Ответы на экзамен / шпоры биология.doc

Билет № 1

1.  Клеточная теория, история и современное состояние, ее назначение для биологии и медицины. Прокариотические и эукариотические клетки.

2.  Первый и второй законы Менделя. Закон «чистоты гамет». Менделирующие признаки человека. Примеры. Аутосомно-доминантный и аутосомно-рецессивный типы наследования.

3.  Саркодовые — на примере дизентерийной амебы. Морфология, цикл развития, лабораторная диагностика, профилактика.

Ответы:

1. Важнейшим научным доказательством единства всего живого послужила клеточная теория Т. Шванна и М. Шлейдена (1839).

Основные положения:

1.     Клетка является общим структурным элементом животных и растений. Этот элемент — единица строения организмов.

2.     Существует универсальный путь развития всех организмов, он заключается в клеткообразовании. Принципы клеткообразования являются основой клеточной теории.

3.     Клетки растений и животных гомологичны по своему строения и происхождению.

4.     Клетки являются неким индивидуумом, элементарной биологической единицей.

Современное состояние клеточной теории:

1.     Клетка — элементарная единица всех существующих биосистем.

2.     Клетки возникают из клеток путем митоза, т. о. митоз есть универсальный способ клеткообразования у всех организмов на земле.

3.     Все клетки у всех имеющихся в природе организмов являются гомологичными образованиями, т. к. для них характерен единый план строения и путь образования.

4.     Важным доказательством гомологичности клеток является принципиальное сходство в них метаболических, энергетических процессов, а также информационной взаимодействие, в частности и генетического кода. Генетический код универсален.

5.     Клетка является важным этапом в развитии биологических систем из небиологических компонентов, от неживого к живому.

6.     Клетки обладают важным свойством — способностью к многоклеточности, что служит основой для возникновения организменного уровня организации.

7.     В процессе фило- и онтогенеза клетки гомологичны, но постепенно перестают быть аналогичными, следствием чего является дифференциация и специализация клеток.

8.     Дифференциация и специализация клеточных структур это один из основных механизмов индивидуального развития биосистем, в т. ч. организма.

9.     Несмотря на дифференциацию и специализацию клеток многоклеточный организм представляет собой сложноорганизованную интегрированную систему, состоящую из функционирующих и взаимодействующих между собой клеток.

10.   Организм не представляет собой простую сумму клеток, а их единство в целом. Свойства организма не объясняются свойствами составляющих его клеток.

11.   В жизнедеятельности клеток принимают участие ядро и цитоплазма. Но в жизни клеток очень важная роль принадлежит компартментации ее содержимого.

12.   Разнокачественные клетки в организме образуют структурно-функциональные единицы органов и тканей, выполняющих органные и тканевые функции.

13.   В генетическом аппарате клетки находятся единицы наследственности (гены).

14.   Существование в природе вирусов подтверждают универсальность клеточного строения организма, т. к. вирусы неспособны к самостоятельному функционированию, они ведут паразитический образ жизни.

15.   Изучение общей ультраструктурной организации клеток и ее процессов, а также закономерностей клеткообразования, взаимодействия между клетками, клеточного гомеостаза существенно укрепило значение клеточной теории.

Выделяют прокариотический и эукариотический типы клеточной организации.

Клеткам прокариотического типа свойственны малые размеры, отсутствие обособленного ядра, так что генетический материал в виде ДНК не отграничен от цитоплазмы оболочкой. Генетический аппарат представлен ДНК единственной кольцевой хромосомы, которая лишена основных белков — гистонов (гистоны являются белками клеточных ядер). Различия прокариотических и эукариотических клеток по на­личию гистонов указывают на разные механизмы регуляции функ­ции генетического материала. В прокариотических клетках отсут­ствует клеточный центр. Время, необходимое для образования двух дочерних клеток из материнской (время генера­ции), сравнительно мало и исчисляется десятками минут. К прокариотическому типу клеток относятся бактерии и синезеленые во­доросли.

Эукариотический тип клеточной организации представлен двумя подтипами. Особенностью организмов простейших являет­ся то, что они (исключая колониальные формы) соответствуют в структурном отношении уровню одной клетки, а в физиологическом — пол­ноценной особи. В традиционном изложении клетку растительного или животного организма описывают как объект, отграниченный оболочкой, в котором выделяют ядро и цитоплазму.

2. Закон единообразия гибридов первого поколения. При моногибридном скрещивании у гибридов первого поколения проявляются только доминантные признаки.

