Биология с основами экологии

Факультет Нанотехологий

Е.В. Пешкова

Биология с основами экологии

Пособие для подготовки к электронному тестированию

Учебное пособие

для студентов, обучающихся по направлению 240700 «Биотехнология»

Тамбов

РИС ТГТУ

УДК 574/577 (075.8)

ББК Е0я73

П - 318

Рецензенты: к.п.н., доцент каф. ПГиКГ, Острожков П.А.

к.т.н., заместитель начальника Управления по развитию перерабатывающей промышленности Тамбовской области Сеченев Д.М.

Пешкова Е.В.

П – 318 Биология с основами экологии. Пособие для подготовки к электронному тестированию: учеб. пособие – Тамбов: ТГТУ, 2013 – 31 с.

Учебное пособие «Общая биология с основами экологии. Пособие для подготовки к электронному тестированию» предназначено для подготовки к итоговому контролю знаний по дисциплине «Общая биология и микробиология» в форме тестирования в электронной системе Ast-test. Содержание теоретического материала соответствует ФГОС по направлениям подготовки бакалавров, и охватывает большую часть вопросов, представленных в банке тестовых заданий. Теоретический материал разбит на разделы согласно Кодификатору ФЭПО; термины, определения и примеры представлены в форме таблицы для удобства поиска необходимой информации.

Предназначено для студентов, обучающихся по направлению 240700.62 «Биотехнология»

УДК 574/577 (075.8)

