МИНИСТЕРСТВО ЗА ОБРАЗОВАНИЕ И НАУКА

РУСКА ФЕДЕРАЦИЈА

СОЈУЗНИОТ ДРЖАВЕН БУЏЕТ ОБРАЗОВНА ИНСТИТУЦИЈА

ВИСОКО СТРУЧНО ОБРАЗОВАНИЕ

„ДРЖАВЕН УНИВЕРЗИТЕТ VYATSK“

Катедра за биологија

Одделот за микробиологија

И.В. ДАРМОВ

Општа биологија

Курс за предавање

Упатство

Одобрено од уредувачката и издавачката комисија на методолошкиот совет на Федералната државна буџетска образовна институција за високо професионално образование „Државен универзитет Вјатка“ како учебник за студенти од насоката 020400.62 „Биологија“ од сите профили за обука

Рецензенти:

Вонреден професор, Катедра за биотехнологија, Државен универзитет Вјатка,

Кандидат за биолошки науки О. Н. Шуплецова;

Главен истражувач на Истражувачкиот центар 33 Централен истражувачки институт на Министерството за одбрана на Руската Федерација, Киров, доктор по биолошки науки, професор В.Б. Калинински

Дармов, И.В.

UDC 573(07)

Учебникот е наменет за студенти од насоката 020400.62 „Биологија“ од сите профили за обука кои ја изучуваат дисциплината „Општа биологија“.

Оние. уредник Е.В. Кајгородцева

© Федерална државна буџетска образовна институција за високо професионално образование "VyatGU", 2014 година

1.Биологијата како наука. Својства на живите системи……………………………………4

2.Основи на цитологијата. Прокариоти……………………………………………………..17

3.Основи на цитологија. Еукариоти. Компоненти на мембраната……………….21

4.Основи на цитологијата. Еукариоти. Немембрански компоненти……………..29

5.Асексуална репродукција. Митоза………………………………………………………..34

6. Сексуална репродукција. Мејоза…………………………………………………43

7. Основни обрасци на наследноста………………………………54

8. Главни обрасци на варијабилност……………………………………64

9. Биолошка разновидност…………………………………………….79

Список на користени извори……………………………….…….105

Предавање бр.1

Тема на предавањето: Биологијата како наука . Својства на живите системи.

Преглед на предавање:

1. Биологијата како наука

2. Методи на биологија

3. Основни поими на биологијата

4. Нивоа на организација на живите суштества

5. Основни својства на живите системи

6. Современа дефиниција за жив организам и живот

1. Биологијата како наука

Биологија (грчки биос- живот, логоа- збор, доктрина) - збир на науки за животот, за живата природа. Предмет биологија - структура на живите организми, нивните функции, потекло, развој, односи со животната средина. Заедно со физиката, хемијата, астрономијата, геологијата итн. се однесува на природните науки.

Биологијата е една од најстарите науки, иако овој термин се појавил дури во 1797 година (нејзиниот автор бил германскиот професор по анатомија Т. Руз (1771-1803). Аристотел (384-322 п.н.е.) често се нарекува „Татко на биологијата“ припаѓа на првата класификација на животните.

Што се особеностибиологијата како наука?

1.1 Биологија тесно поврзани со филозофијата. Ова се должи на фактот дека од 3-те фундаментални проблеми на природните науки, 2 се предмет на биолошко истражување.

1. Проблемот со потеклото на Универзумот, просторот, природата воопшто (со него се занимаваат физиката и астрономијата).

2. Проблемот со потеклото на животот, т.е. живеење од нежив.

3. Проблемот на потеклото на Разумот и човекот како негов носител.

Решението на овие прашања е тесно поврзано со решението основно прашање на филозофијата: што е прво - материјата или свеста? Затоа, филозофските аспекти заземаат значајно место во биологијата.

1.2. Врската помеѓу биологијата и социјалните и етичките прашања.

Социјалниот дарвинизам, на пример, го пренесува концептот на „природна селекција“ во човечкото општество; разликите меѓу класите се објаснуваат со биолошки фактори.

Други примери: расизам, трансплантација на органи, стареење.

1.3. Длабоко специјализацијабиологија.

Како резултат на диференцијација на биологијата по предмет на проучувањесе појавија приватни биолошки науки: ботаника, зоологија, микробиологија (бактериологија, вирусологија, микологија итн.).

Друга поделба на биолошките науки е по нивоа на организација и својства на живата материја: генетика (наследност), цитологија (клеточно ниво), анатомија и физиологија (структура и функционирање на организмите), екологија (односи на организмите со животната средина) итн.

Како резултат интеграција со други науки настанале: биохемија, биофизика, радиобиологија, вселенска биологија итн.

Оние. биологијата е комплекс на науки, и општа биологија се занимава со проучување на најопштите закони за структурата, животната активност, развојот и потеклото на живите организми. Главното прашање на кое се обидува да одговори општа биологија, - што е животот?

1.4. Во моментов, биологија, додека преостанатите теоретска основа знаењето за живите суштества станува директно продуктивна сила , раѓа нови технологии: биотехнологија, генетско и клеточно инженерство итн.

Ќелија

Во овој дел, неопходно е да се дефинира концептот на „клетка“, имајте во предвид дека е откриена со помош на микроскоп, а подобрувањето на микроскопската технологија овозможи да се идентификува разновидноста на нивните форми, сложеноста на структурата на јадро, процес на клеточна делба итн. Наведете други методи за проучување на клетките: диференцирана центрифугирање, електронска микроскопија, авторрадиографија, фазна контрастна микроскопија, анализа на дифракција на Х-зраци; покажете на што се засновале овие методи и што е откриено со нивна помош.

Главниот структурен елемент на сите живи организми (растенија и животни) е клетката. Наведете од кого првпат е формулиран клеточна теорија, ја знаат нејзината позиција. Главните компоненти на клетката се: надворешниот клеточната мембрана, цитоплазма и јадро.

Дел биолошка мембранавклучува липиди кои ја формираат основата на мембраната и протеини со висока молекуларна тежина. Забележете го поларитетот на липидните молекули и каква положба можат да заземат протеините во однос на липидите. Современиот модел на биолошка мембрана го доби името „универзален модел на течност-мозаик“. Проширете го овој концепт. Означете ги деловите на мембраната: надмембранскиот комплекс, самата мембрана и субмембранскиот комплекс. Објаснете ги функциите на биолошката мембрана.

Една од важните функции на мембраната е транспортот на супстанции од клетка до клетка. Опишете ги видовите на транспорт на супстанции низ мембраната: пасивни и активни. Наведете дека пасивниот транспорт вклучува: осмоза, дифузија, филтрација. Дефинирајте ги овие концепти и наведете примери за физиолошки процеси во телото извршени со пасивен транспорт. Активниот транспорт вклучува: пренос на супстанции со учество на ензими-носители, јонски пумпи. Објаснете го механизмот користејќи го примерот на пумпата калиум-натриум. Има и активно зафаќање на супстанции од клеточната мембрана: фагоцитоза и пиноцитоза. Дефинирајте ги овие концепти и наведете примери. Наведете како активниот транспорт суштински се разликува од пасивниот транспорт.

ВО цитоплазматасе разликува хијалоплазмата или матрицата - ова е внатрешната средина на клетката. Забележете дека надворешниот слој на цитоплазмата, или ектоплазмата, има поголема густина и е лишен од гранули. Нагласете дека ектоплазмата се однесува како колоид, способен да премине од гел во солена состојба и назад. Објаснете ги овие термини. Наведете примери на процеси што се случуваат во матрицата. Содржи органели и подмножества. Знајте што се органели. Органелите се изолирани општо значењеи посебни. Првите вклучуваат: ендоплазматичен ретикулум; ламеларен комплекс, митохондрии, рибозоми, полизоми, лизозоми, клеточен центар, микротела, микротубули, микрофиламенти. Карактеризирај ја структурата и функциите на овие органели. Наведете примери на органели со посебна намена и наведете ги нивните функции. Дефинирајте го концептот на инклузии на клетки, наведете ги типовите на инклузии и наведете примери.

Јадро.Забележете ја главната функција на јадрото - складирање на наследни информации. Компонентите на јадрото се нуклеарната обвивка, нуклеоплазмата (нуклеарен сок), јадрото (едно или две), хроматинските купчиња (хромозоми). Нагласете ја важноста на нуклеарната мембрана на еукариотската клетка - одвојувањето на наследниот материјал (хромозоми) од цитоплазмата, во која се вршат различни метаболички реакции. Наведете од колку биолошки мембрани се состои нуклеарната обвивка и кои се неговите функции. Забележете дека основата на нуклеоплазмата се протеините, вклучувајќи ги и фибриларните. Содржи ензими неопходни за синтеза на нуклеински киселини и рибозоми. Јадрата се нестабилни структури на јадрото; тие исчезнуваат на почетокот на клеточната делба и повторно се појавуваат кон крајот. Наведете што е вклучено во јадрата и која е нивната функција.

Хромозоми.Наведете дека хромозомите се состојат од ДНК, која е опкружена со два вида протеини: хистон (основен) и нехистон (кисел). Забележете дека хромозомите можат да бидат во две структурни и функционални состојби: спирализирани и деспирализирани. Знајте која од овие две хромозомски состојби работи и што значи тоа. Наведете во кој период од животот на клетките хромозомите се спирализирани и јасно видливи под микроскоп. Знајте ја структурата на хромозомот, типовите на хромозоми кои се разликуваат по локацијата на примарното стегање.

Организмите на повеќето живи суштества имаат клеточна структура. Во процесот на еволуција органски светКлетката беше избрана како елементарен систем во кој може да се манифестираат сите закони на живите суштества. Организмите со клеточна структура се поделени на преднуклеарни, оние без типично јадро (или прокариоти) и оние со типично јадро (или еукариоти). Наведете кои организми се прокариоти, а кои еукариоти.

За да се разбере организацијата на биолошкиот систем, неопходно е да се знае молекуларниот состав на клетката. Врз основа на нивната содржина, елементите што ја сочинуваат клетката се поделени во три групи: макроелементи, микроелементи и ултрамикроелементи. Наведете примери за елементите што ја сочинуваат секоја група, карактеризирајте ја улогата на главните неоргански компоненти во животот на клетката. Хемиските компоненти на живите суштества се поделени на неоргански (вода, минерални соли) и органски (протеини, јаглени хидрати, липиди, нуклеински киселини). Со неколку исклучоци (емајл на коските и забите), водата е доминантна компонента на клетките. Знајте ги својствата на водата, во какви форми се наоѓа водата во ќелијата, карактеризирајте биолошко значењевода. Според содржината од органска материјаПротеините го заземаат првото место во клетката. Го карактеризира составот на протеините, просторна организацијапротеини (примарни, секундарни, терциерни, квартерна структура), улогата на протеините во телото. Јаглехидратите се поделени во 3 класи: моносахариди, дисахариди и полисахариди. Знајте го хемискиот состав и критериумите за класификација на јаглехидратите. Наведете примери за најважните претставници на класот и карактеризирајте ја нивната улога во животот на клетката. Липидите се карактеризираат со најголема хемиска разновидност. Терминот „липиди“ комбинира масти и супстанции слични на маснотии - липоиди. Масти- Ова естримасни киселини и кој било алкохол. Знајте го хемискиот состав на липидите и липоидите. Нагласете ги главните функции: трофички, енергетски, како и други функции што треба да се карактеризираат. Енергијата ослободена при разградувањето на органските материи не се користи веднаш за работа во клетките, туку прво се складира во форма на високо-енергетско средно соединение - аденозин трифосфат (ATP). Знајте го хемискиот состав на АТП. Објаснете што се соединенијата AMP и ADP. Објаснете го концептот на „макроергиска врска“. Наведете во кои процеси се формираат ADP и AMP, и како се формира ATP, која е енергетската вредност на овие процеси. Наведете примери за физиолошки процеси кои бараат големи количини на енергија.

Како што е познато, чуварот генетски информациисе хромозоми. Тие се состојат од нуклеинска киселина - ДНК и два вида протеини. Разговор за ДНК. Знајте го хемискиот состав на ДНК. Наведете кој е неговиот мономер - нуклеотид, наведете ги видовите на нуклеотиди. Карактеризирај го просторниот модел на ДНК, објасни ги концептите на комплементарност и антипаралелизам на синџирите на молекулата на ДНК. Опишете ги својствата и функциите на ДНК. Забележете дека нуклеинските киселини исто така вклучуваат три вида рибонуклеински киселини: i-RNA, r-RNA, t-RNA. Знајте го хемискиот состав на РНК. Наведете како РНК нуклеотидите се разликуваат од ДНК нуклеотидите. Објасни ги функциите на сите три вида рибонуклеински киселини.

К биолошки активни супстанцииво кафезот припаѓаат ензими. Тие катализираат хемиски реакции. Неопходно е да се задржиме на таквите својства на ензимите; како специфичност на дејството, активност само во одредена средина и на одредена температура, поголема ефикасност на дејство со мала содржина. Проширете ги овие одредби: и дајте примери. Во моментов, врз основа на нивната структура, ензимите се поделени во две главни групи: целосно протеински ензимии ензими, составени од два дела: апоензим и коензим. Објаснете ги овие концепти и наведете примери за коензими. Знајте што е тоа активен центарензим. Врз основа на видот на реакциите што ги катализираат, ензимите се поделени во 6 главни групи: оксиредуктази, трансферази, хидролази, лиази, изомерази и лигази. Објаснете го механизмот на дејство на овие ензими и наведете примери.