Закон расщепления. При самоопылении гибридов первого поколения в потомстве происходит расщепление по фенотипу в соотношении 3:1, с образованием двух фенотипических групп (доминантной и рецессивной), расщепление по генотипу 1:2:1.

Закон «чистоты гамет». При образовании половых клеток в каждую гамету попадает только один ген из аллельной пары. Чистота гамет обеспечивается независимым расхождением хромосом в делении мейоза.

Ввиду того, что развитие признака у особи зависит в первую очередь от взаимодействия аллельных генов, разные его варианты, определяемые разными аллелями соответствующего гена, могут наследоваться по аутосомно-доминантному или аутосомно-рецессивному типу, если имеет место доминирование. При доминировании признака потомки от скрещивания двух гомозиготных родителей, различающихся по доминантному и рецессивному вариантам данного признака, одинаковы и похожи на одного из них — закон единообразия F1. Расщепление по фенотипу в F2 в отношении 3:1 в действительности имеет место лишь при доминировании одного аллеля над другим, когда гетерозиготы фенотипически сходны с доминантными гомозиготами — закон расщепления в F2.

Наследование рецессивного варианта признака характеризуется тем что он не проявляется у гибридов F1, а в F₂ проявляется у четверти потомков.

3. Дизентерийная амеба Entamoeba histolytica (кл. Саркодовые) - возбудитель амебиаза. Амебиаз встречается повсеместно, но чаще в зонах с влажным жарким климатом. Мелкая вегетативная форма обитает в просвете кишки. Размеры ее 8—20 мкм. Крупная вегетативная форма также обитает в просвете кишки в гнойном содержимом язв кишечной стенки. Ее размеры — до 45 мкм. Цитоплазма четко разделена на прозрачную, стекловидную эктоплазму и зернистую эндоплазму. В ней расположены ядро с характерной темно окрашенной кариосомой и эритроциты, кото­рыми она питается. В глубине пораженных тканей располагается тканевая форма. Она мельче крупной вегетативной формы и не имеет в цитоплазме эритроцитов. Цисты обнаружива­ются в фекалиях хронически больных и паразитоносителей, у которых заболевание проходит бессимптомно. Цисты имеют округ­лую форму диаметром 8—15 мкм и от одного до четырех ядер в виде колечек.

При амебиазе возможно образование абсцессов в печени, легких и других органах. В остром периоде заболевания у больного в фекалиях обнаружива­ются не только цисты, но и трофозоиты. Возможно хроническое цистоносительство.

Диагноз ставится на основе обнаружения в фекалиях трофозоитов с заглоченными эритроцитами. Больной проходит обследование на реакцию Вассермана, кровь на сифилис, ВИЧ, гепатит, мазок из зева на стрептококк, дифтерию, кал на цисты простейших, яйца гельминтов, трихомонады, гонорею, флюорография, дерматолог (вшивость, чесотка, блошивость).

Профилактика: личная — соблюдение правил гигиены питания, общественная — санитарное благоустройство туалетов, предприятий общественного питания.

Билет № 2

1.         Клетка — основная форма организации живой материи. Основные компоненты эукариотической клетки: наружная мембрана, цитоплазма, ядро, органоиды включения.

2.         Аллельные гены. Примеры. Механизм возникновения.

3.         Биология развития. Жизненный цикл развития как отражение их эволюции. Онтогенез и его периодизация.

Ответы:

1. Клетка — элементарная структурная и функциональная единица растительных и животных организмов, способная к самовоспроизведению и развитию. В традиционном изложении клетку растительного или животного организма описывают как объект, отграниченный оболочкой, в котором выделяют ядро и цитоплазму.

Основные компоненты эукариотической клетки:

Наружная мембрана. Клетки многоклеточных организмов, как животных, так и рас­тительных, обособлены от своего окружения оболочкой. Клеточная оболочка, или плазмалемма, животных клеток образована мембра­ной, покрытой снаружи слоем гликокаликса толщиной 10—20 нм. Плазмалемма выполняет отграничивающую, барьерную и транс­портную функции. Благодаря свойству избирательной проницаемо­сти она регулирует химический состав внутренней среды клетки. В плазмалемме размещены молекулы рецепторов, которые избира­тельно распознают определенные биологически активные вещества (гормоны). Наличие в обо­лочке рецепторов дает клеткам возможность воспринимать сигналы извне, чтобы целесообразно реагировать на изменения в окружаю­щей их среде или состоянии организма.

