Біологія. Екзамен. Загальна біологія

БІОЛОГІЯ. ЕКЗАМЕН. ЗАГАЛЬНА БІОЛОГІЯ

Форми життя: клітинна та неклітинна.

Неклітинні форми органічного світу.

До неклітинних належать віруси, які утворюють группу Віра (Vira). Віруси проявляють життєдіяльність тільки у стадії внутрішньоклітинного паразитизму. Дуже малі розміри дозволяють їм легко проходити крізь будь-які фільтри, у тому числі каолінові, з найдрібнішими порами, тому спочатку їх називали фільтрівними вірусами. Існування вірусів було доведено в 1892 р. російським ботаніком Д. І. Івановським. Зрілі частинки вірусів - віріони, або віроспори,

складаються з білкової оболонки і нуклеокапсиду, в якому зосереджений генетичний матеріал - нуклеїнова кислота. Одні віруси містять дезоксирибонуклеїнову кислоту (ДНК), інші рибонуклеїнову (РНК).

На стадії віроспори ніяких проявів життя не спостерігається. Тому немає єдиної думки, чи можна віруси на цій стадії вважати живими.

Вірус являє собою діалектичну єдність живого і неживого: поза клітиною це речовина, у клітині це істота, тобто він одночасно і нежива речовина, і жива істота. Віроспора - лише одна із стадій існування вірусу. Описано сотні вірусів, які викликають захворювання у рослин, тварин і людини. До вірусних хвороб людини відносять сказ, віспу, тайговий енцефаліт, грип, епідемічний паротит, кір, СНІД та ін.

Віруси, які пристосувалися до паразитування у

клітині бактерій, називаються фагами.

Багато фагів мають пуголовкоподібну форму, складаються з головки і хвоста. Внутрішній вміст фага - це переважно ДНК, а білковий компонент зосереджений в основному у так званій оболонці. Фаги проникаючи у певні

види бактерій, розмножуються і викликають розчинення (лізис) бактеріальної клітини.

Походження вірусів не з'ясоване. Одні вважають їх первинно примітивними організмами, які є основою життя. Інші схиляються до думки, що віруси походять від організмів, які мали більш високий ступінь організації, але дуже спростилися у зв'язку

з паразитичним способом життя. Нарешті, існує і третя точка зору: віруси - група генів або фрагментів інших клітинних структур, які набули автономності.

Клітинні форми життя.

Основну масу живих істот складають організми, які мають клітинну будову.

Клітинні організми поділяють на дві категорії: ті, що не мають типового ядра доядерні, або про-

каріоти (Procaryota), та ті, які мають

ядро - ядерні, або еукаріоти (Eucaryota).

До прокаріотів належать бактерії та синьозелені водорості, до еукаріотів більшість рослин, гриби і тварини. Прокаріоти - доядерні організми, які не мають типового ядра, оточеного ядерною оболонкою. Генетичний матеріал представлений генофором -

ниткою ДНК, яка утворює кільце. Ця нитка не набула ще складної будови, що характерно для хромосом, у ній немає білків-гістонів. Поділ клітини простий, але йому передує процес реплікації. У клітині прокаріотів відсутні мітохондрії, центріолі, пластиди, розвинена система мембран.

Бактеріїта синьозелені водорості

об'єднані в підцарство Дроб'янки. Клітина типових дроб'янок вкрита оболонкою із целюлози. Дроб'янки відіграють суттєву роль у кругообігу речовин у природі: синьозелені водорості - як синтетики органічної речовини, бактерії - як мінералізатори її. Багато бактерій мають медичне і ветеринарне значення як збудники хвороб. Еукаріоти - ядерні організми, які мають ядро, оточене ядерною мембраною. Генетичний матеріал зосереджений переважно у хромосомах, які складаються з ниток ДНК та білкових молекул. Діляться ці клітини мітотично. Є центріолі, мітохондрії, пластиди. Серед еукаріотів є як одноклітинні, так і багатоклітинні організми.

 

Основні властивості життя.

