК на ДНК, действие уреазы на мочевину, роль АТФ – синтетазы в синтезе АТФ и другие. Обратите внимание на то, что названия многих ферментов оканчиваются на «аза» .

Активность ферментов зависит от температуры, кислотности среды, количества субстрата, с которым он взаимодействует. При повышении температуры активность ферментов увеличивается. Однако происходит это до определенных пределов, т.к. при достаточно высоких температурах белок денатурируется. Среда, в которой могут функционировать ферменты, для каждой группы различна. Есть ферменты, которые активны в кислой или слабокислой среде или в щелочной или слабощелочной среде. В кислой среде активны ферменты желудочного сока у млекопитающих. В слабощелочной среде активны ферменты кишечного сока. Пищеварительный фермент поджелудочной железы активен в щелочной среде. Большинство же ферментов активны в нейтральной среде .

2.5.2. Энергетический обмен в клетке (диссимиляция)

Энергетический обмен – это совокупность химических реакций постепенного распада органических соединений, сопровождающихся высвобождением энергии, часть которой расходуется на синтез АТФ. Процессы расщепления органических соединений у аэробных организмов происходят в три этапа, каждый из которых сопровождается несколькими ферментативными реакциями .

Первый этап – подготовительный. В желудочно-кишечном тракте многоклеточных организмов он осуществляется пищеварительными ферментами. У одноклеточных – ферментами лизосом. На первом этапе происходит расщепление белков до аминокислот, жиров до глицерина и жирных кислот, полисахаридов до моносахаридов, нуклеиновых кислот до нуклеотидов. Этот процесс называется пищеварением .

Второй этап – бескислородный (гликолиз ). Его биологический смысл заключается в начале постепенного расщепления и окисления глюкозы с накоплением энергии в виде 2 молекул АТФ. Гликолиз происходит в цитоплазме клеток. Он состоит из нескольких последовательных реакций превращения молекулы глюкозы в две молекулы пировиноградной кислоты (пирувата) и две молекулы АТФ, в виде которой запасается часть энергии, выделившейся при гликолизе: С6Н12O6 + 2АДФ + 2Ф 2С3Н4O3 + 2АТФ. Остальная энергия рассеивается в виде тепла .

В клетках дрожжей и растений (при недостатке кислорода ) пируват распадается на этиловый спирт и углекислый газ. Этот процесс называется спиртовым брожением .

Энергии, накопленной при гликолизе, слишком мало для организмов, использующих кислород для своего дыхания. Вот почему в мышцах животных, в том числе и у человека, при больших нагрузках и нехватке кислорода образуется молочная кислота (С3Н6O3), которая накапливается в виде лактата. Появляется боль в мышцах. У нетренированных людей это происходит быстрее, чем у людей тренированных .

Третий этап – кислородный, состоящий из двух последовательных процессов – цикла Кребса, названного по имени Нобелевского лауреата Ганса Кребса, и окислительного фосфорилирования. Его смысл заключается в том, что при кислородном дыхании пируват окисляется до окончательных продуктов – углекислого газа и воды, а энергия, выделяющаяся при окислении, запасается в виде 36 молекул АТФ. (34 молекулы в цикле Кребса и 2 молекулы в ходе окислительного фосфорилирования). Эта энергия распада органических соединений обеспечивает реакции их синтеза в пластическом обмене. Кислородный этап возник после накопления в атмосфере достаточного количества молекулярного кислорода и появления аэробных организмов .

www.ctege.info Окислительное фосфорилирование или клеточное дыхание происходит, на внутренних мембранах митохондрий, в которые встроены молекулы-переносчики электронов. В ходе этой стадии освобождается большая часть метаболической энергии .

Молекулы-переносчики транспортируют электроны к молекулярному кислороду. Часть энергии рассеивается в виде тепла, а часть расходуется на образование АТФ .

Суммарная реакция энергетического обмена:

С6Н12O6 + 6O2 6СO2 + 6Н2O + 38АТФ .

ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ Часть А

А1. Способ питания хищных животных называется

1) автотрофным 3) гетеротрофным

2) миксотрофным 4) хемотрофным

А2. Совокупность реакций обмена веществ называется:

1) анаболизм 3) диссимиляция

2) ассимиляция 4) метаболизм

А3. На подготовительном этапе энергетического обмена происходит образование:

1) 2 молекул АТФ и глюкозы 2) 36 молекул АТФ и молочной кислоты

3) аминокислот, глюкозы, жирных кислот

4) уксусной кислоты и спирта

А4. Вещества, катализирующие биохимические реакции в организме, – это:

1) белки 3) липиды

2) нуклеиновые кислоты 4) углеводы

А5. Процесс синтеза АТФ в ходе окислительного фосфорилирования происходит в:

1) цитоплазме 3) митохондриях

2) рибосомах 4) аппарате Гольджи А6. Энергия АТФ, запасенная в процессе энергетического обмена, частично используется для реакций:

1) подготовительного этапа

2) гликолиза

3) кислородного этапа

4) синтеза органических соединений

А7. Продуктами гликолиза являются:

1) глюкоза и АТФ

2) углекислый газ и вода

3) пировиноградная кислота и АТФ

4) белки, жиры, углеводы

Часть В

В1. Выберите события, происходящие на подготовительном этапе энергетического обмена у человека

1) белки распадаются до аминокислот

2) глюкоза расщепляется до углекислого газа и воды

3) синтезируются 2 молекулы АТФ

4) гликоген расщепляется до глюкозы

5) образуется молочная кислота

6) липиды расщепляются до глицерина и жирных кислот В2. Соотнесите процессы, происходящие при энергетическом обмене с этапами, на которых они происходят www.ctege.info ВЗ. Определите последовательность превращений куска сырого картофеля в процессе энергетического обмена в организме свиньи:

А) образование пирувата

Б) образование глюкозы

В) всасывание глюкозы в кровь

Г) образование углекислого газа и воды

Д) окислительное фосфорилирование и образование Н2О

Е) цикл Кребса и образование СО2

–  –  –

С1. Объясните причины утомляемости спортсменов-марафонцев на дистанциях, и как она преодолевается?

2.5.3. Фотосинтез и хемосинтез Все живые существа нуждаются в пище и питательных веществах. Питаясь, они используют энергию, запасенную, прежде всего, в органических соединениях – белках, жирах, углеводах. Гетеротрофные организмы, как уже говорилось, используют пищу растительного и животного происхождения, уже содержащую органические соединения .

Растения же создают органические вещества в процессе фотосинтеза. Исследования в области фотосинтеза начались в 1630 г. экспериментами голландца ван Гельмонта. Он доказал, что растения получают органические вещества не из почвы, а создают их самостоятельно. Джозеф Пристли в 1771 г. доказал «исправление» воздуха растениями .

Помещенные под стеклянный колпак они поглощали углекислый газ, выделяемый тлеющей лучиной. Исследования продолжались, и в настоящее время установлено, что фотосинтез – это процесс образования органических соединений из диоксида углерода (СО2) и воды с использованием энергии света и проходящий в хлоропластах зеленых растений и зеленых пигментах некоторых фотосинтезирующих бактерий .

Хлоропласты и складки цитоплазматической мембраны прокариот содержат зеленый пигмент – хлорофилл. Молекула хлорофилла способна возбуждаться под действием солнечного света и отдавать свои электроны и перемещать их на более высокие энергетические уровни. Этот процесс можно сравнить с подброшенным вверх мячом .

Поднимаясь, мяч запасается потенциальной энергией; падая, он теряет ее. Электроны не падают обратно, а подхватываются переносчиками электронов (НАДФ+ – никотинамиддифосфат ). При этом энергия, накопленная ими ранее, частично расходуется на образование АТФ. Продолжая сравнение с подброшенным мячом, можно сказать, что мяч, падая, нагревает окружающее пространство, а часть энергии падающих электронов запасается в виде АТФ. Процесс фотосинтеза подразделяется на реакции, www.ctege.info вызываемые светом, и реакции, связанные с фиксацией углерода. Их называют световой и темновой фазами .

«Световая фаза» – это этап, на котором энергия света, поглощенная хлорофиллом, преобразуется в электрохимическую энергию в цепи переноса электронов .

Осуществляется на свету, в мембранах гран при участии белков – переносчиков и АТФсинтетазы .

Реакции, вызываемые светом, происходят на фотосинтетических мембранах гран хлоропластов:

1) возбуждение электронов хлорофилла квантами света и их переход на более высокий энергетический уровень;

2) восстановление акцепторов электронов – НАДФ+ до НАДФ • Н 2Н+ + 4е- + НАДФ+ НАДФ • Н;

3) фотолиз воды, происходящий при участии квантов света: 2Н2О 4Н+ + 4еО2 .

Данный процесс происходит внутри тилакоидов – складках внутренней мембраны хлоропластов. Из тилакоидов формируются граны – стопки мембран .

Так как в экзаменационных работах спрашивают не о механизмах фотосинтеза, а о результатах этого процесса, то мы и перейдем к ним .

Результатами световых реакций являются: фотолиз воды с образованием свободного кислорода, синтез АТФ, восстановление НАДФ+ до НАДФ • Н. Таким образом свет нужен только для синтеза АТФ и НАДФ-Н .

«Темновая фаза» – процесс преобразования СО2 в глюкозу в строме (пространстве между гранами) хлоропластов с использованием энергии АТФ и НАДФ • Н .

Результатом темновых реакций являются превращения углекислого газа в глюкозу, а затем в крахмал. Помимо молекул глюкозы в строме происходит образование, аминокислот, нуклеотидов, спиртов .

Суммарное уравнение фотосинтеза — Значение фотосинтеза.

В процессе фотосинтеза образуется свободный кислород, который необходим для дыхания организмов:

кислородом образован защитный озоновый экран, предохраняющий организмы от вредного воздействия ультрафиолетового излучения;

фотосинтез обеспечивает производство исходных органических веществ, а следовательно, пищу для всех живых существ;

фотосинтез способствует снижению концентрации диоксида углерода в атмосфере .

Хемосинтез – образование органических соединений из неорганических за счет энергии окислительно-восстановительных реакций соединений азота, железа, серы .

Существует несколько видов хемосинтетических реакций:

1) окисление аммиака до азотистой и азотной кислоты нитрифицирующими бактериями:

NH3 HNQ2 HNO3 + Q;

2)превращение двухвалентного железа в трехвалентное железобактериями:

Fe2+ Fe3+ + Q;

3)окисление сероводорода до серы или серной кислоты серобактериями H2S + O2 = 2H2O + 2S + Q, H2S + O2 = 2H2SO4 + Q .

Выделяемая энергия используется для синтеза органических веществ .

Роль хемосинтеза. Бактерии – хемосинтетики, разрушают горные породы, очищают сточные воды, участвуют в образовании полезных ископаемых .

www.ctege.info

ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ

Часть А

А1. Фотосинтез – это процесс, происходящий в зеленых растениях. Он связан с:

1) расщеплением органических веществ до неорганических

2) созданием органических веществ из неорганических

3) химическим превращения глюкозы в крахмал

4) образованием целлюлозы А2. Исходным материалом для фотосинтеза служат

1) белки и углеводы 3) кислород и АТФ

2) углекислый газ и вода 4) глюкоза и кислород А3. Световая фаза фотосинтеза происходит

1) в гранах хлоропластов 3) в строме хлоропластов

2) в лейкопластах 4) в митохондриях

А4. Энергия возбужденных электронов в световой стадии используется для:

1) синтеза АТФ 3) синтеза белков

2) синтеза глюкозы 4) расщепления углеводов

А5. В результате фотосинтеза в хлоропластах образуются:

1) углекислый газ и кислород

2) глюкоза, АТФ и кислород

3) белки, жиры, углеводы

4) углекислый газ, АТФ и вода А6. К хемотрофным организмам относятся

1) возбудители туберкулеза

2) молочнокислые бактерии

3) серобактерии

4) вирусы

Часть В

В1. Выберите процессы, происходящие в световой фазе фотосинтеза

1) фотолиз воды

2) образование глюкозы

3) синтез АТФ и НАДФ • Н

4) использование СО2

5) образование свободного кислорода

6) использование энергии АТФ В2. Выберите вещества, участвующие в процессе фотосинтеза целлюлоза 4) углекислый газ гликоген 5) вода хлорофилл 6) нуклеиновые кислоты

–  –  –

С1. Какие условия необходимы для начала процесса фотосинтеза?

С2. Как строение листа обеспечивает его фотосинтезирующие функции?

2.6. Биосинтез белка и нуклеиновых кислот. Матричный характер реакций биосинтеза. Генетическая информация в клетке. Гены, генетический код и его свойства www.ctege.info Термины и понятия, проверяемые в экзаменационной работе: антикодон, биосинтез, ген, генетическая информация, генетический код, кодон, матричный синтез, полисома, транскрипция, трансляция .

Гены, генетический код и его свойства. На Земле живет уже более 6 млрд людей .

Если не считать 25—30 млн пар однояйцовых близнецов, то генетически все люди разные .

Это означает, что каждый из них уникален, обладает неповторимыми наследственными особенностями, свойствами характера, способностями, темпераментом и многими другими качествами. Чем же определяются такие различия между людьми? Конечно различиями в их генотипах, т.е. наборах генов данного организма. У каждого человека он уникален, так же как уникален генотип отдельного животного или растения. Но генетические признаки данного человека воплощаются в белках, синтезированных в его организме. Следовательно, и строение белка одного человека отличается, хотя и совсем немного, от белка другого человека. Вот почему возникает проблема пересадки органов, вот почему возникают аллергические реакции на продукты, укусы насекомых, пыльцу растений и т.д. Сказанное не означает, что у людей не встречается совершенно одинаковых белков. Белки, выполняющие одни и те же функции, могут быть одинаковыми или совсем незначительно отличаться одной-двумя аминокислотами друг от друга. Но не существует на Земле людей (за исключением однояйцовых близнецов), у которых все белки были бы одинаковы .

Информация о первичной структуре белка закодирована в виде последовательности нуклеотидов в участке молекулы ДНК – гене. Ген – это единица наследственной информации организма. Каждая молекула ДНК содержит множество генов. Совокупность всех генов организма составляет его генотип .

Кодирование наследственной информации происходит с помощью генетического кода. Код подобен всем известной азбуке Морзе, которая точками и тире кодирует информацию. Азбука Морзе универсальна для всех радистов, и различия состоят только в переводе сигналов на разные языки. Генетический код также универсален для всех организмов и отличается лишь чередованием нуклеотидов, образующих гены, и кодирующих белки конкретных организмов. Итак, что же собой представляет генетический код? Изначально он состоит из троек (триплетов) нуклеотидов ДНК, комбинирующихся в разной последовательности. Например, ААТ, ГЦА, АЦГ, ТГЦ и т.д .

Каждый триплет нуклеотидов кодирует определенную аминокислоту, которая будет встроена в полипептидную цепь. Так, например, триплет ЦГТ кодирует аминокислоту аланин, а триплет ААГ – аминокислоту фенилаланин. Аминокислот 20, а возможностей для комбинаций четырех нуклеотидов в группы по три – 64. Следовательно, четырех нуклеотидов вполне достаточно, чтобы кодировать 20 аминокислот. Вот почему одна аминокислота может кодироваться несколькими триплетами. Часть триплетов вовсе не кодирует аминокислоты, а запускает или останавливает биосинтез белка. Собственно кодом считается последовательность нуклеотидов в молекуле и-РНК, ибо она снимает информацию с ДНК (процесс транскрипции) и переводит ее в последовательность аминокислот в молекулах синтезируемых белков (процесс трансляции). В состав и РНК входят нуклеотиды АЦГУ. Триплеты нуклеотидов и-РНК называются кодонами. Уже приведенные примеры триплетов ДНК на и-РНК будут выглядеть следующим образом – триплет ЦГТ на и-РНК станет триплетом ГЦА, а триплет ДНК – ААГ – станет триплетом УУЦ. Именно кодонами и-РНК отражается генетический код в записи. Итак, генетический код триплетен, универсален для всех организмов на земле, вырожден (каждая аминокислота шифруется более чем одним кодоном). Между генами имеются знаки препинания – это триплеты, которые называются стоп-кодонами. Они сигнализируют об окончании синтеза одной полипептидной цепи. Существуют таблицы генетического кода, которыми нужно уметь пользоваться, для расшифровки кодонов и-РНК и построения www.ctege.info цепочек белковых молекул1 .

Биосинтез белка – это один из видов пластического обмена, в ходе которого наследственная информация, закодированная в генах ДНК, реализуется в определенную последовательность аминокислот в белковых молекулах. Генетическая информация, снятая с ДНК и переведенная в код молекулы и-РНК, должна реализоваться, т.е .

проявиться в признаках конкретного организма. Эти признаки определяются белками .

Биосинтез белков происходит на рибосомах в цитоплазме. Именно туда поступает информационная РНК из ядра клетки. Если синтез и-РНК на молекуле ДНК называется транскрипцией, то синтез белка на рибосомах называется трансляцией – переводом языка генетического кода на язык последовательности аминокислот в белковой молекуле .

Аминокислоты доставляются к рибосомам транспортными РНК. Эти РНК имеют форму клеверного листа. На конце молекулы есть площадка для прикрепления аминокислоты, а на вершине – триплет нуклеотидов, комплементарный определенному триплету – кодону на и-РНК. Этот триплет называется антикодоном. Ведь он расшифровывает код и-РНК. В клетке т-РНК всегда столько же, сколько кодонов, шифрующих аминокислоты .

Рибосома движется вдоль и-РНК, смещаясь при подходе новой аминокислоты на три нуклеотида, освобождая их для нового антикодона. Аминокислоты, доставленные на рибосомы, ориентированы по отношению друг к другу так, что карбоксильная группа 1 В скобках – комплементарные ДНК .

www.ctege.info одной аминокислоты оказывается рядом с аминогруппой другой аминокислоты. В результате между ними образуется пептидная связь. Постепенно формируется молекула полипептида .

Синтез белка продолжается до тех пор, пока на рибосоме не окажется один из трех стоп-кодонов – УАА, УАГ, или УГА .

После этого полипептид покидает рибосому и направляется в цитоплазму. На одной молекуле и-РНК находятся несколько рибосом, образующих полисому. Именно на полисомах и происходит одновременный синтез нескольких одинаковых полипептидных цепей .

Каждый этап биосинтеза катализируется соответствующим ферментом и обеспечивается энергией АТФ .

Биосинтез происходит в клетках с огромной скоростью. В организме высших животных в одну минуту образуется до 60 тыс. пептидных связей .

Реакции матричного синтеза. К реакциям матричного синтеза относят репликацию ДНК, синтез и-РНК на ДНК (транскрипцию ), и синтез белка на и-РНК (трансляцию ), а также синтез РНК или ДНК на РНК вирусов .

Репликация ДНК. Структура молекулы ДНК, установленная Дж. Уотсоном и Ф .

Криком в 1953 г., отвечала тем требованиям, которые предъявлялись к молекулехранительнице и передатчику наследственной информации. Молекула ДНК состоит из двух комплементарных цепей. Эти цепи удерживаются слабыми водородными связями, способными разрываться под действием ферментов .

Молекула способна к самоудвоению (репликации), причем на каждой старой половине молекулы синтезируется новая ее половина. Кроме того, на молекуле ДНК может синтезироваться молекула и-РНК, которая затем переносит полученную от ДНК информацию к месту синтеза белка. Передача информации и синтез белка идут по матричному принципу, сравнимому с работой печатного станка в типографии .

Информация от ДНК многократно копируется. Если при копировании произойдут ошибки, то они повторятся во всех последующих копиях. Правда, некоторые ошибки при копировании информации молекулой ДНК могут исправляться. Этот процесс устранения ошибок называется репарацией. Первой из реакций в процессе передачи информации является репликация молекулы ДНК и синтез новых цепей ДНК .

Репликация – это процесс самоудвоения молекулы ДНК, осуществляемый под контролем ферментов. На каждой из цепей ДНК, образовавшихся после разрыва водородных связей, при участии фермента ДНК-полимеразы синтезируется дочерняя цепь ДНК. Материалом для синтеза служат свободные нуклеотиды, имеющиеся в цитоплазме клеток .

Биологический смысл репликации заключается в точной передаче наследственной информации от материнской молекулы к дочерним, что в норме и происходит при делении соматических клеток .

Транскрипция – это процесс снятия информации с молекулы ДНК, синтезируемой на ней молекулой и-РНК. Информационная РНК состоит из одной цепи и синтезируется на ДНК в соответствии с правилом комплементарности. Как и в любой другой биохимической реакции в этом синтезе участвует фермент. Он активирует начало и конец синтеза молекулы и-РНК. Готовая молекула и-РНК выходит в цитоплазму на рибосомы, где происходит синтез полипептидных цепей. Процесс перевода информации, содержащейся в последовательности нуклеотидов и-РНК, в последовательность аминокислот в полипептиде называется трансляцией .

ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ Часть А

А1. Какое из утверждений неверно?

www.ctege.info

1) генетический код универсален

2) генетический код вырожден

3) генетический код индивидуален

4) генетический код триплетен

А2. Один триплет ДНК кодирует:

1) последовательность аминокислот в белке

2) один признак организма

3) одну аминокислоту

4) несколько аминокислот А3. «Знаки препинания» генетического кода

1) запускают синтез белка

2) прекращают синтез белка

3) кодируют определенные белки

4) кодируют группу аминокислот А4. Если у лягушки аминокислота ВАЛИН кодируется триплетом ГУУ, то у собаки эта аминокислота может кодироваться триплетами (см. таблицу):

1) ГУА и ГУГ 3) ЦУЦ и ЦУА

2) УУЦ и УЦА 4) УАГ и УГА А5. Синтез белка завершается в момент

1) узнавания кодона антикодоном

2) поступления и-РНК на рибосомы

3) появления на рибосоме «знака препинания»

4) присоединения аминокислоты к т-РНК А6. Укажите пару клеток в которой у одного человека содержится разная генетическая информация?

1) клетки печени и желудка

2) нейрон и лейкоцит

3) мышечная и костная клетки

4) клетка языка и яйцеклетка А7. Функция и-РНК в процессе биосинтеза

1) хранение наследственной информации

2) транспорт аминокислот на рибосомы

3) передача информации на рибосомы

4) ускорение процесса биосинтеза А8. Антикодон т-РНК состоит из нуклеотидов УЦГ. Какой триплет ДНК ему комплементарен?

1) ТЦГ 2) УУГ 3) ТТЦ 4) ЦЦГ

–  –  –

С1. Укажите последовательность аминокислот в молекуле белка, кодируемую следующей последовательностью кодонов: УУА – АУУ – ГЦУ – ГГА С2. Перечислите все этапы биосинтеза белка .

2.7. Клетка – генетическая единица живого. Хромосомы, их строение (форма и размеры) и функции. Число хромосом и их видовое постоянство. Особенности соматических и половых клеток .