Сите хетеротрофни организми на крајот добиваат енергија како резултат на редокс реакции, т.е. оние во кои електроните се пренесуваат од донатори на електрони - редукциони агенси до акцептори на електрони - оксидирачки агенси. Според методот на дисимилација, организмите се делат на анаеробни и аеробни. Енергетскиот метаболизам кај аеробните организми се состои од три фази: подготвителен, кој се одвива во гастроинтестиналниот тракт или во клетката под дејство на ензимите на лизозомите; Без кислород (или анаеробен), кој се одвива во цитоплазматската матрица и кислород, кој се одвива во митохондриите. Наведете детален опис на сите стадиуми, наведете која е енергетската вредност на овие фази, кои се финалните производи на енергетскиот метаболизам кај аеробните организми. Со анаеробниот метод на дисимилација, нема кислородна фаза, и енергетскиот метаболизаммеѓу анаеробите се нарекува „ферментација“. Наведете ја прогресивната природа на дишењето во споредба со ферментацијата; кои се крајните производи на дисимилација при ферментација. Наведете примери на аеробни и анаеробни (задолжителни и факултативни) организми.

Животот на Земјата целосно зависи од фотосинтезата на растенијата, кои обезбедуваат органска материја и О 2 на сите организми. За време на фотосинтезата, светлосната енергија се претвора во енергија на хемиски врски. Дефинирајте го процесот на фотосинтеза, забележете го значењето на делата на К.А.Тимирјазев. Фотосинтезата се јавува само кај растенија кои имаат пластиди - хлоропласти. Ја познава структурата на хлоропластите, нивниот хемиски состав, ги дава физичките и хемиските карактеристики на хлорофилот и каротеноидите неопходни за процесот на фотосинтеза. Фотосинтезата има две фази: светло и темно. Карактеризирајте светла сцена, забележете ја важноста на фотолизата на водата и наведете ги резултатите од оваа фаза на фотосинтеза. Означете ја темната фаза, забележувајќи дека во неа, користејќи енергија и CO2, јаглехидратите, особено скробот, се синтетизираат како резултат на сложени реакции. Откријте ја важноста на фотосинтезата за земјоделството.

Пример за пластичен метаболизам кај хетеротрофните организми е биосинтеза на протеини. Сите главни процеси во телото се поврзани со протеини, а во секоја клетка постои постојана синтеза на протеини карактеристични за дадена клетка и неопходни во одреден период од животот на клетката. Информациите за протеинската молекула се шифрираат во молекула на ДНК користејќи тројки или кодогени. Дефинирајте ги концептите на тројка и генетски код. Откријте ги карактеристиките на генетскиот код - универзалност, тројност, линеарност, дегенерација или вишок, непреклопување. Постојат три фази во биосинтезата на протеините - транскрипција, пост-транскрипциони процеси и транслација. Одразете ја суштината, низата и локацијата на секоја фаза. За да знаете зошто, откако се формирале од едно оплодено јајце, клетките на повеќеклеточниот организам се разликуваат во составот на протеините и извршуваат различни функции. Откријте го механизмот на регулирање на генската активност за време на синтезата на поединечни протеини користејќи бактерии како пример (шема на Ф. Џејкоб и Ј. Монод). Дефинирајте го концептот на „оперон“, наведете ги неговите компоненти и нивните функции.

Репродукција на клетки

Карактеризирање на репродукција на клеточно нивобиолошка организација, треба да се забележи дека единствен начин за формирање на клетки е со делење на претходните. Овој процес е многу важен за телото. Постоењето на клетка од моментот кога ќе се појави како резултат на делба на матичната клетка до последователна поделба или смрт се нарекува животен (или клеточен) циклус. Неговата компонента е митотичниот циклус. Се состои од интерфаза и митоза. Објаснете го тоа интерфаза- Ова е најдолгиот дел од митотичниот циклус, во кој клетката се подготвува за делба. Се состои од три периоди (пред-синтетички, синтетички и постсинтетички). Означете ги периодите на интерфаза, забележувајќи во кој од нив се синтетизираат РНК, протеините, ДНК, АТП и органелите се дуплираат.

Митоза- индиректна клеточна делба. Се состои од 4 последователни фази: профаза, метафаза, анафаза и телофаза. Митозата се карактеризира со појава на хромозоми, вретена и формирање на ќерки клетки слични на мајката. Карактеризирајте ги фазите на митозата со редоследот на настаните што се случуваат во нив. Наведете ги механизмите кои обезбедуваат идентитет на хромозомите и постојаноста на нивниот број во ќерките клетки за време на митозата. Откријте ја биолошката суштина на митозата.

Друг начин - амитоза, или директна поделба. Се јавува без формирање на хромозоми и вретена. Наведете кои клетки се поделени со амитоза, нагласувајќи ја нејзината разлика од митозата.

Размножување и индивидуален развој на организмите

Дефинирај процес на репродукцијакако својство на организмите да остават потомство. Постојат две форми на репродукција на организми: асексуална и сексуална. Имајте на ум дека бесполовата репродукција се заснова на митоза, затоа организмите ќерки се точна копија на мајчиниот. Овој метод на репродукција се појави прво во процесот на еволуција. Опишете ги методите на бесполово размножување кај едноклеточни организми (митотична поделба, шизогонија, пупки, спори) и повеќеклеточни организми (вегетативна репродукција, т.е. со делови од телото или група соматски клетки). Наведи примери.

Сексуална репродукција- репродукција со помош на специјални гаметни клетки кои имаат хаплоиден сет на хромозоми и учествуваат во оплодувањето. Процесот на формирање на гамети се нарекува гаметогенеза. Таа е поделена на сперматогенеза и оогенеза. Сперматогенезаима 4 фази: репродукција, раст, созревање и формирање. ВО оогенеза 3 фази (без фаза на формирање). Опишете ја секоја фаза од гаметогенезата, означувајќи како се менува збирот на хромозоми и количината на ДНК во секој од нив. Забележете ја разликата помеѓу сперматогенезата и оогенезата.

Мејоза- Ова е метод на клеточна делба, како резултат на што бројот на хромозомите се преполовува. Тоа е централната врска на гаметогенезата, како резултат на која се формираат 4 хаплоидни клетки од секоја клетка со диплоиден сет на хромозоми. Мејозата се состои од две брзо последователни поделби, наречени прва и втора мејотска поделба, соодветно. Секоја од овие поделби има фази слични на митозата, но нивното поминување има свои карактеристики. Означете ги фазите на првата и втората поделба, забележувајќи ги нивните разлики и покажете како се менува множеството на хромозоми и количината на ДНК во секоја фаза. Објаснете зошто има кратка интерфаза помеѓу првата и втората поделба. Откријте го биолошкото значење на мејозата.

Во повеќето случаи, гаметите се различни: голема, неподвижна јајце клетка и мала, подвижна сперма. Гамети– високо диференцирани клетки прилагодени да вршат специфични функции. Карактеризирајте ја структурата на сперматозоидите и јајце клетките, нивните генетски карактеристики и функции.

Оплодувањее процес на спојување на женски и машки гамети што доведува до формирање на зигот. Оплодувањето повлекува активирање на јајце клетката и формирање на хаплоидното јадро на зиготот. Хаплоидните јадра носат генетски информации од два родителски организми (комбинирана форма на варијација). Кај животните, оплодувањето може да биде надворешно или внатрешно. Наведете примери и посочете ја суштината различни типовиоплодување. Се наоѓа во голем број на организми партеногенеза- вид на сексуална репродукција, кога развојот на поединецот се јавува од неоплодена јајце клетка. Наведете ги видовите на партеногенеза: природна (факултативна и облигатна) и вештачка.

Онтогенеза- индивидуален развој на телото, се состои од 3 периоди:

1. Прогенеза- созревање на гамети и нивно спојување до формирање на зигот.
2. Ембрионски период(или ембриогенеза) - од моментот на формирање на зигот до раѓање или ослободување на организмот од мембраните на јајцето. Фази на ембриогенеза: дробење, што резултира со формирање на бластула; гаструлација, при што се појавуваат герминативните слоеви (ектодерм, ендодерм и мезодерм); формирање на ткива и органи. Начинот на фрагментација на зиготот зависи од количината на жолчка и природата на нејзината дистрибуција во цитоплазмата на јајцето. Се прави разлика помеѓу целосно и нецелосно дробење. Целосното дробење може да биде еднолично и нерамномерно, а нецелосното дробење може да биде дискоидално и маргинално. Покажете какви видови јајца се карактеризираат со овој или оној тип на дробење. Процесот на гаструлација се изведува на различни начини и зависи од структурата на бластулата, т.е., во крајна линија, од количината на жолчка во јајцето. Гаструлацијата се карактеризира со движење и диференцијација на клетките, што резултира со формирање на ембрион со два или три слоја. Забележете во кои животни развојот завршува во фазата на два слоја на микроб: ектодерм и ендодерм, и кај кои животни и на кои начини се развива третиот (или среден) слој на зародиш - мезодерм. Наведете кои ткива и органи се формираат од слоевите на микроб. По завршувањето на гаструлацијата, се јавува развој на аксијалниот комплекс: нотокорд, неврална туба, мезодерм на багажникот; стадиум на неврула. Откријте ја низата на нивното формирање. Процесот на клеточна диференцијација се одредува со многу механизми, меѓу кои важна улога игра ембрионската индукција. Опишете експеримент со кој се докажува влијанието на нотохордот врз развојот на другите ткива
3. Постембрионски периодзапочнува по раѓањето или ослободувањето на организмот од мембраните на јајцето. Се прави разлика помеѓу директен развој, кој се јавува без ларвален стадиум, и индиректен развој, во кој постои ларвален стадиум кој завршува со трансформација (метаморфоза) во возрасен. Наведете примери за директен и индиректен постембрионски развој кај безрбетниците и 'рбетниците. Наведете биолошка улогаиндиректен развој.

Основи на генетиката

Дефинирај генетикакако наука за законите на наследноста и варијабилноста. Таа, како и секоја наука, има предмет на изучување, методи на изучување, задачи и цели. Предмет на проучување на генетиката се својствата на живите суштества: наследноста и варијабилноста.

Наследноста- способноста на родителите да ги пренесат своите својства и карактеристики на потомството. Обезбедува материјален и функционален континуитет меѓу генерациите. Благодарение на наследноста, својствата на поединечните организми и видот како целина се зачувани со генерации.

Постојат два вида наследност: нуклеарна (хромозомска) и екстрануклеарна (нехромозомска, цитоплазматска). Нуклеарна наследностопределена од гените на хромозомите и се протега на повеќето карактеристики и својства на организмот. Ненуклеарна наследностпредизвикани од гени на митохондриите, хлоропластите, кинетозомите, плазмидите, епизомите.

Варијабилност- способноста на организмите да ги менуваат своите својства и карактеристики. Формите на варијабилност се различни и зависат од многу причини. Наследноста се поправа кај потомците форми на варијабилност поврзани со наследниот материјал, т.е. е процес кој обезбедува зачувување не само на сличностите, туку и на разликите на организмите низ повеќе генерации.

Генетиката ја откри материјалната основа и улогата на наследноста и варијабилноста во еволутивниот процес.

Методи на проучување

Наведете дека моделите на наследноста и варијабилноста се изучуваат на различни предмети: нуклеински киселини, поединечни гени, хромозоми, органели, клетки, микроорганизми, организми на растенија, животни, луѓе и нивните популации.

Генетската анализа се врши со помош на следниве методи:

1. Хибридолошки - избор на родителски парови и анализа на манифестацијата на една или повеќе особини кај потомството.
2. Генеалошко - собирање и проучување на педигре, следење на особина низ голем број генерации.
3. Цитогенетски - проучување на кариотипот со помош на микроскопија.
4. Популација - одредување на фреквенцијата на поединечни гени и генотипови во популација, дешифрирање на генетската структура.
5. Мутација - идентификување на ефектот на мутација, проценка на мутагената опасност од поединечни фактори и животната средина.
6. Феногенетски - разјаснување на влијанието на надворешните фактори врз наследно утврдените карактеристики.

Наведете ги главните задачи на генетиката:

1. решавање на актуелните проблеми со кои се соочува човештвото во областите на обезбедување храна, енергија и суровини;
2. одржување на здравјето на луѓето;
3. заштита на животната средина и зачувување на интегритетот на биосферата.

Наследноста. Модерни идеи за структурата, својствата и функциите на генот.

Објаснете дека во моментов генот се смета како структурна и функционална единица на наследноста која го контролира развојот на одредена особина или својство. Генот е главната алка во збир на структури и процеси кои обезбедуваат појава на одреден производ (протеин или РНК) во клетката. Генот и цитоплазмата се во континуирано единство, бидејќи имплементацијата на информациите содржани во генот е можна само во цитоплазмата.

Наведете ги својствата на генот:

1. дискретност - одделно дејство на гените, контрола на различни особини од гени чии локуси на хромозомот не се совпаѓаат;
2. стабилност - зачувување во непроменета форма во текот на голем број генерации;
3. специфичност - контрола на одредена особина од даден ген;
4. плејотропија - способност на некои гени да го одредат развојот на неколку особини (Марфанов синдром);
5. алеличност - постоење на еден ген во неколку варијанти;
6. постепеност - дозирање на дејство, способност да се одреди развојот на знак на одредена сила (квантитативна граница); со зголемување на „дозите“ на алели се зголемува количеството на особината (боја на зрното кај пченицата, бојата на очите, кожата, косата кај луѓето, големината на кочанот, содржината на шеќер во кореновиот зеленчук итн.).

Треба да се напомене дека според функционалните и генетските карактеристики се разликуваат:

1. Структурните гени содржат информации за структурни, ензимски протеини, t-RNA и mRNA.
2. Модулаторните гени ја потиснуваат, ја подобруваат или намалуваат манифестацијата на оваа особина.
3. Регулаторните гени ја координираат активноста на структурните гени.

Објаснете дека функционалната активност на гените лежи во нивната способност за транскрипција, репликација, рекомбинација и мутација.

Транскрипција- препишување информации од ДНК со цел да се користат за синтеза на протеини. Единицата на транскрипција е транскриптон, вклучувајќи структурни и функционални гени.

Репликација- удвојување на молекулата на ДНК, што претходи на распределбата на наследниот материјал помеѓу ќерките клетки. Единицата за репликација е реплика- фрагмент на ДНК кој се состои од 100-200 нуклеотиди.