ББК Е0я73

© Пешкова Е.В., 2013

Наименование раздела	Понятие	Определение
1. Сущность жизни, свойства и уровни организации живого
Биология как наука о живой материи	Модель пространственной структуры молекулы ДНК (двойная спираль)	была предложена Френсисом Криком и Джеймсом Уотсоном в 1953 году. Их работа отмечена Нобелевской премией по физиологии и медицине.
Павлов, Иван Петрович	Российский учёный, физиолог, психолог, создатель науки о высшей нервной деятельности и представлений о процессах регуляции пищеварения; основатель крупнейшей российской физиологической школы; лауреат Нобелевской премии в области медицины и физиологии.
Мечников, Илья Ильич	Российский учёный, один из основоположников эволюционной эмбриологии, первооткрыватель фагоцитоза и внутриклеточного пищеварения, фагоцитарной теории иммунитета, основатель научной геронтологии. Лауреат Нобелевской премии в области физиологии и медицины
Хлорофилл	В 1817 г. французские химики П. Пельтье и Ж. Кованту назвали зеленый спиртовый раствор смеси растительных пигментов хлорофиллом. Экспериментальные доказательства того, что поглощенный хлорофиллом свет приводит к фотосинтезу, были получены в исследованиях российского ученого К. А. Тимирязева
Общая теория регуляции синтеза белка	Сущность этой теории сводится к «выключению» или «включению» генов как функционирующих единиц, к возможности или невозможности проявления их способности передавать закодированную в структурных генах ДНК генетическую информацию на синтез специфических белков. Разработана французскими учеными, лауреатами Нобелевской премии Ф. Жакоб и Ж. Моно.
Правило максимума энергии поддержания зрелой биологической системы	Сформулировано Г.Одумом и Р.Пинкертоном
Закон зародышевого сходства	«на начальных этапах эмбрионального развития зародыши животных разных видов сходны по своему строению, что отражает единство происхождения животного мира». Сформулирован российским учёным К.М.Бэром, основоположников эмбриологии и сравнительной анатомии, академик Петербургской академии наук, президент Русского энтомологического общества.
Закон гомологических рядов наследственной изменчивости	«Генетически близкие виды и роды характеризуются сходными рядами наследственной изменчивости с такой правильностью, что, зная ряд форм в пределах одного вида, можно предвидеть нахождение параллельных форм у других видов и родов». Сформулирован Н.И.Вавиловым, выдающимся российским и советским учёным-генетиком, ботаником, селекционером, географом, академиком АН СССР
Методология и перспективные направления биологических исследований	Морфология	Наука, изучающая как внешнее строение (форму, структуру, цвет, образцы) организма, таксона или его составных частей, так и внутреннее строение живого организма. Отличается от физиологии тем, что последняя изучает в первую очередь функционирование организма.
Этология	Раздел зоологии, изучающаий поведение животных (изначально — людей). Термин введён в 1859 французским зоологом И. Жоффруа Сент-Илером.
Культуральные признаки	Характер роста микроорганизмов на различных по физическому состоянию питательных средах
Физиология	(от греч. φύσις — природа λόγος — знание) — наука о закономерностях функционирования и регуляции биологических систем разного уровня организации, о пределах нормы жизненных процессов и болезненных отклонений от неё.
Гистология	(от греч. ίστίομ — ткань и Λόγος — знание, слово, наука) — раздел биологии, изучающий строение тканей живых организмов.
Биохимия	наука о химическом составе живых клеток и организмов и о химических процессах, лежащих в основе их жизнедеятельности
Генетика	(от греч. γενητως — происходящий от кого-то) — наука о закономерностях наследственности и изменчивости. В зависимости от объекта исследования классифицируют генетику растений, животных, микроорганизмов, человека.
Молекулярная биология	комплекс наук, изучающих механизмы хранения, передачи и реализации генетической информации, строение и функции белков и нуклеиновых кислот.
Клеточная инженерия	Совокупность приёмов, методов и технологий создания клеток нового типа на основе их гибридизации, реконструкции и культивирования. Под этим термином понимают: гибридизацию протопласт, гибридизацию соматических клеток, встраивание активных генов на место отсутствующего или повреждённого.
Экология	(от др.-греч. οἶκος — обиталище, жилище, дом, имущество и λόγος — понятие, учение, наука) — наука об отношениях живых организмов и их сообществ между собой и с окружающей средой
Биокоммуникация	(гр. bios- жизнь и лат. communico — связываю, общаюсь) — связь, общение между особями животных одного или разных видов путем передачи информации при помощи различных сигналов.
Геоботаника	наука о растительности Земли, о совокупности растительных сообществ (фитоценозов), их составе, структуре, динамике в пространстве и времени на всей территории и акватории Земли
Биогеография	наука на стыке биологии и географии; изучает закономерности географического распространения и распределения животных, растений и микроорганизмов. Предметами изучения биогеографии являются как распространение биоценозов, то есть географически обусловленных совокупностей живых организмов, так и характер фауны и флоры отдельных территорий.
Свойства, признаки и уровни организации живой материи	Уровни организации живой материи	Молекулярный ® клеточный ® тканевый ® органный ® организменный ® популяционно-видовой ® биогеоценотический ® биосферный надорганизменные уровни