• обмін речовин та енергії

• здатність протистояти наростанню ентропії

• подразливість

• самооновлення

• саморегуляція

• самовідтворення

• спадковість і мінливість

• ріст та розвиток

• дискретність і цілісність

Здатність утворювати ці комплекси, їх наступні перетворення, а також зруйнування, забезпечує найважливішу властивість живої системи - обмін речовин, зміст якого складають синхронізовані процеси асиміляції (процеси синтезу, анаболізм) і дисиміляції (процеси розпаду, катаболізм). Під час асиміляції створюються або оновлюються різні морфологічні структури, процес відбувається з поглинанням енергії й називається пластичним обміном. Під час дисиміляції

відбувається розщеплення складних хімічних сполук до відносно простих, що супроводжується виділенням енергії. Цей процес називають енергетичним обміном. Пластичний та енергетичний обміни тісно пов'язані, складають єдиний метаболічний цикл, який відбувається у клітині. Живий організм є відкритою системою відбувається неперервна взаємодія з довкіллям, під час якої здійснюється обмін із середовищем енергією, матерією (речовиною) та інформацією.

Здатність протистояти наростанню ентропії. Небіологічні системи здатні виконувати роботу за рахунок теплової енергії. Живі системи функціонують в ізотермічному режимі, а тому дляздійснення процесів життєдіяльності використовують хімічну енергію і підпорядковуються законамтермодинаміки. Аутотрофні організми використовують енергію сонячного світла або розщепленняхімічних сполук (залізо- та сіркобактерії). Гетеротрофні організми отримують енергію в результаті

поєднання метаболізму з процесом розпаду складних органічних молекул, які надходять ззовні. Згідно з першим законом термодинаміки, внутрішня енергія разом з її оточенням залишається сталою. За будь-яких змін системи внутрішня енергія не витрачається і не набувається. За другим законом термодинаміки, ентропія при

самовільних процесах зростає. Ентропія є мірою невпорядкованості, хаотичності системи і досягає максимального значення, коли система переходить до стану справжньої рівноваги. У живих системах постійно відбуваються біохімічні реакції, що супроводжується виділенням тепла. Такі процеси проходять за участю ферментів

самовільно і характеризуються зменшенням вільної енергії. Енергетичні процеси в клітині здійснюються впорядковано, а не хаотично. За таких умов не може бути справжньої, сталої рівноваги. Тому клітини як живі організми здатні протистояти зростанню ентропії.

Самооновлення.

В основі самооновлення лежать реакції синтезу, тобто утворення нових молекул і структур на основі інформації, закладеної впослідовності нуклеотидів ДНК.

Саморегуляція. Саморегуляція, або ауторегуляція - це здатність організмів підтримувати відносну сталість хімічного складу та перебігу фізіологічних процесів -гомеостаз. Саморегуляція відбувається за участі нервової, імунної та ендокринної

систем. Важливим проявом життя є подразливість - здатність живих організмів реагувати на певні впливи довкілля. Характер подразників, а, отже, й адекватні реакції-відповіді організмів на них різноманітні. Вони мають свої особливості у представників тваринного і рослинного світу. Поширеною формою прояву подразливості є рухи - активні чи пасивні. У

світі тварин рухи виявляються у вигляді таксисів. Це певне позитивне чи негативне переміщеннявідносно подразника (фототаксис,термотаксис, хемотаксис). Рослинам притаманні тропізми, настії, нутації. Рухи віддзеркалюють різні шляхиеволюційних перебудов і адаптацій організмів досередовища існування.Однією з обов'язкових властивостей життя є здатність до самовідтворення (розмноження).

У процесі розмноження організми дають потомство, тобто виникають організми, схожі з батьківськими формами. Таким чином забезпечується спадкоємність між батьками і нащадками. У сучасних умовах організми можуть виникати тільки з матеріальних форм (клітин) шляхом розмноження. Самовідтворення відбувається на всіх рівнях

організації живої матерії. Розмноження є необхідною умовою існування

будь-якого виду рослин і тварин. Життєвим віддзеркаленням космічних процесів є еволюційно сформована біологічна ритмічність - універсальна особливість життя. Біоритми - це кількісні

й якісні зміни біологічних процесів, які відбуваються на різних рівнях організації. їх виникнення зумовлено планетарними взаємодіями, обертанням Землі навколо своєї осі й навколо Сонця. Найпоширенішим є циркадіанний (білядобовий) хроноритм, що випливає з фотоперіоду - зміни довжини дня і ночі. Рослинний і тваринний світ реагує на фотоперіод фотоперіодизмом - складним комплексом змін життєдіяльності. Фотоперіодизм є суттєвим компонентом таких елементів вищої нервової діяльності, як інстинкти.

Спадковість і мінливість.

Спадковість - це здатність організму передавати свої ознаки, властивості й особливості розвитку від покоління до покоління.

Мінливість - це здатність організмів набувати нових ознак і властивостей. При цьому виникає різноманітність, поява нових форм життя, нових видів організмів.

Спадковість і мінливість - невід'ємні явища живої матерії. Вони проявляються в процесі розмноження організмів.