Рекомбинација- размената на пресеци помеѓу хомологните хромозоми е еден од механизмите на наследна варијабилност. Единицата за рекомбинација е рекон(2 нуклеотиди).

Мутација- промената во структурата на генот е уште еден механизам на наследна варијабилност, создавајќи огромен материјал за селекција. Единицата на мутација е Мутон(1-2 нуклеотиди).

Основни концепти на генетиката

Дефинирајте ги следните концепти:

Кариотип- специфичен сет на хромозоми својствени за организми од еден вид. Се карактеризира со:

1. постојаност на бројот на хромозоми;
2. индивидуалност на хромозомите;
3. спарување на хромозомите;
4. континуитет на хромозомите.

Алелни гени (алели)- различни варијанти на даден ген, малку различни во нуклеотидната секвенца.

Повеќекратен алелизам- постоење на повеќе од два алели на даден ген во популација. Пример се трите алели I0, IA, IB, одговорни за формирање на антигени протеини во еритроцитите, кои одредуваат дали лицето припаѓа на одредена крвна група (во системот ABO).

Алтернативни знаци- меѓусебно исклучувачки знаци кои не можат да бидат присутни во телото во исто време. Нивниот развој го одредуваат алелните гени.

Хомозиготен организам- организам во кој алелните гени подеднакво влијаат на развојот на дадена особина. Хетерозиготен организам- организам во кој алелните гени имаат различни ефекти врз развојот на дадена особина.

Доминантен ген (алел)го контролира развојот на особина која се манифестира во хетерозиготен (хибриден) организам. Рецесивен генконтролира особина чиј развој е потиснат од доминантните алели. Оваа особина може да се појави само во организам хомозиготен за овој алел.

Генотип- збир на гени, наследни склоности на даден организам. Генотипот се подразбира како збир на алели во диплоиден сет на хромозоми. Нивната севкупност во хаплоидниот сет на хромозоми се нарекува геном.

Фенотип- збир на внатрешни и надворешни карактеристики на организмот, манифестација на генотип во специфични услови на животната средина. Фенотипски карактеристики се сите манифестации на генот: биохемиски, имунолошки, морфолошки, физиолошки, бихејвиорални итн.

Генска интеракција

Кога го разгледувате генотипот, означете дека овој сет е систем на гени кои комуницираат.

Интеракцијата се јавува помеѓу алелни и не-алелни гени локализирани на исти и различни хромозоми.

Генскиот систем формира урамнотежена генотипска средина која влијае на функцијата и експресијата на секој ген. Како резултат на тоа, се формира одреден фенотип на организмот, чиишто знаци се строго координирани во времето, местото и видот на манифестацијата.

Интеракцијата на алелните гени се изразува:

1. целосна доминација, во која манифестацијата на рецесивниот алел е целосно потисната од дејството на доминантниот ген;
2. нецелосна доминација, во која двата алели се манифестираат во особина, а средна особина се појавува кај хибридите;
3. кодоминација - манифестација на двата алелни гени во фенотипот и развој на две особини;
4. прекумерната доминација е манифестација на посилна (изразена) особина кај хибридите (хетерозиготи) во споредба со нејзината манифестација кај хомозиготите за доминантни алели.

Интеракција на неалелни гени.

Голема група на интеракции помеѓу не-алелните гени се состои од модулирање на функциите на другите не-алелни гени од страна на некои гени. Ова вклучува:

Епистаза- супресија на еден ген од друг не-алеличен. Во случај на доминантна епистаза, доминантниот ген има супресивно дејство. Пример за доминантна епистаза е наследувањето на бојата на пердувите кај кокошките. Кокошките кои имаат гени во боја, но содржат доминантни супресорни гени во нивниот генотип кои го потиснуваат ефектот на гените за боја, се покажаа како необоени.

Комплементарност- меѓусебно надополнување со гени во интеракција. Со интеракција, не-алелните гени се надополнуваат едни со други на таков начин што нивното заедничко дејство доведува до појава на нова особина која не се појавува доколку гените дејствуваат одделно еден од друг. Пример е наследството на формите на чешел кај кокошките. Со вкрстување на кокошките со чешел во облик на роза (генотипови A-bb) со кокошки со чешел во облик на грашок (генотипови aaB-), целата генерација завршува со целосно нов чешел во форма на орев (генотипови A-B-).

Полимеризам- контрола на една особина од неколку доминантни алели. Секоја „доза“ на алел на ген дава еднаков придонес во развојот на особината.

Карактеристиките контролирани од таквите гени секогаш имаат квантитативна карактеристика и тоа зависи од „дозите“ на доминантните алели присутни во генотипот.

Наследството на полимер е карактеристично за човечката висина, фигура, телесна тежина и кадрава коса.

Хибридолошки метод на проучување на наследноста

Забележете дека овој метод е централен метод на генетска анализа. Таа е развиена од Г. Мендел и се состои од вкрстени организми кои се разликуваат едни од други по една или повеќе карактеристики.

Наведете ги барањата на Мендел за употреба на овој метод:

1. разлики во родителските форми врз основа на контрастни карактеристики;
2. јасност и стабилност на анализираните карактеристики;
3. нормална одржливост и плодност на потомството;
4. големиот број на генерации и можноста квантитативно да се земе предвид особината во експериментот;
5. употребата на чисти (хомозиготни) форми во кои анализираната особина постојано се следи со генерации.

Треба да се нагласи дека употребата на хибридолошкиот метод му овозможи на Г. Мендел да дојде до следните заклучоци:

1. поврзаност на особина со наследен фактор;
2. материјалност, дискретност, стабилност на наследните фактори;
3. специфичност на наследните фактори - контрола на одредени карактеристики;
4. спарување на наследни фактори;
5. за нивното пренесување преку гамети и обновување на спарувањето за време на оплодувањето;
6. за две спротивставени состојби на наследните фактори: доминантна и рецесивна.

Треба да се напомене дека со помош на хибридолошката метода, Г. Мендел ги воспоставил моделите на наследни особини:

1. униформност во првата генерација;
2. разделување на ликовите на алтернативни варијанти меѓу поединци од втората генерација;
3. независна комбинација на родителски особини кај потомството.

Законите за наследување воспоставени од Мендел. Монохибриден премин. Закон за униформност од првата генерација.

Објаснете дека Мендел спроведе студија за 22 сорти на грашок, избирајќи 7 пара контрастни особини за анализа. Ова растение ги исполни сите барања потребни за експериментот:

1. присуство на јасно дефинирани контрастни карактеристики кои биле наследени и манифестирани со генерации;
2. само-опрашување, што овозможи да се проучуваат чисти (хомозиготни) растенија во експерименти;
3. добивање на бројни потомци (карактеристиките беа земени предвид квантитативно, резултатите од експериментите беа подложени на математичка обработка)
4. доволна виталност и плодност.

Г. Мендел вкрсти две сорти на грашок кои се разликуваа една од друга во еден пар контрастни карактеристики - бојата на семињата. Првата сорта имаше жолти семиња, втората - зелена. Двете сорти беа чисти, т.е. упорно ја задржувале својата карактеристика со генерации за време на претходните премини.

Се покажа дека целата прва генерација има жолти семиња. Мендел именуван жолтадоминантен - доминантен, a. зелената е рецесивна - исчезнува. Тој воведе и симболично означување на знаци и запишување на резултатите:

А - жолта боја на семето; а - зелена;

P - родителски организми; G - гамети;

x - вкрстување на родителски форми;

F 1.2.3... - генерации од вкрстување.

Од овој симболичен запис е јасно дека пред да процветаат семките, сите растенија се покажале исти со доминантна особина; според генотипот, сите хибриди биле хетерозиготни.

Мендел ги нарече набљудуваните резултати правило на доминација. Подоцна правилото го доби името Менделовиот 1 закон - законот за униформност на првата генерација:

Кога се вкрстуваат организми кои се разликуваат во еден пар на контрастни карактеристики, првата генерација е униформа по фенотип и генотип. Според фенотипот, целата генерација се карактеризира со доминантна карактеристика, според генотипот, целата генерација е хибридна (хетерозиготна).

Законот за карактеристики на разделување кај хибридите од втората генерација.

Кажете ни дека Мендел одгледувал грашок од хибридни семиња F 1. го вкрстиле со самоопрашување и добиле F 2 растенија со жолти и зелени семиња. Мендел оваа појава ја нарече поделба на карактери. Набљудуваниот феномен беше изразен со сооднос 3:1 (75% од растенијата имале доминантна карактеристика, 25% имале рецесивна карактеристика).

Врз основа на добиените резултати, Мендел го формулирал вториот закон за сегрегација: Кај потомците што произлегуваат од вкрстувањето на хибридите од првата генерација, се забележува сегрегација на знаци во сооднос 3:1. Една четвртина од генерацијата има рецесивна карактеристика, три четвртини - доминантна.

Дознавајќи ја причината за ова разделување, Мендел открил дека надворешно сличните поединци се разликуваат по наследни својства (генотип). 1/3 од растенијата со доминантна особина не се разделиле во понатамошните генерации. Мендел ги нарече хомозиготни - подеднакво наследни (АА). 2/3 од растенијата со доминантни особини го дале истото разделување на карактерите како нивните родители, во сооднос 3: 1. Мендел различно ги нарекол наследни хетерозиготни (Аа). Растенијата со рецесивни особини (аа) исто така не произвеле разделување на карактерот, т.е. биле хомозиготни.

Овие експерименти покажаа дека набљудуваното расцепување по фенотип е придружено со расцепување по генотип во сооднос 1:2:1

P(F 1) Aa x Aa

G       А; и       А; А

F 2       АА; Аа; Аа; ах,

каде што еден дел (25%) е генерацијата АА,

два дела (50%) - генерација Аа,

еден дел (25%) е генерација аа.

Закон (хипотеза) за „чистота“ на гамети.

При карактеризирањето на овој закон, пред сè мора да се каже дека анализата на карактеристиките на растенијата од првата и втората генерација му овозможи на Мендел да утврди дека рецесивен наследен фактор што не се појавил во F 1 не исчезнува и не се меша со доминантниот. Во F 2, двата наследни фактори се појавуваат во нивната чиста форма. И ова е можно само ако хибридите F 1 формираат не хибридни, туку „чисти“ гамети, од кои некои носат доминантен наследен фактор, додека други носат рецесивен.

Ова немешање на алтернативни наследни фактори во гаметите од хибридната генерација се нарекува хипотеза за „чистота“ на гамети.

Хипотезата за „чистотата“ на гаметите беше цитолошката основа на Менделовите 1 и 2 закони. Таа го објасни забележаното расцепување по фенотип и генотип и покажа дека тоа е од веројатно-статистичка природа и се објаснува со еднаквата веројатност за формирање на различни класи на гамети кај F1 хибридите и еднаквата веројатност за нивна појава во F2.

Во моментов, оваа хипотеза доби целосна цитолошка потврда. За време на процесот на созревање, гаметите се подложени на мејоза, како резултат на што секоја гамета добива хаплоиден сет на хромозоми, а со тоа и еден сет на алелни гени.

Анализирање на премин.

Покажете дека е развиен од Мендел, кој утврдил дека надворешно идентичните организми може да се разликуваат во наследните фактори.За да се утврдат фенотипски идентични форми, тие се вкрстуваат со организми хомозиготни за рецесивни гени, т.е. кои имаат рецесивна карактеристика.

Ако, како резултат на анализа на вкрстување, целата генерација се покаже дека е униформа и слична на организмот чиј генотип се анализира, таа е хомозиготна.

Ако, како резултат на анализирачки вкрстување, се забележува поделба 1:1 во една генерација, тогаш генотипот на наследниот организам е хетерозиготен.

F 1 Aa; аа 1:1

Во овој случај, генерацијата, во однос на генотипот и фенотипот, се чини дека се враќа во родителските форми, поради што Мендел таквото анализирачко вкрстување го нарече повратно.

Тестното вкрстување е широко користено во изборот на животни и растенија, и во експерименталната биологија за составување генетски карти на хромозоми.

Дихибриден премин. Законот за независна комбинација на особини во втората генерација.Забележете дека крстот во кој се анализира наследството на два пара особини се нарекува дихибриден.

За вкрстување, Мендел избра две карактеристики: бојата на семките и нивната форма. Родителските форми се разликуваа во два пара контрастни знаци и беа „чисти“ (хомозиготни).

Првата сорта имаше жолти и мазни семиња, втората - зелена и збрчкана. Се покажа дека целата прва генерација има жолти и мазни семиња. Доминираа жолтата боја и мазната форма, што може да се види од симболичката нотација:

А - жолта боја на семиња,

а - зелена,

Б - мазна форма,

в - збрчкана.

P     AABB     x     AABB

G       AB                  av

F 1       AaBv   100% (жолта мазна по фенотип, дихетерозиготна по генотип).

Правилото на доминација се манифестираше во наследување на две особини истовремено. Вкрстувањето на хибридите од првата генерација резултираше со појава на растенија со различни комбинации на особини.

Карактеристиките на родителите биле наследени независно и различно се комбинирале кај потомството. Фенотипската поделба беше 9:3:3:1. 9 дела ги имале двете доминантни особини, 3 дела ја имале првата доминантна, втората рецесивно, 3 дела ја имале првата рецесивна, втората доминантна, 1 дел ги имале двете рецесивни особини.

Покажете дека комбинациите на особини забележани во втората генерација се резултат на случаен состанок на гамети за време на оплодувањето. За симболичната слика на втората генерација, се користи мрежата Punnett.

Гамети	АБ	Ав	aB	аф
АБ	AABB ж.г.	AAVv ж.г.	АаББ ж.г.	AaVv ж.г.
Ав	AAVv ж.г.	AAbb ф.м.	AaVv ж.г.	Аууу ф.м.
aB	АаББ ж.г.	AaVv ж.г.	aaBB з.г.	aaVv з.г.
аф	AaVv ж.г.	Аууу ф.м.	aaVv з.г.	аууу з.м.

и. - жолта; е. - мазна; ч. - зелена; м - збрчкана.