Цитоплазма. В цитоплазме различают основное вещество (матрикс, гиалоплазма), включения и органеллы. Основное вещество цитоплазмы заполняет пространство между плазмалеммой, ядерной оболочкой и другими внутриклеточными структурами. Оно образует истинную внутрен­нюю среду клетки, которая объединяет все внутриклеточные струк­туры и обеспечивает взаимодействие их друг с другом.

Органеллы — это постоянные структуры цитоплазмы, выполняющие в клетке жизненно важные функции. Выделяют органеллы общего значения и специальные. Последние в значительном количестве присутствуют в клетках, специализированных к выполнению определенной функции, но в незначительном количестве могут встречаться и в других типах клеток (микроворсинки, реснички, синаптические пузырьки).

К органеллам общего значения относят элементы канальцевой и вакуолярной системы в виде шероховатой и гладкой цитоплазматической сети, пластинчатый комплекс, митохондрии, рибосомы и полисомы, лизосомы, пероксисомы, микрофибриллы и микротру­бочки, центриоли клеточного центра. В растительных клетках вы­деляют также хлоропласты, в которых происходит фотосинтез.

Включениями называют относительно непостоянные компоненты цитоплазмы, которые служат запасными питательными веществами (жир, гликоген), продуктами, подлежащими выведению из клетки (гранулы секрета), балластными веществами (некоторые пигменты).

Ядро. Клеточное ядро состоит из оболочки, ядерного сока, ядрышка и хроматина. Функциональ­ная роль ядерной оболочки заключается в обособлении генетического материала (хромосом) эукариотической клетки от цитоплазмы с присущими ей многочисленными метаболическими реакциями, а также регуляции двусторонних взаимодействий ядра и цитоплазмы.

Основу ядерного сока, или матрикса, составляют белки. Ядерный сок образует внутреннюю среду ядра, в связи с чем он играет важную роль в обеспечении нормального функционирования генетического материала. В составе ядерного сока присутствуют нитчатые, или фибршиярные, белки, что указывает на выполнение ими опорной функции.

Ядрышко представляет собой структуру, в которой происходит образование и созревание рибосомалъных РНК (рРНК).

Хроматин является интерфазной формой существования хромо­сом клетки.

2. Изменения нуклеотидных последовательно­стей приводят к тому, что один и тот же ген может существовать в нескольких вариантах, различающихся по содержащейся в них биологической информации. Конкретную форму существования гена, определяющую возможность развития конкретного варианта данного признака, называют аллелем. Аллели гена располагаются в одном и том же участке — локусе — определенной хромосомы, которая в норме может одновременно содержать лишь один из серии аллелей. Это делает аллели альтернативными (взаимоисключающи­ми) вариантами существования гена. Изменения химической структуры могут возникать в различных участках гена. Гены расположенные в одних и тех же локусах гомологичных хромосом и контролирующие развитие одного признака называются аллельными генами.

3. Биология развития изучает способы генетического контроля индивидуального развития и особенности реализации генетической программы в фенотип в зависимости от условий. Под условиями понимают различные внутриуровневые и межуровневые процессы и взаимодействия: внутриклеточные, межклеточные, тканевые, внутриорганные, организменные, популяционные, экологические. Биология развития стремится выяснить степень и конкретные пути контроля со стороны генома и одновременно уровень автономности различных процессов в ходе онтогенеза.

Исследователи начала XIX в. впервые стали обращать внимание на сходство стадий развития эмбрионов высших животных со ступенями усложнения организации, ведущими от низкоорганизованных форм к прогрессивным.

Развитие эволюционной идеи в последующем позволило объяснить сходство ранних зародышей их историческим родством, а приобретение ими все более частных черт с постепенным обособлением друг от друга — действительным обособлением соответствующих классов, отрядов, семейств, родов и видов в процессе эволюции.

Онтогенез, или индивидуальное развитие организма, осуществляется на основе наследственной программы, получаемой через вступившие в оплодотворение половые клетки родителей. В ходе реализации наследственной информации в процессе онтогенеза у организма формируются видовые и индивидуальные морфологические физиологические и биохимические свойства — фенотип.

Важнейшим событием онтогенеза является возможность осуществления полового размно­жения. Онтогенез можно разделить на три периода: дорепродуктивный, репродук­тивный и пострепродуктивный. В дорепродуктивном периоде особь не способна к размножению. В этом периоде происходят наиболее выраженные структурные и функциональные преобразования, реализуется основная часть наследственной ин­формации, организм обладает высокой чувствительностью ко все­возможным воздействиям.

