Общая биология

Содержание

• 1. Что такое наследственная изменчивость и каковы причины ее возникновения
• 2. О чем свидетельствует присутствие в клетке большого количества АДФ
• 3. Раскройте сущность закона гомологических рядов наследственной изменчивости и покажите его практическое значение
• 4. Раскройте вред курения и других токсических веществ на развитие организма человека
• Список литературы

1. Что такое наследственная изменчивость и каковы причины ее возникновения

Все многообразие живого и его постоянное совершенство было бы невозможно без изменчивости. По механизмам возникновения и характеру изменений признаков различают два типа изменчивости: наследственную и ненаследственную. При наследственной изменчивости наследуются сами признаки.

Наследственную изменчивость принято делить на комбинативную и мутационную.

В основе комбинативной изменчивости лежит половое размножение организмов, вследствие которого возникает огромное разнообразие генотипов. Практически неограниченными источниками комбинативной изменчивости служат три процесса:

1. реципрокный обмен генами между хроматидами гомологичных хромосом, или кроссинговер. Он создает новые: группы сцепления, т. е. служит важным источником генетической рекомбинации аллелей;

2. независимое расхождение гомологичных хромосом в первом мейотическом делении. Именно независимое комбинирование хромосом при мейозе является основой третьего закона Менделя;

3. случайное сочетание гамет при оплодотворении.

Комбинативная изменчивость является важнейшим источником всего колоссального наследственного разнообразия, характерного для живых организмов. Однако перечисленные выше источники изменчивости не порождают крупных изменений в генотипе, которые необходимы, согласно эволюционной теории, для возникновения новых видов. Такие изменения возникают в результате мутаций.

Мутационной называется изменчивость, вызванная возникновением мутации. Мутации -- это наследуемые изменения генетического материала, приводящие к изменению тех или иных признаков организма.

Основные положения мутационной теории сводятся к следующему:

- мутации возникают внезапно как дискретные изменения признаков;

- новые формы устойчивы;

- в отличие от ненаследственных изменений мутации не образуют непрерывных рядов. Они представляют собой качественные изменения;

- мутации проявляются по-разному и могут быть как полезными, так и вредными;

- вероятность обнаружения мутаций зависит от числа исследованных особей;

- сходные мутации могут возникать повторно;

- мутации ненаправленны (спонтанны), т. е. мутировать может любой участок хромосомы, вызывая изменения как незначительных, так и жизненно важных признаков.

2. О чем свидетельствует присутствие в клетке большого количества АДФ

АДФ - соединение, в состав которого входят аденин, рибоза и две фосфатные группы. АДФ присутствует в клетках и участвует в процессах, проходящих с преобразованием энергии

У животных снижение вентиляции легких и сужение кровеносных сосудов при переходе от состояния активности к покою можно рассматривать как физиологический ответ, предотвращающий нежелательное повышение уровня О₂ в состоянии покоя. Дело в том, что дыхание в клетках животного обычно протекает таким образом, что освобождающаяся энергия накапливается в виде "конвертируемой энергетической валюты клетки" - АТФ. Иными словами, дыхание сопряжено с синтезом АТФ из АДФ и неорганического фосфата:

(1) O₂ + AH₂ + АДФ + H₃PO₄ > H₂O + A + АТФ,

где АН₂ и А - субстрат и продукт окисления.

Образующийся АТФ расщепляется затем каким-либо ферментом, производящим тот или иной вид полезной работы (например, сократительным белком мышц актомиозином):

(2) АТФ > АДФ + H3PO4 + работа.

В состоянии покоя реакция (2) замедляется, концентрации АДФ и фосфата падают и, как следствие, тормозится потребление О₂ в реакции (1). Чтобы предотвратить повышение уровня О₂ в клетках, сужаются капилляры и замедляется доставка О₂. Однако такого рода макроскопические механизмы имеют весьма существенное ограничение. Так, сужение капилляра должно привести к появлению в ткани кислородного градиента: концентрация О₂ будет понижаться по мере удаления от капилляра. В результате клетки, расположенные вблизи капилляра, будут по-прежнему насыщены кислородом, а удаленные от него попадут в анаэробные условия. Чтобы избежать такой неблагоприятной ситуации, было бы желательно дополнить упомянутые выше надклеточные физиологические механизмы какими-то внутриклеточными, биохимическими. Повышение концентрации АДФ ведет к противоположному процессу: повышается и убыстряется потребление О₂ в реакции (1).