Од ова може да се види дека генотиповите на 9 делови од растенија со жолти и мазни семиња можат да бидат: AABB, AaBB, AaBB, AABv (A-B-):

3 делови од растенија со жолти и збрчкани семиња - AAbb, Aavv (A-bb);

3 делови од растение со зелени и мазни семиња - aaBB, aaBB (aaB-);

1 дел од растенија со зелени и збрчкани семиња - аавв.

Врз основа на набљудувањата, беше формулиран законот за независна комбинација - третиот закон на Мендел: При вкрстување на хомозиготни организми кои се разликуваат едни од други во два или повеќе пара алтернативни особини, гените и нивните соодветни особини се наследуваат независно еден од друг и се комбинираат во сите можни комбинации.

Секој пар на знаци, разгледан одделно, беше поделен во сооднос 3:1; односот на жолти и зелени семиња беше 12:4 = 3:1. Односот на мазни и збрчкани семиња беше ист 12:4 = 3:1.

Менделовите закони се користат за анализа на посложени особини кога родителите се разликуваат во три или повеќе пара особини. Во овој случај, гаметите ќе формираат класи според формулата 2n, каде што n е степенот на хибридност на организмот, а фенотипската поделба се заснова на монохибридно разделување (3:1)n, каде што n е бројот на парови на анализирани гени. Кај хетерозиготите, секој ген го удвојува бројот на класи на гамети и тројно го зголемува бројот на класи на генотипови. Индивидуална хетерозиготна за n парови гени произведува 2n типа гамети и Zn различни генотипови.

Забележете дека законот за независна комбинација на карактеристики е задоволен под следниве услови:

1. локализација на гените во различни парови на хомологни хромозоми;
2. отсуство на сите видови на интеракција помеѓу алелни и неалелни гени, освен за целосна доминација;
3. еднаква селективна вредност (преживување) на сите генотипови;
4. недостаток на плеиотропно дејство на гените.

Поврзување на гените. Премин преку. Моргановата теорија на хромозомите.

Посочете дека во 1906 година, В. Бејтсон и Р. Пунет, проучувајќи го наследството на два пара алелни гени во слаткиот грашок, откриле сегрегација што се разликувала од односите што ги воспоставил Мендел.

При вкрстување на хомозиготни растенија кои се разликуваат во два пара контрастни знаци AABB x aabb, тие очекуваа формирање на 4 фенотипски класи во F 2 во сооднос 9: 3: 3: 1. Наместо тоа, се појави фенотипски поделен на две класи во сооднос блиску до 3:1 (преовладуваа растенија со комбинации на особини кои беа присутни во родителските форми).

При анализа на овој феномен, се покажа дека гените А и Б се локализирани на истиот хромозом и се наследени заедно (како еден ген). Хибридите од првата генерација формираа не 4, туку 2 типа гамети. Ова може да се види од симболичката нотација:

P (F 1)     A B     x     A B

                a во              а во

G         AV, AV           AV, AV

F 2     A B,     A B,     A B,     a в

        A B,     a во,      а во,     a во

                    3                 1

Стана очигледно дека сите гени лоцирани во еден пар на хомологни хромозоми ќе бидат наследени заедно и ќе покажат модел на моногенско наследување во втората генерација, т.е. ќе се наследи како еден пар на алелни гени, давајќи поделба 3:1. Овој феномен се нарекува поврзано наследство.

Феноменот на поврзаното наследство беше разјаснет во делата на американските генетичари предводени од Т. Морган, кој создал теорија на хромозомитенаследноста.

Мувата (Drosophila) се покажа како пригоден предмет за проучување на поврзаното наследство; лесно се репродуцираше во епрувети со хранлив медиум, произведе бројни потомци и имаше брза промена на генерациите. големата предност беше присуството на 4 пара хомологни хромозоми и големо количествомутантни варијанти (според обликот на крилјата и бојата на очите, бројот, видот, големината, распределбата на влакната итн.). Знаците лесно се следеа со генерации.

Школата на Т. Морган откри дека поврзаноста на гените може да се наруши со вкрстување (процес на размена на фрагменти од хомологни хромозоми). Ова беше докажано во експериментите со вкрстување на сиви долгокрилни муви со сиви кратки крила. Се покажа дека целата генерација од вкрстувањето има сива боја на каросеријата и долги крилја.

Гените за сива боја и долгите крилја беа доминантни и лоцирани на истиот хромозом.

А - сива боја на телото,

а - црна,

Б - долги крилја,

в - кратко.

(сиви долги крилја)

Потоа беше извршено аналитичко вкрстување на F 1 хибридите. Претпоставувајќи целосна поврзаност помеѓу гените А и Б, очекувавме два вида гамети и две фенотипски класи во F 2: 50% сиви долгокрилни муви и 50% црни кратки крила, но примивме по 41,5% од нив. Во F 2 немаше 2, туку 4 фенотипски класи. Покрај очекуваните фенотипови, имало 8,5% сиви кратки крила и 8,5% црни и долгокрилни муви. Кај некои гамети, женките биле подложени на вкрстување, што довело до појава кај потомците на поединци со нови комбинации на карактеристики. Таквите форми се нарекуваат кросовер.

Форми на вкрстување

Бидејќи сите гамети на мажјаците биле целосно идентични, процентот на вкрстени форми во F 2 зависел од процентот на вкрстени гамети кај женките, чиј вкупен број бил 17%. Т. Морган открил дека разликата во процентот на вкрстени индивидуи зависи на растојанието помеѓу гените. Веројатноста да се случи вкрстување помеѓу далечно лоцирани гени е поголема отколку помеѓу блиски лоцирани гени.

Растојанието помеѓу гените на хромозомите обично се означува во конвенционални единици - Морганиди.

Morganidae одговара на растојанието помеѓу гените на кое 1% од вкрстувачките индивидуи се забележани кај потомството.

Процентот на вкрстување за различни парови гени не надминува 50; на растојание од 50 или повеќе морганиди, гените се наследуваат независно, и покрај нивната локализација на истиот хромозом.

Врз основа на податоците за вкрстување (во Дрософила), Т. Морган ги формулирал главните одредби на теоријата на хромозомите:

1. Гените се распоредени линеарно на хромозомите. Различните хромозоми содржат нееднаков број на гени: збирот на гени во секој од нехомологните хромозоми е единствен.
2. Секој ген зазема одредено место (локус) на хромозомот.
3. Локализирани гени: на еден хромозом тие претставуваат поврзана група и се наследуваат заедно, бројот на групи за поврзување е еднаков на хаплоидниот сет на хромозоми. Два хомологни хромозоми треба да се сметаат како една поврзана група.
4. Неуспехот на кохезијата се јавува како резултат на вкрстување.
5. Фреквенцијата на вкрстување помеѓу не-алелните гени лоцирани на истиот хромозом зависи од растојанието помеѓу нив и е директно пропорционална со него.
6. Растојанието помеѓу гените се мери во морганиди. Еден морганид одговара на 1% од вкрстени фенотипови кај потомството.
7. Фреквенцијата на вкрстување е средство за прецизно утврдување на локацијата на гените на хромозомот.

Генетика на сексот.

Посочете дека разновидноста на начини за одредување на полот кај различни организми може да се подели во три групи:

1. полот се одредува при оплодување - симгамично определување на полот;
2. полот се одредува пред оплодувањето - прогамичко определување пол;
3. полот се одредува со механизми кои не се поврзани со оплодувањето - епигамно определување на полот.

Најчеста опција е да се одреди полот меѓу видовите за време на оплодувањето. Бидејќи развојот на полот зависи од збирот на хромозоми добиени во зиготот, тоа се нарекува определување на хромозомски пол.

Кариотиповите (диплоидни групи на хромозоми) се состојат од автозоми и полови хромозоми. Кариотипот на жените вклучува 22 пара автозоми и еден пар полови хромозоми XX. Женскиот пол се нарекува хомогаметички затоа што произведува еден вид гамета X.

Кариотипот на мажите вклучува 22 пара автозоми, слични на женските автозоми, и еден пар полови хромозоми XY; машкиот пол се нарекува хетерогаметички. бидејќи формира два вида гамети X и Y.

Примарен- теоретски претпоставениот сооднос на огништето е 1:1. Веројатноста да имате момчиња и девојчиња е иста - 50%.

П     XX      XU

G      X      X, U

F 1   XX;     XU

50% девојчиња   50% момчиња (1:1)

Секундарниот однос на половите- нивниот сооднос при раѓање се разликува од примарниот. Има 6-7% повеќе родени момчиња од девојчиња, што е 106-100. Поради биолошки и социјални карактеристики, момчињата умираат почесто. Соодносот на терцијарниот пол е нивниот сооднос во пубертетот. Се приближува до примарните 1:1.

Кај некои птици, влекачи, водоземци и пеперутки (молец од црница), хомогаметичкиот пол е XX мажјаци, а хетерогаметичкиот пол е XY женките. Речиси полот на овие животни се одредува пред оплодувањето со гамети на женката.

Кај бубачките од родот протенор, скакулци, стоногалки, нематоди и бубачки, женките имаат два Х-хромозома (XX), а мажјаците имаат еден (XO). Типот XO се нарекува „протенор“.

Кај Hymenoptera (пчели, јавачи, мравки), полот зависи од плоидноста на јајцето (тие немаат полови хромозоми). Од оплодените јајца кај пчелите со 2n хромозоми се развиваат женките - пчели работници, од неоплодените (n) - мажјаци (дронови).

Прогамното определување на полот се должи на разликите во јајце клетките поради нееднакви количини на цитоплазма, хранливи материи. Кај ротиферите, вошките вошки и морските црви, женките се развиваат од големи јајца, а мажјаците од мали јајца.

Наследство поврзано со полот.

Објаснете дека особините чии гени се наоѓаат на хромозомите на огништето се нарекуваат полово поврзани. Нивното наследство се разликува од наследувањето на особини чии гени се локализирани во автозоми.

Во моментов, на човечкиот Х-хромозом се пронајдени околу 150 гени кои се одговорни за развој на широк спектар на особини, вклучувајќи гени одговорни за нормално згрутчување на крвта, развој на мускулниот систем, вид на самрак, вид на боја, потни жлезди, горните секачи итн. Сите овие особини се предизвикани од доминантни алели. Рецесивните алели на овие гени предизвикуваат болести: хемофилија - слаба коагулација на крвта, слепило во боја - нарушен вид на боја, ноќно слепило, мускулна дистрофија, недостаток на потни жлезди.

Женскиот (хомогаметички) пол може да биде хомозиготен или хетерозиготен во однос на овие гени:

X n X n; X n X ч; X h X h

Хетерозиготните организми се скриени носители на патолошки гени.

Хетерогаметичниот машки пол е хемизиготен за овие гени, бидејќи Y хромозомот нема алели на овие гени X и Y; X ч Y

Хромозомот Y содржи гени за диференцијација на тестисите, ткивна компатибилност, гени кои влијаат на големината на забите, како и гени за патолошки знаци: рана ќелавост, зголемена влакнест (хипертрихоза) и ген за ихтиоза (тешки кожни лезии).

Бидејќи Y-хромозомот се пренесува само преку машката линија, овие карактеристики се појавуваат само кај мажите. Такси типот на наследство се нарекува холандски.

Особеноста на наследството на гените лоцирани на Х-хромозомот е дека жените се скриени носители на патолошки гени, а нивната фенотипска манифестација е забележана кај мажите:

P               X n X час       x       X n U

G               X n,     X ч             X n,       U

F1   X n X h                 X n X n     X n U;                 X ч.

    жени -     жена и маж     маж,

    носители                 здрав           пациент со хемофилија

X h - хемофилија,

X n - нормално згрутчување на крвта.

Карактеристиките кои се поврзани со сексот треба да се разликуваат од оние ограничен по пол. Карактеристиките кои се појавуваат само кај еден пол се особини ограничени на пол. Гените што ги одредуваат можат да се лоцираат во автозоми и полови хромозоми кај машките и женските и подлежат на законите за наследување на обичните особини. Тоа се знаци како што се производство на јајца, производство на млеко, повеќекратни раѓања и анкетирани.

Изборот на овие особини се врши преку машки и женски пол.

Варијабилност.

Опишете ја варијабилноста како својство на живите организми да постојат различни форми. Целата разновидност на структурата и функциите наспроти позадината на нивниот единствен план зависи од тоа.

Постојат два главни типа на варијабилност:

1. Фенотипски - ограничен само со фенотип, не влијае на наследниот материјал и затоа не се пренесува на потомците.
2. Генотипски - поврзан со различни промени во генотипот.

Фенотипска варијабилностсе изразува во промени на фенотипските карактеристики кои настануваат под влијание на факторите на околината. Тие не влијаат на генотипот, како по правило, тие ја менуваат активноста на ензимот. Пример е промената на бојата на крзното на хималајскиот зајак под влијание на температурата на околината. Ембрионот се развива во услови на покачена температура, што го уништува ензимот неопходен за боење на крзното, па зајаците се раѓаат целосно бели.

Набргу по раѓањето, одредени делови од телото потемнуваат (ушите, опашката, носот), каде температурата е пониска отколку на други места, а ензимот не се уништува. Ако избричите дел од бело крзно и го изладите на температура од +2°C, на ова место расте црна волна. Фенотипската варијабилност е поделена на случајна и модификација.

Случајносе јавува како резултат на комбинираното дејство на многу фактори на животната средина врз телото. Влијае на различни карактеристики и не е приспособлив по природа. Може да се појави во која било фаза од онтогенезата.

Модификацијасе јавува кај генетски идентични индивидуи под влијание на надворешни фактори. При слични услови на животната средина, тој е од групна и реверзибилна природа.

На пример, компирите кои се одгледуваат од една кртула се разликуваат по грмушката, големината и обликот на клубените, во зависност од плодноста и грижата на почвата. Во кожата на сите луѓе, под влијание на УВ зраците, се таложи заштитен пигмент - меланин.