Жизненный цикл клетки: интерфаза и митоз. Митоз – деление соматических клеток. Мейоз. Фазы митоза и мейоза. Развитие половых клеток у растений и животных. Сходство и отличие митоза и мейоза, их значение. Деление клетки – основа роста, развития и размножения организмов. Роль мейоза в обеспечении постоянства числа хромосом в поколениях Термины и понятия, проверяемые в экзаменационной работе: анафаза, гамета, гаметогенез, деление клетки, жизненный цикл клетки, зигота, интерфаза, конъюгация, кроссинговер, мейоз, метафаза, овогенез, семенник, сперматозоид, спора, телофаза, яичник, строение и функции хромосом .

Хромосомы – структуры клетки, хранящие и передающие наследственную информацию. Хромосома состоит из ДНК и белка. Комплекс белков, связанных с ДНК, образует хроматин. Белки играют важную роль в упаковке молекул ДНК в ядре .

Строение хромосомы лучше всего видно в метафазе митоза. Она представляет собой палочковидную структуру и состоит из двух сестринских хроматид, удерживаемых центромерой в области первичной перетяжки. Диплоидный набор хромосом организма называется кариотипом. Под микроскопом видно, что хромосомы имеют поперечные полосы, которые чередуются в различных хромосомах по-разному. Распознают пары хромосом, учитывая распределение, светлых и темных полос (чередование АТ и ГЦ – пар). Поперечной исчерченностью обладают хромосомы представителей разных видов. У родственных видов, например у человека и шимпанзе, сходный характер чередования полос в хромосомах .

Каждый вид организмов обладает постоянным числом, формой и составом хромосом. В кариотипе человека 46 хромосом – 44 аутосомы и 2 половые хромосомы .

Мужчины гетерогаметны (половые хромосомы ХУ), а женщины гомогаметны (половые хромосомы XX). У-хромосома отличается от Х-хромосомы отсутствием некоторых www.ctege.info аллелей. Например, в У-хромосоме нет аллеля свертываемости крови. В результате гемофилией болеют, как правило, только мальчики. Хромосомы одной пары называются гомологичными. Гомологичные хромосомы в одинаковых локусах (местах расположения) несут аллельные гены .

Жизненный цикл клетки. Интерфаза. Митоз. Жизненный цикл клетки – это период ее жизни от деления до деления. Клетки размножаются путем удвоения своего содержимого с последующим делением пополам. Клеточное деление лежит в основе роста, развития и регенерации тканей многоклеточного организма. Клеточный цикл подразделяют на интерфазу, сопровождающуюся точным копированием и распределением генетического материала и митоз – собственно деление клетки после удвоения других клеточных компонентов. Длительность клеточных циклов у разных видов, в разных тканях и на разных стадиях широко варьирует от одного часа (у эмбриона) до года (в клетках печени взрослого человека) .

Интерфаза – период между двумя делениями. В этот период клетка готовится к делению. Удваивается количество ДНК в хромосомах. Удваивается количество других органоидов, синтезируются белки, причем наиболее активно те из них, которые образуют веретено деления, происходит рост клетки .

К концу интерфазы каждая хромосома состоит из двух хроматид, которые в процессе митоза станут самостоятельными хромосомами .

Митоз – это форма деления клеточного ядра. Следовательно, происходит он только в эукариотических клетках. В результате митоза каждое из образующихся дочерних ядер получает тот же набор генов, который имелародительская клетка. В митоз могут вступать как диплоидные, так и гаплоидные ядра. При митозе получаются ядра той же плоидности, что и исходное. Митоз состоит из нескольких последовательных фаз .

Профаза. К разным полюсам клетки расходятся удвоенные центриоли. От них к центромерам хромосом протягиваются микротрубочки, образующие веретено деления .

Хромосомы утолщены и каждая хромосома состоит из двух хроматид .

Метафаза. В этой фазе хорошо видны хромосомы, состоящие из двух хроматид .

Они выстраиваются по экватору клетки, образуя метафазную пластинку .

Анафаза. Хроматиды расходятся к полюсам клетки с одинаковой скоростью .

Микротрубочки укорачиваются .

Телофаза. Дочерние хроматиды подходят к полюсам клетки. Микротрубочки исчезают. Хромосомы деспирализуются и снова приобретают нитевидную форму .

Формируются ядерная оболочка, ядрышко, рибосомы .

Цитокинез – процесс разделения цитоплазмы. Клеточная мембрана в центральной части клетки втягивается внутрь. Образуется борозда деления, по мере углубления которой клетка раздваивается .

В результате митоза образуются два новых ядра с идентичными наборами хромосом, точно копирующими генетическую информацию материнского ядра .

В опухолевых клетках ход митоза нарушается .

ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ Часть А

А1. Хромосомы состоят из

1) ДНК и белка 3) ДНК и РНК

2) РНК и белка 4) ДНК и АТФ А2. Сколько хромосом содержит клетка печени человека?

1) 46 2) 23 3) 92 4) 66 А3. Сколько нитей ДНК имеет удвоенная хромосома

1) одну 2) две 3) четыре 4) восемь А4. Если в зиготе человека содержится 46 хромосом, то сколько хромосом www.ctege.info содержится в яйцеклетке человека?

1) 46 2) 23 3) 92 4) 22 А5. В чем заключается биологический смысл удвоения хромосом в интерфазе митоза?

1) В процессе удвоения изменяется наследственная информация

2) Удвоенные хромосомы лучше видны

3) В результате удвоения хромосом наследственная информация новых клеток сохраняется неизменной

4) В результате удвоения хромосом новые клетки содержат вдвое больше информации

А6. В какой из фаз митоза происходит расхождение хроматид к полюсам клетки? В:

1) профазе 3) анафазе

2) метафазе 4) телофазе А7. Укажите процессы, происходящие в интерфазе

1) расхождение хромосом к полюсам клетки

2) синтез белков, репликация ДНК, рост клетки

3) формирование новых ядер, органоидов клетки

4) деспирализация хромосом, формирование веретена деления А8. В результате митоза возникает

1) генетическое разнообразие видов

2) образование гамет

3) перекрест хромосом

4) прорастание спор мха А9. Сколько хроматид имеет каждая хромосома до ее удвоения?

1) 2 2) 4 3) 1 4) 3 А10. В результате митоза образуются

1) зигота у сфагнума

2) сперматозоиды у мухи

3) почки у дуба

4) яйцеклетки у подсолнечника

Часть В

В1. Выберите процессы, происходящие в интерфазе митоза

1) синтез белков

2) уменьшение количества ДНК

3) рост клетки

4) удвоение хромосом

5) расхождение хромосом

6) деление ядра В2. Укажите процессы, в основе которых лежит митоз

1) мутации 4) образование спермиев

2) рост 5) регенерация тканей

3) дробление зиготы 6) оплодотворение ВЗ. Установите правильную последовательность фаз жизненного цикла клетки

А) анафаза В) телофаза Д) метафаза

Б) интерфаза Г) профаза Е) цитокинез

Часть С

С1. Что общего между процессами регенерации тканей, ростом организма и дроблением зиготы?

www.ctege.info С2. В чем заключается биологический смысл удвоения хромосом и количества ДНК в интерфазе?

Мейоз. Мейоз – это процесс деления клеточных ядер, приводящий к уменьшению числа хромосом вдвое и образованию гамет. В результате мейоза из одной диплоидной клетки (2n) образуется четыре гаплоидные клетки (n) .

Мейоз состоит из двух последовательных делений, которым в интерфазе предшествует однократная репликация ДНК .

Основными событиями профазы первого деления мейоза являются следующие:

– гомологичные хромосомы объединяются по всей длине или, как говорят, конъюгируют. При конъюгации образуются хромосомные пары – биваленты;

– в результате образуются комплексы, состоящие из двух гомологичных хромосом или из четырех хроматид (подумайте, для чего это нужно?) ;

– в конце профазы происходит кроссинговер (перекрест) между гомологичными хромосомами: хромосомы обмениваются между собой гомологичными участками .

Именно кроссинговер обеспечивает разнообразие генетической информации, получаемой детьми от родителей .

В метафазе I хромосомы выстраиваются по экватору веретена деления .

Центромеры обращены к полюсам .

Анафаза I – нити веретена сокращаются, гомологичные хромосомы, состоящие из двух хроматид, расходятся к полюсам клетки, где формируются гаплоидные наборы хромосом (2 набора на клетку). На этой стадии возникают хромосомные рекомбинации, повышающие степень изменчивости потомков .

Телофаза I – формируются клетки с гаплоидным набором хромосом и удвоенным количеством ДНК. Формируется ядерная оболочка. В каждую клетку попадает 2 сестринские хроматиды, соединенные центромерой .

Второе деление мейоза состоит из профазы II, метафазы II, анафазы II, телофазы II и цитокинеза .

Клетки, содержащие гаплоидный набор хромосом, состоящих из двух хроматид, образуют клетки с гаплоидным набором хромосом, состоящих из одной хроматиды .

Таким образом из одной диплоидной клетки (оогония или сперматогония) образуются 4 клетки с гаплоидным набором хромосом .

Биологическое значение мейоза заключается в образовании клеток, участвующих в половом размножении, в поддержании генетического постоянства видов, а также в спорообразовании у высших растений. Мейотическим путем образуются споры мхов, папоротников и некоторых других групп растений. Мейоз служит основой комбина– тивной изменчивости организмов. Нарушения мейоза у человека могут привести к таким патологиям, как болезнь Дауна, идиотия и др .

Развитие половых клеток2 .

Процесс формирования половых клеток называется га– метогенезом. У многоклеточных организмов различают сперматогенез – формирование мужских половых клеток и овогенез – формирование женских половых клеток. Рассмотрим гаметогенез, происходящий в половых железах животных – семенниках и яичниках .

Сперматогенез – процесс превращения диплоидных предшественников половых клеток – сперматогониев в сперматозоиды .

1. Сперматогонии делятся на две дочерние клетки – сперматоциты первого порядка .

2. Сперматоциты первого порядка делятся мейозом (1-е деление) на две дочерние клетки – сперматоциты второго порядка .

3. Сперматоциты второго порядка приступают ко второму мейотическому делению, 2 Для успешных ответов на экзаменационные вопросы названия типов клеток запоминать не обязательно .

Важно понять, что образование из каждой диплоидной лети четырех гамет происходит поэтапно и сопровождается уменьшением числа хромосом вдвое .

www.ctege.info в результате которого образуются 4 гаплоидные сперматиды .

4. Сперматиды после дифференцировки превращаются в зрелые сперматозоиды .

Сперматозоид состоит из головки, шейки и хвоста. Он подвижен и благодаря этому вероятность встречи его с гаметами увеличивается .

У мхов и папоротников спермии развиваются в антеридиях, у покрытосеменных растений они образуются в пыльцевых трубках .

Овогенез – образование яйцеклеток у особей женского пола. У животных он происходит в яичниках. В зоне размножения находятся овогонии – первичные половые клетки, размножающиеся митозом .

Из овогониев после первого мейотического деления образуются овоциты первого порядка .

После второго мейотического деления образуются овоциты второго порядка, из которых формируется одна яйцеклетка и три направительных тельца, которые затем гибнут. Яйцеклетки неподвижны, имеют шаровидную форму. Они крупнее других клеток и содержат запас питательных веществ для развития зародыша .

У мхов и папоротников яйцеклетки развиваются в архегониях, у цветковых растений

– в семяпочках, локализованных в завязи цветка .

ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ Часть А

А1. Мейозом называется процесс

1) изменения числа хромосом в клетке

2) удвоения числа хромосом в клетке

3) образования гамет

4) конъюгации хромосом А2. В основе изменения наследственной информации детей по сравнению с родительской информацией лежат процессы

1) удвоения числа хромосом

2) уменьшения количества хромосом вдвое

3) удвоения количества ДНК в клетках

4) конъюгации и кроссинговера

А3. Первое деление мейоза заканчивается образованием:

1) гамет

2) клеток с гаплоидным набором хромосом

3) диплоидных клеток

4) клеток разной плоидности

А4. В результате мейоза образуются:

1) споры папоротников

2) клетки стенок антеридия папоротника

3) клетки стенок архегония папоротника

4) соматические клетки трутней пчел А5. Метафазу мейоза от метафазы митоза можно отличить по

1) расположению бивалентов в плоскости экватора

2) удвоению хромосом и их скрученности

3) формированию гаплоидных клеток

4) расхождению хроматид к полюсам А6. Телофазу второго деления мейоза можно узнать по

1) формированию двух диплоидных ядер

2) расхождению хромосом к полюсам клетки

3) формированию четырех гаплоидных ядер

4) увеличению числа хроматид в клетке вдвое www.ctege.info А7. Сколько хроматид будет содержаться в ядре сперматозоидов крысы, если известно, что в ядрах ее соматических клеток содержится 42 хромосомы 1) 42 2) 21 3) 84 4) 20 А8. В гаметы, образовавшиеся в результате мейоза попадают

1) копии полного набора родительских хромосом

2) копии половинного набора родительских хромосом

3) полный набор рекомбинированных родительских хромосомы

4) половина рекомбинированного набора родительских хромосом

Часть В

В1. Биологическое значение мейоза заключается в поддержании постоянства видового числа хромосом создании условий для комбинативной изменчивости произвольном расхождении родительских хромосом по гаметам сохранении родительской наследственной информации без изменений увеличении числа хромосом в клетке сохранении полезных признаков организма при размножении В2. Установите соответствие между процессом и событиями, происходящими в ходе этого процесса ВЗ. Установите правильную последовательность процессов, происходящие в мейозе

A) Расположение бивалентов в плоскости экватора

Б) Образование бивалентов и кроссинговер

B) Расхождение гомологичных хромосом к полюсам клетки

Г) формирование четырех гаплоидных ядер

Д) формирование двух гаплоидных ядер, содержащих по две хроматиды

–  –  –

С1. Мейоз лежит в основе комбинативной изменчивости. Чем это объясняется?

С2. Сравните результаты митоза и мейоза Раздел 3 Организм как биологическая система 3.1.3 Разнообразие организмов: одноклеточные и многоклеточные;

автотрофы (хемотрофы, фототрофы), гетеротрофы (сапротрофы, 3 В целях соблюдения логики изложения темы пункты кодификатора 3.1 распределены по всем крупным разделам курса .

www.ctege.info паразиты, симбионты). Вирусы – неклеточные формы. Заболевание СПИД и ВИЧ-инфекция. Меры профилактики распространения вирусных заболеваний

3.2. Воспроизведение организмов, его значение. Способы размножения, сходство и отличие полового и бесполого размножения .

Использование полового и бесполого размножения в практической деятельности человека. Роль мейоза и оплодотворения в обеспечении постоянства числа хромосом в поколениях. Применение искусственного оплодотворения у растений и животных Термины и понятия, проверяемые в экзаменационной работе: бесполое размножение, вегетативное размножение, гермафродитизм, зигота, онтогенез, оплодотворение, партеногенез, половое размножение, почкование, спора .

Размножение в органическом мире. Способность к размножению является одним из важнейших признаков жизни. Эта способность проявляется уже на молекулярном уровне жизни. Вирусы, проникая в клетки других организмов, воспроизводят свою ДНК или РНК и таким образом размножаются. Размножение – это воспроизведение генетически сходных особей данного вида, обеспечивающее непрерывность и преемственность жизни .

Различают следующие формы размножения:

Бесполое размножение. Эта форма размножения характерна как для одноклеточных, так и для многоклеточных организмов. Однако наиболее распространено бесполое размножение в царствах Бактерии, Растения и Грибы. В царстве Среди животных этим способом размножаются в основном простейшие и кишечнополостные .

Существует несколько способов бесполого размножения:

– Простое деление материнской клетки на две или несколько клеток. Так размножаются все бактерии и простейшие .

– Вегетативное размножение частями тела характерно для многоклеточных организмов – растений, губок, кишечнополостных, некоторых червей. Растения вегетативно могут размножаться черенками, отводками, корневыми отпрысками и другими частями организма .

– Почкование – один из вариантов вегетативного размножения свойственен дрожжам и кишечнополостным многоклеточным животным .

– Митотическое спорообразование распространено среди бактерий, водорослей, некоторых простейших .

Бесполое размножение обычно обеспечивает увеличение численности генетически однородного потомства, поэтому его часто применяют селекционеры растений для сохранения полезных свойств сорта .

Половое размножение – процесс, в котором объединяется генетическая информация от двух особей. Объединение генетической информации может происходить при конъюгации (временном соединении особей для обмена информацией, как это происходит у инфузорий) и копуляции (слиянии особей для оплодотворения) у одноклеточных животных, а также при оплодотворении у представителей разных царств .

Особым случаем полового размножения является партеногенез у некоторых животных (тли, трутни пчел). В этом случае новый организм развивается из неоплодотворенного яйца, но до этого всегда происходит образование гамет .

Половое размножение у покрытосеменных растений происходит путем двойного оплодотворения. Дело в том, что в пыльнике цветка образуются гаплоидные пыльцевые www.ctege.info зерна. Ядра этих зерен делятся на два – генеративное и вегетативное. Попав на рыльце пестика, пыльцевое зерно прорастает, образуя пыльцевую трубку. Генеративное ядро делится еще раз, образуя два спермия. Один из них, проникая в завязь, оплодотворяет яйцеклетку, а другой сливается с двумя полярными ядрами двух центральных клеток зародыша, образуя триплоидный эндосперм .

При половом размножении особи разного пола образуют гаметы. Женские особи производят яйцеклетки, мужские – сперматозоиды, обоеполые особи (гермафродиты) производят и яйцеклетки, и сперматозоиды. У большинства водорослей сливаются две одинаковых половых клетки. При слиянии гаплоидных гамет происходит оплодотворение и образование диплоидной зиготы. Зигота развивается в новую особь .

Все вышеперечисленное справедливо только для эукариот. У прокариот тоже есть половое размножение, но происходит оно по-другому .

Таким образом, при половом размножении происходит смешивание геномов двух разных особей одного вида. Потомство несет новые генетические комбинации, что отличает их от родителей и друг от друга. Различные комбинации генов, проявляющиеся в потомстве в виде новых, интересующих человека признаках, отбираются селекционерами для выведения новых пород животных или сортов растений. В некоторых случаях применяют искусственное оплодотворение. Это делается и для того, чтобы получить потомство с заданными свойствами, и для того, чтобы преодолеть бездетность некоторых женщин .

ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ Часть А

А1.

Принципиальные различия между половым и бесполым размножением заключаются в том, что половое размножение:

1) происходит только у высших организмов

2) это приспособление к неблагоприятным условиям среды

3) обеспечивает комбинативную изменчивость организмов

4) обеспечивает генетическое постоянство вида А2. Сколько сперматозоидов образуется в результате сперматогенеза из двух первичных половых клеток?

1) восемь 2) две 3) шесть 4) четыре

А3. Отличие овогенеза от сперматогенеза заключается в том, что:

1) в овогенезе образуются четыре равноценные гаметы, а в сперматогенезе одна

2) яйцеклетки содержат больше хромосом, чем сперматозоиды

3) в овогенезе образуется одна полноценная гамета, а в сперматогенезе – четыре

4) овогенез проходит с одним делением первичной половой клетки, а сперматогенез

– с двумя А4. Сколько делений исходной клетки происходит при гаметогенезе 1) 2 2) 1 3) 3 4 ) 4 А5. Количество образуемых половых клеток в организме, скорее всего, может зависеть от

1) запаса питательных веществ в клетке

2) возраста особи

3) соотношения мужских и женских особей в популяции

4) вероятности встречи гамет друг с другом А6. Бесполое размножение преобладает в жизненном цикле

1) гидры 3) акулы

2) майского жука 4) мухи А7. Гаметы у папоротников образуются

1) в спорангиях 3) на листьях www.ctege.info

2) на заростке 4) в спорах А8. Если диплоидный набор хромосом пчел равен 32, то 16 хромосом будет содержаться в соматических клетках

1) пчелиной матки

2) рабочей пчелы

3) трутней

4) всех перечисленных особей А9. Эндосперм у цветковых растений образуется при слиянии

1) спермия и яйцеклетки

2) двух спермиев и яйцеклетки

3) полярного ядра и спермия

4) двух полярных ядер и спермия А10. Двойное оплодотворение происходит у

1) мха кукушкина льна 3) ромашки лекарственной

2) папоротника орляка 4) сосны обыкновенной

Часть В

В1. Выберите правильные утверждения

1) Образование гамет у растений и животных происходит по одному механизму

2) У всех типов животных яйцеклетки одинакового размера

3) Споры папоротника образуются в результате мейоза

4) Из одного овоцита образуется 4 яйцеклетки

5) Яйцеклетка покрытосеменных растений оплодотворяется двумя спермиями

6) Эндосперм покрытосеменных растений триплоиден .

В2. Установите соответствие между формами размножения и их признаками ВЗ. Установите правильную последовательность событий, происходящих при двойном оплодотворении цветковых растений .

A) оплодотворение яйцеклетки и центральной клетки

Б) образование пыльцевой трубки

B) опыление

Г) образование двух спермиев

Д) развитие зародыша и эндосперма

Часть С

С1. Почему эндосперм покрытосеменных растений триплоиден, а остальные клетки www.ctege.info диплоидны?

С2. Найдите ошибки в приведенном тексте, укажите номера предложений, в которых они допущены, и исправьте их. 1) В пыльниках покрытосеменных растений образуются диплоидные пыльцевые зерна.

2) Ядро пыльцевого зерна делится на два ядра:

вегетативное и генеративное. 3) Пыльцевое зерно попадает на рыльце пестика и прорастает по направлению к завязи. 4) В пыльцевой трубке из вегетативного ядра образуется два спермия. 5) Один из них сливается с ядром яйцеклетки, образуя триплоидную зиготу. 6) Другой спермий сливается с ядрами центральных клеток, образуя эндосперм .

3.3. Онтогенез и присущие ему закономерности. Специализация клеток, образование тканей, органов. Эмбриональное и постэмбриональное развитие организмов. Жизненные циклы и чередование поколений .

Причины нарушения развития организмов Онтогенез. Онтогенез – это индивидуальное развитие организма от момента образования зиготы до смерти. В ходе онтогенеза проявляется закономерная смена фенотипов, характерных для данного вида. Различают непрямой и прямой онтогенезы .

Непрямое развитие (метаморфоз) встречается у плоских червей, моллюсков, насекомых, рыб, земноводных. Их зародыши проходят в своем развитии несколько стадий, в том числе личиночную. Прямое развитие проходит в неличиночной или внутриутробной форме. К нему относятся все формы яйцеживорождения, развитие зародышей пресмыкающихся, птиц и яйцекладущих млекопитающих, а также развитие некоторых беспозвоночных (прямокрылых, паукообразных и др.). Внутриутробное развитие происходит у млекопитающих, в том числе и у человека. В онтогенезе выделяют два периода – эмбриональный – от образования зиготы до выхода из яйцевых оболочек и постэмбриональный – с момента рождения до смерти. Эмбриональный период многоклеточного организма состоит из следующих стадий: зиготы; бластулы – стадии развития многоклеточного зародыша после дробления зиготы. Зигота в процессе бластуляции не увеличивается в размерах, увеличивается число клеток, из которых она состоит; стадии образования однослойного зародыша, покрытого бластодермой, и формирования первичной полости тела – бластоцели ; гаструлы – стадии образования зародышевых листков – эктодермы, энтодермы (у двухслойных кишечнополостных и губок) и мезодермы (у трехслойных у остальных многоклеточных животных). У кишечнополостных животных на этой стадии формируются специализированные клетки, такие как стрекательные, половые, кожно-мускульные и т.д. Процесс образования гаструлы называется гаструляцией .