В репродуктивном периоде особь осуществляет функцию поло­вого размножения, отличается наиболее стабильным функциони­рованием органов и систем, а также относительной устойчивостью к воздействиям.

Пострепродуктивный период связан со старением организма и характеризуется ослаблением или полным прекраще­нием участия в размножении.

Дорепродуктивный период подразделяется на 4 периода: эмбриональный, личиночный, метаморфоз и ювенильный. Эмбриональный, или зародышевый, период онтогенеза начина­ется с момента оплодотворения и продолжается до выхода зародыша из яйцевых оболочек. Эмбриональный период отличается выражен­ностью процессов преобразования зиготы в организм, способный к более или менее самостоятельному существованию. Личиночный период в типичном варианте наблюдается в разви­тии тех позвоночных, зародыши которых выходят из яйцевых оболочек и начинают вести самостоятельный образ жизни, не достигнув дефинитивных (зрелых) черт организации. Метаморфоз состоит в превращении личинки в ювенильную форму. В процессе метаморфоза происходят такие важные морфо-генетические преобразования, как частичное разрушение, пере­стройка и новообразование органов. Ювенильный период начинается с момента завершения метамор­фоза и заканчивается половым созреванием и началом размноже­ния.

Билет № 3

1.         Хромосомы — структурные компоненты ядра. Строение, состав, функции. Понятие о кариотипе.

2.         Закон Моргана. Хромосомная теория наследственности. Сцепленное с полом наследование.

3.         Основные положения эволюционной теории Ч. Дарвина.

Ответы:

1. Термин хромосома был предложен в 1888г. немецким морфологом В.Вальдейром. Работы Д Моргана и его сотрудников установили линейность расположения генов по длине хромосомы.

Согласно хромосомной теории наследственности, совокупность генов, входящих в состав одной хромосомы, образует группу сцепления.

Хромосомы состоят в основном из ДНК и белков, которые образуют нуклеопротеиновый комплекс. Белки составляют значительную часть вещества хромосом. На их долю приходится около 65 % массы этих структур. Все хромосомные белки разделяются на две группы: гистоны и негистоновые белки. РНК хромосом представлена в основном продуктами транскрипции, еще не покинувшим место синтеза.

Регуляторная роль компонентов хромосом заключается в «запрещении» или «разрешении» считывания информации с молекулы ДНК.

В первой половине митоза хромосомы состоят из двух хроматид. соединенных между собой в области первичной перетяжки (центромеры) особым образом организованного участка хромосомы, общего для обеих сестринских хроматид. Во второй половине митоза происходит отделение хроматид друг от друга. Из них образуются однонитчатые дочерние хромосомы, распределяющиеся между дочерними клетками.

Кариотип — диплоидный набор хромосом, свойственный соматическим клеткам организмов данного вида, являющийся видоспецефическим признаком и характеризующийся определённым числом и строением хромосом. Если число хромосом в гаплоидном наборе половых клеток обозначить п, то общая формула кариотипа будет выглядеть как 2п, где число п различно для разных видов.

2. Закон Моргана. Сцепленные гены, локализованные в одной хромосоме наследуются совместно.

Сцепленное наследование может быть нарушено в процессе кроссинговера, что приводит к появлению особей с новой комбинацией признаков. Число рекомбинантных особей зависит от расстояния между генами. Этот закон действует в том случае, когда аллельные гены, контролирующие разные признаки, располагаются в одной паре хромосом и образуют группу сцепления.

Хромосомная теория наследственности. Основные положения:

1. Гены находятся в хромосомах. Каждая хромосома представляет собой группу сцепления генов. Число групп сцепления равно гаплоидному набору хромосом.

2. Каждый ген в хромосоме занимает определенное место — локус. Гены в хромосомах расположены линейно.

3. Расстояние между генами в хромосоме прямопропорционально проценту кроссинговера между ними.

Сцепленное с полом наследование. Анализ наследования признака окраски глаз у дрозофилы в лаборатории Т. Моргана выявил некоторые особенности, заставившие выделить в качестве отдельного типа наследования признаков сцепленное с полом наследование. Зависимость результатов эксперимента от того, кто из родителей являлся носителем доминантного варианта признака, позволила высказать предложение , что ген определяющий окраску глаз у дрозофилы, расположен в Х-хромосоме и не имеет гомолога в Y-хромосоме. Все особенности сцепленного с полом наследования объясняются дозой соответствующих генов у представителя разного — гомо- и гетерогаметного пола.