Манифестацијата на варијабилноста на модификацијата е ограничена со нормата на реакцијата. Под норма на реакцијада ги разбере границите во кои особина може да се промени во даден генотип. Ова својство на генотипот обезбедува развој на особината во зависност од променливите услови на животната средина. Класичен пример е промената на палтото кај многу животни во зимски капут (подебел и полесен).

Нормата на реакцијата се наследува за разлика од самата варијабилност на модификација. Нејзините граници варираат меѓу различни карактери и меѓу различни поединци. На пример, количината на млеко (принос на млеко) има широка стапка на реакција, но содржината на маснотии е многу потесна. Карактеристиките како што се еритроцитните антигени протеини кои ја одредуваат крвната група имаат уште поограничена стапка на реакција; промените во нив под влијание на надворешни фактори се речиси невозможни.

Модификациите се по природа насочени, за разлика од мутациите, чии насоки се различни. Интензитетот на промените на модификацијата е пропорционален на јачината и времетраењето на делувачкиот фактор.

Генотипска варијабилностповрзани со промена на генотипот, пренесена на генерации. Постојат две форми на генотипска варијабилност: комбинативна и мутациона.

Два механизми на комбинативна варијабилност се поврзани со процесот на созревање на герминативните клетки - мејозата. Главната е независната комбинација на нехомологни хромозоми, која се одвива во анафазата на првата мејотична поделба. Веројатноста за такви комбинации за една личност е 2 23 . Вториот механизам е размена на делови од хромозомот помеѓу хомологните хромозоми (вкрстување). Комбинациите на гени се зајакнуваат со случаен избор на родителски парови и случајна средба на гамети во истиот родителски пар за време на оплодувањето. Како резултат на тоа, различни комбинации на гени се јавуваат во зиготите, создавајќи бројни варијанти.

Мутациска варијабилност.

Терминот „мутација“ беше воведен во 1901 година од страна на Г. де Врис. Тој ја нарече мутација ненадејна појава на нова наследна карактеристика. Причините и механизмите за формирање на мутации се различни. Класификацијата на мутациите е повеќенасочна.

1. Според местото на настанување, се разликуваат соматски и генеративни мутации. Соматските мутации се мутации во соматските клетки. Тие се пренесуваат на генерации преку вегетативно размножување и можат да се користат во одгледувањето на растенија за производство на нови сорти. Познати манифестации на соматски мутации се: дамки со различна боја на кожата на овците, пигментни дамки на кожата, ирисот на окото кај луѓето, брадавици (папиломи) на кожата.Генеративни мутации - мутации на гамети, се наследни.
2. Врз основа на скалата на вклученост во процесот на мутација, се разликуваат генски, хромозомски и геномски мутации.
   Генски (точки) мутации- промените во нуклеотидната секвенца во генот, тие се изразуваат на следниов начин:
   1. губење на нуклеотиди;
   2. вметнување на нуклеотиди;
   3. дуплирање на нуклеотиди - удвојување на еден или повеќе нуклеотидни парови;
   4. преуредување на нуклеотидите.
   Во овој случај, читањето на информациите е искривено („поместување на рамката“), се менува значењето на кодогените и, следствено, синтезата на нормален полипептид.
   Хромозомски мутации (аберации)се јавуваат како резултат на преуредување на хромозомите:
   1. бришења - губење на голем дел од хромозомот;
   2. дуплирање - удвојување на дел од хромозомот;
   3. транслокација - пренос на дел од еден хромозом во друг не-гемолошки;
   4. вметнувања - пренос на дел од еден хромозом или поединечни гени на друго место на даден хромозом; тоа се таканаречените мобилни гени, чии позиции во хромозомот имаат различни ефекти врз особината;
   5. инверзија - преуредување на дел од хромозом со негова инверзија 180°.
   Геномски мутации- промена во бројот на хромозоми:
   1. полиплоидија - зголемување на диплоидниот број на хромозоми со додавање на цели хромозомски множества. Кај полиплоидните форми се забележува зголемување на бројот на хромозоми, повеќекратно од хаплоидното множество (Zn - триплоиден; 4n - тетраплоиден, 5n - пентаплоиден, 6n - хексаплоиден). Кај животните и луѓето, во некои внатрешни органи (црн дроб, бубрези) има полиплоидни клетки, чиј број се зголемува со возраста - селективна соматска полиплоидија. Таквите клетки имаат поголема функционалност од диплоидните;
   2. анеуплоидија - промена во бројот на хромозоми, во која диплоидна група може да има еден повеќе или помалку хромозом од нормалниот: 2n ± 1 хромозоми;
   3. хаплоидија - намалување на бројот на хромозоми во соматските клетки до хаплоиден сет. Хаплоидите се наоѓаат главно меѓу растенијата (датура, пченка, пченица). Тие се разликуваат по нивната помала големина, намалена одржливост и неплодност.
3. Постојат спонтани и индуцирани мутации. Спонтаните мутации се случуваат под влијание на случајни мутагени фактори, чии дози и време не се строго дефинирани. Фреквенцијата на спонтани мутации е иста за сите организми и е еднаква на 10 -7 - 10 -5 за еден ген. Индуцираните мутации се мутации предизвикани од мутагени фактори кои ја зголемуваат фреквенцијата на спонтани мутации.
4. Врз основа на природата на манифестацијата, се разликуваат доминантни, полудоминантни и рецесивни мутации.
   Доминантните веднаш се појавуваат во фенотипот (на пример, полидактилија - полидактилија).
   Полудоминантните делумно го потиснуваат рецесивниот ген и се појавуваат истовремено со него, предизвикувајќи средна особина.
   Рецесивните се пренесуваат од генерација на генерација како дел од хетерозиготите, кои се појавуваат само во парови со иста мутација во организми хомозиготни за овие алели.
5. Според нивната селективна вредност (вредност за селекција), мутациите се делат на корисни и штетни.
   Корисните придонесуваат за развој на особини кои му обезбедуваат на телото предности во опстанокот и репродукцијата. Тие потоа се фиксираат со избор.
   Штетно:
   1. смртоносно - предизвикуваат смрт на организми;
   2. полу-смртоносно - нагло ја намалуваат неговата репродукција.
   Но, тие може да не се појавуваат долго време и да се акумулираат во генскиот базен на популацијата како хетерозиготи. Треба да се запомни дека ефектот на мутациите зависи од факторите на животната средина. На пример, овошните мушички имаат легален ген, чија пенетрација на температура од +30°C е 100%, т.е. сите муви умираат, на 0°C - 0%, т.е. сите муви преживуваат.

Мутагени факториможе да се подели во 3 групи:

Човечка генетика.

Забележете дека главната генетски обрасциимаат универзално значење. Меѓутоа, човекот како предмет на генетско истражување има голема специфичност, што создава одредени тешкотии во проучувањето на неговата наследност и варијабилност: неможност да се примени хибридолошкиот метод,

Општа биологија

Треба да се напомене дека според научниците, во модерната наука, чии резултати обично се објавуваат во списанија со висок фактор на влијание, не постои таква наука како „Општа биологија“, слична на „општа физика“. Меѓутоа, на водечките универзитети курсевите се изучуваат за дипломирани студенти од прва година, односно „Општа биологија“ постои само како воведен курс во биологијата.

Приказна

Во 1802 година се појави терминот биологија. G. R. Treviranus ја дефинира биологијата како наука за општи карактеристикикај животните и растенијата, како и посебните наслови на тема кои ги проучувале неговите претходници, особено C. Linnaeus.

Во 1832 година беше објавена книгата „Allgemeine Biologie der Pflanzen“ („Општа биологија на растенијата“) (Greifsv., 1832), превод на книгата „Lärobok i botanik“ од Карл Агар.

Веќе во 1883 година, на Универзитетот во Нов Зеланд се одржуваа курсеви по општа биологија.

Општата биологија почнала да се изучува како посебен курс во првата половина на 20 век, што се поврзува со успеси во проучувањето на клетките, микробиолошките истражувања, откритијата на генетиката, со еден збор - трансформацијата на биологијата од помошна, приватна , описна наука (зоологија, ботаника, систематика) во независна и исклучително барана област на знаење.

Во 1940 година, академик I. I. Shmalgauzen го основал Journal of General Biology.

Очигледно првата книга (учебник) за општа биологија на руски јазик беше V.V. Makhovko, P.V. Makarov, K.Yu. Kostryukova General Biology Publisher: State Publishing House of Medical Literature, 1950, 504 pp.

Како академска дисциплинаво средно училиште се изучува општа биологија средно школоод 1963 година, а во 1966 година беше објавена книгата „Општа биологија“, уредена од Ју.И. Полиански, користена како наставно помагало.

Главни делови

Традиционално, општата биологија вклучува: цитологија, генетика, биолошка хемија, молекуларна биологија, биотехнологија [ не во изворот], екологија, развојна биологија, еволутивна теорија, доктрината за биосферата и доктрината за човекот (биолошки аспект) [не во изворот] .

Важноста на општата биологија

Сродни науки

Теоретска биологија

исто така види

• Приватна биологија

Белешки

Литература

• Џејн М. Опенхајмер, Рефлексии за педесет години публикации за историјата на општата биологија и специјалната ембриологија, кн. 50, бр. 4 (декември, 1975), стр. 373-387
• Grodnitsky D. L., Компаративна анализа на училишни учебници за општа биологија, 2003 година
• Основи на општата биологија (Kompendium Der Allgemeinen Biologie, GDR) Под општото уредување на Е. Либерт М.: Мир, 1982. 436 стр.

Врски

Фондацијата Викимедија. 2010 година.

Погледнете што е „Општа биологија“ во другите речници:

БИОЛОГИЈА- БИОЛОГИЈА. Содржина: I. Историја на биологијата.............. 424 Витализам и машинизам. Појавата на емпириските науки во 16 и 18 век. Појавата и развојот на еволутивната теорија. Развој на физиологијата во 19 век. Развој на клеточната наука. Резултати од 19 век... Голема медицинска енциклопедија

- (грчки, од bios life, и logos збор). Наука за животот и неговите манифестации кај животните и растенијата. Речник странски зборови, вклучени во рускиот јазик. Чудинов А.Н., 1910. БИОЛОГИЈА Грчки, од биос, живот и логос, збор. Доктрината на животната сила... ... Речник на странски зборови на рускиот јазик

БИОЛОГИЈА- ах. предмет на училиште; основни познавања за живата природа. Одразува модерно достигнувања на науките проучување на структурата и виталните функции на биол. објекти од сите нивоа на сложеност (клетка, организам, популација, биоценоза, биосфера). Шк. курсот Б. опфаќа делови: ... ... Руска педагошка енциклопедија

- (од Био... и...Логија е збир на науки за живата природа. Предмет на проучување се сите манифестации на животот: структурата и функциите на живите суштества и нивните природни заедници, нивната дистрибуција, потекло и развој, врски меѓу себе и со неживи…… Големо Советска енциклопедија

- (теорија на системи) научен и методолошки концепт на проучување на објекти кои се системи. Тоа е тесно поврзано со систематски пристапи претставува конкретизација на неговите принципи и методи. Првата опција општа теоријасистеми беше... ... Википедија

I Биологија (грчки bios life + logos настава) тоталитетот природните наукиза животот како посебен феномен на природата. Предмет на проучување е структурата, функционирањето, индивидуалниот и историскиот (еволуциски) развој на организмите, нивните односи... Медицинска енциклопедија

БИОЛОГИЈА- (од грчки, bios life и logos доктрина), збир на науки за живата природа. Предмет на проучување се сите манифестации на животот: структурата и функциите на живите организми, нивната дистрибуција, потеклото, развојот, врските меѓу себе и со неживата природа. Термин... ... Ветеринарен енциклопедиски речник

Биологија - академски предметНа училиште; основни познавања за живата природа. Ги одразува современите достигнувања на науките кои ја проучуваат структурата и виталната активност на биолошките објекти од сите нивоа на сложеност (клетка, организам, популација, биоценоза, биосфера). Училиште... ... Педагошки терминолошки речник

Општа биологија- - дел од биологијата што ги проучува и објаснува општите работи што важат за целата разновидност на организми на Земјата... Речник на термини за физиологија на фарма на животните

Овој термин има и други значења, видете Варијанс. Дисперзија е термин кој се однесува на различноста на особини кај популацијата. Една од квантитативните карактеристики на населението. Да се ​​опише асексуална и хермафродитна популација, покрај варијансите во ... ... Википедија

Книги

• Општа биологија, В. М. Константинов, А. Г. Резанов, Е. О. Фадеева, Учебникот е посветен на општи прашањамодерна биологија. Обезбедува основни информации за структурата на живата материја и општите закони на нејзиното функционирање. Презентирани теми курс за обука:... Категорија:

Биологија– науката за живата природа која го проучува животот како посебен облик на материјата, законите на неговото постоење и развој.Биологијата, пред сè, е комплекс на знаења за животот и збир на научни дисциплини(повеќе од 300) кои ги проучуваат живите суштества: хемискиот состав, фината и груба структура, дистрибуцијата, функционирањето, неговото минато, сегашност и иднина, како и практичното значење и примена. Терминот „биологија“ во современа смисла беше воведен истовремено во 1802 година од Ј.-Б. Ламарк и германскиот натуралист G. R. Treviranus.

Ставка Биолошко истражување - сите манифестации на животот:

Структура и функции, развој и дистрибуција на живи организми (прокариоти, протисти, растенија, габи, животни и луѓе);

Структура, функции и развој на природните заедници, нивниот меѓусебен однос и животната средина;

Историски развој и еволуција на живите организми.

Задачидека биологијата одлучува:

Идентификација и објаснување општи својстваи разновидност на живи организми;

Познавање на обрасците во структурата и функционирањето на живите системи од различен ранг, нивните меѓусебни односи, стабилност и динамичност;

Учи историски развојоргански свет;

Компилација врз основа на добиени податоци научна сликамир;

Обезбедување на зачувување на биосферата и способноста на природата да се репродуцира.