Нейрулы – стадии закладки отдельных органов .

Гисто– и органогенеза – стадии появления специфических функциональных, морфологических и биохимических различий между отдельными клетками и частями развивающегося зародыша.

У Позвоночных животных в органогенезе можно выделить:

а) нейрогенез – процесс формирования нервной трубки (головного и спинного мозга) из эктодермального зародышевого листка, а также кожного покрова, органов зрения и слуха;

б) хордогенез – процесс формирования из мезодермы хорды, мышц, почек, скелета, кровеносных сосудов;

в) процесс формирования из энтодермы кишечника и связанных с ним органов – печени, поджелудочной железы, легких. Последовательное развитие тканей и органов, их дифференцировка происходит благодаря эмбриональной индукции – влиянию одних частей зародыша на развитие других частей. Это связано с деятельностью белков, которые включаются в работу на определенных стадиях развития зародыша. Белки регулируют активность генов, определяющих признаки организма. Таким образом, становится www.ctege.info понятным, почему признаки определенного организма появляются постепенно. Все гены никогда не включаются в работу вместе. В конкретное время работает лишь часть генов .

Постэмбриональный период разделяется на следующие этапы:

– постэмбриональный (до полового созревания);

– период половой зрелости (осуществление репродуктивных функций);

– старение и смерть .

У человека начальная стадия постэмбрионального периода характеризуется интенсивным ростом органов и частей тела в соответствии с установленными пропорциями.

В целом постэмбриональный период человека подразделяется на следующие периоды:

– грудничковый (от рождения до 4 недель);

– грудной (от 4 недель до года);

– дошкольный (ясельный, средний, старший);

– школьный (ранний, подростковый);

– репродуктивный (молодой до 45 лет, зрелый до 65 лет);

– пострепродуктивный (пожилой до 75 лет и старческий – после 75 лет) .

ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ Часть А

А1. Двуслойное строение текла характерно для

1) кольчатых червей 3) кишечнополостных

2) насекомых 4) простейших А2. Мезодермы нет у

1) дождевого червя 3) кораллового полипа

2) майского жука 4) крысы А3. Прямое развитие происходит у

1) лягушки 2) саранчи 3) мухи 4) пчелы А4. В результате дробления зиготы образуется

1) гаструла 3) нейрула

2) бластула 4) мезодерма А5. Из энтодермы развивается

1) аорта 2) мозг 3) легкие 4) кожа А6. Отдельные органы многоклеточного организма закладываются на стадии

1) бластулы 3) оплодотворения

2) гаструлы 4) нейрулы А7. Бластуляция – это

1) рост клеток

2) многократное дробление зиготы

3) деление клетки

4) увеличение зиготы в размерах

А8. Гаструла зародыша собаки – это:

1) зародыш с образовавшейся нервной трубкой

2) многоклеточный однослойный зародыш с полостью тела

3) многоклеточный трехслойный зародыш с полостью тела

4) многоклеточный двухслойный зародыш А9. Дифференциация клеток, органов и тканей происходит в результате

1) действия определенных генов в определенное время

2) одновременного действия всех генов

3) гаструляции и бластуляции

4) развития определенных органов www.ctege.info А10.4Какая стадия эмбрионального развития позвоночных животных представлена множеством неспециализированных клеток?

1) бластула 3) ранняя нейрула

2) гаструла 4) поздняя нейрула

Часть В

В1. Что из перечисленного относится к эмбриогенезу?

1) оплодотворение 4) сперматогенез

2) гаструляция 5) дробление

3) нейрогенез 6) овогенез В2. Выберите признаки, характерные для бластулы

1) зародыш, у которого сформирована хорда

2) многоклеточный зародыш с полостью тела

3) зародыш, состоящий из 32 клеток

4) трехслойный зародыш

5) однослойный зародыш с полостью тела

6) зародыш, состоящий из одного слоя клеток ВЗ. Соотнесите органы многоклеточного зародыша с зародышевыми листками, из которых закладываются эти органы

–  –  –

С1. Приведите примеры прямого и непрямого постэмбрионального развития на примере насекомых .

3.4. Генетика, ее задачи. Наследственность и изменчивость – свойства организмов. Основные генетические понятия Основные термины и понятия, проверяемые в экзаменационной работе: аллельные гены, анализирующее скрещивание, взаимодействие генов, ген, генотип, гетерозиготность, гипотеза чистоты гамет, гомозиготность, дигибридное скрещивание, законы Г. Менделя, количественные признаки, кроссинговер, летали, 4 Этот вопрос встречается в экзаменационной работе, однако в ряде учебников нет таких понятий, как ранняя нейрула (Д.К. Беляев) и нейрула (И.Н. Пономарева). Этот вопрос предполагает следующие рассуждения: бластула состоит из одинаковых клеток. Двухслойные животные – кишечнополостные и губки на стадии гаструлы заканчивают свое развитие и имеют специализированные клетки. Они не проходят стадий нейрулы, на которых закладываются нервная труба и остальные органы. Следовательно, правильный ответ – 1– бластула .

www.ctege.info множественные аллели, моногибридное скрещивание, независимое наследование, неполное доминирование, правило единообразия, расщепление, фенотип, цитологические основы законов Менделя .

Генетика – наука о наследственности и изменчивости организмов. Эти два свойства неразрывно связаны друг с другом, хотя имеют противоположную направленность .

Наследственность предполагает сохранение информации, а изменчивость эту информацию меняет. Наследственность – это свойство организма повторять в ряду поколений свои признаки и особенности своего развития. Изменчивость – свойство организмов изменять свои признаки под влиянием внешней или внутренней среды, а также в результате новых генетических комбинаций, возникающих при половом размножении. Роль изменчивости заключается в том, что она «поставляет» новые генетические комбинации, подвергающиеся действию естественного отбора, а наследственность сохраняет эти комбинации .

К основным генетическим понятиям относятся следующие:

Ген – участок молекулы ДНК, в котором закодирована информация о последовательности аминокислот в одной молекуле белка .

Аллель – пара генов, отвечающих за альтернативное (различное) проявление одного и того же признака. Например, за цвет глаз отвечают два аллельных гена, расположенных в одинаковых локусах (местах) гомологичных хромосом. Только один из них может отвечать за развитие карих лаз, а другой – за развитие голубых глаз. В том случае, когда оба гена отвечают за одинаковое развитие признака, говорят о гомозиготном организме по данному признаку. Если аллельные гены определяют различное развитие признака, говорят о гетерозиготном организме .

Аллельные гены могут быть доминантными, подавляющими альтернативный ген, и рецессивными, подавляемыми .

Совокупность генов организма называется генотипом данного организма. Генотип организма описывается словами – «гомозиготный» или «гетерозиготный». Однако не все гены проявляются. Совокупность внешних признаков организма называется его фенотипом. Кареглазый, полный, высокий – это способ описания фенотипа организма .

Говорят также о доминантном или рецессивном фенотипе .

Генетика изучает закономерности наследования признаков. Основным методом генетики является гибридологический метод или скрещивание. Этот метод был разработан австрийским ученым Грегором Менделем в 1865 г .

Развитие генетики повлекло за собой развитие многих научных направлений и, прежде всего, эволюционного учения, селекции растений и животных, медицины, биотехнологии, фармакологии и др .

На рубеже XX и XXI столетий расшифрован геном человека. Ученых поразило, что у нас всего 35 000 генов, а не 100 000, как думали раньше. У круглого червя 19 тыс. генов, у горчицы – 25 тыс. Различия между человеком и шимпанзе составляют 1% генов, а с мышью – 10%. Человеку достались в наследство и гены, которым 3 миллиарда лет и относительно молодые гены .

Что дает науке прочтение генома? Прежде всего, это знание позволяет целенаправленно вести генетические исследования по выявлению как патологических, так и нужных, полезных генов. Ученые не оставляют надежды на излечение людей от таких заболеваний, как рак и СПИД, диабет и др. Также не оставляют надежды и на преодоление дряхлой старости, преждевременной смертности и многих других бед человечества .

3.5. Закономерности наследственности, их цитологические основы .

Моно– и дигибридное скрещивание. Закономерности наследования, установленные Г. Менделем. Сцепленное наследование признаков, www.ctege.info нарушение сцепления генов. Законы Т. Моргана. Хромосомная теория наследственности. Генетика пола. Наследование признаков, сцепленных с полом. Генотип как целостная система. Развитие знаний о генотипе. Геном человека. Взаимодействие генов. Решение генетических задач. Составление схем скрещивания. Законы Г .

Менделя и их цитологические основы Термины и понятия, проверяемые в экзаменационной работе: аллельные гены, анализирующее скрещивание, ген, генотип, гетерозиготность, гипотеза чистоты гамет, гомозиготность, дигибридное скрещивание, законы Менделя, моногибридное скрещивание, морганида, наследственность, независимое наследование, неполное доминирование, правило единообразия, расщепление, фенотип, хромосомная теория наследственности, цитологические основы законов Менделя .

Успех работы Грегора Менделя был связан с тем, что он правильно выбрал объект исследования и соблюдал принципы, ставшие основой гибридологического метода:

1. Объектом исследования стали растения гороха, принадлежавшие к одному виду .

2. Опытные растения четко отличались по своим признакам – высокие – низкие, с желтыми и зелеными семенами, с гладкими и морщинистыми семенами .

3. Первое поколение от исходных родительских форм всегда было одинаковым .

Высокие родители давали высокое потомство, низкие родители давали растения маленького роста. Таким образом, исходные сорта были так называемые «чистые линии» .

4. Г. Мендель вел количественный учет потомков второго и последующих поколений, у которых наблюдалось расщепление в признаках .

Законы Г. Менделя описывают характер наследования отдельных признаков на протяжении нескольких поколений .

Первый закон Менделя или правило единообразия. Закон выведен на основе статистических данных, полученных Г.

Менделем при скрещивании разных сортов гороха, имевших четкие альтернативные различия по следующим признакам:

– форма семени (круглая / некруглая);

– окраска семени (желтая / зеленая);

– кожура семени (гладкая / морщинистая ) и т.д .

При скрещивании растений с желтыми и зелеными семенами Мендель обнаружил, что все гибриды первого поколения оказались с желтыми семенами. Он назвал этот признак доминантным. Признак, определяющий зеленую окраску семян, был назван рецессивным (отступающим, подавленным) .

Так экзаменационная работа требует от учащихся умения правильно оформлять записи при решении генетических задач, то мы покажем пример такой записи .

1. На основании полученных результатов и их анализа Мендель сформулировал свой www.ctege.info первый закон. При скрещивании гомозиготных особей, отличающихся одной или несколькими парами альтернативных признаков, все гибриды первого поколения окажутся по этим признакам единообразными и похожими на родителя с доминантным признаком .

В случае неполного доминирования только 25% особей фенотипически похожи на родителя с доминантным признаком и 25% особей будут похожи на рецессивного по фен– типу родителя. Остальные 50% гетерозигот будут от них фенотипически отличаться .

Например, от красноцветковых и белоцветковых растений львиного зева в потомстве 25% особей красные, 25% – белые, а 50% – розовые .

2. Для выявления гетерозиготности особи по определенному аллелю, т.е. наличию рецессивного гена в генотипе, используется анализирующее скрещивание. Для этого особь с доминантным признаком (АА? или Аа?) скрещивают с гомозиготной по рецессивному аллелю особью. В случае гетерозиготности особи с доминантным признаком расщепление в потомстве будет 1:1 АА аа 100% Аа Аа аа 50% Аа и 50% аа Второй закон Менделя или закон расщепления. При скрещивании гетерозиготных гибридов первого поколения между собой, во втором поколении обнаруживается расщепление по данному признаку. Это расщепление носит закономерный статистический характер: 3 : 1 по фенотипу и 1: 2 :1 по генотипу. В случае скрещивания форм с желтыми и зелеными семенами в соответствии со вторым законом Менделя получают следующие результаты скрещивания .

Появляются семена как с желтой, так и с зеленой окраской .

Третий закон Менделя или закон независимого наследования при дигибридном (полигибридном) скрещивании. Этот закон выведен на основе анализа результатов, полученных при скрещивании особей, отличающихся по двум парам альтернативных признаков. Например: растение, дающее желтые, гладкие семена скрещивается с растением, дающим зеленые, морщинистые семена .

Для дальнейшей записи используется решетка Пеннета:

www.ctege.info Во втором поколении возможно появление 4 фенотипов в отношении 9 : 3 : 3 : 1 и 9 генотипов .

В результате проведенного анализа выяснилось, что гены разных аллельных пар и соответствующие им признаки передаются независимо друг от друга.

Этот закон справедлив:

– для диплоидных организмов;

– для генов, расположенных в разных гомологичных хромосомах;

– при независимом расхождении гомологичных хромосом в мейозе и их случайном сочетании при оплодотворении .

Указанные условия и являются цитологическими основами дигибридного скрещивания .

Те же закономерности распространяются на полигибридные скрещивания .

В экспериментах Менделя установлена дискретность (прерывистость) наследственного материала, что позже привело к открытию генов, как элементарных материальных носителей наследственной информации .

В соответствии с гипотезой чистоты гамет в сперматозоиде или яйцеклетке в норме всегда находится только одна из гомологичных хромосом данной пары. Именно поэтому при оплодотворении восстанавливается диплоидный набор хромосом данного организма .

Расщепление – это результат случайного сочетания гамет, несущих разные аллели .

Так как события случайны, то закономерность носит статистический характер, т.е .

определяется большим числом равновероятных событий – встреч гамет, несущих разные (или одинаковые) альтернативные гены .

ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ5 Часть А

А1. Доминантный аллель – это

1) пара одинаковых по проявлению генов

2) один из двух аллельных генов

3) ген, подавляющий действие другого гена

4) подавляемый ген А2. Часть молекулы ДНК считается геном, если в ней закодирована информация о

1) нескольких признаках организма

2) одном признаке организма

3) нескольких белках

4) молекуле т-РНК А3. Если признак не проявляется у гибридов первого поколения, то он называется

1) альтернативным

2) доминантным 5 Примеры заданий по генетике предлагаются только в частях А и С экзаменационной работы .

www.ctege.info

3) не полностью доминирующим

4) рецессивным А4. Аллельные гены расположены в

1) идентичных участках гомологичных хромосом

2) разных участках гомологичных хромосом

3) идентичных участках негомологичных хромосом

4) разных участках негомологичных хромосом

А5. Какая запись отражает дигетерозиготный организм:

1) ААВВ 2) АаВв 3) АаВвСс 4) ааВВсс А6. Определите фенотип тыквы с генотипом Сс ВВ, зная, что белая окраска доминирует над желтой, а дисковидная форма плодов – над шаровидной

1) белая, шаровидная 3) желтая дисковидная

2) желтая, шаровидная 4) белая, дисковидная А7. Какое потомство получится при скрещивании комолой (безрогой) гомозиготной коровы (ген комолости В доминирует) с рогатым быком .

1) все ВВ

2) все Вв 3) 50% ВВ и 50% Вв 4) 75% ВВ и 25% Вв А8. У человека ген лопоухости (А) доминирует над геном нормально прижатых ушей, а ген нерыжих (В) волос над геном рыжих волос. Каков генотип лопоухого, рыжего отца, если в браке с нерыжей женщиной, имеющей нормально прижатые уши, у него были только лопоухие, нерыжие дети?

1) ААвв 2) АаВв 3) ааВВ 4) ААвВ А9. Какова вероятность рождения голубоглазого (а), светловолосого (в) ребенка от брака голубоглазого темноволосого (В) отца и кареглазой (А), светловолосой матери, гетерозиготных по доминантным признакам?

1) 25% 2) 75% 3) 12,5% 4) 50% А10. Второй закон Менделя – это закон, описывающий процесс

1) сцепления генов

2) взаимного влияния генов

3) расщепления признаков

4) независимого распределения гамет А11. Сколько типов гамет образует организм с генотипом ААВвСс

1) один 2) два 3) три 4) четыре

Часть С

С1. Определите возможные генотипы родителей и пятерых детей, среди которых были дети с римскими и прямыми носами, полными и тонкими губами, если известно, что мужчина с римским носом и тонкими губами женился на девушке с также с римским носом и полными губами. Докажите свой ответ, записав решение задачи в виде двух схем скрещивания. Сколько схем скрещивания может быть проанализировано при решении этой задачи?

Хромосомная теория наследственности. Основоположник хромосомной теории Томас Гент Морган, американский генетик, Нобелевский лауреат.

Морган и его ученики установили, что:

– каждый ген имеет в хромосоме определенный локус ( место);

– гены в хромосоме расположены в определенной последовательности;

– наиболее близко расположенные гены одной хромосомы сцеплены, поэтому наследуются преимущественно вместе;

– группы генов, расположенных в одной хромосоме, образуют группы сцепления;

www.ctege.info

– число групп сцепления равно гаплоидному набору хромосом у гомогаметных особей и n+1 у гетерогаметных особей;

– между гомологичными хромосомами может происходить обмен участками (кроссинговер ); в результате кроссинговера возникают гаметы, хромосомы которых содержат новые комбинации генов;

– частота (в %) кроссинговера между неаллельными генами пропорциональна расстоянию между ними;

– набор хромосом в клетках данного типа (кариотип ) является характерной особенностью вида;

– частота кроссинговера между гомологичными хромосомами зависит от расстояния между генами, локализованными в одной хромосоме. Чем это расстояние больше, тем выше частота кроссинговера. За единицу расстояния между генами принимается 1 морганида (1% кроссинговера) или процент появления кроссоверных особей. При значении этой величины в 10 морганид можно утверждать, что частота перекреста хромосом в точках расположения данных генов равна 10% и что в 10% потомства будут выявлены новые генетические комбинации .

Для выяснения характера расположения генов в хромосомах и определения частоты кроссинговера между ними строятся генетические карты. Карта отражает порядок расположения генов в хромосоме и расстояние между генами одной хромосомы. Эти выводы Моргана и его сотрудников получили название хромосомной теории наследственности. Важнейшими следствиями этой теории являются современные представления о гене, как о функциональной единице наследственности, его делимости и способности к взаимодействию с другими генами .

Задачи, иллюстрирующие хромосомную теорию, достаточно сложны и громоздки по записи, поэтому в экзаменационных работах ЕГЭ даются задания на наследование, сцепленное с полом .

Генетика пола. Наследование, сцепленное с полом. Хромосомные наборы разных полов отличаются по строению половых хромосом. У-хромосома мужчин не содержит многих аллелей, имеющихся в Х-хромосоме. Признаки, определяемые генами половых хромосом, называются сцепленными с полом. Характер наследования зависит от распределения хромосом в мейозе. У гетерогаметных полов признаки, сцепленные с Ххромосомой и не имеющие аллеля в У-хромосоме, проявляются даже в том случае, когда ген, определяющий развитие этих признаков, рецессивен. У человека У-хромосома передается от отца к сыновьям, а Х-хромосома к дочерям. Вторую хромосому дети получают от матери. Это всегда Х-хромосома. Если мать несет патологический рецессивный ген в одной из Х-хромосом (например, ген дальтонизма или гемофилии), но при этом сама не больна, то она является носительницей. В случае передачи этого гена сыновьям они могут оказаться больными данным заболеванием, ибо в У-хромосоме нет аллеля, подавляющего патологический ген. Пол организма определяется в момент оплодотворения и зависит от хромосомного набора образовавшейся зиготы. У птиц гетерогаметными являются самки, а гомогаметными – самцы .

Пример наследования, сцепленного с полом. Известно, что у человека существует несколько признаков, сцепленных с Х-хромосомой. Одним из таких признаков является отсутствие потовых желез. Это рецессивный признак, если Х-хромосома, несущая определяющий его ген, попадает к мальчику, то у него этот признак обязательно проявится. Если вы читали известный роман Патрика Зюскинда «Парфюмер», то вы помните, что речь шла о младенце, у которого не было запаха .

Рассмотрим пример наследования, сцепленного с полом. Мать имеет потовые железы, но она носительница рецессивного признака – Хр Х, отец здоров – ХУ. Гаметы матери – Хр, X. Гаметы отца – X, У .

От этого брака могут родиться дети со следующими генотипами и фенотипами:

www.ctege.info Генотип, как целостная, исторически сложившаяся система. Термин генотип предложен в 1909 г. датским генетиком Вильгельмом Иогансеном.

Он же ввел термины:

ген, аллель, фенотип, линия, чистая линия, популяция .

Генотип – это совокупность генов данного организма. У человека по последним данным около 35 тыс. генов .

Генотип, как единая функциональная система организма, сложился в процессе эволюции. Признаком системности генотипа является взаимодействие генов .

Аллельные гены ( точнее, их продукты – белки) могут взаимодействовать друг с другом:

– в составе хромосом – примером является полное и неполное сцепление генов;

– в паре гомологичных хромосом – примерами являются полное и неполное доминирование, независимое проявление аллельных генов .

Между собой могут взаимодействовать и неаллельные гены. Примером такого взаимодействия может быть появление новообразований при скрещиваниях двух, внешне одинаковых форм. Например, наследование формы гребня у кур определяется двумя генами – R и Р: R – розовидный гребень, Р – гороховидный гребень .

F1 RrPp – появление ореховидного гребня в присутствии двух доминантных генов;

при генотипе ггрр проявляется листовидный гребень .

–  –  –

А1. Сколько пар хромосом отвечает за наследование пола у собак, если диплоидный набор у них равен 78?

1) одна

2) две

3) тридцать шесть

4) восемнадцать А2. Закономерности сцепленного наследования относятся к генам, расположенным в

1) разных не гомологичных хромосомах

2) гомологичных хромосомах

3) в одной хромосоме

4) негомологичных хромосомах А3. Мужчина дальтоник женился на женщине с нормальным зрением, носительнице гена дальтонизма. Ребенка с каким генотипом у них быть не может?

1) ХdХ 2) XX 3) ХdХd 4) ХУ А4. Чему равно число групп сцепления генов, если известно, что диплоидный набор хромосом организма равен 36?

1) 72 2) 36 3) 18 4) 9 А5. Частота кроссинговера между генами К и С – 12%, между генами В и С – 18%, между генами К и В – 24%. Каков вероятный порядок расположения генов в хромосоме, если известно, что они сцеплены .

www.ctege.info

1) К-С-В 2) К-В-С 3) С-В-К 4) В-К-С А6. Каким будет расщепление по фенотипу в потомстве, полученном от скрещивания черных (А) мохнатых (В) морских свинок, гетерозиготных по двум признакам, сцепленным в одной хромосоме?

