Материал: 3274

умственной и физической деятельности, что полностью восстанавливает работоспособность человека.

ОСНОВНЫЕ ТЕЗИСЫ РАЗДЕЛОВ ПО ДИСЦИПЛИНЕ БИОЛОГИЯ,

ОТВОДИМЫХ НА САМОСТОЯТЕЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ

Дыхание, гликолиз, брожение.

Дыхание. Большинство животных и растительных клеток в норме находятся в аэробных условиях и всю энергию получают в результате полного окисления органического «топлива» до углекислого газа и воды. Это происходит в результате окисления пирувата, образовавшегося в процессе гликолиза, до ацетил-КоА, который окончательно окисляется до СО2 и Н2О в цикле Кребса (цикле трикарбоновых кислот), происходящем в матриксе митохондрий. В результате аэробного (кислородного) окисления одной молекулы глюкозы синтезируется 38 молекул АТФ.

Гликолиз. Это сложный ферментативный процесс последовательных превращений глюкозы, протекающий в тканях человека и животных без потребления кислорода. В анаэробных условиях в животном организме гликолиз является единственным процессом, поставляющим энергию.

Именно благодаря процессу гликолиза организм человека и животных определенный период времени может осуществлять ряд физиологический функций в условиях недостатка кислорода. Конечным продуктом гликолиза является молочная кислота (ее соли называются лактатами). В процессе гликолиза, происходящего в цитоплазме клетки, образуется АТФ. Суммарное уравнение гликолиза можно изобразить следующим образом:

Обращаем внимание на следующий факт: в суммарном уравнении гликолиза указан общий полезный выход АТФ – на самом деле образуются 4

молекулы АТФ, но 2 молекулы АТФ тратятся на расщепление новой молекулы глюкозы.

11

В тех случаях, когда гликолиз протекает в присутствии кислорода,

говорят об аэробном гликолизе. В этом случае распад глюкозы до промежуточного продукта анаэробного гликолиза – пировиноградной кислоты – можно рассматривать как первую стадию дыхания – окисления глюкозы до конечных продуктов: углекислого газа и воды.

Брожение. Это анаэробный ферментативный окислительно-

восстановительный процесс превращения органического вещества, в

результате которого организм получает энергию. Брожению могут подвергаться спирты, аминокислоты, органические кислоты, но чаще всего углеводы. В зависимости от вещества, подвергающегося брожению, и

полученных конечных продуктов, выделяют следующие типы брожения:

спиртовое, молочнокислое, пировиноградное, маслянокислое. По названиям брожения получили названия и бактерии, которые вызывают соответствующий процесс. Брожение играет важную роль в круговороте веществ в природе, осуществляя анаэробное разложение органического вещества, особенно целлюлозы. Некоторые типы брожения, вызываемые микроорганизмами, имеют большое практическое значение: спиртовое брожение – в виноделии, пивоварении и в получении топлива;

молочнокислое – для получения кисломолочных продуктов и молочной кислоты; пропионовокислое – в сыроделии; ацетонобутиловое – для получения растворителей.

Прикладные направления генетики: сохранение генофонда, генная

инженерия, селекция.

Генетика (от греч. génesis — происхождение) — наука о законах наследственности и изменчивости организмов. Важнейшая задача Г. —

разработка методов управления наследственностью и наследственной изменчивостью для получения нужных человеку форм организмов или в целях управления их индивидуальным развитием.

12

Прикладная генетика разрабатывает рекомендации для применения генетических знаний в селекции, генной инженерии и других разделах биотехнологии, в деле охраны природы. Идеи и методы генетики находят применение во всех областях человеческой деятельности, связанной с живыми организмами. Они имеют большое значение для решения проблем медицины, сельского хозяйства, микробиологической промышленности.

Принципы и методы изучения нуклеиновых кислот.

Секвенирование ДНК и РНК.

К основным методам изучения нуклеиновых кислот относят центрифугирование, метод ПЦР (полимеразная цепная реакция) и метод

гибридизации.

Секвенирование нуклеиновых кислот (ДНК и РНК) – определение их нуклеотидной последовательности (от лат. sequentum – последовательность).