Методи, се користи за решавање проблеми:

- набљудување: овозможува опишување на биолошки појави;

-споредба: ви овозможува да најдете обрасци заеднички за различни појави;

- експериментално (искуство): истражувачот вештачки создава ситуација која помага да се проучат својствата на биолошките објекти;

- моделирање: со користење на компјутерска технологијасе симулираат поединечни биолошки процеси или појави (однесувањето на биолошкиот систем во дадени параметри):

- историски: овозможува, врз основа на податоци за современиот органски свет и неговото минато, да се проучат процесите на развој на живата природа (прв користен од Чарлс Дарвин).

За опис и истражување биолошки процесибиолозите користат и методи: хемиски, физички, математички, техничките науки, географија, геологија, геохемија итн. Како резултат на тоа, произлегуваат сродни (гранични) дисциплини - биохемија, биофизика, наука за почвата, радиобиологија, радиоекологија итн.

Сите науки може да се класифицираат:

· по предмет на проучување:

- зоологија(го проучува потеклото, структурата и развојот на животните, нивниот начин на живот, распространетоста на земјината топка), вклучително и потесни дисциплини - ентомологија(ох инсекти), орнитологија(за птиците) ихтиологија(за риба) териологија(за цицачите);

- ботаника(ги проучува организмите што шират, нивното потекло, структура, развој, животна активност, својства, разновидност, класификација, како и структурата, развојот и локацијата на растителните заедници на површината на земјата - фитоценози), во рамките на која разликуваат бриологија (за мов), дендрологија (за дрвјата);

- микробиологија(микроорганизми);

- микологија(печурки);

- лихенологија(лишаи);

- алгологија(алги);

- вирусологија(вируси);

- хидробиологија(ги проучува организмите кои живеат во водната средина) итн.;

· да ги проучува својствата на телото:

- анатомијаИ морфологија(предмет на нивното проучување е надворешната и внатрешната структура и форма на организмите);

- физиологија(ги проучува функциите на живите организми, нивната меѓусебна поврзаност, зависноста од надворешни и внатрешни услови); поделени на човечка физиологија, физиологија на животните, физиологија на растенијата итн.;

-цитологија(ја проучува клетката како структурна и функционална единица на организмите;

- хистологија(ја проучува структурата на ткивата на животинските организми);

- ембриологија и биологија индивидуален развој (ги проучува обрасците на индивидуалниот развој);

- екологија(го проучува начинот на живот на животните и растенијата во нивниот однос со условите на животната средина) итн.

· за употреба на одредени истражувачки методи:

- биохемија(го проучува хемискиот состав на организмите, структурата и функциите на хемиските материи со помош на хемиски методи);

- биофизика(ги проучува физичките и физичко-хемиските појави во клетките и организмите користејќи физички методи);

- биометрика(врз основа на мерење на живите тела, нивните делови, процеси и реакции и последователни пресметки, врши математичка обработка на податоците со цел да се воспостават зависности, обрасци кои се невидливи при опишување на поединечни појави и процеси) итн.;

- генетика(ги проучува моделите на наследноста и варијабилноста);

· Од страна на практична применабиолошко знаење:

- биотехнологијата(збир на индустриски методи кои овозможуваат користење на живи организми со висока ефикасност за да се добијат вредни производи - антибиотици, амино киселини, протеини, витамини, хормони итн., За заштита на растенијата од штетници и болести, за борба против загадувањето на животната средина, пречистителни станициитн.);

- агробиологија(збир на знаења за одгледување земјоделски култури);

- селекција(наука за методите за создавање растителни сорти, животински раси и соеви на микроорганизми со својства неопходни за човекот);

- сточарство, Ветеринарна медицина медицинска биологија, фитопатологијаи сл.;

· да го проучува нивото на организација на живите суштества:

- молекуларна биологија(ги испитува животните феномени на молекуларно генетско ниво и го зема предвид значењето на тродимензионалната структура на молекулите);

- цитологијаИ хистологија(проучување на клетките и ткивата на живите организми);

- биологија на популација-видови(ги проучува популациите);

- биоценологијата(ги проучува биогеоценозите);

- општа биологија(ги проучува општите обрасци кои ја откриваат суштината на животот);

- биогеографија(ги проучува општите обрасци на географската дистрибуција на живите организми на Земјата;

- таксономијата(ја проучува различноста на организмите и нивната дистрибуција во групи);

- палеонтологијата(ја проучува историјата на органскиот свет од остатоци од животни и растенија);

- еволутивна доктрина(го проучува историскиот развој на живата природа и различноста на органскиот свет).

Практично значење и примена на достигнувањата на современата биологија:

1. Биологијата е теоретска основа на многу науки.

2. Познавањето на биологијата е неопходно за да се разбере местото на човекот во системот на природата, да се разберат односите меѓу организмите и неживата природа што ги опкружува.

3. Биологијата има одлучувачко влијание врз напредокот на земјоделското производство и медицината:

Заштита на животната средина;

Препознавање, превенција и третман на болести на растенијата, животните и луѓето;

Проширување на обемот на одгледување риба и крзно;

Вклучување на нови територии во економски промет;

Развој на селекција на микроорганизми, растенија и животни;

Прогнозирање на еколошките ситуации во различни региони и состојбата на биосферата како целина.

4. Биолошката обука зазема посебно место во медицинскиот образовен систем.

5. Многу биолошки принципи и одредби

Се користи во технологијата:

Тие се основата на голем број индустрии во прехранбената, лесната, микробиолошката и други индустрии.

6. Современите биотехнологии создадени врз основа на клеточни и генетскиот инженеринг(добивање соеви на микроорганизми способни да синтетизираат човечки инсулин, хормон за раст, интерферони, имуногени лекови, вакцини итн.).

8. Генетските истражувања овозможија да се развијат методи за рана (пренатална) дијагноза, третман и превенција на многу наследни болести кај луѓето.

Само-ажурирање – способноста на организмите постојано да ги обновуваат структурните елементи - молекули, ензими, органели, клетки - со замена на „истрошените“ што ги исполниле своите функции (крвни клетки, епидермални клетки на кожата итн.).Во овој случај, организмите користат супстанции и енергија што влегуваат во клетките ( проток на материјата и енергијата). Обезбедено е само-ажурирање метаболизмотИ конверзија на енергија, реакции на синтеза на матрица, дискретност.

Саморепродукција – способноста на живите организми да произведуваат свој вид додека ја зачувуваат структурата и функциите на родителските форми кај нивните потомци. Кога живите организми се размножуваат, потомството обично личи на нивните родители: мачките раѓаат мачиња, кучињата раѓаат кученца. Семето од глуварче повторно ќе прерасне во глуварче. Репродукцијата обезбедува својство на саморепродукција. Процесот на саморепродукција се јавува на речиси сите нивоа на организацијата. Благодарение на репродукцијата, не само цели организми, туку и клетки и клеточни органели (митохондрии, пластиди) по поделбата се слични на нивните претходници. Од една молекула на ДНК, кога ќе се удвои, се формираат две ќерки молекули, целосно повторувајќи ја првобитната. Саморепродукцијата се заснова на реакции на синтеза на матрицат.е. формирање на нови молекули и структури врз основа на информации ( Проток на информации), вградени во нуклеотидната секвенца на ДНК. Следствено, саморепродукцијата е тесно поврзана со феноменот наследноста.

Саморегулација – способноста на организмите да ја одржуваат постојаноста на нивната хемиски состави интензитетот на физиолошките процеси (хомеостаза) врз основа на протокот на материјата, енергијата и информациите.Во овој случај, недостатокот на хранливи материи ги мобилизира внатрешните ресурси на телото, а вишокот предизвикува складирање на овие супстанции. Саморегулацијата се спроведува на различни начини благодарение на активноста на регулаторните системи - нервниот и ендокриниот - и се заснова на принцип повратни информации : сигнал за вклучување на одреден систем може да биде промена во концентрацијата на супстанцијата или состојбата на системот. Така, зголемувањето на концентрацијата на гликоза во крвта доведува до зголемено производство на панкреасниот хормон инсулин, што ја намалува содржината на овој шеќер во крвта; намалувањето на нивото на гликоза во крвта го забавува ослободувањето на хормонот во крвотокот. Намалувањето на бројот на клетки во ткивото (за време на пилинг, дермабразија на кожата, како резултат на повреда) предизвикува зголемена пролиферација на преостанатите клетки; обновувањето на нормалниот број на клетки сигнализира прекин на интензивната клеточна делба).

Од другите својства карактеристични за живите суштества, некои се во еден или друг степен слични на процесите што се случуваат во неживата природа.

Единство на хемискиот состав. Живите организми сосема јасно се разликуваат од неживите по нивниот хемиски состав (нуклеински киселини, протеини, јаглени хидрати, масти итн.). Живите суштества се состојат од истите елементи како и неживите предмети. Но, тие формираат сложени молекули во телото кои не се наоѓаат во неживата природа. Покрај тоа, соодносот на овие елементи кај живите и неживите суштества се исто така различни. Ако е претставен елементарниот состав на неживата природа, заедно со кислородот силикон, железо, магнезиум, алуминиумитн., тогаш во живите организми 98% од хемискиот состав е составен од само четири елементи - јаглерод, азот, водородИ кислород.Покрај тоа, сите живи организми се изградени првенствено од четири групи сложени органски молекули: протеини, јаглени хидрати, липиди и нуклеински киселини. Исто така, треба да се забележи дека составот на хемиските елементи во различни средининеживата природа, за разлика од живите организми, е различна. Во хидросферата доминира водородИ кислород, во атмосферата - азотИ кислород,во литосферата - силиконИ кислород.

Метаболизам и конверзија на енергија. Ова општото својство на сите живи суштества е севкупноста на сите хемиски трансформации кои се случуваат во телото и обезбедуваат зачувување и репродукција на животот. Организам– отворен систем во стабилна неподвижна состојба:стапката на континуирано снабдување со супстанции и енергија од околината се балансира со стапката на континуиран пренос на супстанции и енергија од системот.

Телото троши материи и енергија од околината и ги користи за да обезбеди хемиски реакции, а потоа се враќа во околината, но во различна форма, еквивалентна количина на енергија (во форма на топлина) и материја (во форма на производи на распаѓање). Организмите во процесот консумираат супстанции од околината исхрана. Автотрофи– растенијата, повеќето протисти и некои прокариоти способни самите за фотосинтеза создаваат органски материи од неоргански користејќи светлосна енергија. Хетеротрофи– животните, габите, некои протисти и повеќето прокариоти користат органски материи од други организми, ги разградуваат со ензими и ги асимилираат продуктите од расцепувањето.

Значителен дел од органските материи (јаглехидрати, протеини, липиди) кои доаѓаат како резултат на автотрофична или хетеротрофична исхрана содржат хемиски врскиенергија. За време на дишењето, оваа енергија се ослободува и се акумулира во АТП. Крајните производи на метаболизмот, често токсични, во процесот празнење, или екскрецијасе излачуваат од телото.

Така, организмите се карактеризираат со метаболизам со околината и енергетска зависност. Метаболизмот и конверзијата на енергија обезбедуваат постојаност на хемискиот состав и структура на сите делови од телото и, како последица на тоа, постојаноста на нивното функционирање во постојано менување на условите на животната средина. Други знаци - раст, раздразливост, наследност, варијабилност, репродукција - сето тоа е резултат на метаболизмот и неговата манифестација.

Репродукција. Кога организмите се размножуваат, тие произведуваат други слични на нив и со тоа го зголемуваат бројот на поединци. Во текот на процесот на размножување, знаците, својствата и развојните карактеристики на организмите од даден вид се пренесуваат од генерација на генерација. Благодарение на репродукцијата, бројот на видовите се одржува долго време на одредено ниво. Промената на генерациите е обезбедена со сексуална и асексуална репродукција.

Наследноста.Се состои во способноста на организмите за време на репродукцијата да ги пренесуваат своите карактеристики, својства и развојни карактеристики од генерација на генерација. Наследноста се заснова на стабилноста на носителите на генетски информации, т.е., постојаноста на структурата на молекулите на ДНК. Генетските информации содржани во ДНК ги одредуваат можните граници на развој на организмот, неговите структури, функции и реакции на околината. Во исто време, потомците обично се слични на нивните родители, но не се идентични со нив.

Варијабилност. Способноста на организмите да стекнуваат нови својства и карактеристики за време на онтогенезата и да ги губат старите,повикани варијабилност. Ова својство е, како што беше, спротивно на наследноста, но во исто време е тесно поврзано со него, бидејќи во овој случај се менуваат гените што го одредуваат развојот на одредени карактеристики. Ако репродукцијата на матриците - молекулите на ДНК - секогаш се случувала со апсолутна точност, тогаш за време на репродукцијата на организмите би имало континуитет само на претходно постоечките знаци, а адаптацијата на видовите на променливите услови на животната средина би била невозможна. Оттука, варијабилност е способноста на организмите да стекнуваат нови карактеристики и својства, што се заснова на промените во молекулите на ДНК. Така, само-дуплирањето на молекулите на ДНК им овозможува не само на потомците да ги зачуваат наследните карактеристики на нивните родители, туку и отстапување од нив, т.е. варијабилност, како резултат на што организмите добиваат нови карактеристики и својства. Варијабилноста создава разновиден материјал за природна селекција, односно избор на најприлагодени индивидуи на специфични услови на постоење во природни услови, што, пак, доведува до појава на нови форми на живот, нови видови организми.