Общие признаки всех живых систем	1. Самовоспроизведение или репродукция 2. Наследственность 3. Изменчивость 4. Рост и развитие 5. Раздражимость 6. Дискретность 7. Саморегуляция 8. Ритмичность 9. Энергозависимость
Самовоспроизведение (репродукция)	свойство живых систем воспроизводить себе подобных. Служит для поддержания существования системы данного типа. Обеспечивается способностью ДНК идентичному самоудвоению, то есть к репликации.
Наследственность	способности организмов передавать свои признаки, свойства и особенности развития из поколения в поколение. Она обусловлена стабильностью и постоянством строения молекул ДНК.
Изменчивость	способность организмов приобретать новые признаки и свойства в результате изменения биологических матриц (ДНК и РНК).
Рост и развитие	необратимое направленное закономерное изменение объектов живой природы. В результате развития возникает новое качественное состояние объекта: изменение его состава или структуры. (см. Онтогенез и Филогенез).
Дискретность	прерывность, раздельность живой материи. В наследственности - возможность независимого наследования, развития и изменения разных свойств и признаков организма; жизнь на Земле проявляется в форме дискретных форм – отдельных организмов, функционирующих обособленно и ограниченно в пространстве, но вместе с тем тесно связаных и взаимодействующих с другими формами.
Ритмичность	периодическое изменение интенсивности физиологических функций живых организмов в зависимости от воздействия космических и планетарных факторов
Раздражимость	способность живых организмов избирательно реагировать на изменение внешней и внутренней среды. Проявляется в форме тропизмов, таксисов и рефлексов.
Тропизм	(от греч. τροπος — поворот, направление) — ответные реакции растений на различные односторонние воздействия раздражителей внешней среды (свет, земное притяжение, химические вещества и др.) заключаются в направленных ростовых и сократительных движениях (изгибах) органов растения, приводящих к изменению его ориентации в пространстве. Примеры: фототропизм - направленный изгиб растения к источнику света; геотропизм - способность различных органов растения располагаться и расти в определённом направлении по отношению к центру земного шара
Таксис	(от греч. taxis — порядок, расположение) — врожденные механизмы пространственной ориентации двигательной активности свободно передвигающихся низших животных, а также отдельных клеток животных в направлении благоприятных жизненно необходимых условий среды (положительные таксисы) или в направлении от неблагоприятных (опасных) для жизни условий (отрицательные таксисы).
Рефлекс	(от лат. reflexus — отражённый) — стереотипная реакция живого организма на определенное воздействие, проходящая с участием нервной системы. это наиболее правильная, чаще всего встречающаяся реакция организма на внешние раздражители.
Энергозависимость	непрерывное поглощение живыми организмами веществ – источников энергии и удаление веществ и энергии в окружающую среду
Саморегуляция	способность живых организмов, обитающих в непрерывно меняющихся условиях окружающей среды поддерживать постоянство своего химического состава и интенсивность течения физиологических процессов
Раскрытие представлений о сущности жизни, фундаментальные концепции	Обмен веществ в неживой природе	осуществляется 1) изменением агрегатного состояния и переносом в таком виде; 2) механическим переносом из одного места в другое
Обмен веществ в живой природе	осуществляется посредством 1) реакций диссимиляции; 2) реакций ассимиляции
Онтогенез	(от греч. οντογένεση: ον — существо и γένεση — происхождение, рождение) — индивидуальное развитие организма от оплодотворения (при половом размножении) или от момента отделения от материнской особи (при бесполом размножении) до смерти.
Филогенез	(др.-греч. φῦλον — племя, раса и др.-греч. γενετικός — имеющий отношение к рождению) — историческое развитие организмов
Эволюция	(от лат. evolutio — «развёртывание») естественный процесс развития живой природы, сопровождающийся изменением генетического состава популяций, формированием адаптаций, видообразованием и вымиранием видов, преобразованием экосистем и биосферы в целом. (см. Филогенез)
Рост	необратимое изменение линейных размеров, объёма или численности элементов живой системы. Может быть как положительным (увеличение массы сухого вещества), так и отрицательным (уменьшение массы сухого вещества)
Жизненный цикл клетки	последовательность событий, происходящих между образованием и делением клетки на дочерние. Включает стадии: Интерфаза; Митоз; Цитокинез
2. Эволюция органического мира
Развитие эволюционных идей. Доказательства эволюции	Основные принципы эволюционного учения Ч.Дарвина	- в природе выживают и оставляют потомство наиболее приспособленные особи; - каждый вид способен к неограниченному размножению; - под действием естественного отбора происходит образование новых видов;
Характерны черты эволюционного процесса	- постоянное усложнение организмов; - изменение организмов по мере изменения условий среды существования;
Эмбриологическими доказательствами эволюции	являются - повторение филогенеза на эмбриональной стадии развития хордовых - общий план строения клетки - развитие всех организмов из зиготы
Биогеографическими доказательствами эволюции	являются: - наличие общих видов растений на Североамериканском и Евроазиатском континентах - островная флора и фауна
Биопоэз	учение, признающее образование живого только от живого
Механизмы эволюционного процесса	Факторы естественного отбора	Наследственность Изменчивость Непрерывная борьба за существование