3. Раскройте сущность закона гомологических рядов наследственной изменчивости и покажите его практическое значение

Закон гомологических рядов был сформулирован выдающимся русским ученым Н. И. Вавиловым в 1920 г. Сущность закона состоит в том, что виды и роды, генетически близкие, связанные друг с другом единством происхождения, характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости. Зная, какие формы изменчивости встречаются у одного вида, можно предвидеть нахождение аналогичных форм у родственного ему вида.

В основе закона гомологических рядов фенотипической изменчивости у родственных видов и родов лежит представление о единстве их происхождения путем дивергенции от одного предка в процессе естественного отбора. Поскольку общие предки имели специфический набор генов, то и их потомки должны обладать примерно таким же набором. Более того, у родственных видов, имеющих общее происхождение, возникают и сходные мутации. Это означает, что у представителей' разных семейств и классов растений и животных со сходным набором генов можно встретить параллелизм -- гомологические ряды мутаций по морфологическим, физиологическим и биохимическим признакам и свойствам. Так, например, у разных классов позвоночных встречаются сходные мутации: альбинизм и отсутствие перьев у птиц, альбинизм и бесшерстность у млекопитающих, гемофилия у многих млекопитающих и человека.

Закон гомологических рядов, отражая общую закономерность мутационного процесса и формирования организмов, представляет широкие возможности для его практического применения в сельскохозяйственном производстве, селекции, медицине. Знание характера изменчивости нескольких родственных видов дает возможность поиска признака, который отсутствует у одного из них, но характерен для других. Таким путем были собраны и изучены голозерные формы злаков, односемянные сорта сахарной свеклы, не нуждающейся в прорывке, что особенно важно при механизированной обработке почв. Медицинская наука в качестве моделей для изучения болезней человека получила возможность использовать животных с гомологичными заболеваниями: сахарный диабет крыс; врожденная глухота мышей, собак, морских свинок; катаракта глаз мышей, крыс, собак и ряд других дефектов.

Закон гомологических рядов позволяет также предвидеть возможность появления мутаций, еще неизвестных науке, которые могут использоваться в селекции для создания новых ценных для хозяйства форм.

4. Раскройте вред курения и других токсических веществ на развитие организма человека

Фактор риска - общее название факторов, не являющихся непосредственной причиной определенной болезни, но увеличивающих вероятность ее возникновения. К ним относятся условия и особенности образа жизни, а также врожденные или приобретенные свойства организма. Они повышают вероятность возникновения у индивидуума болезни и (или) способны неблагоприятно влиять на течение и прогноз имеющегося заболевания. Обычно выделяют биологические, экологические и социальные факторы риска. Если к факторам риска присовокупить факторы, являющиеся непосредственной причиной болезни, то вместе их называют факторами здоровья (табл. 1).

Группировка факторов риска и их значение для здоровья

Неблагоприятные жилищные условия, многообразные стрессовые ситуации, такие особенности образа жизни человека, как гиподинамия - фактор риска развития многих заболеваний, особенно болезней сердечно-сосудистой системы. Вредные привычки, например курение -- фактор риска возникновения бронхо-легочных, сердечно-сосудистых заболеваний. Употребление алкоголя -- фактор риска развития алкоголизма, болезней печени, сердца и др.

В профилактике возникновения и прогрессирования болезни большое внимание уделяют устранению факторов риска индивидуального характера (отказ от вредных привычек, занятия физкультурой, ликвидация очагов инфекции в организме и др.), а также устранению факторов риска, имеющих значение для популяции. На это направлены, в частности, мероприятия по охране окружающей среды, источников водоснабжения, санитарная охрана почвы, санитарная охрана территории, устранение профвредностей, соблюдение техники безопасности и др.

Список литературы

1. Биология. / Н.П.Соколова, И.И.Андреева и др. - М.: Высшая школа, 1987. - 304с.

2. Колесников С.И. Экология. - Ростов-на-Дону: Феникс, 2003. - 384с.

3. Лемеза Н.А., Камлюк Л.В., Лисов Н.Д. Биология.- М.: Айрис-пресс, 2005. - 512с.

4. Петров К.М. Общая биология. - СПб.: Химия, 2001. - 420с.

5. Пособие по биологии /Лемеза Н.А., Морозик М.С., Морозов Е.И. и др. - Минск: Университетское, 1993. - 540с.