1) 1 : 1 2) 2 : 1 3) 3 : 1 4) 9 : 3 : 3 : 1 А7. От скрещивания двух гетерозиготных по двум признакам окраски серых крыс получили 16 особей. Каким будет соотношение потомства, если известно, что ген С – основной ген окраски и в его присутствии появляются серые, белые и черные особи, а второй ген А – влияет на распределение пигмента. В его присутствии появляются серые особи .

1) 9 серых, 4 черных, 3 белых 2) 7 черных, 7 черных, 2 белых 3) 3 черных, 8 белых, 5 серых 4) 9 серых, 3 черных, 4 белых А8. У супружеской пары родился сын гемофилик. Он вырос и решил жениться на здоровой по данному признаку женщине, не несущей гена гемофилии. Каковы возможные фенотипы будущих детей этой супружеской пары, если ген сцеплен с Х-хромосомой?

1) все девочки здоровы и не носительницы, а мальчики гемофилики

2) все мальчики здоровы, а девочки гемофилики

3) половина девочек больна, мальчики здоровы

4) все девочки носительницы, мальчики здоровы

Часть С

С1. Составьте прогноз появления внука – дальтоника у мужчины-дальтоника и здоровой женщины, не несущей гена дальтонизма, при условии, что все его сыновья женятся на здоровых женщинах, не несущих гена дальтонизма, а дочери выходят замуж за здоровых мужчин. Докажите свой ответ записью схемы скрещивания .

3.6. Изменчивость признаков у организмов: модификационная, мутационная, комбинативная. Виды мутаций и их причины. Значение изменчивости в жизни организмов и в эволюции. Норма реакции

Основные термины и понятия, проверяемые в экзаменационной работе:

близнецовый метод, генеалогический метод, генные мутации, геномные мутации, генотипическая изменчивость, закон гомологических рядов наследственной изменчивости, комбинативная изменчивость, модификационная изменчивость, мутации, ненаследственная изменчивость, полиплоидия, резус–фактор, родословная, синдром Дауна, хромосомные мутации, цитогенетичекий метод .

3.6.1. Изменчивость, ее виды и биологическое значение

Изменчивость – это всеобщее свойство живых систем, связанное с изменениями фенотипа и генотипа, возникающими под влиянием внешней среды или в результате изменений наследственного материала. Различают ненаследственную и наследственную изменчивость .

Ненаследственная изменчивость. Ненаследственная, или групповая (определенная), или модификационная изменчивость – это изменения фенотипа под влиянием условий внешней среды. Модификационная изменчивость не затрагивает генотип особей. Генотип, оставаясь неизменным, определяет пределы, в которых может www.ctege.info изменяться фенотип. Эти пределы, т.е. возможности для фенотипического проявления признака, называются нормой реакции и наследуются. Норма реакции устанавливает границы, в которых может изменяться конкретный признак. Разные признаки обладают разной нормой реакции – широкой или узкой. Так, например, такие признаки, как группа крови, цвет глаз не изменяются. Форма глаза млекопитающих изменяется незначительно и обладает узкой нормой реакции. Удойность коров может варьировать в довольно широких пределах в зависимости от условий содержания породы. Широкую норму реакции могут иметь и другие количественные признаки – рост, размеры листьев, количество зерен в початке и т.д. Чем шире норма реакции, тем больше возможностей у особи приспособиться к условиям окружающей среды. Вот почему особей со средней выраженностью признака больше, чем особей с крайними его выражениями. Это хорошо иллюстрируется таким примером, как количество карликов и гигантов у людей. Их мало, тогда как людей с ростом в диапазоне 160—180 см в тысячи раз больше .

На фенотипические проявления признака влияет совокупное взаимодействие генов и условий внешней среды. Модификационные изменения не наследуются, но не обязательно носят групповой характер и не всегда проявляются у всех особей вида, находящихся в одинаковых условиях среды. Модификации обеспечивают приспособленность особи к этим условиям .

Наследственная изменчивость (комбинативная, мутационная, неопределенная) .

Комбинативная изменчивость возникает при половом процессе в результате новых сочетаний генов, возникающих при оплодотворении, кроссинговере, конъюгации т.е. при процессах, сопровождающихся рекомбинациями (перераспределением и новыми сочетаниями) генов. В результате комбинативной изменчивости возникают организмы, отличающиеся от своих родителей по генотипам и фенотипам. Некоторые комбинативные изменения могут быть вредны для отдельной особи. Для вида же комбинативные изменения, в целом, полезны, т.к. ведут к генотипическому и фенотипическому разнообразию. Это способствует выживанию видов и их эволюционному прогрессу .

Мутационная изменчивость связана с изменениями последовательности нуклеотидов в молекулах ДНК, выпадения и вставок крупных участков в молекулах ДНК, изменений числа молекул ДНК (хромосом). Сами подобные изменения называются мутациями. Мутации наследуются .

Среди мутаций выделяют:

– генные – вызывающими изменения последовательности нуклеотидов ДНК в конкретном гене, а следовательно в и-РНК и белке, кодируемом этим геном. Генные мутации бывают как доминантными, так и рецессивными. Они могут привести к появлению признаков, поддерживающих или угнетающих жизнедеятельность организма;

– генеративные мутации затрагивают половые клетки и передаются при половом размножении;

– соматические мутации не затрагивают половые клетки и у животных не наследуются, а у растений наследуются при вегетативном размножении;

– геномные мутации (полиплоидия и гетероплоидия) связаны с изменением числа хромосом в кариотипе клеток;

– хромосомные мутации связаны с перестройками структуры хромосом, изменением положения их участков, возникшего в результате разрывов, выпадением отдельных участков и т.д .

Наиболее распространены генные мутации, в результате которых происходит изменение, выпадение или вставка нуклеотидов ДНК в гене. Мутантные гены передают к месту синтеза белка уже иную информацию, а это, в свою очередь, ведет к синтезу других белков и возникновению новых признаков. Мутации могут возникать под влиянием радиации, ультрафиолетового излучения, различных химических агентов. Не все мутации оказываются эффективными. Часть их исправляется при репарациях ДНК. Фенотипически мутации проявляются в том случае, если они не привели к гибели организма .

www.ctege.info Большинство генных мутаций носят рецессивный характер. Эволюционное значение имеют фенотипически проявившиеся мутации, обеспечившие особям либо преимущества в борьбе за существование, либо наоборот, повлекшие их гибель под давлением естественного отбора .

Мутационный процесс повышает генетическое разнообразие популяций, что создает предпосылки для эволюционного процесса .

Частоту мутаций можно повышать искусственно, что используется в научных и практических целях .

ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ Часть А

А1. Под модификационной изменчивостью понимают

1) фенотипическую изменчивость

2) генотипическую изменчивость

3) норму реакции

4) любые изменения признака А2. Укажите признак с наиболее широкой нормой реакции

1) форма крыльев ласточки

2) форма клюва орла

3) время линьки зайца

4) количество шерсти у овцы А3. Укажите правильное утверждение

1) факторы среды не влияют на генотип особи

2) наследуется не фенотип, а способность к его проявлению

3) модификационные изменения всегда наследуются

4) модификационные изменения вредны А4. Укажите пример геномной мутации

1) возникновение серповидно-клеточной анемии

2) появление триплоидных форм картофеля

3) создание бесхвостой породы собак

4) рождение тигра-альбиноса А5. С изменением последовательности нуклеотидов ДНК в гене связаны

1) генные мутации

2) хромосомные мутации

3) геномные мутации

4) комбинативные перестройки А6. К резкому повышению процента гетерозигот в популяции тараканов может привести:

1) увеличение количества генных мутаций

2) образование диплоидных гамет у ряда особей

3) хромосомные перестройки у части членов популяции

4) изменение температуры окружающей среды А7. Ускоренное старение кожи у сельских жителей по сравнению с городскими, является примером

1) мутационной изменчивости

2) комбинационной изменчивости

3) генных мутаций под действием ультрафиолетового излучения

4) модификационной изменчивости А8. Основной причиной хромосомной мутации может стать

1) замена нуклеотида в гене

2) изменение температуры окружающей среды www.ctege.info

3) нарушение процессов мейоза

4) вставка нуклеотида в ген

Часть В

В1. Какие примеры иллюстрируют модификационную изменчивость

1) загар человека

2) родимое пятно на коже

3) густота шерстяного покрова кролика одной породы

4) увеличение удоя у коров

5) шестипалость у человека

6) гемофилия В2. Укажите события, относящиеся к мутациям

1) кратное увеличение числа хромосом

2) смена подшерстка у зайца зимой

3) замена аминокислоты в молекуле белка

4) появление в семье альбиноса

5) разрастание корневой системы у кактуса

6) образование цист у простейших ВЗ. Соотнесите признак, характеризующий изменчивость с ее видом

Часть С

С1. Какими способами можно добиться искусственного повышения частоты мутаций и зачем это нужно делать?

С2. Найдите ошибки в приведенном тексте. Исправьте их. Укажите номера предложений, в которых сделаны ошибки. Объясните их .

1. Модификационная изменчивость сопровождается генотипическими изменениями .

2. Примерами модификации являются осветление волос после долгого пребывания на солнце, повышение удойности коров при улучшении кормления. 3. Информация о модификационных изменениях содержится в генах. 4. Все модификационные изменения наследуются. 5. На проявление модификационных изменений оказывают влияние факторы окружающей среды. 6. Все признаки одного организма характеризуются одинаковой нормой реакции, т.е. пределами их изменчивости .

3.7. Вредное влияние мутагенов, алкоголя, наркотиков, никотина на генетический аппарат клетки. Защита среды от загрязнения мутагенами. Выявление источников мутагенов в окружающей среде (косвенно) и оценка возможных последствий их влияния на www.ctege.info собственный организм. Наследственные болезни человека, их причины, профилактика

Основные термины и понятия, проверяемые в экзаменационной работе:

биохимический метод, близнецовый метод, гемофилия, гетероплоидия, дальтонизм, мутагены, мутагенез, полиплоидия .

3.7.1. Мутагены, мутагенез Мутагены – это физические или химические факторы, влияние которых на организм может привести к изменению его наследственных признаков. К таким факторам относятся рентгеновские и гамма-лучи, радионуклиды, оксиды тяжелых металлов, определенные виды химических удобрений. Некоторые мутации могут быть вызваны вирусами. К генетическим изменениям в поколениях могут привести и такие распространенные в современном обществе агенты, как алкоголь, никотин, наркотики. От интенсивности влияния перечисленных факторов зависит скорость и частота мутаций .

Увеличение частоты мутаций ведет за собой увеличение числа особей с врожденными генетическими аномалиями. По наследству передаются мутации, затронувшие половые клетки. Однако мутации, произошедшие в соматических клетках, могут привести к раковым заболеваниям. В настоящее время проводятся исследования по выявлению мутагенов в окружающей среде и разрабатываются эффективные меры по их обезвреживанию. Несмотря на то что частота мутаций относительно невелика, их накопление в генофонде человечества может привести к резкому повышению концентрации мутантных генов и их проявлению. Вот почему необходимо знать о мутагенных факторах и принимать на государственном уровне меры по борьбе с ними .

Медицинская генетика – раздел антропогенетики, изучающий наследственные заболевания человека, их происхождение, диагностику, лечение и профилактику .

Основным средством сбора информации о больном является медико-генетическое консультирование. Оно проводится в отношении лиц, у которых среди родных наблюдались наследственные заболевания. Цель – прогноз вероятности рождения детей с патологиями, либо исключение возникновения патологий .

Этапы консультирования:

– выявление носителя патогенного аллеля;

– расчет вероятности рождения больных детей;

– сообщение результатов исследования будущим родителям, родственникам .

Наследственные заболевания, передаваемые потомкам:

– генные, сцепленные с Х-хромосомой – гемофилия, дальтонизм;

– генные, сцепленные с У-хромосомой – гипертрихоз (оволосение ушной раковины);

– генные аутосомные: фенилкетонурия, сахарный диабет, полидактилия, хорея Гентингтона и др.;

– хромосомные, связанные с мутациями хромосом, например синдром кошачьего крика;

– геномные – поли– и гетероплоидия – изменение числа хромосом в кариотипе организма .

Полиплоидия – двух– и более кратное увеличение числа гаплоидного набора хромосом в клетке. Возникает в результате нерасхождения хромосом в мейозе, удвоения хромосом без последующего деления клеток, слияния ядер соматических клеток .

Гетероплоидия (анеуплоидия) – изменение характерного для данного вида числа хромосом в результате их неравномерного расхождения в мейозе. Проявляется в появлении лишней хромосомы (трисомия по 21 хромосоме ведет к болезни Дауна) или www.ctege.info отсутствии в кариотипе гомологичной хромосомы (моносомия ). Например, отсутствие второй Х-хромосомы у женщин вызывает синдром Тернера, проявляющийся в физиологических и умственных нарушениях. Иногда встречается полисомия – появление нескольких лишних хромосом в хромосомном наборе .

Методы генетики человека. Генеалогический – метод составления родословных по различным источникам – рассказам, фотографиям, картинам. Выясняются признаки предков и устанавливаются типы наследования признаков .

Типы наследования : а) аутосомно-доминантное, б) аутосомно-рецессивное, в) сцепленное с полом наследование .

Человек, в отношении которого составляется родословная, называется пробандом .

Близнецовый. Метод изучения генетических закономерностей на близнецах .

Близнецы бывают однояйцовые (монозиготные, идентичные) и разнояйцовые (дизиготные, неидентичные) .

Цитогенетический. Метод микроскопического изучения хромосом человека .

Позволяет выявить генные и хромосомные мутации .

Биохимический. На основе биохимического анализа позволяет выявить гетерозиготного носителя заболевания, например носителя гена фенилкетонурии можно выявить по повышенной концентрации фенилаланина в крови .

Популяционно-генетический. Позволяет составить генетическую характеристику популяции, оценить степень концентрации различных аллелей и меру их гетерозиготности. Для анализа крупных популяций применяется закон Харди-Вайнберга .

ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ Часть С

С1. Хорея Гентингтона – тяжелейшее заболевание нервной системы, наследуется как аутосомный признак (А) .

Фенилкетонурия – заболевание, вызывающее нарушения в обмене веществ, определяется рецессивным геном, наследуется по тому же типу. Отец гетерозиготен по гену хореи Гентингтона и не страдает фенилкетонурией. Мать не страдает хореей Гентингтона и не несет генов, определяющих развитие фенилкетонурии. Каковы возможные генотипы и фенотипы детей от этого брака?

С2. Женщина со вздорным характером вышла замуж за человека с мягким характером. От этого брака родились две дочери и сын (Елена, Людмила, Николай). У Елены и Николая оказался вздорный характер. Николай женился на девушке Нине с мягким характером. У них родилось два сына, один из которых (Иван) был скандалистом, а другой мягким человеком (Петр). Укажите на родословной этой семьи генотипы всех ее членов .

3.8. Селекция, ее задачи и практическое значение. Учение Н.И .

Вавилова о центрах многообразия и происхождения культурных растений. Закон гомологических рядов в наследственной изменчивости. Методы выведения новых сортов растений, пород животных, штаммов микроорганизмов. Значение генетики для селекции. Биологические основы выращивания культурных растений и домашних животных Основные термины и понятия, проверяемые в экзаменационной работе: гетерозис, гибридизация, закон гомологических рядов наследственной изменчивости, искусственный отбор, полиплоидия, порода, селекция, сорт, центры происхождения культурных растений, чистая линия, инбридинг .

www.ctege.info

3.8.1. Генетика и селекция

Селекция – наука, отрасль практической деятельности, направленная на создание новых сортов растений, пород животных, штаммов микроорганизмов с устойчивыми наследственными признаками, полезными для человека. Теоретической основой селекции является генетика .

Задачи селекции:

– качественное улучшение признака;

– повышение урожайности и продуктивности;

– повышение устойчивости к вредителям, заболеваниям, климатическим условиям .

Методы селекции. Искусственный отбор – сохранение необходимых человеку организмов и устранение, выбраковка других, не отвечающих целям селекционера .

Селекционер ставит задачу, подбирает родительские пары, производит отбор потомства, проводит серию близкородственных и отдаленных скрещиваний, затем проводит отбор в каждом последующем поколении. Искусственный отбор бывает индивидуальным и массовым .

Гибридизация – процесс получения новых генетических комбинаций у потомства для усиления или нового сочетания ценных родительских признаков .

Близкородственная гибридизация (инбридинг) применяется для выведения чистых линий. Недостаток – угнетение жизнеспособности .

Отдаленная гибридизация сдвигает норму реакции в сторону усиления признака, появление гибридной мощности (гетерозиса). Недостаток – нескрещиваемость полученных гибридов .

Преодоление стерильности межвидовых гибридов. Полиплоидия. Г.Д. Карпеченко в 1924 г. обработал колхицином стерильный гибрид капусты и редьки. Колхицин вызвал нерасхождение хромосом гибрида при гаметогенезе. Слияние диплоидных гамет привело к получению полиплоидного гибрида капусты и редьки (капредьки). Эксперимент Г .

Карпеченко можно проиллюстрировать следующей схемой .

1. До действия колхицином

–  –  –

3.8.2. Методы работы И.В. Мичурина И. В. Мичурин, отечественный селекционер, вывел около 300 сортов плодовых деревьев, сочетавших в себе качества южных плодов и неприхотливость северных растений .

Основные методы работы:

– отдаленная гибридизация географически отдаленных сортов;

– строгий индивидуальный отбор;

– «воспитание» гибридов суровыми условиями выращивания;

– «управление доминированием» с помощью метода ментора – прививки гибрида к взрослому растению, передающему свои качества выводимому сорту .

Преодоление нескрещиваемости при отдаленной гибридизации:

– метод предварительного сближения – прививка черенка одного вида (рябины) прививали на крону груши. Через несколько лет цветки рябины опылялись пыльцой груши. Так был получен гибрид рябины и груши;

– метод посредника – 2 ступенчатая гибридизация. Миндаль был скрещен с полукультурным персиком Давида, а затем полученный гибрид был скрещен с культурным сортом. Получили «Северный персик»;

– опыление смешанной пыльцой (своей и чужой). Примером является получение церападуса – гибрида вишни и черемухи .

3.8.3. Центры происхождения культурных растений

Крупнейший русский ученый – генетик Н.И. Вавилов внес огромный вклад в селекцию растений. Он установил, что все культурные растения, выращиваемые сегодня в разных регионах мира, имеют определенные географические центры происхождения. Эти центры находятся в тропических и субтропических зонах, т. е. там, где зарождалось культурное земледелие. Н.И. Вавилов выделил 8 таких центров, т.е. 8 самостоятельных областей введения в культуру различных растений .

www.ctege.info Разнообразие культурных растений в центрах их просхождения, как правило, представлено огромным числом ботанических разновидностей и множеством наследственных вариантов .

Закон гомологических рядов наследственной изменчивости .

1. Виды и роды, генетически близкие, характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости с такой правильностью, что, зная ряд форм в пределах одного вида, можно предвидеть нахождение параллельных форм у других видов и родов .

Чем ближе генетически расположены в общей системе виды и роды, тем полнее сходство в рядах их изменчивости .

2. Целые семейства растений, в общем, характеризуются определенным циклом изменчивости, проходящей через все роды и виды, составляющие семейство .

Этот закон выведен Н.И. Вавиловым на основании изучения огромного количества генетически близких видов и родов. Чем ближе родство между этими таксономическими группами и внутри них, тем большим генетическим сходством они обладают. Сравнивая между собой различные виды и роды злаков, Н.И. Вавилов и его сотрудники установили, что все злаки обладают сходными признаками, такими, как ветвистость и плотность колоса, опушенность чешуй и т.д. Зная это, Н.И. Вавилов предположил, что такие группы обладают сходной наследственной изменчивостью: «если можно найти безостую форму пшеницы, можно найти и безостую форму ржи». Зная возможный характер изменений у представителей определенного вида, рода, семейства, селекционер может направленно искать, создавать новые формы и либо отсеивать, либо сохранять особей с нужными генетическими изменениями .

www.ctege.info

ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ

Часть А А1. В основе одомашнивания животных и растений лежит

1) искусственный отбор 3) приручение

2) естественный отбор 4) методический отбор А2. В средиземноморском центре культурных растений произошли

1) рис, шелковица 3) картофель, томаты

2) хлебное дерево, арахис 4) капуста, олива, брюква А3. Примером геномной изменчивости является

1) серповидно-клеточная анемия

2) полиплоидная форма картофеля

3) альбинизм

3) дальтонизм А4. Розы, сходные внешне и генетически, искусственно выведенные селекционерами образуют

1) породу 2) сорт 3) вид 4)разновидность А5. Польза гетерозиса заключается в

1) появлении чистых линий

2) преодолении нескрещиваемости гибридов

3) увеличении урожайности

4) повышении плодовитости гибридов А6. В результате полиплоидии

1) возникает плодовитость у межвидовых гибридов

2) исчезает плодовитость у межвидовых гибридов

3) сохраняется чистая линия

4) угнетается жизнеспособность гибридов А7. Инбридинг в селекции используют для

1) усиления гибридных свойств

2) выведения чистых линий

3) увеличения плодовитости потомства

4) повышения гетерозиготности организмов А8. Закон гомологических рядов наследственной изменчивости позволил селекционерам с большей надежностью

1) выводить полиплоидные формы

2) преодолевать нескрещиваемость разных видов

3) увеличивать число случайных мутаций

4) прогнозировать получение нужных признаков у растений А9. Инбридинг увеличивает

1) гетерозиготность популяции

2) частоту доминантных мутаций

3) гомозиготность популяции

4) частоту рецессивных мутаций

–  –  –

С1. Сравните результаты от применения таких методов селекции, как инбридинг, полиплоидия. Объясните эти результаты .

3.9. Биотехнология, клеточная и генная инженерия, клонирование .

Роль клеточной теории в становлении и развитии биотехнологии .

Значение биотехнологии для развития селекции, сельского хозяйства, микробиологической промышленности, сохранения генофонда планеты. Этические аспекты развития некоторых исследований в биотехнологии (клонирование человека, направленные изменения генома)

Основные термины и понятия, проверяемые в экзаменационной работе:

биотехнология, генная инженерия, клеточная инженерия .

3.9.1. Клеточная и генная инженерия. Биотехнология Клеточная инженерия – это направление в науке и селекционной практике, которое изучает методы гибридизации соматических клеток, принадлежащих разным видам, возможности клонирования тканей или целых организмов из отдельных клеток .

Одним из распространенных методов селекции растений является метод гаплоидов – получения полноценных гаплоидных растений из спермиев или яйцеклеток .

Получены гибридные клетки, совмещающие свойства лимфоцитов крови и опухолевых, активно размножающихся клеток. Это позволяет быстро и в нужных количествах получать антитела .

Культура тканей – применяется для получения в лабораторных условиях растительных или животных тканей, а иногда и целых организмов. В растениеводстве используется для ускоренного получения чистых диплоидных линий после обработки исходных форм колхицином .