Источник резерва наследственной изменчивости популяции	Мутационный процесс
Общие закономерности биологической эволюции	Дивергенция Конвергенция Необратимость
Борьба за существование	- Межвидовая (конкуренция между хищниками и их жертвами) - Внутривидовая (конкурентная борьба за пищу и возможность оставить потомство) - Борьба с неблагоприятными условиями внешней среды
Дивергенция	(от лат. divergere — обнаруживать расхождение) расхождение признаков и свойств у первоначально близких групп организмов в ходе эволюции, результат обитания в разных условиях и неодинаково направленного естественного отбора
Конвергенция	(от лат. convergo — «сближаю») схождение признаков в процессе эволюции неблизкородственных групп организмов, в результате существования в сходных условиях и одинаково направленного естественного отбора
Основные направления макроэволюции	Ароморфоз Идиоадаптация Морфофизиологический регресс (дегенерация)
Ароморфоз	(от греч. airomorphosis — поднимаю форму) прогрессивное эволюционное изменение строения, приводящее к общему повышению уровня организации организмов. Примеры: - появление четырёхкамерного сердца у млекопитающих; - возникновение фотосинтеза
Идиоадаптация	(от греч. ídios — свой, своеобразный, особый и адаптация) одно из главных направлений эволюции, при котором возникают приспособления к специальным уровням среды при сохранении уровня организации предковых форм (экологическая дифференциация). И. способствуют биологическому прогрессу вида и сильной зависимости вида от условий среды обитания Примеры: - превращение листьев в чешуйки - появление зелёной защитной окраски у насекомых - изменение формы тела у придонных рыб
Морфофизиологическая (общая) дегенерация	упрощение строения органов и функций в ходе эволюции. Способствует снижению смертности; уменьшению ареала; невозможности перехода в новую среду обитания Примеры: · приспособления для привлечения корма у донных рыб · интенсивное развитие половой системы у паразитических червей
Первые (примитивные) организмы	прокариоты (по уровню организации клетки), автотрофы (по типу питания), анаэробы (по способу получения энергии).
Факторы, способствующие формированию живых систем на планете	- сила притяжения, достаточная для удержания атмосферы - равномерный поток энергии от светила - отсутствие перегрева и радиоактивного загрязнения
Возникновение и развитие жизни на Земле	Разнообразие живых организмов на планете	Появилось, благодаря половому процессу
Этапы жизни планеты	I этап – Абиогенный (образованием сложных органических соединений; образование коацерватов) II этап – Биогенный (образование мембран; появление способности к самовоспроизведению; появление фотосинтеза; образование органелл; образованием колониальных простейших)
Эры	Кайнозойская (бурный расцвет насекомых, господство покрытосеменных, вымирание крупных пресмыкающихся, господство птиц и млекопитающих, появление и развитие человека) Мезозойская (появление костистых рыб, господство пресмыкающихся, появление высших млекопитающих и птиц, сокращение папоротников и голосеменных, появление и распространение покрытосеменных) Палеозойская (Появление и расцвет позвоночных, выход растений на сушу, появление и расцвет споровых и голосеменных растений, расцвет земноводных, развитие пресмыкающихся) Протерозойская (появление всех типов беспозвоночных) Архейская (следы жизни незначительны)
Гоминизация	(от лат. homo, hominis человек) процесс эволюционного преобразования предка человека из числа ископаемых высших приматов в человека современного вида
Антропогенез	процесс историко-эволюционного формирования человека разумного
Возникновение и развитие человека - антропогенез	Социальные факторы антропогенеза	труд, общественный образ жизни, развитое сознание и речь
Движущие силы антропогенеза (биологические факторы)	наследственная изменчивость; естественный и половой отбор
Человекообразные обезьяны	Человек принадлежит к отряду млекопитающих, известному под названием приматов. В отряд приматов входят три группы животных, называемых антропоидами: обезьяны Нового света (мармозетки и паукообразные обезьяны), обезьяны Старого света (отряд Узконосые) и гоминиды – человекообразные обезьяны (гориллы, шимпанзе и орангутаны) и человек. Шимпанзе считаются самыми близкими родственниками человека. Исходя из новейших исследований, их генетическая база совпадает с человеческой на 98,7 %
Предки человека	· южно-африканских двуногих приматов Australopithecus africanus · Homo habilis, или Человек умелый · архантропы, представителем которых является сборный вид Н. erectus, или Человек прямоходящий, питекантроп и синантроп · Homo sapiens neanderthalensis и неоантропа H.s. sapiens
Неандертальцы	ископаемый вид человека, обитавший 140 – 24 тысячи лет назад, и который, согласно современным научным данным, частично является предком современного человека. Признаки: · массивный и утолщённый скелет лицевой и мозговой частей; · низкий и как бы убегающий назад лоб без характерных «шишек»; · мозговая часть невысокая, но зато вытянута назад и вмещает крупный головной мозг; · очень развитые надбровные дуги; · широкие скулы; · объёмистая носовая полость и крупная, выдающаяся вперёд переносица, нос может быть с горбинкой; · очень крупные челюсти и зубы; · подбородок почти отсутствует.
Современный человек (Homo sapiens)	вид рода Люди (Homo) из семейства гоминид в отряде приматов, единственный живущий в настоящее время. Отличительные черты современного человека от древнего: - увеличенная мозговая полость черепа с высоким сводом - редукция большей части волосяного покрова - вертикально поднимающийся лоб