Ріст і розвиток

Ріст здійснюється на будь-яких рівнях біологічної організації: ріст клітин, ріст органів, ріст організмів, ріст популяцій тощо. Ріст супроводжується збільшен ням маси органа, організму або зростанням числа

особин у популяції тощо.

Властивістю живої матерії є здатність до розвитку - незворотної закономірної зміни біологічноїсистеми. В результаті розвитку зазнає змін склад

або структура системи, формується нова якість. Розвиток складових організму носить назву онтогенез, або індивідуальний розвиток. Розвиток живої природи (еволюція) з утворенням нових видів, прогресивним ускладненням форм життя носить назву

філогенез, або історичний розвиток.

Дискретність і цілісність.

Дискретність (від лат. discretus - переривчастість, розділення) означає, що біологічна система (популяція, організм, орган, клітина) складається з відособлених або обмежених у просторі складових (види, особини, тканини, органели). Дискретність забезпечує сталість перебігу біологічних процесів у часі і просторі. Взаємодія складовіи біологічної системи відбувається не ізольовано, а перебуває у зв'язку з оточуючим середовищем, вона

відповідно реагує на стимули, які надходять зовні. За таких умов біологічна система розглядається як цілісна система. Її складові утворюють цілісність, єдине ціле. Про це свідчать однотипність реакцій різних видів на дію подразника, взаємопереходи біохімічних реакцій, тотожність фізіологічних функцій тощо.

 

Запліднення. Партеногенез.

Статеве розмноження тварин і рослин супроводжується запліднення м - злиттям двох гамет: чоловічої і жіночої. У результаті утворюється запліднена яйцеклітина - зигота, яка дає початок розвитку нового покоління організмів.

Існують два способи запліднення:зовнішнє і внутрішнє. Майже всі водні хребетні тварини (риби,земноводні та ін.) відкладають ікру (яйцеклітини) і

сперму у воду, де і відбувається запліднення. Виняток складають водні ссавці (ластоногі, китоподібні), живородні риби і деякі земноводні, яким властиве внутрішнє запліднення.

У наземних тварин запліднення відбувається в статевій системі самки, і зародок розвивається або в середині її тіла (внутрішньоутробний розвиток у ссавців), або в яйцях, вкритих шкаралупою (комахи, плазуни, птахи, яйцекладні ссавці).

РОЗКАЗАТИ ПРО ЗАПЛІДНЕННЯ ТЕ ЩО ВЧИЛИ НА ГІСТІ!

Особливою формою статевого розмноження є партеногенез (від грец. παρθένος - незайманиця, γένεσις - народження), тобто розвиток організму з незапліднених яйцевих клітин. Природний партеногенез характерний для окремих рослин, червів, комах, ракоподібних. У деяких тварин будь-яке яйце здатне розвиватися як без запліднення, так і після нього. Це так званий факультативний партеногенез. Він зустрічається у

бджіл, мурашок, коловерток, у яких із запліднених яєць розвиваються самки, а із незапліднених - самці. При облігатному, тобто обов'язковому, партеногенезі яйця розвиваються без запліднення. Цей

вид партеногенезу відомий, наприклад, у кавказької скельної ящірки. У багатьох видів

партеногенез має циклічний характер. У попелиць, дафній, коловерток у літній період існують тільки самки, які розмножуються партеногенетично, а восени партеногенез змінюється розмноженням з заплідненням (це явище називають гетерогонією).

Ембріональна індукція.

 

МУТЬ ЯКАСЬ!

 

Гаметопатію, 2бластопатію,

Ембріопатію

Фетопатію.

Якщо досить суттєві порушення розвитку виникають на стадії зиготи (гаметопатія)

або бластули (бластопатія), то подальший розвиток не відбувається і зародок гине. Найбільше клінічне значення мають ембріопатія і фетопатія.

Основу природжених вад складає ембріопатія - порушення, що виникли в період від 15 діб до

8 тижнів ембріонального розвитку. Порушення, які з'являються після 10 тижнів ембріонального розвитку, називають фетопатією. Вона характеризується патологічними станами, які, як правило, супроводжуються відхиленнями загального типу: зниженням маси, різноманітними функціональними порушеннями, затримкою інтелектуального розвитку тощо, а суттєві морфологічні порушення відсутні.

Залежно від послідовності виникнення природжені вади поділяють на первинні і вторинні. Якщо

первинні вади зумовлені безпосередньою дією тератогенного чинника, то вторинні – ускладненням первинних, патогенетично з ними пов'язані.

