Контрольная работа по "Биологии"

                     Вариант 6.

Вопрос №1.

   На каком уровне организации жизни осуществляются элементарные эволюционные преобразования ? Дайте характеристику этому уровню организации.

Ответ:

    Элементарные эволюционные преобразования осуществляются на популяционно-видовом уровне. Объединение особей в популяции, а популяций в виды по степени генетического и экологического единства приводит к появлению новых свойств и особенностей в живой природе, отличных от свойств молекулярно-генетического и онтогенетического уровней.

   Популяция – элементарная структура на популяционно-видовом уровне, а элементарное явление на этом уровне – изменение генотипического состава популяции; элементарный материал на этом уровне – мутации.

   Выделены элементарные факторы, действующие на этом уровне: мутационный процесс, популяционные волны, изоляция и естественный отбор. Каждый из этих факторов может оказать то или иное «давление», т.е. степень количественного воздействия на популяцию, и в зависимости от этого вызывать изменения в генотипическом составе популяции.

     На популяционно-видовом уровне особую роль приобретают отношения между особями внутри популяции и вида. При этом популяции выступают как элементарные, далее не разложимые эволюционные единицы, представляющие собой генетически открытые системы (особи из разных популяций иногда скрещиваются, и популяции обмениваются генетической информацией). Виды, всегда выступающие как система популяций, являются наименьшими, в природных условиях генетически закрытыми системами (скрещивание особей разных видов в природе в подавляющем большинстве случаев не ведет к появлению плодовитого потомства). Все это приводит к тому, что популяции оказываются элементарными единицами, а виды – качественными этапами процесса эволюции. В целом же на популяционно-видовом уровне реально осуществляется в чреде поколений процесс эволюции.

 

 

 

Вопрос №2.

 

 Дайте  характеристику структурной единице (мономеру) белка. 
Приведите общую формулу мономера, назовите свойства отдельных его составных частей. Перечислите уровни организации белковой молекулы, приведите примеры конкретных белков.

 

Ответ:

 

   Основными структурными единицами( мономерами) белков являются остатки аминокислот, соединенные друг с другом пептидными связями в длинные цепи. Отдельные цепи могут притягиваться друг к другу или образовывать петли и загибаться назад так, что различные участки одной и той же цепи оказываются связанными между собой водородными связями. Последовательность аминокислот в протеиновой цепи называется первичной структурой белка(инсулин), вторичная структура белка( кератин) показывает, как различные длинные цепи, расположенные друг относительно друга, тогда как третичная структура(гемоглобин)- это та форма, которую принимает молекула белка в результате изгибов, закручивания и связывания отдельных участков в протеиновой цепи.

          

 

 

 

 

 

 

 

NH2- аминокислотная группа( Основные свойства)

СООН- карбоксильная группа( Кислотные свойства)

R- радикал отличия аминокислот.

 

 

Вопрос №3.

  Что такое «эухроматин», «гетерохроматин», охарактеризуйте их. В каких структурах, и на каком этапе жизненного цикла клетки могут находиться указанные разновидности хроматина?

 
Ответ:

 

   Эухроматин локализуется ближе к центру ядра, более светлый, более деспирализованный, менее компактный, более активен в функциональном отношении. Предполагается, что в нем сосредоточена та ДНК, которая в интерфазе генетически активна. Эухроматин соответствует сегментам хромосом, которые деспирализованы и открыты для транскрипции. Эти сегменты не окрашиваются и не видны в световой микроскоп. 

    Гетерохроматин - плотно спирализованная часть хроматина. Гетерохроматин соответствует конденсированным, плотно скрученным сегментам хромосом (что делает их недоступными для транскрипции) . Он интенсивно окрашивается основными красителями, и в световом микроскопе имеет вид тёмных пятен, гранул. Гетерохроматин располагается ближе к оболочке ядра, более компактен, чем эухроматин и содержит гены, которые в настоящий момент неактивны. Таким образом, по морфологическим признакам ядра (по соотношению содержания эу- и гетерохроматина) можно оценить активность процессов транскрипции, а, следовательно, синтетической функции клетки. При её повышении это соотношение изменяется в пользу эухроматина, при снижении – нарастает содержание гетерохроматина.  
Распределение гетерохроматина (топография его частиц в ядре) и соотношение содержания эу- и гетерохроматина характерны для клеток каждого типа, что позволяет осуществить их идентификацию как визуально, так и с помощью автоматических анализаторов изображения..