Раст и развој.Без оглед на начинот на репродукција (асексуална или сексуална), сите ќерки индивидуи формирани од еден зигот, спори, пупки или клетки наследуваат само генетски информации, односно способност да покажат одредени карактеристики и својства. Новиот организам ги имплементира добиените наследни информации во текот на раст и развој. Развој – промена во надворешната или внатрешната структура на телото.Прикажан е развојот на живите организми онтогенеза (индивидуален развој)И филогенија (историски развој). Во текот на целата онтогенеза постепено и постојано се појавуваат индивидуалните својства на организмот (појава на боја на очите, способност за држење на главата, седење, одење, појава на заби и сл. кај децата). Развојот е придружен висина – постепено зголемување на големината на организмот во развој,поради процесот на зголемување на бројот на клетки и акумулација на маса на екстрацелуларни формации како резултат на метаболизмот.Во процесот на развој настанува специфична структурна организација на поединецот, а зголемувањето на неговата маса се должи на репродукцијата на макромолекули, елементарни структури на клетки и самите клетки. Со сукцесијата на бројни генерации, се случува промена на видовите, или филогенија (еволуција) – Ова е неповратниот и насочен развој на живата природа, придружен со формирање на нови видови и прогресивна компликација на животот.

Раздразливост.Во процесот на еволуција се развиле организми способноста за селективно реагирање на надворешни влијанија или внатрешно опкружување – раздразливост. На пример, кај цицачите, кога температурата на телото се зголемува, крвните садови на кожата се шират, исфрлајќи го вишокот топлина и со тоа ја враќа оптималната телесна температура.

Секоја промена во условите на животната средина што го опкружуваат организмот еиритирачки , а реакцијата на телото на надворешни дразби служи како показател за неговата чувствителност и манифестација на раздразливост. Највпечатлива форма на манифестација на раздразливост е движење. Кај растенијата тоа е тропизмиИ настија, кај протистите - такси; реакции повеќеклеточни организми - рефлексиврши преку нервниот систем. Комбинацијата на „стимул - реакција“ може да се акумулира во форма на искуство и да се користи од телото во иднина.

Адаптација на животната средина.Живите организми не само што се добро прилагодени на нивната околина, туку и совршено одговараат на нивниот животен стил. Се нарекуваат карактеристики на структура, животна активност и однесување кои обезбедуваат опстанок и размножување во нивното живеалиште адаптации (уреди).

Дискреција и интегритет. Дискретноста е универзално својство на материјата: секој атом се состои од елементарни честички, атомите формираат молекула. Едноставните молекули се дел од сложени соединенија или кристали итн. Живите системи остро се разликуваат од неживите објекти по нивната исклучителна сложеност и високиот структурен и функционален редослед. Во исто време, посебен организам, или други биолошки систем(видови, биогеоценоза и сл.), дискретно и интегрално, односно се состои од посебни изолирани (одделени и разграничени во просторот), но сепак тесно поврзани и заемнодејствувачки делови, формирајќи функционално единство. Секој тип на организам вклучува поединечни поединци. Телото на високо организирана индивидуа формира просторно ограничени органи, кои, пак, се состојат од поединечни клетки. Енергетскиот апарат на клетката е претставен со митохондрии, апаратот за синтеза на протеини е претставен со рибозоми итн., сè до макромолекули (протеини, нуклеински киселини итн.), од кои секоја може да ја извршува својата функција само кога е просторно изолирана од другите . Дискретната структура на организмот е основата на неговиот структурен поредок, таа создава можност за негово постојано самообновување со замена на „истрошените“. структурни елементибез прекин на извршувањето на функцијата. Дискретноста на еден вид ја одредува можноста за негова еволуција преку смрт или елиминација на неприлагодени индивидуи од репродукција и зачувување на индивидуи со особини корисни за опстанок.

Тековна страница: 1 (книгата има вкупно 26 страници) [достапен пасус за читање: 18 страници]

A. A. Kamensky, E. A. Kriksunov, V. V. Pasechnik
Биологија. Општа биологија. 10-11 одделение

Вовед

Почнуваш да учиш училишен курс„Општа биологија“. Ова е конвенционалното име на дел од училишниот курс по биологија, чија задача е да ги проучува општите својства на живите суштества, законите на неговото постоење и развој. Рефлектирајќи дивиот свети луѓето како дел од неа, биологијата станува сè поважна во научниот и технолошкиот напредок, станувајќи продуктивна сила. Биологијата создава нова технологија– биолошки, кој треба да стане основа на новото индустриско општество. Биолошкото знаење треба да придонесе за формирање на биолошко размислување и еколошка култура кај секој член на општеството, без кои понатамошниот развој на човековата цивилизација е невозможен.

§ 1. Кратка приказнаразвојна биологија

1. Што проучува биологијата?

2. Кои биолошки науки ги знаете?

3. Кои биолошки научници ги познавате?

Биологијата како наука.Добро знаете дека биологијата е наука за животот. Во моментов, таа го претставува севкупноста на науките за живата природа. Биологијата ги проучува сите манифестации на животот: структурата, функциите, развојот и потеклото на живите организми, нивните односи во природните заедницисо животната средина и со другите живи организми.

Откако човекот почна да ја сфаќа својата разлика од животинскиот свет, тој почна да го проучува светот околу него. Отпрвин неговиот живот зависел од тоа. Примитивните луѓе требаше да знаат кои живи организми може да се јадат, да се користат како лек, да се направи облека и домови и кои од нив се отровни или опасни.

Со развојот на цивилизацијата, човекот можеше да си го дозволи луксузот да се занимава со наука за образовни цели.

Студиите за културата на древните народи покажале дека тие имале широко познавање за растенијата и животните и широко ги користеле во секојдневниот живот.

Современата биологија е сложена наука, која се карактеризира со меѓусебно навлегување на идеи и методи на различни биолошки дисциплини, како и други науки - првенствено физиката, хемијата и математиката.

Главни насоки на развој на модерната биологија.Во моментов, грубо може да се разликуваат три насоки во биологијата.

Прво, ова класична биологија. Таа е претставена од природни научници кои ја проучуваат разновидноста на живата природа. Тие објективно набљудуваат и анализираат се што се случува во живата природа, ги проучуваат живите организми и ги класифицираат. Погрешно е да се мисли дека во класичната биологија сите откритија се веќе направени. Во втората половина на 20 век. не само што беа опишани многу нови видови, туку беа откриени и големи таксони, до кралства (Pogonophora), па дури и суперкралства (Archebacteria, или Archaea). Овие откритија ги принудија научниците да фрлат нов поглед на целата историја на развојот на живата природа. За вистинските природни научници, природата е сопствена вредност. Секој агол на нашата планета е единствен за нив. Затоа тие секогаш се меѓу оние кои акутно ја чувствуваат опасноста за природата околу нас и активно се залагаат за нејзина заштита.

Втората насока е еволутивна биологија. Во 19 век автор на теоријата за природна селекција Чарлс Дарвинпочнал како обичен натуралист: собирал, набљудувал, опишувал, патувал, откривајќи ги тајните на живата природа. Сепак, главниот резултат на неговата работа, што го направи познат научник, беше теоријата што ја објаснува органската разновидност.

Во моментов, проучувањето на еволуцијата на живите организми активно продолжува. Синтезата на генетиката и еволутивната теорија доведе до создавање на т.н синтетичка теорија на еволуција.Но, и сега има уште многу нерешени прашања, одговорите на кои ги бараат еволутивните научници.

Создаден на почетокот на 20 век. нашиот извонреден биолог Александар Иванович ОпаринПрвата научна теорија за потеклото на животот беше чисто теоретска. Во моментов активно се спроведуваат експериментални студии за овој проблем и благодарение на употребата на напредни физички и хемиски методивеќе направено важни откритијаи можеме да очекуваме нови интересни резултати.

Чарлс Дарвин (1809-1882)

Александар Иванович Опарин (1894-1980)

Новите откритија овозможија да се дополни теоријата на антропогенезата. Но, преминот од животинскиот свет кон човекот сè уште останува еден од најголемите големи мистериибиологија.

Трета насока - физичка и хемиска биологија, проучување на структурата на живите предмети користејќи современи физички и хемиски методи. Ова е област на биологија која брзо се развива, важна и теоретски и практично. Слободно може да се каже дека нè очекуваат нови откритија во физичката и хемиската биологија кои ќе ни овозможат да решиме многу проблеми со кои се соочува човештвото.

Развој на биологијата како наука.Модерната биологија има свои корени во антиката и е поврзана со развојот на цивилизацијата во медитеранските земји. Ги знаеме имињата на многу извонредни научници кои придонеле за развојот на биологијата. Да наведеме само неколку од нив.

Хипократ(460 - околу 370 п.н.е.) го дал првиот релативно детален опис на структурата на луѓето и животните, укажал на улогата на животната средина и наследноста во појавата на болестите. Тој се смета за основач на медицината.

Аристотел(384–322 п.н.е.) поделени светотво четири царства: неживиот свет на земјата, водата и воздухот; свет на растенија; животинскиот свет и човечкиот свет. Тој опиша многу животни и ги постави темелите за таксономијата. Четирите биолошки трактати што ги напишал ги содржеле речиси сите информации за животните познати во тоа време. Заслугите на Аристотел се толку големи што тој се смета за основач на зоологијата.

Теофраст(372–287 п.н.е.) ги проучувал растенијата. Тој опиша повеќе од 500 растителни видови, даде информации за структурата и репродукцијата на многу од нив и воведе многу ботанички термини во употреба. Тој се смета за основач на ботаниката.

Гај Плиниј Постариот(23–79) собрал информации дотогаш познати за живите организми и напишал 37 тома од енциклопедијата Природна историја. Речиси до средниот век, оваа енциклопедија била главниот извор на знаење за природата.

Клавдиј Галенво своите научни истражувања широко користел дисекции на цицачи. Тој беше првиот што направи компаративен анатомски опис на човекот и мајмунот. Го проучувал централниот и периферниот нервен систем. Историчарите на науката го сметаат за последниот голем биолог на антиката.

Во средниот век доминантна идеологија била религијата. Како и другите науки, биологијата во овој период сè уште не се појавила како независно поле и постоела во општиот тек на религиозните и филозофските погледи. И иако акумулацијата на знаењата за живите организми продолжи, за биологијата како наука во тој период може да се зборува само условно.

Ренесансата е премин од културата на средниот век кон културата на модерното време. Радикалните социо-економски трансформации од тоа време беа придружени со нови откритија во науката.

Најпознатиот научник од оваа ера Леонардо да Винчи(1452–1519) даде одреден придонес во развојот на биологијата.

Го проучувал летот на птиците, опишал многу растенија, начини на поврзување на коските во зглобовите, активноста на срцето и визуелната функција на окото, сличноста на човечките и животинските коски.

Во втората половина на 15 век. знаењата од природните науки почнуваат брзо да се развиваат. Ова беше олеснето географски откритија, што овозможи значително да се прошират информациите за животните и растенијата. Брзата акумулација на научни сознанија за живите организми доведе до поделба на биологијата на посебни науки.

Во XVI-XVII век. Ботаниката и зоологијата почнаа да се развиваат брзо.

Пронајдокот на микроскопот (почетокот на 17 век) овозможи да се проучува микроскопската структура на растенијата и животните. Откриени се микроскопски мали живи организми, бактерии и протозои, невидливи со голо око.

Даде голем придонес во развојот на биологијата Карл Линеус,предложи систем за класификација на животните и растенијата.

Карл Максимович Баер(1792–1876) во своите дела ги формулирал основните принципи на теоријата на хомологни органи и законот за герминална сличност, кои ги поставиле научните основи на ембриологијата.

Клаудиј Гален (околу 130 – околу 200 г.)

Карл Линеус (1707-1778)

Во 1808 година, во делото „Филозофија на зоологијата“ Жан Батист Ламаркго постави прашањето за причините и механизмите на еволутивните трансформации и ја истакна првата теорија на еволуцијата.

Теоријата на клетките одигра огромна улога во развојот на биологијата, која научно го потврди единството на живиот свет и служеше како еден од предусловите за појавата на теоријата на еволуцијата Чарлс Дарвин.Зоолог се смета за автор на клеточната теорија Теодора Шван(1818–1882) и ботаника Матијас Јакоб Шлајден (1804–1881).

Врз основа на бројни набљудувања, Чарлс Дарвин ја објавил својата главна работа во 1859 година, „За потеклото на видовите со природна селекција или зачувување на омилените раси во борбата за живот“, во која ги формулирал основните принципи на теоријата на еволуцијата, предложени механизми на еволуција и начини на еволутивни трансформации на организмите.

Во 19 век благодарение на делата Луј Пастер (1822–1895), Роберт Кох (1843–1910), Илја Илич МечниковМикробиологијата се оформи како независна наука.

20 век започна со повторно откривање на законите Грегор Мендел,што го означи почетокот на развојот на генетиката како наука.

Во 40-50-тите години на XX век. Во биологијата, идеите и методите на физиката, хемијата, математиката, кибернетиката и другите науки почнаа да се широко користени, а микроорганизмите се користеа како предмет на истражување. Како резултат на тоа, се појавија биофизиката, биохемијата, молекуларната биологија, биологијата на зрачење, биониката и др.

Жан Батист Ламарк (1774-1829)

Илја Илич Мечников (1845–1916)

Во 20 век се појави насока на применети истражувања - биотехнологија. Оваа насока несомнено брзо ќе се развива во 21 век. Ќе дознаете повеќе за оваа насока на развој на биологијата кога го проучувате поглавјето „Основи на селекција и биотехнологија“.

Во моментов, биолошкото знаење се користи во сите сфери на човековата активност: во индустријата и земјоделството, медицината и енергијата.

Еколошките истражувања се исклучително важни. Конечно почнавме да сфаќаме дека кревката рамнотежа што постои на нашата мала планета може лесно да се уништи. Човештвото е исправено пред огромна задача - зачувување на биосферата за да се одржат условите за постоење и развој на цивилизацијата. Невозможно е да се реши без биолошко знаење и посебни истражувања. Така, во моментов, биологијата стана вистинска продуктивна сила и рационална научна основа за односот помеѓу човекот и природата.

Грегор Мендел (1822-1884)

Класична биологија. Еволутивна биологија. Физичко-хемиска биологија.

1. Кои насоки во развојот на биологијата можете да ги истакнете?

2. Кои големи научници од антиката дале значаен придонес во развојот на биолошкото знаење?

3. Зошто во средниот век можело да се зборува само условно за биологијата како наука?