Генная инженерия – искусственное, целенаправленное изменение генотипа микроорганизмов с целью получения культур с заранее заданными свойствами .

Основной метод – выделение необходимых генов, их клонирование и введение в новую генетическую среду.

Метод включает следующие этапы работы:

– выделение гена его объединение с молекулой ДНК клетки, которая сможет www.ctege.info воспроизводить донорский ген в другой клетке (включение в плазмиду);

– введение плазмиды в геном бактериальной клетки – реципиента;

– отбор необходимых бактериальных клеток для практического использования;

– исследования в области генной инженерии распространяются не только на микроорганизмы, но и на человека. Они особенно актуальны при лечении болезней, связанных с нарушениями в иммунной системе, в системе свертывания крови, в онкологии .

Клонирование. С биологической точки зрения клонирование – это вегетативное размножение растений и животных, потомство которых несет наследственную информацию, идентичную родительской. В природе клонируются растения, грибы, простейшие животные, т.е. организмы, размножающиеся вегетативным путем. В последние десятилетия этот термин стали употреблять при пересадки ядер одного организма в яйцеклетку другого. Примером такого клонирования стала известная овечка Долли, полученная в Англии в 1997 г .

Биотехнология – процесс использования живых организмов и биологических процессов в производстве лекарств, удобрений, средств биологической защиты растений;

для биологической очистки сточных вод, для биологической добычи ценных металлов из морской воды и т.д .

Включение в геном кишечной палочки гена, ответственного за образование у человека инсулина позволило наладить промышленное получение этого гормона .

В сельском хозяйстве удалось генетически изменить десятки продовольственных и кормовых культур. В животноводстве использование гормона роста, полученного биотехнологическим путем, позволило повысить удои молока;

с помощью генетически измененного вируса создать вакцину против герпеса у свиней. С помощью вновь синтезированных генов, введенных в бактерии, получают ряд важнейших биологически активных веществ, в частности гормоны и интерферон. Их производство составило важную отрасль биотехнологии .

По мере развития генной и клеточной инженерии в обществе возникает все больше и больше беспокойства по поводу возможных манипуляций с генетическим материалом .

Некоторые опасения теоретически оправданы. Например, нельзя исключить пересадок генов повышающих устойчивость к антибиотикам некоторых бактерий, создания новых форм пищевых продуктов, однако эти работы контролируются государствами и обществом. В любом случае опасность от болезней, недоедания и других потрясений значительно выше, чем от генетических исследований .

Перспективы генной инженерии и биотехнологии:

– создание организмов, полезных для человека;

– получение новых лекарственных препаратов;

– коррекция и исправление генетических патологий .

ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ Часть А

А1. Производством лекарств, гормонов и других биологических веществ занимается такое направление, как

1) генная инженерия

2) биотехнологическое производство

3) сельскохозяйственная промышленность

4) агрономия А2. В каком случае метод культуры тканей окажется наиболее полезным?

1) при получении гибрида яблони и груши

2) при выведении чистых линий гладкосемянного гороха

3) при необходимости пересадить кожу человеку при ожоге www.ctege.info

4) при получении полиплоидных форм капусты и редьки А3. Для того чтобы искусственно получать человеческий инсулин методами генной инженерии в промышленных масштабах, необходимо

1) ввести ген, отвечающий за синтез инсулина в бактерии, которые начнут синтезировать человеческий инсулин

2) ввести бактериальный инсулин в организм человека

3) искусственно синтезировать инсулин в биохимической лаборатории

4) выращивать культуру клеток поджелудочной железы человека, отвечающей за синтез инсулина .

–  –  –

С1. Почему в обществе многие боятся трансгенных продуктов?

Раздел 4 Многообразие организмов, их строение и жизнедеятельность

4.1. Систематика. Основные систематические (таксономические) категории: вид, род, семейство, отряд (порядок), класс, тип (отдел), царство; их соподчиненность Основные термины и понятия, проверяемые в экзаменационной работе: вид, бинарная номенклатура, класс, классификация, отдел, отряд, порядок, семейство, систематика, род, таксон, тип .

Систематика растений, раздел ботаники, занимающийся естественной классификацией растений. Особей со многими сходными внешними и внутренними признаками объединяют в группы, называемые видами. Лютик жгучий – один вид, лютик кашупский – другой и т.п. Похожие друг на друга виды в свою очередь объединяют в один род : например, все лютики относятся к одноименному роду – Лютик, а все клематисы – растения семейства – лютиковые объединяются в род Клематис .

Определенные черты сходства между лютиками, ветреницей, водосбором, клематисом и некоторыми другими родами позволяют объединить их в одно семейство – лютиковые .

Семейства объединяются в порядки, порядки – в классы. Так, например, все лютиковые относятся к порядку Лютикоцветные. Из порядков формируются классы. Все лютиковые относятся к классу двудольных растений. Все двудольные цветковые растения входят в отдел покрытосеменных растений. А все растения образуют царство растений .

Возникает иерархическая система из групп различного ранга. Каждая такая группа, независимо от ранга, например род Лютик, семейство Лютиковые или порядок Лютикоцветные, называется таксоном. Принципами выделения и классификации таксонов занимается особая дисциплина – таксономия .

Систематика – необходимая основа любой отрасли ботаники, т.к. она характеризует, взаимосвязи между разнообразными растениями и дает растениям официальные названия, позволяющие специалистам различных стран обмениваться научной информацией .

Первые серьезные попытки создания научной классификации растений нашли свое наиболее полное выражение в работах гениального шведского ботаника XVIII в. Карла Линнея, с 1741 по 1778 г. профессора медицины и естественной истории Упсальского www.ctege.info университета. Он классифицировал растения главным образом по числу и расположению тычинок и плодолистиков (репродуктивных структур цветка). Линней ввел в обиход так называемую бинарную номенклатуру – систему двойных названий видов растений, которую он заимствовал у немецкого ботаника Бах– мана (Ривиниуса): первое слово соответствует роду, второе (видовой эпитет) – собственно виду. У Линнея было множество учеников, и некоторые из них в поисках новых растений путешествовали по Америке, Аравии, Южной Африке и даже Японии .

Слабость системы Линнея в том, что его жесткий подход временами не отражал очевидной близости между организмами или, наоборот, сближал явно далекие друг от друга виды. Известно, например, что три тычинки характерны как для злаков, так и для тыквенных, а, например, у сходных по многим другим признакам губоцветных их может быть и две, и четыре. Впрочем, сам Линней считал целью ботаники именно «естественную» систему и сумел выделить более 60 естественных групп растений .

В настоящее время приняты следующие системы классификации растений и животных .

Основным принципом объединения организмов в один таксон является степень их родства. Чем далее они отстоят друг от друга по своим родственным связям, тем большую таксономическую группу они образуют. Систематизируются организмы на основании разных признаков. Растения классифицируются по строению тела, наличию или отсутствию определенных органов или тканей, строению цветка, семени и по ряду других признаков. Животные также классифицируются по степени родства, внешнему и внутреннему сходству, способам питания и ряду других признаков. Наиболее важной для биологов таксономической группой является вид – группа особей сходных по внешнему и внутреннему строению, занимающая определенный ареал и дающих плодовитое потомство при скрещивании. Считается, что вид – это реально существующая в природе группа, т.к. все эволюционные преобразования происходят на популяционно-видовом уровне .

ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ Часть А

А1. Основная борьба за существование происходит между

1) классами 3) семействами www.ctege.info

2) отделами 4) видами А2. Ареал – это область распространения

1) отряда 2) вида 3) царства 4) класса А AЗ. Укажите правильный порядок классификации

1) класс – тип – семейство – отряд – вид – род

2) тип – класс – отряд – семейство – род – вид

3) отряд – семейство – род – вид – отдел

4) вид – род – тип – класс – отряд – царство А4. Укажите признак, на основании которого двух вьюрков можно отнести к разным видам

1) живут на разных островах

2) различаются размерами

3) приносят плодовитое потомство

4) отличаются хромосомными наборами А5. Какая из таксономических групп растений указана неправильно?

1) класс двудольные

2) отдел покрытосеменные

3) тип хвойные

4) семейство крестоцветные А6. Ланцетник относится к

1) классу хордовых 3) типу животных

2) подклассу рыб 4) подтипу бесчерепных А7. Капуста и редька относятся к одному семейству на основании

1) строения корневой системы

2) жилкования листьев

3) строения стебля

4) строения цветка и плода А8. В каком случае перечислены «царства» органического мира?

1) бактерии, растения, грибы, животные

2) деревья, хищники, простейшие, водоросли

3) беспозвоночные, позвоночные, хлорофилльные

4) споровые, семенные, рептилии, амфибии

–  –  –

В4. Установите последовательность соподчинения систематических групп растений, начиная с наибольшей

A) отдел Покрытосеменные Г) род Пшеница

Б) семейство Злаки Д) класс Однодольные

B) вид Пшеница безостая

–  –  –

С1. Проклассифицируйте собаку по кличке Рекс .

4.2. Царство Бактерии. Особенности строения и жизнедеятельности, роль в природе. Бактерии – возбудители заболеваний растений, животных, человека. Профилактика заболеваний, вызываемых бактериями. Вирусы

Основные термины и понятия, проверяемые в экзаменационной работе:

автотрофное питание, бактерии, болезнетворные бактерии, вирусы, гетеротрофное питание, нуклеоид, прокариоты, цианобактерии, эукариоты .

Бактерии. Бактерии – самые древние прокариотические одноклеточные организмы, наиболее широко распространенные в природе. Они играют в ней важнейшую роль редуцентов (разрушителей) органического вещества, фиксаторов азота. Примером могут служить клубеньковые бактерии, поселяющиеся на корнях бобовых растений. Они способны усваивать атмосферный азот и включать его в вещества, легко усваиваемые растениями. Среди различных видов бактерий много возбудителей заболеваний животных и человека. В медицине используются для получения антибиотиков (стрептомицина, тетрациклина, грамицидина), в пищевой промышленности для получения молочнокислых продуктов, спиртов. Бактерии также являются объектами генной инженерии. Их используют для получения нужных человеку ферментов и других важных веществ. Клетка бактерий покрыта плотной оболочкой, образованной полимерным углеводом муреином .

Некоторые виды образуют при неблагоприятных условиях споры – слизистую капсулу, препятствующую высыханию клетки. Клеточная стенка может образовывать выросты, способствующие объединению бактерий в группы, а так же их конъюгации. Мембрана складчатая. У фотоавтотрофных бактерий на складках локализуются ферменты или фотосинтезирующие пигменты. Роль мембранных органелл выполняют мезосомы – наиболее крупные впячивания мембран. В цитоплазме находятся рибосомы и включения (крахмал, гликоген, жиры). Многие бактерии имеют жгутики. Ядер у бактерий нет .

Наследственный материал содержится в нуклеоиде в виде кольцевой молекулы ДНК .

По форме выделяют следующие бактериальные клетки:

– кокки (сферические): диплококки, стрептококки, стафилококки;

– бациллы (палочковидные): одиночные, объединенные в цепи, бациллы с эндоспорами;

www.ctege.info

– спириллы (спиралевидные);

– вибрионы (в форме запятой);

– спирохеты .

По способу питания бактерии делятся на:

– гетеротрофов (сапрофиты и паразиты);

– автотрофов (фотоавтотрофы и хемоавтотрофы) .

По способу использования кислорода бактерии делятся на: аэробные и анаэробные .

Размножаются бактерии с очень высокой скоростью, делением клетки пополам без образования веретена. Половой процесс у некоторых бактерий связан с обменом генетическим материалом при конъюгации. Распространяются спорами .

Болезнетворные бактерии : холерный вибрион, дифтерийная палочка, дизентерийная палочка и др .

Вирусы. Некоторые ученые относят вирусы к отдельному, пятому царству живой природы. Они были открыты в 1892 г. русским ученым Дмитрием Иосифовичем Ивановским. Вирусы являются неклеточной формой жизни, занимающей промежуточное положение между живой и неживой материей. Они чрезвычайно малы и состоят из белковой оболочки, под которой находится ДНК (или РНК). Белковая оболочка вируса образует капсид, выполняющий защитную, ферментативную и антигенную функции .

Вирусы более сложного строения могут дополнительно включать углеводные и липидные фрагменты. Вирусы не способны к самостоятельному синтезу белка. Свойства живых организмов они проявляют, только находясь в клетках про– или эукариот и используя их обмен веществ для собственной репродукции .

Встречаются собственно вирусы и бактериофаги – вирусы бактерий. Чтобы попасть в бактериальную клетку, вирус (бактериофаг) должен прикрепиться к стенке хозяина, после чего вирусная нуклеиновая кислота «впрыскивается» в клетку, а белок остается на клеточной оболочке. ДНК, содержащие вирусы (оспа, герпес), используют обмен веществ клетки – хозяина для синтеза вирусных белков. РНК, содержащие вирусы (СПИД, грипп), инициируют либо синтез РНК вируса и его белка, либо благодаря ферментам синтезируют сначала ДНК, а затем уже РНК и белок вируса. Таким образом, геном вируса, встраиваясь в наследственный аппарат клетки – хозяина, изменяет его и направляет синтез вирусных компонентов. Вновь синтезированные вирусные частицы выходят из клетки хозяина и внедряются в другие, соседние клетки .

Защищаясь от вирусов, клетки вырабатывают защитный белок – интерферон, который подавляет синтез новых вирусных частиц. Интерферон используется для лечения и профилактики некоторых вирусных заболеваний. Организм человека сопротивляется действию вирусов, вырабатывая антитела. Однако к некоторым вирусам, таким как онкогенные или вирус СПИДа, специфических антител нет. Это обстоятельство осложняет создание вакцин .

Цианеи (именуемые не совсем правильно синезелеными водорослями ). Возникли свыше 3 млрд лет тому назад. Клетки с многослойными стенками, состоящими из нерастворимых полисахаридов. Встречаются одноклеточные и колониальные формы .

Цианеи – фотосинтезирующие организмы. Хлорофилл у них находится на свободнолежащих в цитоплазме мембранах. Размножаются они делением или распадом колоний. Способны к спорообразованию. Широко распространены в биосфере. Способны очищать воду, разлагая продукты гниения. Вступают в симбиоз с грибами, образуя некоторые виды лишайников. Являются первопоселенцами на вулканических островах, скалах .

ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ Часть А

А1. Основным отличием царства Бактерий от других царств организмов заключается www.ctege.info в

1) отсутствии ДНК 3) наличие клеточной стенки

2) наличие нуклеотида 4) присутствии хлорофилла А2. Не имеет оформленного ядра

1) амеба обыкновенная 3) гриб мукор

2) дрожжевая клетка 4) туберкулезная палочка А3. В цитоплазме бактерий находятся

1) рибосомы, одна хромосома, включения

2) митохондрии, несколько хромосом

3) хлоропласты, аппарат Гольджи

4) ядро, митохондрии, лизосомы А4. Укажите одно правильное утверждение

1) бактерии – эукариотические организмы

2) кариотип бактерий состоит из нескольких хромосом

3) все бактерии – автотрофные организмы

4) наследственный аппарат бактерий – нуклеоид А5. При неблагоприятных условиях бактерии образуют

1) цисты 3) споры

2) колонии 4) зооспоры А6. Бактерии, создающие органические вещества из неорганических путем фотосинтеза, называются

1) автотрофами 3) фототрофами

2) сапротрофами 4) паразитами А7. Роль клубеньковых бактерий заключается в

1) разрушении органических соединений почвы

2) фиксации атмосферного азота и доставке его растениям

3) разрушении корневой системы растений

4) паразитировании на растениях семейства бобовых А8. Азотофиксирующие бактерии относятся к

1) паразитам 3) фототрофам

2) симбионтам 4) сапротрофам А9. Бактерии возникли в протерозое 3) архее кайнозое 4) мезозое А10. Общим свойством для всех прокариотических и эукариотических организмов является способность к

1) фотосинтезу

2) гетеротрофному питанию

3) обмену веществ

4) спорообразованию

–  –  –

В1. Клетка бациллы отличается от клетки амебы

1) отсутствием митохондрий

2) наличием цитоплазмы

3) наличием рибосом

4) отсутствием ядра

5) наличием нуклеоида

6) наличием клеточной мембраны

–  –  –

С1. Почему продукты хранят в холодильнике?

С2. В каких случаях и какие применяются методы борьбы с болезнетворными бактериями?

СЗ. Чем отличаются вирусы от бактерий?

С4. Почему азотобактерии образуют свои скопления – клубеньки именно на корнях?

4.3. Царство Грибы. Строение, жизнедеятельность, размножение .

Использование грибов для получения продуктов питания и лекарств .

Распознавание съедобных и ядовитых грибов. Лишайники, их разнообразие, особенности строения и жизнедеятельности. Роль в природе грибов и лишайников Основные термины и понятия, проверяемые в экзаменационной работе: грибы, дрожжи, мукор, мучнистая роса, пеницилл, плесневые грибы, сапрофиты, симбиоз, спорынья .

Грибы – это царство одноклеточных и многоклеточных эукариотических гетеротрофных организмов, отличающихся как от растений, так и от животных особенностями строения и размножения, образом жизни. Царство включает около 100 тыс. видов. Клеточная стенка грибов состоит из хитиноподобного вещества, полисахаридов и белков. Клетки могут быть как одноядерными, так и многоядерными .

Аппарат Гольджи развит слабо. В отличие от растений грибы не способны к фотосинтезу, а запасным веществом в их клетках является гликоген, а не крахмал .

Пожалуй, только их неподвижность и способность к неограниченному росту делает их немного похожими на растения. С животными грибы сближает гетеротрофный способ питания, который может быть как сапрофитным, так и паразитическим. Тело гриба образовано мицелием (грибницей), состоящим из отдельных нитей – гиф. Гриб поглощает питательные вещества всей поверхностью мицелия. У шляпочных грибов надземная часть мицелия образует плодовые тела, состоящие из ножки и шляпки. На плодовых телах образуются органы размножения. Шляпочные грибы, которые человек обычно собирает в лесу, делятся по строению шляпки на трубчатые и пластинчатые. Как и для других организмов, для грибов характерно кислородное дыхание, обеспечивающее извлечение энергии из пищи .

С деревьями грибы образуют микоризу – переплетение гифов с корнями растений .

Грибница гриба облегчает растению потребление раствором минеральных солей, а дерево обеспечивает гриб органическими соединениями. Это пример симбиотических отношений между грибом и растением. Другим примером симбиоза являются лишайники – организмы, состоящие из гриба и водоросли. Среди грибов встречаются и паразитические формы. Грибы-паразиты поражают преимущественно растения, что приводит к снижению урожайности многих культур, значительному ущербу сельскохозяйственного производства. Мучнистая роса – заболевание, проявляющееся в виде белого, а затем темнеющего налета, образованного мицелием. Налет вызван разрастающимися конидиями. Мучнисторосяные грибы – опасные паразиты пшеницы, ржи, люпина, виноградной лозы, сеянцев дуба, крыжовника и многих других растений .

Спорынья или спорыньевые грибы паразитируют на сотнях видов культурных и дикорастущих злаков и осок. Вещества, выделяемые спорыньей, могут вызывать такие заболевания человека, как отравления, вызывающие конвульсии, или гангренозные воспаления .

Размножение у грибов вегетативное, бесполое и половое. Вегетативное размножение осуществляется участками мицелия или почкованием. Бесполое размножение связано со спорообразованием. Споры образуются в спорангиях или на www.ctege.info концах гиф – конидиеносцах. Половое размножение высших грибов связано со слиянием двух клеток с образованием большого количества двуядерных клеток. Некоторые формы образуют как одинаковые (гомогамия), так и различные (гетерогамия) гаметы .

Встречаются грибы, у которых нет полового процесса (пеницилл) .

Грибы приспособились к разнообразным условиям среды. В экосистемах выполняют функции редуцентов органических веществ. Способствуют повышению плодородия почвы. Используются человеком в пищу, служат сырьем для получения антибиотиков, органических кислот, ферментов. Среди грибов встречаются очень ядовитые виды .

Наиболее распространенным из них в средних широтах считается бледная поганка .

Многие грибы напоминают съедобные виды. Именно поэтому собирать грибы следует с большой осторожностью. Некоторые грибы вызывают заболевания у людей – микозы .

Лишайники. Это организмы сформировавшиеся в результате симбиоза гриба и водоросли. Гриб – это гетеротрофный компонент лишайника, зеленая или синезеленая водоросль – автотрофный компонент. Гриб обеспечивает водоросль водой и минеральными солями, защищает ее от высыхания. Водоросль поставляет грибу органические вещества. Размножаются лишайники как бесполым, так и половым путями .

Вегетативное размножение осуществляется участками слоевища. Встречаются во всех географических зонах, особенно в умеренных и холодных областях. Насчитывают около 200 видов. Наиболее известны такие лишайники, как кладония, или олений мох, ксантория постенная, или стенная золотянка, пармелия и цетрария .

Лишайники находят применение в народной медицине, а выделяемые из них лишайниковые кислоты используются в качестве компонента лекарственных средств от некоторых кожных и других заболеваний. Из лишайников изготовляют химические красители и индикаторы .

ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ Часть А

А1. Общим признаком мыши и мухомора можно считать

1) запас гликогена в клетках

2) наличие клеточных стенок

3) анаэробное дыхание

4) неограниченный рост А2. У растений есть, а у грибов нет

1) митохондрий 3) клеточных ядер

2) эндоплазматической сети 4) пластид А3. Основным способом размножения грибов является размножение

1) половое 3) клеточным делением

2) спорами 4) гаметами А4. Грибы-трутовики – это

1) симбионты 3) паразиты

2) квартиранты 4) сапрофиты А5. К плесневым грибам относится

1) пеницилл 3) бледная поганка

2) дрожжи 4) фитофтора А6. Примером симбиотических отношений грибов с другими организмами являются отношения

1) между грибом и водорослью

2) спорыньи со злаками

3) фитофторы с картофелем

4) пеницилла с бактериями А7. Микориза – это www.ctege.info

1) ножка белого гриба

2) переплетение грибницы с корнями растений

3) грибковое заболевание

4) плесень на продуктах А A8. Микоз – это

1) нарост на дереве

2)разрастание мицелия

3) заболевание человека и животных

4) повреждение корней А9. Важная роль лишайников в природе заключается в том, что они

1) основные источники кислорода на Земле

2) биоиндикаторы окружающей среды

3) биологические фильтры в водоемах

4) источники лекарственных средств А10. Организмы, питающиеся органическими веществами мертвых тел, относятся к

1) фотоавтотрофам 3) сапротрофам

2) хемотрофам 4) симбионтам

Часть В

В1.