Філогенетично зумовленими називають такі

вади, що за своїм виглядом нагадують певні органи тварин з типу Хордові і підтипу Хребетні. Якщо вони нагадують відповідні органи предкових груп або їхніх зародків, то такі вади називають анцестральними

(предковими), або атавістичними (незрощення дужок хребців і твердого піднебіння, шийні і поперекові ребра, персистування вісцеральних дуг тощо). Якщо вади нагадують органи споріднених сучасних або давніх,

але бічних гілок тварин, то їх називають алогенними. Розглядаючи філогенетично зумовлені вади, можна виявити генетичний зв'язок людини з іншими хребетними, а також зрозуміти механізми виникнення вад впродовж ембріонального розвитку.

Нефілогенетичними є такі природжені вади, що не мають аналогів у нормальних предкових або сучасних хребетних тварин. До таких вад можна

віднести, наприклад, двійникові каліцтва й ембріональні пухлини, що з'являються внаслідок порушення ембріогенезу, не відображають філогенетичних

закономірностей.

 

Сучасні теорії старіння.

З біологічного погляду, старіння -універсальний і закономірний процес, якому властива поступовість, неухильне прогресування, що призводить до зниження адаптаційних можливостей та життєздатності

індивідуума.

Старіння торкається всіх рівнів організації: від молекулярних структур до цілісного організму. До найбільш характерних зовнішніх ознак належать: зменшення росту (на 0,5C1,0 см за п'ятиліття після 60 років), зміна форми тіла (згладжування контурів, посилення кіфозу, перерозподіл жирового компоненту), зниження амплітуди рухів грудної клітки, зменшення розмірів обличчя внаслідок втрати зубів і редукції альвеолярних відростків щелеп, збільшення обсягу мозкової частини черепа, ширини носа і рота, зміни у шкірі (зменшення кількості сальних залоз, товщини епідермісу, сосочкового шару шкіри, посивіння волосся).

Зміни виникають в інших системах. Так, зни-

жується секреторна активність травних органів, життєва ємність легень, основних ниркових функцій, скорочувальна цілісність міокарда, сповільнюється ритмічна діяльність серця.

Отже, старіння - тривалий процес, останнім етапом якого є старість. Час настання старості залежить від багатьох причин. На даний час чітких показників, за якими можна визначити цей період онтогенезу, немає.

Перша концепція розглядає старіння як процес, що викликає нагромадження в організмі ушкоджених молекул, які накопичуються і порушують нормальне функціонування організму.

Згідно з другою концепцією, старіння - це закономірний, генетично запрограмований процес, що завершує диференційований ріст, дозрівання.

Швидше за все, ці дві концепції необхідно поєднати, тому що вони доповнюють одна одну. Існує погляд, що властиве людині, та й іншим приматам, еволюційне зростання тривалості життя залежить від зниження швидкості процесів старіння, підвищення ефективності захисних і репаративних процесів, що пов'язано з дією регуляторних генів.

 

Етапи антропогенезу.

Екологічний стан в Україні.

Високий рівень індустріалізації, необдумане і нераціональне використання природних ресурсів

призводить до погіршення екологічної ситуації в різних країнах, в тому числі і в Україні.

Внаслідок катастрофи на Чорнобильській АЕС колосальні території України, Білорусі та інших

держав забруднені радіонуклідами і до цього часу залишаються непридатними для життя людини.

Порівняно з 1985 роком зросли:

• хвороби крові та кровотворних органів C на 21,4 %;

• ураження кістковоCм'язової системи C на 10 %;

• психічні розлади C на 8,4 %;

• вроджені аномалії C на 5,3 %;

• ускладнення вагітності та пологів C на 4,8 %.

Рівень злоякісних новоутворень щорічно зростає на 1,8 %. Змінилася структура онкозахворювань. Переважають рак щитоподібної залози, порожнини рота, прямої кишки, лімфатичної та кровотворної систем, рак органів дихання, передміхурової залози у чоловіків та статевих залоз у жінок.

Невпинно знижується народжуваність. До зон особливого контролю з різним ступенем забрудненості віднесено 78 районів 12-ти областей, понад 2 000 населених пунктів.

Особливо небезпечне погіршення стану здоров'я дітей. Падає опір їх організму до різних інфекційних хвороб, зростає питома вага дітей з поганим фізичним розвитком, прогресують хвороби, зумовлені генетичними порушеннями.

 

БІОЛОГІЯ. ЕКЗАМЕН. ЗАГАЛЬНА БІОЛОГІЯ