4. Зошто модерната биологија се смета за сложена наука?

5. Која е улогата на биологијата во современото општество?

Подгответе порака за една од следниве теми:

1. Улогата на биологијата во современото општество.

2. Улогата на биологијата во вселенските истражувања.

3. Улогата на биолошките истражувања во современата медицина.

4. Улогата на извонредните биолози - нашите сонародници во развојот на светската биологија.

Колку се промениле ставовите на научниците за различноста на живите суштества, може да покаже примерот на поделбата на живите организми на царства.

Уште во 40-тите години на 20 век, сите живи организми беа поделени на две царства: Растенија и Животни. Растителното царство вклучувало и бактерии и габи. Подоцна, подетално проучување на организмите доведе до идентификација на четири царства: прокариоти (бактерии), габи, растенија и животни. Овој системсе дава во училишната биологија.

Во 1959 година, беше предложено да се подели светот на живите организми на пет царства: прокариоти, протисти (протозои), габи, растенија и животни.

Овој систем често се наведува во биолошката (особено преведена) литература.

Други системи се развиени и продолжуваат да се развиваат, вклучувајќи 20 или повеќе кралства. На пример, предложено е да се разликуваат три суперкралства: Прокариоти, Археи (Archaebacteria) и Еукариоти. Секое суперкралство вклучува неколку кралства.

§ 2. Истражувачки методи во биологијата

1. Како науката се разликува од религијата и уметноста?

2. Која е главната цел на науката?

3. Кои истражувачки методи кои се користат во биологијата ги знаете?

Науката како сфера на човековата активност.Науката е една од сферите на човековата активност, чија цел е проучување и познавање на околниот свет. Научното знаење бара избор на одредени предмети на истражување, проблеми и методи за нивно проучување. Секоја наука има свои методи на истражување. Сепак, без разлика кои методи се користат, најважниот принцип за секој научник е секогаш принципот „Не земај ништо здраво за готово“. Главната задача на науката е да изгради систем на веродостојно знаење засновано на факти и генерализации кои можат да се потврдат или побијат. Научно знаењепостојано се испрашуваат и се прифаќаат само со доволно докази. Научен факт (грчки фактум - направено) е само еден што може да се репродуцира и потврди.

Научен метод (грчки методос - пат на истражување) е збир на техники и операции кои се користат при конструирање на систем на научно знаење.

Целата историја на развојот на биологијата јасно покажува дека таа била одредена од развојот и примената на нови истражувачки методи. Главните методи на истражување кои се користат во биолошките науки се описен, компаративен, историскиИ експериментален.

Описен метод.Тоа беше широко користено од античките научници кои се занимаваа со собирање фактички материјал и опишување на истиот. Се заснова на набљудување. Скоро до 18 век. биолозите главно се занимавале со описот на животните и растенијата и правеле обиди првично да го систематизираат акумулираниот материјал. Но, дескриптивниот метод не ја изгубил својата важност денес. На пример, се користи при откривање на нови видови или проучување на клетки кои користат современи методиистражување.

Компаративен метод.Тоа овозможи да се идентификуваат сличностите и разликите помеѓу организмите и нивните делови и почна да се користи во 17 век. Употребата на компаративниот метод овозможи да се добијат потребните податоци за систематизирање на растенијата и животните. Во 19 век се користел во развојот на клеточната теорија и поткрепувањето на теоријата на еволуцијата, како и во преструктуирањето на голем број биолошки науки врз основа на оваа теорија. Во денешно време, компаративниот метод е широко користен и во различни биолошки науки. Меѓутоа, кога во биологијата би се користеле само описни и компаративни методи, тогаш тоа би останало во рамките на науката којашто ја наведува.

Историски метод.Овој метод помага да се согледаат добиените факти и да се споредат со претходно познати резултати. Тој стана широко користен во втората половина на 19 век. благодарение на делата на Чарлс Дарвин, кој со негова помош научно ги поткрепи обрасците на појавата и развојот на организмите, формирањето на нивните структури и функции во времето и просторот. Апликација историски методовозможи да се трансформира биологијата од описна наука во наука која објаснува како настанале различни живи системи и како тие функционираат.

Експериментален метод.Примената на експерименталниот метод во биологијата се поврзува со името Вилијам Харвикој го користел во своето истражување за проучување на циркулацијата на крвта. Но, тоа почна да се користи нашироко во биологијата само со почетокот на XIXв., првенствено во проучувањето на физиолошките процеси. Експерименталниот метод ви овозможува да проучувате одреден феномен на животот преку искуство.

Голем придонес во воспоставувањето на експерименталниот метод во биологијата дал Г. Мендел, кој додека ја проучувал наследноста и варијабилноста на организмите, прв го искористил експериментот не само за да добие податоци за феномените што се проучуваат, туку и тестирајте ја хипотезата формулирана врз основа на добиените резултати. Работата на Г. Мендел стана класичен пример за методологијата на експерименталната наука.

Вилијам Харви (1578-1657)

Во 20 век експерименталниот метод стана водечки во биологијата. Ова стана возможно благодарение на појавата на нови инструменти за биолошко истражување ( електронски микроскоп, томограф и сл.) и употребата на методите на физиката и хемијата во биологијата.

Во моментов, во биолошките експерименти, широко се користат различни видови микроскопија, вклучувајќи електронска микроскопија со техника на ултратенки пресеци, биохемиски методи, различни методи на одгледување и интравитално набљудување на клеточни култури, ткива и органи, методот на означени атоми, X- анализа на дифракција на зраци, ултрацентрифугирање, хроматографија итн. Не случајно во втората половина на 20 век. Во биологијата се разви цела насока - создавање на нови инструменти и развој на истражувачки методи.

Во биолошките истражувања, тие се повеќе се користат моделирање,што се смета за највисок облик на експериментирање. Да, тие се во тек активна работаза компјутерско моделирање на најважните биолошки процеси, главните насоки на еволуцијата, развојот на екосистемите или дури и целата биосфера (на пример, во случај на глобална клима или промени предизвикани од човекот).

Експерименталниот метод, комбиниран со системско-структурен пристап, радикално ја трансформираше биологијата, ги прошири своите когнитивни способности и отвори нови начини за користење на биолошкото знаење во сите сфери на човековата активност.

Научен факт. Научен метод. Методи на истражување: описни, компаративни, историски, експериментални.

1. Која е главната цел и задача на науката?

2. Зошто може да се тврди дека развојот на биологијата бил одреден со развојот и примената на нови научни методиистражување?

3. Кое беше значењето на описните и споредбените методи за развојот на биологијата?

4. Која е суштината на историскиот метод?

5. Зошто експерименталниот метод стана најраспространет во 20 век?

Предложете методи за истражување што ќе ги користите кога го проучувате антропогеното влијание врз кој било екосистем (акумулација, шума, парк итн.).

Понудете неколку од вашите опции за развој на биологијата во 21 век.

Кои болести, според вас, ќе ги победи човештвото користејќи ги пред сè методите на молекуларната биологија, имунологијата и генетиката.

Научното истражување обично се состои од неколку фази (сл. 1). Врз основа на собирање на факти, се формулира проблем. За да го решат, тие ставија напред хипотези (грчка хипотеза - претпоставка). Секоја хипотеза се тестира експериментално во процесот на добивање нови факти. Доколку добиените факти се во спротивност со хипотезата, тогаш таа се отфрла. Ако хипотезата е во согласност со фактите и дозволува да се направат точни предвидувања, тогаш таа може да стане теорија (грчка теорија - истражување). Сепак, дури и точната теорија може да се ревидира и рафинира како што се акумулираат нови факти. Јасен пример е теоријата на еволуција.

Некои теории вклучуваат воспоставување врски помеѓу различни феномени. Ова правилаИ законите.

Можеби има исклучоци од правилата, но законите секогаш важат. На пример, законот за зачувување на енергијата важи и за живата и за неживата природа.

Ориз. 1. Главни фази научно истражување

§ 3. Суштината на животот и својствата на живите суштества

1. Што е животот?

2. Што се смета за структурна и функционална единица на живите суштества?

3. Кои својства на живите суштества ги знаете?

Суштината на животот. Веќе знаете дека биологијата е наука за животот. Но, што е животот?

Класичната дефиниција на германскиот филозоф Фридрих Енгелс: „Животот е начин на постоење на протеински тела, чија основна точка е постојаната размена на супстанции со надворешната природа што ги опкружува, а со прекин на овој метаболизам, животот исто така престанува. , што доведува до распаѓање на протеинот“ - го одразува нивото на биолошко знаење на второто половина на 19 векВ.

Во 20 век Направени се бројни обиди да се дефинира животот, одразувајќи ја сложеноста на овој процес.

Сите дефиниции ги содржеа следните постулати кои ја одразуваат суштината на животот:

– животот е посебен облик на движење на материјата;

– животот е метаболизмот и енергијата во телото;

– животот е витална активност во телото;

– животот е само-размножување на организмите, што се обезбедува со пренос на генетски информации од генерација на генерација.

Животот е повисока форма на движење на материјата во споредба со физичките и хемиските форми на неговото постоење.

Во најопшта смисла живототможе да се дефинира како активни, со трошење на енергија добиена однадвор, одржување и саморепродукција на специфични структури кои се состојат од биополимери - протеини и нуклеински киселини.

Ниту нуклеинските киселини ниту протеините сами по себе не се супстрат на животот. Тие стануваат супстрат на животот само кога се наоѓаат и функционираат во клетките. Надвор од клетките, ова се хемиски соединенија.

Според дефиницијата на рускиот биолог В.М. Волкенштајн, „живите тела што постојат на Земјата се отворени, саморегулирачки и саморепродуцирачки системи изградени од биополимери - протеини и нуклеински киселини“.

Својства на живите суштества. Живите суштества се карактеризираат со голем број општи својства. Да ги наброиме.

1. Единство на хемискиот состав.Живите суштества се формирани од истите хемиски елементи, како неживи предмети, но кај живите суштества 90% од масата отпаѓа на четири елементи: C, O, N, H, кои се вклучени во формирањето на сложени органски молекули како што се протеини, нуклеински киселини, јаглени хидрати, липиди.

2. Единство на структурна организација.Клетката е единствена структурна и функционална единица, како и единица за развој на речиси сите живи организми на Земјата. Вирусите се исклучок, но дури и тие покажуваат живи својства само кога се во ќелија. Нема живот надвор од клетката.

3. Отвореност.Сите живи организми се отворени системи, односно системи кои се стабилни само под услов на континуирано снабдување со енергија и материја од околината.

4. Метаболизам и енергија.Сите живи организми се способни да разменуваат супстанции со нивната околина. Метаболизмот се јавува како резултат на два меѓусебно поврзани процеси: синтеза на органски материи во телото (поради надворешни извори на енергија - светлина и храна) и процес на распаѓање на сложени органски материи со ослободување на енергија, која потоа се троши од тело.

Метаболизмот обезбедува постојаност на хемискиот состав при постојано менување на условите на животната средина.

5. Саморепродукција(репродукција). Способноста за саморепродукција е најважното својство на сите живи организми. Се заснова на информации за структурата и функциите на секој жив организам, вградени во нуклеинските киселини и обезбедувајќи специфичност на структурата и виталната активност на живиот организам.

6. Саморегулација.Секој жив организам е изложен на постојано менување на условите на животната средина. Во исто време, потребни се одредени услови за да се случат витални процеси во клетките. Благодарение на механизмите на саморегулација, се одржува релативната константност на внатрешната средина на телото, т.е. се одржува постојаноста на хемискиот состав и интензитетот на физиолошките процеси (со други зборови, се одржува хомеостазата: од грчки homoios - идентично и стаза - состојба).

7. Развој и раст.Во процесот на индивидуален развој (онтогенеза), индивидуалните својства на организмот постепено и доследно се манифестираат и настанува неговиот раст. Покрај тоа, сите живи системи еволуираат - тие се менуваат во текот на историскиот развој (филогена).

8. Раздразливост.Секој жив организам е способен селективно да реагира на надворешни и внатрешни влијанија.

9. Наследност и варијабилност.Континуитетот на генерациите е обезбеден со наследноста. Потомците не се копии на нивните родители поради способноста на наследните информации да се менуваат - варијабилност.

Некои од својствата наведени погоре може да се својствени и за неживата природа. На пример, кристалите во заситен раствор на сол можат да „растат“. Сепак, овој раст ги нема оние квалитативни и квантитативни параметри кои се својствени за растот на живите суштества.

Запалената свеќа се карактеризира и со метаболички процеси и конверзија на енергија, но не е способна за саморегулирање и саморепродукција.

Следствено, сите својства наведени погоре во нивните тоталитетоткарактеристични само за живите организми.

Животот. Отворен систем.

1. Зошто е многу тешко да се дефинира концептот на „живот“?

2. Која е разликата помеѓу хемиската организација на живите организми и неживите предмети?

3. Зошто живите организми се нарекуваат отворени системи?

4. Како фундаментално се разликуваат метаболичките процеси помеѓу живите организми и неживата природа?

5. Која е улогата на варијабилноста и наследноста во развојот на животот на нашата планета?

Споредете ја суштината на процесите на раст, репродукција и метаболизам во неживата природа и во живите организми.

Наведете примери за својства карактеристични за жив организам што може да се забележат и кај неживи предмети.

Организам(латински organizo - организира) е поединец, поединец (латински individuus - неделив), независно во интеракција со своето живеалиште. Терминот „организам“ е лесно да се разбере, но речиси е невозможно јасно да се дефинира. Организмот може да се состои од една клетка или може да биде повеќеклеточен. Различни колонијални организми може да се состојат од хомогени организми, на пример, Volvox, или да претставуваат комплекс од високо диференцирани поединци кои сочинуваат една целина, на пример, португалскиот човек на војната, колонијален солентерат. Понекогаш дури и поединците одвоени едни од други формираат групи кои се разликуваат по одредени индивидуални својства: на пример, кај пчелите, како и другите општествени инсекти, едно семејство има голем број на органски својства.