Из перечисленных признаков выберите те, которые в сочетании позволяют отнести грибы к отдельному царству:

1) ограниченный рост

2) прикрепленный образ жизни

3) отсутствие хлорофилла в клетках

4) хитинизированная клеточная стенка

5) запасное вещество клеток – крахмал

6) запасное вещество клеток – гликоген В2. По каким признакам грибы можно отличить от большинства многоклеточных животных

1) гетеротрофное питание

2) клеточное строение

3) автотрофное питание

4) размножаются спорами

5) пищу поглощают всем телом

6) размножаются гифами

–  –  –

С1. Дайте характеристику царству Грибы С2. Дайте характеристику белому грибу, как представителю царства .

4.4. Царство Растения. Особенности строения тканей и органов .

Жизнедеятельность и размножение растительного организма, его целостность

Основные термины и понятия, проверяемые в экзаменационной работе:

автотрофное питание, виды тканей, видоизменения органов, дыхание, корень, корневые системы, лист, органы, опыление, побег, семя, споры, стебель, ткани, хлоропласты, цветок, энергия .

www.ctege.info 4.4.1. Общая характеристика царства Растения Все растительные организмы имеют общие черты, как отличающие их от представителей других царств органического мира, так и сближающие с ними .

Отличительными признаками царства Растения можно считать следующие:

– относительная неподвижность организма и его и связь с субстратом;

– наличие пластид – хлоропластов, хромопластов и лейкопластов в клетках;

– разветвленность поглощающей поверхности тела;

– постоянный рост;

– проявление раздражимости;

– наличие целлюлозной клеточной оболочки;

– способность к фотосинтезу – автотрофное питание .

Сближает растительные организмы с представителями других царств живой природы клеточное строение, общие механизмы роста, развития, размножения, обмена веществ .

Растения способны к фотосинтезу благодаря наличию хлорофилла в их зеленых органах, стеблях у молодых и травянистых растений и листьях. Накапливая органические вещества в процессе фотосинтеза, растения создают основной запас биомассы на планете Земля, т.е. являются продуцентами. Кислород, выделяемый растениями в процессе фотосинтеза, служит источником аэробного дыхания и образует озоновый слой атмосферы .

Растения появились на Земле около 2 млрд лет назад. Первоначально развитие растительных организмов происходило в водной среде, что привело к появлению – водорослей. Затем растения стали осваивать сушу.

Этому способствовало возникновение следующих ароморфозов:

– возникновение фотосинтеза;

– возникновение эукариотического строения клеток;

– возникновение мейоза и оплодотворения;

– возникновение многоклеточности и дифференциации клеток с образованием тканей и органов;

– возникновение чередования гаплоидного и диплоидного поколений;

– возникновение семени;

– возникновение цветка .

Эволюция растений шла в направлении от споровых к семенным, от низших к высшим. У низших растений нет настоящих тканей и органов. Они занимают водную среду обитания .

Тело высших растений расчленено на вегетативные и генеративные органы; они имеют проводящие ткани и занимают три среды обитания: водную, почвенную и воздушную .

4.4.2. Ткани высших растений

Ткани – это устойчивые комплексы клеток, сходные по своему строению, происхождению и функциям. У прокариот и примитивных водорослей тканей нет .

Клеточная дифференциация начинается у бурых водорослей и достигает максимума у покрытосеменных растений.

Различают следующие основные группы тканей:

образовательные, основные, проводящие, покровные, механические, выделительные .

www.ctege.info

4.4.3. Вегетативные органы цветковых растений. Корень

Орган – это часть тела, состоящая из различных тканей, имеющая определенную форму и выполняющая определенные функции. Вегетативные органы обеспечивают обмен веществ и рост растения. К ним относятся корень и побег, состоящий из стебля, листьев и почек .

Корень – орган растения, выполняющий функции закрепления растения в почве, почвенного питания водой и минеральными веществами, запасания органических веществ, вегетативного размножения подземными частями .

Корень является осевым органом с радиальной симметрией. Верхушка корня покрыта корневым чехликом, под которым находится образовательная ткань, обеспечивающая рост корня .

Разновидности корней: главный, боковые, придаточные. Совокупность всех корней одного растения образует корневую систему. Корневые системы двудольных растений, www.ctege.info как правило, стержневые, корневые системы однодольных растений, как правило, мочковатые .

На продольном разрезе молодого корня видны 4 зоны:

– зона деления, образующая конус нарастания корня. Эта группа клеток образует клетки корневого чехлика и слизь, защищающие корень и облегчающие его продвижение в почве .

Зона роста – образована молодыми, растущими клетками.

Здесь начинается формирование тканей корня:

– зона корневых волосков (зона всасывания) образована выростами клеток первичной, однослойной всасывающей ткани корня;

– зона проведения. Здесь формируются боковые корни и вторичная структура корня многолетних растений. У однолетних сохраняется только первичная структура корня .

Транспорт воды из почвы в корень происходит пассивно, благодаря разности осмотических давлений между цитоплазмой корневых волосков и водных растворов почвы. А эта разность давлений, в свою очередь, создается активно, за счет затраты энергии. Из клеток всасывающей зоны вода поднимается в проводящие элементы корня в результате роста осмотического давления. В сосудах корня давление поднимается до 3 атмосфер. Оно создано за счет затраты энергии растением. Вверх же по стеблю вода поднимается за счет испарения воды в листьях .

У многих растений встречаются видоизмененные корни: корнеплоды (у редиса, редьки, свеклы, и т.д.), корневые клубни (у георгина, батата). Корни многих растений вступают в симбиоз с грибами, образуя микоризы или грибокорни. Корни бобовых растений вступают в симбиоз с азотобактериями. В результате образуются клубеньки .

Бактерии фиксируют атмосферный азот и обеспечивают им растения .

4.4.4. Побег

Побег – это стебель с расположенными на нем листьями и почками.

Расположение почек и листьев на побеге бывает:

– супротивным – две почки выходят из одного узла;

– очередным – по одной почке в узле;

– мутовчатым – 3 и более почек в одном узле;

– спиральным – почки расположены по спирали .

Элементы побега формируются из общей верхушечной образовательной ткани и обладают единой проводящей системой. Формирование побега относится к крупнейшим ароморфозам, обусловившим выход растений на сушу .

Почка – укороченный зачаточный побег – состоит из зачаточного стебля и зачаточных листьев (вегетативная почка) или зачаточных цветков (генеративная почка) .

Почки, несущие в себе и листья, и цветки, называются смешанными. Верхушечные почки обеспечивают рост побега в длину, боковые (пазушные) обеспечивают ветвление побега .

Почки, образующиеся на листьях и в междоузлиях, называются придаточными. «Спящие почки » развиваются после отмирания вышележащих почек, повреждения растений. Эти почки обеспечивают восстановление растений. Почки могут быть защищены почечными чешуями и тогда их называют закрытыми. Почки без чешуй называются открытыми .

Стебель – осевой вегетативный орган с радиальной симметрией. Обладает верхушечным ростом. Главный стебель развивается из почечки зародыша семени .

Функции стебля: опорная, проводящая, запасающая, фотосинтезирующая, рост и ветвление растения, вегетативное размножение .

Строение стебля. Стебель травянистых растений состоит из эпидермы и основной ткани – паренхимы. В ней располагаются проводящие сосудисто-волокнистые пучки, содержащие элементы ксилемы и флоэмы. В стеблях древесных растений ксилема и флоэма разделены камбием. Камбий – это образовательная ткань, обеспечивающая рост www.ctege.info стебля в толщину. На поперечном срезе такого стебля видны: сердцевина, древесина с годичными кольцами, камбий, кора. Кора – это весь слой, расположенный кнаружи от камбия. Внутренний слой коры, прилегающий к камбию, образован лубом или флоэмой .

По характеру направления роста стебли делятся на прямостоячие (сосна), ползучие (огурец), цепляющиеся (чина луговая), лазающие (лианы), вьющиеся (вьюнок) .

Видоизмененные стебли образуют корневища, клубни, луковицы .

Лист – это боковой орган растения, обладающий двусторонней симметрией и обеспечивающий функции фотосинтеза, транспирации и газообмена. Лист состоит из листовой пластинки и черешка. В зависимости от количества листовых пластинок листья бывают простыми (с одной листовой пластинкой на черешке) и сложными (с несколькими листовыми пластинками, имеющими собственные черешки). Форма листьев и их расположение на стебле, тип жилкования являются важными систематическими признаками. Листья, не имеющие черешка, называются сидячими. Листья с черешками – черешковыми .

Лист с обеих сторон покрыт эпидермисом. На нижней стороне листа находятся устьица, обеспечивающие газообмен и транспирацию. У водных растений устьица расположены на верхней стороне листа. Мякоть листа называется паренхимой или мезофиллом .

Скелет листа образован сосудисто-волокнистыми пучками и механической тканью .

Через черешок проводящие элементы листа связаны со стеблем. По характеру расположения жилок встречаются листья с сетчатым, дуговым и параллельным жилкованием. Сетчатое жилкование наиболее характерно для двудольных растений, дуговое и параллельное – для однодольных .

Фотосинтез происходит в столбчатой и губчатой тканях паренхимы. Столбчатая ткань примыкает к верхней кожице, а губчатая – к нижней .

В зависимости от среды обитания у листьев возникли различные адаптации. У растений засушливых мест адаптации связаны с уменьшением испарения и накоплением запасов влаги. У растений влажных мест обитания адаптации связаны с увеличением транспирации .

В зависимости от характера адаптаций возникли видоизменения листьев: колючки (барбарис, кактус), усики (горох), ловчий аппарат (непентес), мясистые чешуи (лук), плотная кутикула (столетник) .

4.4.5. Цветок и его функции. Соцветия и их биологическое значение

Цветок – это видоизмененный генеративный побег, служащий для семенного размножения. На основании строения цветков растения относят к определенному семейству. Цветок развивается из генеративной почки. Стеблевая часть цветка представлена цветоножкой и цветоложем. Остальные части – чашечка, венчик, тычинки, пестик представляют собой видоизмененные листья. Совокупность чашечки и венчика называется околоцветником. Околоцветник, не подразделенный на чашечку и венчик, называется простым. Околоцветник с чашечкой и венчиком называется двойным .

Главные части цветка – тычинки и пестик. Тычинка состоит из тычиночной нити и пыльника, внутри которого созревает пыльца. Пестик (плодолистик ) состоит из рыльца, столбика и завязи. Внутри завязи находится семяпочка (семязачаток ), из которой после оплодотворения развивается семя. Из стенок завязи развивается плод .

Цветки, в которых есть и пестики и тычинки, называются обоеполыми. Однополые цветки содержат либо тычинки, либо пестики. Растения, у которых есть и тычиночные, и пестичные цветки, называются однодомными. Растения, на которых развиваются или тычиночные, или пестичные цветки, называются двудомными .

Цветки могут быть одиночными или собранными в соцветия – группы цветков, www.ctege.info расположенных в определенном порядке .

Соцветия более заметны для опылителей, легче опыляются ветром. На растениях, несущих соцветия, количество созревающих плодов значительно больше, чем на одиночных цветках .

Соцветия делятся на простые и сложные. У простых соцветий на главной оси расположены цветки, у сложных – простые соцветия. Простые соцветия – кисть (люпин), колос (подорожник), початок (кукуруза), простой зонтик (вишня), головка (клевер), корзинка (астры), щиток (рябина). Сложные соцветия – сложная кисть или метелка (сирень), сложный зонтик (петрушка), сложный колос (пшеница), сложный щиток (пижма) .

Семя, плод. Семя – орган, образующийся в результате полового размножения цветковых растений и служащий для расселения растений. Развивается из семязачатка .

Семя состоит из зародыша, эндосперма и семенной кожуры. Зародыш состоит из корешка, почечки и одной или двух семядолей. У однодольных семядоля одна, а запас питательных веществ содержится в эндосперме. У двудольных две семядоли. Запас питательных веществ у них находится в семядолях. Семенная кожура образуется из покровов семяпочки и защищает зародыш от высыхания. Для прорастания семян необходимы определенная температура, влажность, воздух. Покой семян – важное приспособительное свойство, предохраняющее от преждевременного прорастания .

Плоды – органы защиты и распространения семян. Плод – это конечный этап развития цветка. Развивается из завязи цветка. Стенки завязи образуют околоплодник. В зависимости от типа околоплодника плоды делят на сухие и сочные, а от количества семян – на многосемеянные и односеменные .

Сухие односеменные плоды – семянка, зерновка, орех (подсолнечник, рожь, лещина) .

Сухие многосеменные плоды – боб, стручок, коробочка (соя, капуста, мак) .

Сочные односеменные – костянка (вишня, слива, абрикос) .

Сочные многосеменные – ягода (виноград, томат) .

Особые виды сочных многосеменных плодов:

– яблоко – завязь погружена в ткань цветоложа (яблоня, груша, айва);

– тыквина – околоплодник твердый, образован из нижней завязи (огурец, дыня);

– померанец – многогнездный плод, образованный из верхней завязи (апельсин, лимон, мандарин) .

Плоды, образованные из нескольких цветков, называются соплодиями .

Сложные плоды: многоорешек, многокостянка, земляничина (мякоть земляники – это цветоложе, а настоящие плоды – орешки на поверхности земляничины) .

Приспособления плодов к распространению связаны со способом распространения – животными, ветром, водой. Крючки, зацепки, цвет, вкус, летучки, парашютики и др .

приспособления обеспечивают расселение растений .

ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ Часть А

А1. Корневую систему растения образуют корни

1) стержневые 3) придаточные

2) боковые 4) все виды корней А2. Какую из функций корни не выполняют?

1) закрепление растения в почве

2) всасывание минеральных растворов солей

3) запасание органических веществ

4) образование органических веществ А3. У срезанной ветки тополя, поставленной в воду, будут развиваться корни www.ctege.info

1) придаточные 3) главный

2) боковые 4) все виды корней А4. Корневой чехлик защищает зону

1) проведения 3) роста

2) всасывания 4) деления А5. Цветки развиваются из почек

1) вегетативных 3) верхушечных

2) генеративных 4) спящих А6. Если в одном узле побега развивается 3 и более листьев, то расположение листьев на этом побеге называется

1) очередное 3) мутовчатое

2) супротивное 4) спиральное А7. Сходство между корнем и стеблем проявляется в том, что оба органа

1) растут из почки

2) делятся на одинаковые функциональные зоны

3) имеют почки

4) растут своей верхушкой А8. Простыми называют листья с

1) сетчатым жилкованием

2) одним черешком и одной листовой пластинкой

3) одним черешком и несколькими листовыми пластинками

4) несколькими черешками и несколькими листовыми пластинками А9. Конус нарастания стебля образован тканью

1) покровной 3) механической

2) образовательной 4) основной

А10. Вода и минеральные соли передвигаются по:

1) сердцевине 3) ксилеме

2) флоэме 4) коре А11. Камбий находится между

1) корой и лубом 3) древесиной и сердцевиной

2) лубом и древесиной 4) кожицей и пробкой А12. К главным частям цветка относятся

1) чашечка и венчик 3) пестик и тычинки

2) завязь и цветоложе 4) венчик и семязачаток

Часть В

В1. Выберите элементы внутреннего строения стебля

1) камбий 4) ситовидные трубки

2) столбчатая ткань 5) зона роста

3) сердцевина 6) зона всасывания В2. Выберите элементы внутреннего строения листа

1) губчатая паренхима 4) трахеиды

2) хлоропласты 5) устьица

3) склереиды 6) каменистые клетки ВЗ. Определите последовательность расположения зон корня, начиная снизу

A) зона всасывания Г) зона деления

Б) зона роста Д) корневой чехлик

B) зона проведения В4. Определите последовательность зон стебля на его поперечном разрезе

A) пробка Б) кожица

B) сердцевина Г) камбий www.ctege.info

Д) луб Е) древесина

Часть С

С1. Назовите основные отличия растений от животных .

С2. Найдите ошибки в приведенном тексте. Укажите номера предложений, в которых они допущены, исправьте их .

1. Растения, автотрофные организмы, использующие химическую энергию для создания органических веществ. 2. Клетки растений отличаются от клеток других эукариот наличием целлюлозной клеточной стенки, вакуолей, хлоропластов и других пластид. 3. В процессе фотосинтеза растения создают органические вещества из углекислого газа и воды. 4. В процессе дыхания они поглощают углекислый газ и выделяют кислород. 5. Растут растения в течение всей жизни. 6. Все растения, живущие на Земле, образуют один отдел – Растения .

СЗ. Докажите, что появление цветка стало крупным ароморфозом, повлиявшим на расцвет покрытосеменных растений .

4.5. Многообразие растений. Признаки основных отделов, классов и семейств покрытосеменных растений. Роль растений в природе и жизни человека. Космическая роль растений на Земле Основные термины и понятия, проверяемые в экзаменационной работе: водоросли, голосеменные растения, мохообразные, кукушкин лен, оплодотворение, покрытосеменные, разнообразие, ризоиды, споры, хроматофор, цикл развития, эволюция растений, экология растений .

4.5.1. Жизненный цикл водорослей

Отдел Зеленые водоросли включает в себя одноклеточные колониальные и многоклеточные растения. Всего около 13 тыс. видов. К одноклеточным относятся хламидомонада, хлорелла. Колонии образованы клетками вольвокса и пандорины. К многоклеточным зеленым водорослям относятся ульва, улотрикс, спирогира и другие .

Общим для всех Зеленых водорослей является наличие хроматофора, содержащего хлорофилл .

Размножаются зеленые водоросли бесполым и половым путями. Бесполое размножение осуществляется жгутиковыми зооспорами, формирующимися внутри материнской клетки или частями тела – таллома. Половой процесс связан с образованием гамет и последующим их слиянием с образованием зиготы. При этом не у всех водорослей гаметы подразделяются на мужские и женские: у некоторых водорослей сливаются две одинаковые гаметы. Из зиготы либо образуется новая особь, либо зооспоры. В жизненном цикле водорослей гаплоидная фаза преобладает над диплоидной .

Жизненные циклы споровых растений. Моховидные, или Мохообразные, растения насчитывают более 20 тыс. видов. Все они представляют собой листостебельные растения, у которых нет корней и проводящих тканей. Поэтому воду они получают из осадков, тумана, росы. К субстрату некоторые мхи прикрепляются ризоидами – клеточными выростами, которые у молодых растений всасывают водные растворы минеральных солей из почвы. Позже они эту функцию утрачивают и служат органами прикрепления. В жизненном цикле мхов преобладает зеленое растение с листьями – гаметофит. Это половое поколение мха. Гаметофит развивается из гаплоидной споры, www.ctege.info попавшей во влажную среду. У зеленого мха Кукушкин лен гаметофит представлен мужскими и женскими растениями. На мужском гаметофите в антеридиях и на женском – в архегониях образуются гаметы. Сперматозоиды кукушкина льна снабжены жгутиками .

Оплодотворение происходит только во влажных условиях. После этого на женских растениях развивается спорофит – коробочка на ножке. Коробочка паразитирует на гаметофите. В коробочке из диплоидных клеток-предшественниц мейотическим путем образуются гаплоидные споры. Из споры, попавшей на землю, сначала вырастает зеленая нить – протонема. Из части протонемы образуются ризоиды (выросты отдельных клеток, углубляющиеся в почву), а из другой ее части – стебель и листья кукушкина льна. Таким образом размножаются мхи как с помощью спор, так и с помощью гамет .

Сфагновые мхи. Отличаются от зеленых мхов отсутствием ризоидов. Воду поглощают всей поверхностью тела, благодаря воздухоносным клеткам. Цикл развития такой же, как и у зеленых мхов. Из отмерших частей растения в условиях недостатка кислорода образуется торф .

Папоротниковидные. Многолетние травянистые или древесные растения, тело которых расчленено на стебель, лист (вайи) и корни или корневища. Развиты покровные и проводящие ткани. Спорангии находятся на нижней стороне листовой пластинки. Споры прорастают, попадая в почву. Из спор вырастают обоеполые (у равноспоровых) или разнополые (у разноспоровых) заростки, имеющие ризоиды. На заростках формируются антеридии и архегонии. После оплодотворения образуется зигота, из которой развивается диплоидный зародыш, а затем спорофит – листостебельное растение. На нижней стороне листьев развиваются сорусы – спорангии со спорами. У некоторых водных Папоротниковидных имеются мужские и женские заростки .

Голосеменные растения произошли от древнейших папоротниковидных в девонском периоде. В настоящее время насчитывают около 700 видов деревьев и кустарников. Основную группу составляют хвойные деревья : ель, сосна, лиственница, кедр, пихта, можжевельник, туя, кипарис и т.д. В жизненном цикле господствует диплоидный спорофит. Он представляет собой ствол с хорошо развитой корой и древесиной, пронизанными смоляными ходами. В ходах накапливаются смолы, эфирные масла, бальзамы. Листья хвойные или чешуевидные .

Сосна, многолетнее растение, размножающееся семенами, которые образуются в шишках. Шишки двух типов – мужские и женские. Мужские зеленые шишки развиваются у основания молодых побегов. На нижней стороне каждой чешуйки находятся 2 пыльцевых мешка. В них после мейотического деления исходных клеток развиваются гаплоидные микроспоры. Из микроспор образуются пыльцевые зерна .

Пыльцевое зерно сосны является гаметофитом. Оно покрыто двумя оболочками, между которыми находится камера, заполненная воздухом. Воздух облегчает вес пыльцы .

Внутри каждой микроспоры образуется два спермия и клетки, дающие начало пыльцевой трубке. Женские красноватые шишки развиваются на конце молодых побегов. На их оси находятся семенные чешуйки. На нижней стороне семенных чешуек формируется по 2 семязачатка. В семязачатке есть пыльцевход. Опыление у сосны происходит следующим образом: пыльца приклеивается к семязачаткам смолистым веществом. Вегетативная клетка пыльцы образует пыльцевую трубку, которая проникает в семязачаток. Примерно через 12—14 месяцев происходит оплодотворение. Один из спермиев оплодотворяет яйцеклетку, а другой погибает. Из оплодотворенной яйцеклетки развивается семя. Семена, снабженные крылатыми выростами, разлетаются. При попадании в почву в благоприятных условиях они дают начало новому растению .

Покрытосеменные растения произошли предположительно в мезозое от голосеменных предков. Насчитывают около 250 тыс. видов. Они господствуют на большей части суши и создают основную часть фитомассы и кислорода. Освоить сушу покрытосеменные смогли благодаря прогрессивным изменениям вегетативных и репродуктивных органов .

www.ctege.info К основным ароморфозам, обеспечившим появление и распространение цветковых растений, относятся:

– формирование сосудистых проводящих тканей – ксилемы и флоэмы ;

– появление цветка, из завязи которого развивается плод, защищающий семена;

– возникновение двойного оплодотворения, обеспечивающего формирование триплоидного эндосперма, необходимого для развития диплоидного зародыша; редукция женского гаметофита до 8 клеток зародышевого мешка .

Мужской гаметофит образуется в пыльниках тычинок и представляет собой пылинку. Пылинка содержит генеративную и вегетативную клетки. При попадании на рыльце пестика, пыльца прорастает. Из генеративной клетки образуется 2 спермия .