 

Вопрос №4.

  Проведите анализ влияния процессов, происходящих в ходе сперматогенеза, овогенеза, оплодотворения, на ранние этапы развития зиготы, образовавшейся в результате оплодотворения. 

Ответ:

 

 

 

 

Вопрос №5.

  Укажите предпосылку естественного отбора, поле его действия, объект и точку приложения? Дайте определение сути естественного отбора с генетической точки зрения. 
 

  Ответ:

 Учение о естественном отборе разработано Ч. Дарвином, который считал сам отбор результатом борьбы за существование, а его предпосылкой — наследственную изменчивость организмов.

   Генетическая сущность естественного отбора заключается в избирательном сохранении в популяции определенных генотипов. Содержащийся в них наследственный материал передается следующим поколениям.

   Таким образом, естественный отбор можно определить как избирательное воспроизведение генотипов, которые в наилучшей степени отвечают сложившимся условиям жизни популяции.

Естественный отбор изменяет состав генофонда, «убирая» из популяции особей, признаки и свойства которых не дают преимуществ в борьбе за существование. В результате отбора генетический материал «передовых» особей (т. е. обладающих свойствами, повышающими их шансы в борьбе за жизнь) начинает все больше и больше влиять на генофонд всей популяции.

В ходе естественного отбора порождаются удивительные и многообразные биологические адаптации (приспособления) организмов к условиям внешней среды, в которых протекает жизнь популяции.

 

   Вопрос №6.

 Перечислите этапы формирования сердца позвоночных животных в филогенезе (по классам). Назовите и охарактеризуйте, с иллюстрацией на примерах, наиболее частые атавистические пороки развития сердца у человека. 
  

Ответ: 
         Филогенез кровеносной системы позвоночных:

Коровеносная система всех представителей типа Хордовые заклыдывается в боковых пластинках мезодермы на брюшной стороне зародыша на стадии гаструлы. Тип Хордовые характеризуется замкнутой кровеносной системой. Представителей подтипа Позвоночные отличает наличие сердца.

                                    Надкласс Рыбы.

У большинства рыб один круг кровообращения. Сердце рыб заклыдывается в области глотки. Клетки мезодермы образуют пластинку, которая формирует трубку. Сердце у взрослых рыб двухкамерное: одно предсердие и один желудочек и содержит только венозную кровь.

У зародышей рыб от сердца отходит брюшная аорта, которая делится на 6- 7 пар артериальных ( жаберных) дуг. У взрослых рыб от сердца отходит артериальный конус, содержащий клапаны, препятствующие обратному току крови. От артериального конуса отходит брюшная аорта, которая распадается на 4- 5 пар приносящих жаберных артерий. От первой из них ответвляются сонные артерии. Выносящие жаберные артерии собираются в корни спинной аорты, которые объединяются и образуют спинную аорту. От нее отходят артерии, снабжающие артериальной кровью органы и ткани рыб.  Венозная кровь возвращается в сердце по венам. От задней части  тела венозная кровь собирается в хвостовую вену. Она делится на правую и левую воротные вены почек. В почках вены образуют капиллярную сеть , где кровь очищается, и собираются в правую и левую задние кардинальные вены. Передние и задние кардинальные вены собираются в правый и левый кювьеровы протоки и впадают в венозный синус. Вены от органов брюшной полости впадают в воротную вену печени. Кровь в печени очищается и собирается в печеночную вену, которая также впадает в венозный синус.

                   Кровеносная система амфибий.

У личинок амфибий, как и у рыб, один круг кровообращения. Кровеносную систему взрослый амфибий характеризуют два неполных круга кровообращения.

Сердце амфибий закладывается в области глотки. Клетки мезодермы, как и у рыб, образуют пластинку, которая формирует трубку. У личинок амфибий сердце двухкамерное( одно предсердие и один желудочек). Сердце трехкамерное: два предсердия и один желудочек. В сердце выделяют пять отделов: венозную пазуху, два предсердия, один желудочек и артериальный конус. Предсердия открываются в желудочек общим отверстием. В правом предсердии кровь венозная, в левом- артериальная. Дно желудочка образует трабекулы. Они препятствуют смешиванию крови, поэтому в правой части желудочка находится венозная кровь, в центральной части- смешанная, а в левой- артериальная кровь.