В результате секвенирования получают формальное описание первичной структуры линейной макромолекулы в виде последовательности мономеров в текстовом виде. Размеры секвенируемых участков ДНК обычно не превышают 100 пар нуклеотидов (next-generation sequencing) и 1000 пар нуклеотидов при секвенировании по Сенгеру. В результате секвенирования перекрывающихся участков ДНК, получают последовательности участков генов, целых генов, тотальной мРНК и даже полных геномов организмов.

Для секвенирования применяют методы Эдмана, Сэнгера и другие; в

настоящее время для секвенирования генов обычно применяют метод Сэнгера с дидезоксинуклеозидтрифосфатами (ddNTP). Обычно до начала секвенирования производят амплификацию участка ДНК,

последовательность которого требуется определить, при помощи ПЦР.

Секвенирование полного генома обычно осуществляют при помощи технологий Next-generation sequencing.

13

Онтогенез растений.

Онтогенез (от греч. οντογένεση: ον – существо + γένεση –

происхождение, рождение) – индивидуальное развитие организма,

совокупность последовательных морфологических, физиологических и биохимических преобразований, претерпеваемых организмом, от оплодотворения (при половом размножении) или от момента отделения от материнской особи (при бесполом размножении) до конца жизни.

У многоклеточных животных в составе онтогенеза принято различать фазы эмбрионального (под покровом яйцевых оболочек) и

постэмбрионального (за пределами яйца) развития, а у живородящих животных пренатальный (до рождения) и постнатальный (после рождения)

онтогенез.

У семенных растений к эмбриональному развитию относят процессы развития зародыша, происходящие в семени.

Этологические механизмы животных.

Закономерности поведения животных составляют предмет особой науки

– этологии. Систему взаимоотношений между членами одной популяции называют поэтому этологической или поведенческой структурой популяции.

Поведение животных по отношению к другим членам популяции зависит прежде всего от того, одиночный или групповой образ жизни свойствен виду. Формы совместного существования особей в популяции чрезвычайно различны (одиночный образ жизни; семейный образ жизни

(стаи, стада, колонии)).

Значение вирусов для генной инженерии.

В настоящее время известно свыше 800 видов вирусов (вероятно,

миллионы видов еще не открыты). Вирусы классифицируются по носителям наследственной информации (ДНК-содержащие и РНК-содержащие) и по хозяевам (вирусы растений, вирусы грибов, вирусы животных и вирусы

14

прокариот, или бактериофаги). Биномиальная номенклатура в вирусологии не привилась, и обычно каждый вид вируса получает собственное имя.

Вирусы – возбудители многих инфекционных заболеваний растений,

животных и человека. В то же время, вирусы – возбудители заболеваний у нежелательных для человека организмов («враги наших врагов»). Вирусы широко используются как объекты молекулярно-генетических исследований.

В генной инженерии вирусы применяются для создания генетических конструкций и для переноса генетического материала.

фармацевтическая индустрии, биотехнологии.

Разработка биотехнологий синтеза микроорганизмами биологически активных веществ: белков, нуклеиновых кислот, антибиотиков, спиртов,

ферментов, а также редких неорганических соединений.

Ядовитые грибы.

Ядовитые грибы - это такие виды, которые при употреблении в пищу вызывают различные расстройства в организме человека вплоть до смертельного исхода.

Отравления ядовитыми грибами, можно разделить на несколько типов в зависимости от того, к какой группе относятся те или иные грибы,

вызывающие отравления, и какие яды в них содержатся:

1.Грибы, содержащие ядовитые циклопептиды (фаллотоксины). Это различные мухоморы, бледная поганка, галерины и некоторые мелкие виды зонтиков (лепиот).

2.Грибы, содержащие гемолитический яд монометилгидразин. К их числу относятся строчки и, видимо, другие родственные им виды из семейства гельвелловых (дисцины,лопастники).

3.Грибы, содержащие ядовитые вещества орелланин, гризмалин,

кортинарин. К их числу относятся паутинники и волоконницы.

15