Спермии по пыльцевой трубке, образовавшейся из вегетативной клетки, попадают в зародышевый мешок. Ядро одного спермия сливается с ядром яйцеклетки, а ядро другого спермия сливается с диплоидным центральным ядром. Из оплодотворенной яйцеклетки развивается зародыш, а из триплоидного ядра – ядра запасающей ткани – эндосперм. Этот способ оплодотворения был открыт С.Г. Навашиным и получил название двойного оплодотворения .

4.5.2. Однодольные и двудольные растения

Цветковые растения делятся на два класса – двудольные и однодольные.

Основными признаками класса Двудольные являются следующие:

– в зародыше семени две семядоли;

– корневая система, как правило, стержневая;

– рост стебля в толщину обеспечивается камбием (боковой меристемой);

– листья, обычно, с сетчатым жилкованием. Исключение – подорожник .

Цветки имеют двойной околоцветник. Число компонентов цветка кратно 5, иногда 4 .

Основные жизненные формы – деревья, травы, кустарники .

Признаки класса Однодольные:

– в зародыше одна семядоля;

– мочковатая корневая система;

– стебель не растет в толщину, т.к. не имеет камбия;

– листья простые, с параллельным или дуговым жилкованием. Исключение – вороний глаз .

Число компонентов цветка кратно 3. Околоцветник простой .

Классы цветковых растений делятся на: отделы, порядки, семейства, роды, виды .

Некоторые семейства, входящие в эти классы, представлены в виде таблицы:

www.ctege.info

4.5.3. Космическая роль растений

Растения играют в жизни других организмов и в биосфере в целом очень важную www.ctege.info роль. Хлорофилл растений выступает как посредник между Солнцем и Землей, выполняя на нашей планете космическую роль. Он поглощает и использует энергию солнечного света для синтеза органических веществ из неорганических .

Растения являются продуцентами органических веществ, которые потребляются другими организмами. Растения – основной источник кислорода на Земле. Большинство существующих организмов дышат кислородом, выделенным растениями. Озоновый экран защищает Землю от избытка ультрафиолетового излучения, губительно действующего на организмы. Растения и продукты их жизнедеятельности оказывают влияние на геохимическое строение Земли. Растительные отложения образуют такие полезные ископаемые, как уголь и торф .

ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ Часть А

А1. Растения для создания органических веществ используют процесс

1) энергетического обмена 3) дыхания

2) хемосинтеза 4) фотосинтеза А2. У мхов в отличие от водорослей есть

1) споры 2) органы 3) хлорофилл 4) камбий А3. Все зеленые растения способны к

1) двойному оплодотворению

2) семенному размножению

3) хемосинтезу

4) образованию крахмала в листьях А4. Зеленые водоросли – это группа растений, образующая систематическую категорию:

1) тип 2) класс 3) отдел 4) семейство А5. Голубая ель в отличие от папоротника страусника

1) размножается семенами

2) размножается спорами

3) в оплодотворении зависит от воды

4) не имеет проводящих сосудов

А6. Шишка хвойных – это:

1) плод

2) система побегов

3) видоизмененный цветок

4) видоизмененный плод А7. Что образуется в женских шишках сосны?

1) пыльца

2) семязачатки

3) споры

4) семена

А8. Оплодотворение у цветковых растений называется двойным потому, что:

1) оплодотворяются яйцеклетка и центральная клетка

2) яйцеклетка оплодотворяется два раза

3) в результате образуются два зародыша

4) в нем участвуют два органа размножения А9. Гаметофит мха кукушкин лен представлен

1) спорой 3) листостебельным растением

2) заростком 4) коробочкой А10. Гаплоидным организмом у папоротника является

1) спорангий 3) заросток www.ctege.info

2) зеленое растение 4) зародыш А11. Исходными веществами для фотосинтеза являются

1) углекислый газ и вода 3) кислород и липиды

2) белки и углеводы 4) крахмал и кислород А12. Видоизмененный корень есть у

1) капусты 3) тюльпана

2) чеснока 4) моркови А13. Соцветие кисть характерно для растений семейства

1) злаки 3) бобовые

2) сложноцветные 4) розоцветные А14. К однодольным относятся растения, как правило, имеющие

1) стержневую корневую систему и дуговое жилкование листьев

2) мочковатую корневую систему и параллельное жилкование листьев

3) одну семядолю в семени и сетчатое жилкование листьев

4) одну семядолю в семени и сетчатое жилкование листьев А15. Лук, чеснок, тюльпан относят к семейству

1) сложноцветных 3) лилейных

2) пасленовых 4) луковых

Часть В

В1. Выберите признаки мохообразных растений

1) тело представлено талломом

2) у растения есть листья и стебли

3) размножается семенами

4) гаметофит представлен заростком

5) спорофит – коробочка со спорами

6) из споры вырастает зеленая нить В2. Выберите характерные особенности папоротникообразных растений

1) отсутствие устьиц на листьях

2) сформированность проводящих пучков

3) наличие ризоидов на гаметофите

4) равно и разнополые заростки

5) доминирование гаметофита

6) расчлененность на органы спорофита ВЗ. Соотнесите процессы развития с организмом, у которого эти процессы происходят

–  –  –

С1. Какие эволюционные преобразования произошли в жизненных циклах растений в ряду споровые – покрытосеменные растения .

С2. Найдите ошибки в приведенном тексте. Укажите номера предложений, в которых они допущены, исправьте их .

1. Главный признак деления цветковых растений на классы – строение цветка. 2 .

Цветок – это генеративный орган растения, обеспечивающий его половое размножение. 3 .

Главными органами цветка являются плод и семя. 4. Плоды и семена образуются в завязи пестика. 5. Такие плоды, как колос и початок, характерны для злаковых растений. 6 .

Группы растений со сходным строением плодов и цветков относятся к одному семейству .

4.6. Царство Животные. Главные признаки подцарств одноклеточных и многоклеточных животных. Одноклеточные и беспозвоночные животные, их классификация, особенности строения и жизнедеятельности, роль в природе и жизни человека. Характеристика основных типов беспозвоночных, классов членистоногих

4.6.1. Общая характеристика царства Животные

Животные – самое многочисленное по разнообразию и числу видов (около 1,5 млн видов) царство эукариотических организмов.

Два существующих на Земле подцарства животных – Одноклеточные и Многоклеточные ученые объединили в одну систематическую группу царство на основании следующих, характерных признаков:

– гетеротрофный способ питания;

– подвижность, активность;

– изменяемая форма тела;

– рост, ограниченный определенным периодом жизни;

– раздражимость, проявляющаяся в таксисах у одноклеточных и рефлексах у многоклеточных;

– в их эукариотических клетках отсутствуют прочные клеточные стенки, пластиды, крупные вакуоли;

– запасным веществом клеток является гликоген .

Роль животных в природе и жизни человека:

– животные в природе выполняют функции консумен– тов – потребителей органического вещества, созданного растительными организмами;

– животные могут быть средой обитания для внешних и внутренних паразитов;

участвуют в распространении растений, грибов, бактерий;

– многие представители этого царства являются источниками пищи, сырья, медикаментов;

– некоторые животные являются возбудителям заболеваний;

– животные имеют научное значение, как объекты исследований;

– имеют эстетическое значение .

Животные адаптированы ко всем средам обитания, которые они занимают:

– млекопитающие, птицы, рептилии, амфибии, брюхоногие моллюски, пауки, насекомые занимают назем– но-воздушную и частично водную среду обитания;

– в почве живут – черви, многоножки, медведки, пер– вично-бескрылые насекомые, личинки некоторых насекомых, некоторые млекопитающие;

www.ctege.info

– водную среду занимают рыбы, водные млекопитающие, ракообразные, моллюски, иглокожие, черви – поли– хеты, пиявки;

– паразитические организмы живут в других организмах. Это простейшие, плоские и круглые черви, некоторые членистоногие .

4.6.2. Подцарство Одноклеточные или Простейшие. Общая характеристика Основные термины и понятия, проверяемые в экзаменационной работе: амебы, балантидий, жгутиковые, инфузории, кокцидии, малярийный плазмодий, пищеварительная вакуоль, половой прогресс, порошица, саркодовые, сократительная вакуоль, споровики, эвглена зеленая .

Тело простейших животных состоит из одной клетки, осуществляющей все функции жизнедеятельности. Представители этого подцарства обладают всеми свойствами самостоятельного организма. Свободноживущие простейшие имеют дополнительные органоиды движения, питания, выделения, защиты и т.д. Некоторые из этих органоидов временные (ложноножки амебы), некоторые постоянные (жгутик эвглены, реснички инфузорий) .

Среди простейших встречаются внутриклеточные паразиты, у которых отсутствуют пищеварительные вакуоли и органеллы движения; у них сложный жизненный цикл, иногда со сменой хозяина; они обладают высокой плодовитостью .

Особенности жизнедеятельности простейших : Обитают простейшие в воде, влажной почве, в других организмах. Для большинства из них характерно гетеротрофное питание: некоторые представители (эвгленовые) питаются смешанным способом. Днем они могут фотосинтезировать, ночью поглощают готовые органические вещества .

Поглощают пищу эти животные разными способами: путем фагоцитоза и пиноцитоза, а также путем диффузии. Продукты обмена удаляются через сократительные вакуоли или же путем диффузии. Свободноживущие простейшие дышат кислородом, растворенным в воде или атмосферным воздухом. Паразитические простейшие живут в бескислородной среде и извлекают энергию для своей жизнедеятельности путем гликолиза Простейшие обладают раздражимостью. Они реагируют на изменение химического состава окружающей среды, на свет. Размножаются бесполым и половым способами. Бесполое размножение осуществляется путем митотического деления клеточных ядер; половое – путем копуляции или конъюгации. Неблагоприятные условия переживают в виде цисты .

Роль простейших в природе и жизни человека:

– являются непременными участниками круговорота веществ и энергии в экосистемах, выступая в роли микро– консументов и редуцентов;

– образуют геологические залежи известняка, мела;

– являются объектами научного исследования;

– многие являются паразитами человека и животных, а также возбудителями заболеваний .

Многообразие простейших. Класс Саркодовые. Свободноживущие представители: амеба обыкновенная, фора– миниферы, радиолярии. Размер клетки 0,2— 0,7 мм. Амеба живет в пресноводных, илистых водоемах. Цитоплазма образует выросты – псевдоподии, или ложноножки, служащие для передвижения и фагоцитоза. Клетка типичного эукариотического строения. Есть пищеварительные и сократительные вакуоли .

Выполняет все функции самостоятельного организма. К патогенным простейшим этого типа относится дизентерийная амеба, вызывающая амебную дизентерию у человека .

Паразитирует в кишечнике человека .

Класс Жгутиковые. Представители этого класса имеют постоянную форму тела, благодаря наличию уплотненной клеточной оболочки .

www.ctege.info Животные передвигаются с помощью одного или нескольких жгутиков .

Свободноживущие формы обитают в воде, влажной почве. Среди них есть как фотосинтезирующие, так и нефотосинтезирующие организмы. Паразитические простейшие (лямблия печеночная, трипаносома) и другие обитают в других организмах .

Эвглена зеленая имеет веретенообразную форму тела. Размер клетки около 0,05 мм .

Передвигается эвглена с помощью жгутика – цитоплазматического выроста, состоящего из тонких фибрилл. На переднем конце находится светочувствительный глазок. В цитоплазме, помимо всех, характерных для животных клеток, органелл, находятся хроматофоры, содержащие хлорофилл. На свету эвглена способна к фотосинтезу .

Поэтому ее относят к промежуточным, между растениями и животными, эволюционным формам. Размножается эвглена бесполым путем, делением надвое по продольной оси .

Половое размножение осуществляется путем копуляции (слияния клеток) .

К колониальным формам жгутиковых относится вольвокс .

Тип Споровики. К этому типу относятся паразитические простейшие, представителем которых является малярийный паразит. Его жизненный цикл протекает со сменой хозяев (комар – человек), которые, заражая друг друга, способствуют распространению паразита. При укусе человека самкой малярийного комара в его кровь проникают возбудители малярии – малярийный плазмодий. Он начинает активно размножаться в клетках печени человека. После размножения паразиты превращаются в другую стадию, поселяющуюся в эритроцитах крови. Бесполое размножение паразита в крови сопровождается массовой гибелью эритроцитов, выходом в кровь новых паразитов и токсичных продуктов их обмена, вызывающих лихорадку. Этот процесс цикличен, поэтому и лихорадка носит характер периодических приступов. Для дальнейшего развития возбудители должны попасть в желудок комара, где происходит их половое размножение и снова в слюнные железы самки .

Тип Инфузории. Класс ресничные инфузории. Тип насчитывает около 6 тыс .

видов .

Представители – инфузория-туфелька, инфузория-трубач .

Инфузория-туфелька – животное размером 0,1—0,3 мм .

Ее клеточная оболочка покрыта ресничками, служащими для передвижения. В клетке два ядра – вегетативное, полиплоидное и генеративное, диплоидное. Ротовое углубление на теле образует ротовую воронку, переходящую в клеточный рот, ведущий в глотку. В глотке формируются пищеварительные вакуоли, переваривающие пищу .

Непереваренные остатки пищи удаляются через отверстие – порошицу .

У инфузории-туфельки две сократительные вакуоли, расположенные в противоположных концах тела. Через них выводится избыток воды и продукты обмена веществ .

Размножение инфузории происходит как бесполым, так и половым путями. При бесполом размножении происходит продольное деление клетки. При половом процессе между двумя инфузориями образуется цитоплазматический мостик. Полиплоидные (большие) ядра разрушаются, а диплоидные (малые) ядра делятся мейозом с образованием четырех гаплоидных ядер, три из которых погибает, а четвертое делится пополам, но уже митозом. Образуется два ядра. Одно – стационарное и другое – мигрирующее. Затем между инфузориями происходит обмен мигрирующими ядрами. Потом стационарное и мигрировавшее ядра сливаются, особи расходятся и в них снова образуются большое и малое ядра .

К паразитическим инфузориям относится паразит толстого кишечника человека – инфузория-балантидий .

ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ

Часть С www.ctege.info А1. Таксон, в который объединяются все простейшие, называется

1) царство

2) подцарство

3) тип

4) класс А2. У простейших нет

1) тканей 3) обмена веществ

2) органоидов 4) полового размножения А3. При полном окислении 1 молекулы глюкозы у амебы вырабатывается АТФ в количестве 1) 18 г/моль 3) 9 г/моль 2) 2 г/моль 4) 38 г/моль А4. К паразитическим простейшим относится

1) амеба протей 3) трипаносома

2) эвглена зеленая 4) радиолярия А5. Через сократительную вакуоль у инфузории происходит

1) удаление твердых продуктов жизнедеятельности

2) выделение жидких продуктов жизнедеятельности

3) выведение половых клеток – гамет

4) газообмен А6. Заражение человека малярийным паразитом происходит при попадании в его организм

1) крови комара 3) личинок комара

2) слюны комара 5) яиц комара А7. Бесполое размножение малярийного плазмодия происходит в

1) эритроцитах человека

2) эритроцитах и желудке комара

3) лейкоцитах человека

4) эритроцитах и клетках печени человека А8. Какой из органоидов отсутствует в клетках инфузорий?

1) ядро 3) митохондрии

2) хлоропласты 4) аппарат Гольджи А9. Что общего между эвгленой и хлореллой?

1) присутствие в клетках гликогена

2) способность к фотосинтезу

3) анаэробное дыхание

4) наличие жгутиков А10. Среди инфузорий не встречаются

1) гетеротрофные организмы

2) аэробные организмы

3) автотрофные организмы

4) паразитические формы А11. Наиболее сложно устроена амеба обыкновенная 3) малярийный плазмодий эвглена зеленая 4) инфузория-туфелька А12. При похолодании, других неблагоприятных условиях свободно живущие простейшие

1) образуют колонии 3) образуют споры

2) активно двигаются 4) образуют цисты

–  –  –

С1. Почему аквариумисты выращивают культуру инфузорий на молоке?

С2. Найдите ошибки в приведенном тексте, исправьте их, укажите номера предложений, в которых они сделаны. 1. Простейшие (одноклеточные) организмы обитают только в пресных водах. 2. Клетка простейших – это самостоятельный организм, со всеми функциями живой системы. 3. В отличие от клеток многоклеточных организмов клетки всех простейших имеют одинаковую форму. 4. Простейшие питаются частицами твердой пищи, бактериями. 5. Непереваренные остатки пищи удаляются через сократительные вакуоли. 6. Некоторые простейшие имеют хроматофоры, содержащие хлорофилл, и способны к фотосинтезу .

4.6.3. Тип Кишечнополостные. Общая характеристика. Многообразие кишечнополостных

Основные термины и понятия, проверяемые в экзаменационной работе: двуслойные животные, гидроидные, железистые клетки, клетки эктодермы, клетки энтодермы, коралловые полипы, медузы, нервные клетки, стрекательные клетки, сцифоидные, цикл развития кишечнополостных .

Кишечнополостные – одна из древнейших групп многоклеточных животных, насчитывающая 9000 тыс. видов. Эти животные ведут водный образ жизни и распространены во всех морях и пресноводных водоемах. Произошли от колониальных простейших – жгутиконосцев. Кишечнополостные ведут свободный или сидячий образ жизни. Тип Кишечнополостные разделяется на три класса: Гидроидные, Сцифоидные и Коралловые полипы .

Важнейшим общим признаком кишечнополостных считается двуслойное строение тела. Оно состоит из эктодермы и энтодермы, между которыми находится не имеющая клеточного строения – мезоглея. Свое название эти животные получили потому, что у них есть кишечная полость, в которой переваривается пища .

Основные ароморфозы, способствовавшие появлению кишечнополостных, следующие:

– возникновение многоклеточности в результате специализации и объединения;

– взаимодействующих между собой клеток;

– возникновение двуслойного строения;

www.ctege.info

– возникновение полостного пищеварения;

– появление, дифференцированных по функциям, частей тела появление радиальной или лучевой симметрии .

Класс Гидроидные. Представитель – пресноводная гидра .

Гидра – это полип, размером около 1 см. Живет в пресноводных водоемах. К субстрату прикрепляется подошвой. Передний конец тела образует рот, окруженный щупальцами.

Наружный слой тела – эктодерма состоит из нескольких видов клеток, дифференцированных по своим функциям:

– эпителиально-мускульных, обеспечивающих передвижение животного;

– промежуточных, дающих начало всем клеткам;

– стрекательных, выполняющих защитную функцию;

– половых, обеспечивающих процесс размножения;

– нервных, объединенных в единую сеть и образующих первую в органическом мире нервную систему .

Энтодерма состоит из: эпителиально-мускульных, пищеварительных клеток и железистых клеток, выделяющих пищеварительный сок .

У гидры, как и у других кишечнополостных животных пищеварение и полостное, и внутриклеточное. Гидры – хищники, питающиеся мелкими ракообразными и мальками рыб. Дыхание и выделение у гидр осуществляется всей поверхностью тела .

Раздражимость проявляется в виде двигательных рефлексов. Наиболее отчетливо на раздражение реагируют щупальца, т.к. в них наиболее плотно сосредоточены нервные и эпителиально-мускульные клетки .

Размножение происходит почкованием и половым путем. Половой процесс происходит осенью. Некоторые промежуточные клетки эктодермы превращаются в половые клетки. Оплодотворение происходит в воде. Весной появляются новые гидры .

Среди кишечнополостных встречаются гермафродиты и раздельнополые животные .

Для многих кишечнополостных характерно чередование поколений. Например, из полипов образуются медузы. Из оплодотворенных яиц медуз развиваются личинки – планулы. Из личинок снова развиваются полипы .

Гидры способны восстанавливать утраченные части тела, благодаря размножению и дифференцировке неспецифических клеток. Это явление называется регенерацией .

Класс Сцифоидные. Объединяет медуз больших размеров. Представители – Корнерот, Аурелия, Цианея .

Медузы обитают в морях. Тело напоминает по форме зонт и состоит в основном из студенистой мезоглеи, покрытой снаружи слоем эктодермы, а изнутри слоем энтодермы .

По краям зонта расположены щупальца, окружающие рот, находящийся на нижней стороне. Рот ведет в гастральную полость, от которой отходят радиальные каналы .

Каналы соединяются между собой кольцевым каналом. В результате образуется гастральная система .

Нервная система медуз сложнее, чем у гидр. Кроме общей сети нервных клеток, по краю зонтика расположены скопления нервных ганглиев, образующих сплошное нервное кольцо и особые органы равновесия – статоцисты. У некоторых медуз появляются светочувствительные глазки, появляются чувствительные и пигментные клетки, соответствующие сетчатке глаза высших животных .

В жизненном цикле медуз закономерно чередуются половое и бесполое поколения .

Они раздельнополы. Половые железы расположены в энтодерме под радиальными каналами или на ротовом стебельке. Половые продукты выходят через рот в море. Из зиготы развивается свободножи– вущая личинка – планула. Планула весной превращается в маленького полипа. Полипы образуют группы, похожие на колонии. Постепенно они расходятся и превращаются во взрослых медуз .

Класс Коралловые полипы. Включают одиночные (актинии, мозговики) или колониальные формы (красный коралл). Имеют известковый или кремниевый скелет, www.ctege.info образованный кристаллами игловидной формы. Живут в тропических морях. Скопления коралловых полипов образуют коралловые рифы. Размножаются бесполым и половым путями. Медузной стадии развития у коралловых полипов нет .

ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ Часть А

А1. Одним из крупных ароморфозов у кишечнополостных было возникновение

1) стрекательных клеток

2) многоклеточности

3) внутриклеточного пищеварения

4) способности к почкованию А2. Полип – это название

1) вида животного

2) класса животных

3) подцарства животных

4) стадии развития животного А3. Клетки, из которых образуются все остальные клетки гидры, называются

1) железистые 3) стрекательные

2) промежуточные 4) эпителиально-мускульные А4. В энтодерме гидры находятся клетки

1) промежуточные 3) железистые

2) половые 4) нервные А5. Из зиготы у медуз сначала развивается

1) планула 3) взрослая форма

2) полип 4) колония полипов А6. Наиболее сложно устроена нервная система

1) гидры 3) корнерота

2) мозговика 4) актинии А7. Половые железы медуз развиваются в

1) эктодерме 3) мезоглее

2) карманах желудка 4) глотке А8. Внутренний скелет есть у

1) аурелии 3) актинии

2) гидры 4) корнерота А9. Нервная система кишечнополостных состоит из

1) одиночных клеток

2) отдельных нервных узлов

3) одного нерва

4) взаимосвязанных нервных клеток

–  –  –

В1. Выберите клетки, находящиеся в эктодерме гидры

1) железистые 4) пищеварительные

2) промежуточные 5) стрекательные

3) нервные 6) половые

–  –  –

С1. Почему рифообразующие кораллы живут на глубинах, не превышающих 50 м?

www.ctege.info 4.6.4. Сравнительная характеристика представителей типа Плоские черви Основные термины и понятия, проверяемые в экзаменационной работе: ленточные черви, окончательный хозяин, паразитизм, плоские черви, промежуточный хозяин, ресничные черви, сосальщики, тип симметрии, финна, циклы развития .