                   Кровеносная система рептилий.

Для взрослых рептилий характерны два неполных круга кровообращения. Сердце рептилий развивается из парных закладок мезодермы. В процессе развития они сливаются и образуют единую трубку. Из нее формируется двухкамерное сердце, которое затем преобразуется в трехкамерное.

Сердце взрослых рептилий трехкамерное: два предсердия и один желудочек. Предсердия разделены и каждое открывается в желудочек самостоятельным отверстием. Правое предсердие содержит венозную кровь, левое – артериальную. Желудочек имеет не полную перегородку, которое в момент сокращения полностью разделяет его на две части. Перегородка препятствует смешиванию крови. В правой части желудочка находится венозная кровь, над перегородкой – небольшая порция смешанной крови, в левой части желудочка  - артериальная кровь. У крокодилов межжелудочковая перегородка полная, но в ней имеется центрально расположенное отверстие.

Кровеносная система птиц.

Для взрослых птиц характерны два полных круга кровообращения: малый и большой.

У зародышей птиц сердце, как у рептилий, развивается из парных закладок мезодермы. Затем они сливаются и образуют единую трубку. В процессе формирования она проходит этапы двухкамерного, трехкамерного, трехкамерного с неполной межжелудочковой перегородкой и четырехкамерного сердца.

Сердце взрослых птиц четырехкамерное: два предсердия и два желудочка. В правом предсердии и правом желудочке кровь венозная, в левом предсердии и левом желудочке – артериальная. От сердца отходят два самостоятельных сосуда: легочный ствол и правая дуга аорты.

Кровеносная система млекопитающих.

Для млекопитающих характерны два круга кровообращения.

Сердце млекопитающих и человека развивается из парных закладок мезодермы. Они сливаются и образуют единую трубку в область шеи. В процессе развития трубка смещается в левую часть грудной полости.

У человека встречаются аномалии развития сердца, связанные с его неправильным расположением. Например, эктопия сердца (гетеротопия) – расположение сердца вне грудной полости, декстрокардия (гетеротопия) – расположение сердца справа.

Трубка начинает расти. В прцессе формирования она проходит этапы двухкамерного, трехкамерного, трехкамерного с неполной межжелудочковой перегородкой и четырехкамерного сердца.

Этап двухкамерного сердца: отдельные участки трубки растут не равномерно, она сгибается и дифференцируется на отделы: венозный синус, зачаток предсердия, зачаток желудочка и артериальный ствол. У человека встречается патология – двухкамерное сердце. Она связанная с остановкой развития сердца на этапе двух камер (гетерохрония). От сердца отходит только один сосуд – артериальный ствол.

Этап трехкамерного сердца: Предсердие разделяется перегородкой. Она образуется в два этапа: с начало формируется первичная перегородка, затем, параллельно ей, вторичная. Между предсердиями остается овальное отверстие, которое закрывается после рождения. У человека часто встречается патология развития (1:1000), связанная с дефектом межпредсердной перегородки (гетерохрония). Различают дефекты первичной и вторичной межпредсердных перегородок, а также полное их отсутствие – трехкамерное сердце с одним общим предсердием.

Этап трехкамерного сердца с неполной межжелудочковой перегородкой: зачаток желудочка разделяется межжелудочковой перегородкой. Она не полная и в ней имеется отверстие, которое закрывается 6 – 7-й неделе.

У человека встречается аномалия развития, связанная с дефектом межжелудочковой перегородки( гетерохрония). Редким пороком является ее полное отсутствие.

         Этап четырехкамерного сердца: характерен  для взрослых млекопитающих и  человека. Сердце состоит из двух  пресердий и двух желудочков. В правых предсердии и желудочке  кровь венозная, в левых предсердии  и желудочке- артериальная. От сердца  отходят два самостоятельных  сосуда: от левого желудочка- левая  дуга аорты, от правого желудочка- легочный ствол. Они образуются  путем разделения артериального  ствола.

       Таким  образом, эволюция кровеносной системы  идет по пути увеличения количества  камер сердца, дифференцировки сосудов  и повышения содержания кислорода  в крови. Эти изменения направлены  на обеспечение более интенсивного  обмена веществ, необходимого для  активного образа жизни.