Плоские черви – древняя группа двусторонне-симметричных животных, время происхождения которых неизвестно. Известно более 12500 видов. Представлены тремя классами – Ресничные (свободноживущие формы), Сосальщики и Ленточные (паразитические формы). Представителями свободноживущих червей являются планарии, многоглазки. К паразитическим формам относятся сосальщики, цепни .

Основные ароморфозы, обеспечившие возникновение и развитие плоских червей, следующие:

– развитие в эмбриогенезе третьего зародышевого листка – мезодермы ;

– возникновение мышечной, соединительной, эпителиальной и нервной тканей;

– возникновение узловой нервной системы, пищеварительной выделительной и репродуктивной систем органов;

– возникновение двусторонней симметрии .

Так же, как и у кишечнополостных, у плоских червей замкнутый кишечник, имеющий лишь одно отверстие: входное, оно же и анальное. Кровеносной и дыхательной систем у плоских червей нет .

Сравнительная характеристика классов плоских червей .

–  –  –

А1. Среди перечисленных животных выберите животное, развивающееся из трех зародышевых листков

1) медуза-корнерот 3) инфузория-стентор

2) актиния 4) многоглазка А2. Органы чувств есть у

1) белой планарии 3) широкого лентеца

2) печеночного сосальщика 4) бычьего цепня А3. Личинка с ресничками у печеночного сосальщика развивается в организме

1) коровы 3) улитки

2) человека 4) комара А4. Хвостатая личинка печеночного сосальщика выходит из организма

1) взрослого червя 3) овцы

2) человека 4) малого прудовика А5. Свиной цепень размножается в организме

1) коровы 4) человека

3) овцы 5) свиньи А6. Основным хозяином цепней является

1) человек www.ctege.info

2) крупный рогатый скот

3) овцы и свиньи

4) домашние птицы А7. Анаэробный способ дыхания у

1) белой планарии 3) печеночного сосальщика

2) многолазки 4) черной планарии А8. Заразиться цистами сосальщика можно

1) через рукопожатие

2) воздушно-капельным путем

3) выпив воды из пруда

4) через инъекцию А9. Наиболее вероятный источник заражения человека бычьим или свиным цепнем

– это

1) яйца червя 3) вода из пруда

2) финны 4) зрелые членики А10. Сколько личиночных стадий проходит печеночный сосальщик в своем жизненном цикле

1) одну 2) две 3) три 4) четыре

Часть В

В1. Выберите признаки, характерные для паразитических червей

1) анаэробное дыхание 4) сложный цикл развития

2) наличие ресничек 5) простой цикл развития

3) есть кутикула 6) есть органы чувств В2. Установите соответствие между особенностями цикла развития плоского червя и видом животного

–  –  –

С1. Чем отличается обмен веществ планарий от обмена веществ ленточных червей?

С2. Перечислите меры предупреждения заражения плоскими гельминтами 4.6.5. Тип Первичнополостные, или Круглые черви Основные термины и понятия, проверяемые в экзаменационной работе:а скарида, www.ctege.info гельминтозы, нематоды, нервные стволы, окологлоточное нервное кольцо, острица .

Круглые черви произошли, вероятно, от какой-то группы плоских червей. В тип входят как свободноживущие, так и паразитические формы. Это двустороннесимметричные животные, обладающие, как и плоские черви, несегментированным телом, кожно-мускульным мешком, двусторонней симметрией тела.

Их появление сопровождалось следующими ароморфозами:

– возникновением первичной полости тела;

– прогрессивным развитием нервной системы – формированием ганглиев, окологлоточного нервного кольца, спинного и брюшного нервных стволов и соединений между стволами;

– появлением заднего отдела кишечника и анального отверстия, что обеспечило поэтапность и непрерывность пищеварения;

– появление выделительного отверстия, которым заканчиваются два боковых выделительных канала;

– появлением четырех мышечных тяжей, что позволило червям изгибаться при ползании;

– возникновением раздельнополой репродуктивной системы и внутреннего оплодотворения .

Существенную роль в жизни человека играют паразитические формы – аскариды, острицы. В тонком кишечнике человека паразитирует Аскарида человеческая. Это раздельнополые животные. Самка крупнее самца. Откладывает более 200 тыс. яиц в сутки. Яйца покрыты несколькими плотными оболочками, защищающими зародыш от неблагоприятных условий среды. Заражение происходит при проглатывании человеком яиц аскариды во время еды немытых овощей или фруктов, или при несоблюдении правил личной гигиены. Развитие идет без смены хозяев. При благоприятных условиях уже в яйцах формируются личинки, способные к развитию в организме человека. В же– лудочно-кишечном тракте человека они выходят из яиц. С током крови личинки попадают в печень, затем через сердце по малому кругу кровообращения достигают альвеол легких .

Здесь они развиваются. Затем личинки «откашливаются» в глотку и снова проглатываются. Через 2—2,5 месяца из личинок развиваются взрослые аскариды, способные к оплодотворению .

Детская острица – небольшой червь, паразитирующий в кишечнике человека .

Вызываемое заболевание – энтеробиоз. Ребенок часто берет в рот немытые руки. На руках, под ногтями могут оказаться яйца остриц, которые оказываются в кишечнике .

Личинки вылупляются в тонкой кишке, мигрируют к заднему проходу и выходят для откладывания яиц на кожу. Зуд в анальном отверстии заставляет расчесывать кожу. Затем происходит самозаражение, т.к. яйца остриц при расчесывании кожи вновь оказываются под ногтями .

Профилактика гельминтозов. Гельминтозы – заболевания, вызванные паразитическим червями. Проявляются в слабости, тошноте, болях в животе, поносах, запорах и т.д. Черви выделяют токсичные продукты собственного обмена, повреждают стенки кишечника, закупоривают просветы кишечника. Профилактика связана с соблюдением правил личной и общественной гигиены, выявлением, изоляцией и лечением больных, ветеринарными и экологическими мероприятиями .

ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ Часть А

А1. У круглых червей

1) двусторонняя симметрия и трехслойное строение тела

2) лучевая симметрия и трехслойное строение тела www.ctege.info

3) двуслойное строение тела и двусторонняя симметрия

4) двуслойное строение тела и радиальная симметрия А2. Крупнейшим ароморфозом в эволюции круглых червей стало появление

1) первичной полости тела 3) кишечной полости

2) вторичной полости тела 4) паренхимы А3. В легких человека паразитирует

1) личинка острицы 3) личинка аскариды

2) взрослая острица 4) взрослая аскарида А4. Приспособлением к паразитическому образу жизни у аскариды служит

1) раздельнополость 3) сквозной кишечник

2) плотная кутикула 4) смена хозяев А5. Для развития личинок аскариды требуется

1) кислород 3) соединения азота

2) углекислый газ 4) отсутствие воздуха А6. Заражение острицами может произойти при

1) отравлении свининой

2) купании в стоячем водоеме

3) сосании грязных пальцев рук

4) употреблении несвежих молочно-кислых продуктов А7. Острицы откладывают яйца

1) в кишечнике человека 3) в крови

2) в желудке 4) на коже А8. Острицы трудно поддаются выведению потому, что

1) человек многократно самозаражается

2) невозможно идеально вымыть руки

3) яйца остриц устойчивы к лекарствам

4) острицы очень плодовиты А9. Кишечник у аскарид слепо замкнут 3) имеет анальное отверстие ветвистый 4) отсутствует А10. У паразитических червей в процессе обмена веществ используются запасы

1) целлюлозы 3) крахмала

2) гликогена 4) белков А11. Для взрослой аскариды характерно

1) кислородное дыхание

2) бескислородное дыхание

3) отсутствие дыхания

4) ни один из ответов не верен

–  –  –

В1. Выберите из предложенного списка представителей круглых червей

1) эхинококк 4) аскарида

2) луковая нематода 5) картофельная нематода

3) дождевой червь 6) пиявка В2. Установите соответствие между признаком животного и его названием www.ctege.info ВЗ. Установите правильную последовательность заражения человека аскаридозом

1) развитие личинки в печени

2) попадание яйца в кишечник

3) вторичное попадание личинки в глотку и кишечник

4) развитие личинки в легких

5) развитие взрослого червя в кишечнике

–  –  –

С1. Почему рекомендуют гладить одежду и постельное белье, с целью профилактики энтеробиоза?

С2. Почему появление первичной полости тела считается крупным ароморфозом?

4.6.6. Тип Кольчатые черви. Общая характеристика Основные термины и понятия, проверяемые в экзаменационной работе: дождевой червь, кольчатые черви, кровеносная система, малощетинковые, многощетин– ковые, параподии, пиявки, статоцисты .

В тип Кольчатые черви входит около 9000 видов.

Основными ароморфозами этих животных стали:

– вторичная полость тела – целом;

– сегментированное тело;

– замкнутая кровеносная система .

Целом – вторичная полость тела, образовавшаяся из мезодермы, делится на участки, число которых соответствует количеству сегментов тела. Отделяет стенку тела от внутренних органов. У человека в целоме расположены органы грудной и брюшной полостей. Целом выполняет опорную, распределительную, выделительную и половую функции. Опорная функция объясняется несжимаемостью це– ломической жидкости. При сокращении мышц тело становится упругим. В целом поступают питательные вещества из кишечника, которые затем распределяются в организме. В целоме созревают половые продукты. Сегментация тела обеспечивает животным определенную прочность и повышает их выживаемость. Дело в том, что в каждом сегменте повторяются жизненно важные органы – органы выделения, половые железы, нервные узлы, наружные выросты тела. В этом смысле кольчатых червей можно сравнить с конструкцией подводной лодки, каждый отсек которой какое-то время способен к автономному существованию на плаву .

Тело кольчатых червей вытянуто. Органы чувств представлены глазами, обонятельными ямками, щупиками (пальпами) щупальцевидными придатками – антеннами, усиками, органами равновесия – статоцистами. Некоторые черви размножаются бесполым путем. Червь делится пополам, а каждая половина восстанавливает свою недостающую часть .

www.ctege.info Тип делится на два класса Многощетинковые и Малощетинковые .

Многощетинковые – 7000 видов. В школьном курсе упоминаются пескожил, нереис, морская мышь – в основном морские кольчатые черви, ведущие придонный образ жизни .

У них хорошо развиты органы чувств в виде щупиков, глаз. На каждом сегменте расположены примитивные ножки – параподии, служащие для передвижения. Тело покрыто однослойным эпителием, выделяющим тонкую кутикулу. Раздельнополы .

Развитие непрямое. Из яйца выходит личинка с ресничками .

Малощетинковые – обитатели почвы и водоемов. Насчитывают около 5000 видов .

К ним относятся изучаемые в школе дождевые черви и пиявки. Органы чувств у них развиты слабо. Глаз нет. Свет воспринимается светочувствительными клетками. Дышат поверхностью тела. Дождевые черви и пиявки гермафродиты. Развитие червей проходит без личиночной стадии .

Особенности строения кольчецов. Кожно-мускульный мешок состоит из наружных кольцевых и внутренних продольных мышц. Такое строение органов движения обеспечивает их разнообразие. Дышат, кольчатые черви или всей поверхностью тела, или участками параподий. Кровеносная система замкнута. Состоит из брюшного и спинного продольных сосудов, сообщающихся с кольцевыми сосудами, выполняющими роль сердца. Сокращения спинного и передних кольцевых сосудов обеспечивают ток крови по телу червя. По спинному сосуду кровь течет вперед, а по брюшному – назад .

Пищеварительная система сквозная – кишка, начинающаяся ротовым и заканчивающаяся анальным отверстием .

Выделительная система образована метанефридиями – выделительными каналами, каждый из которых проходит через два сегмента тела и выходит наружу. Конец канала, открывающийся в целом, окружен ресничками .

Нервная система узловая, состоит из парных надглоточных нервных узлов и парного брюшного нервного ствола с отходящими от него нервами .

У малощетинковых кольчатых червей отсутствуют параподии, щупики и усики. На каждом сегменте тела у них развиваются по четыре маленькие щетинки, которые облегчают им передвижение в почве .

Пиявки – свободноживущие хищники, питающиеся кровью. Присасываются к телу жертвы с помощью присосок, имеющихся на переднем и заднем концах тела. В глотке имеются железы, выделяющие гирудин – антисвертывающее вещество .

В процессе эволюции от кольчатых черви червей возникли членистоногие .

Значение кольчатых червей. Многощетинковые служат кормом рыбам, крабам и другим животным. Малощетинковые дождевые черви положительно влияют на плодородие почвы, разрыхляя ее. Это облегчает проникновение в почву воды и воздуха .

Черви перемешивают и удобряют почву растительными остатками, способствуя образованию гумуса. Они так же входят в рацион рыб и других обитателей пресноводных водоемов .

Пиявки используются в медицине для лечения таких заболеваний, как тромбозы сосудов, гипертония и др .

ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ Часть А

А1. У круглых червей не было, а у кольчатых появилась

1) пищеварительная система

2) кровеносная система

3) нервная система

4) выделительная система А2. Важнейшим эволюционным приобретением кольчатых червей стала

1) кишечная полость www.ctege.info

2) первичная полость тела

3) вторичная полость тела

4) грудная полость А3. Большинство многощетинковых червей

1) гермафродиты

2) раздельнополые животные

3) размножаются только бесполым путем

4) размножаются партеногенетическим способом А4. Какая группа червей эволюционно считается более поздней?

1) малощетинковые 3) плоские

2) многощетинковые 4) круглые А5. Дождевой червь использует для передвижения в почве

1) щупики 3) конечности

2) параподии 4) усики А6. Медицинская пиявка может использоваться для

1) повышения артериального давления

2) остановки кровотечения

3) снижения артериального давления

4) повышения свертываемости крови А7. Значение дождевых червей заключается в том, что они

1) рыхлят почву 3) снижают аэрацию

2) уплотняют почву 4) хорошая приманка для рыб А8. У дождевых червей дыхание

1) жаберное, аэробное 3) кожное, анаэробное

2) кожное, аэробное 4) смешанное А9. Прямое развитие у морской мыши 3) нериса пескожила 4) пиявки А10. В каком случае правильно перечислены органы чувств многощетинковых червей?

1) глаза, щупики, статоцисты

2) боковая линия, щетинки, глаза

3) органы зрения, слуха и обоняния

4) чувствительные железы и пальпы

Часть В

В1. Выберите особенности строения многощетинковых червей

1) тело сегментировано

2) есть кровеносная система

3) есть органы чувств

4) органов чувств нет

5) тело несегментировано

6) кровеносной системы нет В2. Соотнесите особенности строения и жизнедеятельности червя с видом животного, обладающего этими особенностями www.ctege.info

–  –  –

С1. Что такое целом и какова его связь с внутренними органами кольчатых?

4.6.7.Тип Моллюски Основные термины и понятия, проверяемые в экзаменационной работе: брюхоногие, головоногие, двустворчатые, мантия, мантийная полость, нога, радула, раковина, фильтраторы .

Тип Моллюски насчитывает около 130 тыс. видов. Моллюски обитают в пресных и морских водоемах, на суше. Известны с первой половины палеозоя .

Характерными особенностями моллюсков, возникшими в результате ряда ароморфозов, являются:

– несегментированное тело;

– возникновение кожной складки – мантии и мантийной полости;

– формирование раковины .

Биологическому прогрессу моллюсков способствовали следующие идиоадаптации:

– появление раковины;

– возникновение аппарата для размельчения пищи – радулы;

– возникновение двух форм дыхания – жаберного и легочного .

– высокая плодовитость .



Pages:   || 2 | 3 |



Похожие работы:

«ОСНОВНАЯ ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ПРОГРАММА ПОДГОТОВКИ БАКАЛАВРА по направлению 06.03.01 Биология профиль Общая биология Квалификация (степень) выпускника: бакалавр Фор...»

«1 1. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА Программа составлена в соответствии с требованиям Федерального государственного образовательного стандарта основного общего образования . Предлагаемая программа соответствует положениям Федерального государст...»

«Задания университетской олимпиады школьников "Биология – это жизнь" 9 класс Задание 1. Задание включает 30 вопросов, к каждому из них предложено 4 варианта ответа. В каждом тесте выберите только один...»

«ISSN 0207-4591 TARTU RIIKLIKU LIKOOLI OIMETISED УЧЕНЫЕ ЗАПИСКИ ТАРТУСКОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО УНИВЕРСИТЕТА ACTA ET COMMENTATIONES UNI VERSITATIS TARTUENSIS СОЗРЕВАНИЕ ООЦИТОВ, ОПЛОДОТВОРЕНИЕ И ЭМБРИОНАЛЬНОЕ РАЗВИТИЕ КОСТИСТЫХ РЫБ Труды по зоологии TARTU Illil 198 5 RIIKLIKU LIKOOLI TOIMETISED TARTU УЧ...»

«УДК 619:611-013.11:620.193.8(063.74) Группа Р39 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР СПЕРМА ВЫ КОВ НЕРАЗБАВЛЕННАЯ гост Методы биологических исследований 20909.4-75 Non-diluted sperm of bulls Methods of biological tests Постановлением Государственного комитета с...»

«Жамурина Надеязда Алексеевна ПОПУНЯЦИОННАЯ ИЗМЕНЧИВОСТЬ ДИК0РАСТУ1ДИХ ВИДОВ POPULUSL. НА ТЕРРИТОРИИ ОРЕНБУРГСКОГО ПРИУРАЛЬЯ 03.00.05.-ботаника АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических н^к V V. Оренбург, 2006 Работа выполнена в ФГОУ ВПО "Оренбургский государственный агра...»

«АЛГОРИТМЫ РАБОТЫ С ПРОГРАММОЙ "Gr-I-B" 2014-02 версия 1.9.2 Gr-I-B: GrГрафические, IИндивидуальные ("IM@GO"), BБио-хроно-кибернетические циклы.1. Запуск программы. (кликаем "мышью" ярлык): появляется те...»

«БИОЛОГИЯ УДК 631 ВЛИЯНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ КАДМИЕМ НА ФЕРМЕНТАТИВНУЮ АКТИВНОСТЬ ЧЕРНОЗЕМА ОБЫКНОВЕННОГО © Е. И. Новоселова*, С. А. Башкатов Башкирский государственный университет Россия, Республика Башкортостан, 450076 г. Уфа, ул. Заки Валиди,...»

«Окончательный список 21.09.2017 Группа FCI 1 БЕЛАЯ ШВЕЙЦАРСКАЯ ОВЧАРКА/WEISSE SCHWEIZER SCHAFERHUNDE КОБЕЛИ/MALES Класс открытый/Open class № род: AA 000316, рожд. 26.05.2014, Клеймо:...»

«Тувинский государственный университет ООП 44.03.05 Педагогическое образование с двумя профилями подготовки "Биология" и "Химия" Рабочая программа дисциплины "Химическая технология" "УТВЕРЖДАЮ" Председатель УМС. естественно-географического факультета / "20" апреля 2016 г. СИСТЕМА МЕНЕДЖМЕНТА КАЧЕСТВА РАБОЧАЯ ПРОГР...»

«Розділ 2. МЕНЕДЖМЕНТ ТА ЕКОНОМІКА ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ УДК 338.246 Павленко А.В., соискатель Одесский государственный экологический университет ЭКОЛОГО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ ИМПЛЕМЕНТАЦИИ КОНВЕНЦИИ ПО ЗАЩИТЕ ЧЕРНОГО МОРЯ ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ В КОН...»

«Всесибирская олимпиада по БИОЛОГИИ 2014-15. Третий (заключительный) этап. 10-11 кл. Стр.1 из 8 Всесибирская олимпиада по биологии 2014-15. Третий этап 9 марта 2015 10-11 класс Время выполнения задания – 4 часа Часть 1. Задания на сопоставление и по рисункам.1. Ткани растений. (7 баллов). Сопоставьте ткани растений...»

«1. Цель освоения дисциплины Целью изучения дисциплины является формирование у студентов навыков проведения хирургических операций на животных и умения осуществлять диагностику, разрабатывать лечение и меры предупреждения хирургических болезней, учитывая этиолог...»

«ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР СПЕРМА БЫКОВ ЗАМОРОЖЕННАЯ МЕТОДЫ БИОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ ГОСТ 2 7 7 7 7 -8 8 (СТ СЭВ 5 9 6 1 -8 7 ) Издание официальное S' Цена 3 коп. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ Москва льняные скатерти УДК 619:611-013.11.001.4:006.354 Гру...»

«Приложение к свидетельству № 66939 Лист № 1 об утверждении типа средств измерений Всего листов 5 ОПИСАНИЕ ТИПА СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ Спектрометр атомно-абсорбционный AI1200 Назначение средства измерений Спектрометр атомно-абсорбционный AI1200 (далее спектрометр), предназначен для измерений содержания различных элемент...»

«ИЗУЧЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОГО РЕЖИМА В КАГАТЕ САХАРНОЙ СВЕКЛЫ ПОД ПОЛИМЕРНЫМ УКРЫТИЕМ С АНТИМИКРОБНЫМИ СВОЙСТВАМИ Акснов Д.М., аспирант, Сапронов Н.М., канд. с.-х. наук, Морозов А.Н., канд. с.-х. наук ГНУ Российский научно-иссл...»

«Особенностью женского алкоголизма является то, что он формируется позже, чем у мужчин – По данным Всемирной организации здравоохранения, проблема пьянства и алкоголизма во всем мире приняла угрожающий характер. Для Бе...»

«УДК 615.32 МОРФОЛОГО-АНАТОМИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПЛОДОВ ЛАБАЗНИКА ШЕСТИЛЕПЕСТНОГО (FILIPENDULA HEXAPETALA GILIB.) Сазанова К.Н., Шарипова С.Х., Рыжов В.М., Куркин В.А., Тарасенко Л.В. ГБОУ ВПО "Самарский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации, С...»

«ЧТЕНИЯ ПАМЯТИ ВЛАДИМИРА ЯКОВЛЕВИЧА ЛЕВАНИДОВА Vladimir Ya. Levanidov's Biennial Memorial Meetings 2003 Вып. 2 ЛИЧИНКИ ПАЛЕАРКТИЧЕСКИХ ВИДОВ РОДА HAPLOPERLA NAVAS (PLECOPTERA, CHLOROPERLIDAE). В.А.Тесленко1, Л.А.Жильцова2 Биолого-почвенный институт Д...»

«Муниципальное казенное учреждение дополнительного образования "Станция юных натуралистов" с.Дивное ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ КАЛЕЙДОСКОП сборник методических материалов по проведению мероприятий в рамках Дней защиты от экологической опасности в помощь педагогам дополнительного образования Составитель: Федай Е.А. методист МКУ ДО "Станци...»

«Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный юридический университет имени О.Е. Кутафина (МГЮА)" ПРОГРАММА кандид...»







 
2018 www.lit.i-docx.ru - «Бесплатная электронная библиотека - различные публикации»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.