Расы человека	биологические группы, отличающиеся мелкими морфологическими признаками: тип и цвет волос, цвет кожи, глаз, форма носа, губ, лица и головы, пропорции тела и конечностей. О биологическом единстве человеческих рас свидетельствуют: - отсутствие генетической изоляции - неограниченные возможности скрещиваний с образованием плодовитого потомства - наличие папиллярных узоров у представителей всех рас
3. Живые системы: клетка, организм
Химические компоненты живого	Органогенные элементы	макроэлементы кислород (30%), углерод (50%), водород (6 – 8%) и азот (7 – 14%), из которых преимущественно построены органические вещества (95 – 98% массы)
Вода	Составляет 75 – 85% массы клетки. Функции: • реакционная среда для биохимических реакций • растворитель веществ • отвечает за удаление продуктов жизнедеятельности и поступление питательных веществ • поддержание температуры клетки
Микро- и макроэлементы	• Макроэлементы - Na, K, Ca, Cl, Fe, Mg (0,01 – 0,1%) • Микроэлементы - Zn, I, Mn, Co, Cu, Hg, As (доли %) Функции – входят в состав ферментов, регуляция обмена веществ.
Белки	Составляют 40 – 80% сухих веществ. Функции • строительная; • каталитическая или ферментативная; • двигательная функция; • транспортная (пермеазы); • защитная (антитела); • источник энергии
Липиды	Составляют 3 – 10% сухих веществ. Функции • источник энергии • запас питательных веществ (в виде капель); • теплоизоляция; • строительная; • каротиноиды и стероиды (витамины и провитамины)
Углеводы	Составляют 10 – 60% сухих веществ. Функции • энергетическая • запас питательных веществ (гликоген, крахмал)) • строительная
Нуклеиновые кислоты	Составляют 1 – 25% сухих веществ. Функции • хранение и передача наследственной информации, • участие в обменных процессах, • аккумуляция энергии в живых клетках.
Прокариоты	(от др.-греч. προ «перед» и κάρυον «ядро») одноклеточные живые организмы, не обладающие оформленным клеточным ядром и другими внутренними мембранными органоидам. Структурные элементы клетки: - нуклеотид - рибосомы - запасные питательные вещества - мезосомы
Эукариоты	(от греч. εύ- — хорошо и κάρυον — ядро) живых организмов, клетки которых содержат ядра. Признаки: - хромосомный материал находится в ядре - большое количество мембранных образований - синтез АТФ происходит в митохондриях
Клеточные структуры и их функции	Цитоплазма	Функции: - среда для биохимических реакций - содержание клеточных органелл и включений
Цитоплазматическая мембрана	Функции: - наружный барьер с окружающей средой - поступление питательных веществ в клетку и выведение продуктов обмена - место локализации окислительных ферментов и ферментов транспорта
Клеточная оболочка	Функции: - придание и сохранение формы клетки - поддержание внутриклеточного давления - поступление питательных веществ в клетку и выведение продуктов обмена
Эндоплазматический ретикулум	Функция: транспорт веществ внутри клетки по его каналам
Рибосомы	Функция: синтез полипептидной цепи
Комплекс Гольджи	Функция: модификация и транспортирование белков
Митоходрии	Энергетические центры клетки. В состав входят: кристы; рибосомы; наружная и внутренняя мембраны
Протопласты	Функции: · осуществление реакций фотосинтеза · сохранение запаса питательных веществ
Ядро	В состав входят: нуклеоплазмы; хромосомы; ядрышки, окруженные ядерной оболочкой; нуклеолемма. Функции: - хранение и воспроизведение наследственной информации - регулирование процессов обмена веществ в клетке
Запас питательных веществ	Находится в мембранных образованиях – вакуолях, либо непосредственно в цитоплазме. Может представлять собой липиды, полифисфаты или углеводы.
4. Биологическое разнообразие организмов
Биологическое разнообразие живых организмов: генетическое, таксономическое, экосистемное	Биоразнообразие	разнообразие жизни во всех её проявлениях. Различают: 1)генетическое разнообразие (разнообразие генов и их вариантов — аллелей), 2) видовое разнообразие (разнообразие видов в экосистемах) 3) экосистемное разнообразие. На планете в настоящее время насчитывается около 500000 видов животных и 1,5 млн. видов растений
Биологические царства	Таксон самого высокого уровня среди основных. Выделяют пять основных царств живых организмов: Животные (эукариоты, гетеротрофы, преимущественная подвижность), Растения (эукариоты, фотосинтетики, преимущественно прикреплённый образ жизни, накапливают в клетках крахмал), Грибы (эукариоты, гетеротрофы, прикреплённый образ жизни), Бактерии (прокариоты, преимущественно одноклеточные) и Вирусы (доклеточные облигатные паразиты).
Систематика	научная дисциплина, в задачи которой входит разработка принципов классификации живых организмов и практическое приложение этих принципов к построению системы. К началу XX века в систематике оформилось семь основных таксономических категорий: · царство — regnum · тип — phylum (у растений отдел — divisio) · класс — classis · отряд (у растений порядок) — ordo · семейство — familia · род — genus · вид — species
Аналогичные органы	органы и части животных или растений, сходные в известной мере по внешнему виду и выполняющие одинаковую функцию, но различные по строению и происхождению. Примеры: роющие конечности крота и медведки; крыло бабочки и крыло летучей мыши; шипы розы и колючки кактуса
Гомологичные органы	органы животных или растений, имеющие общий план строения, развивающиеся из сходных зачатков и выполняющие одинаковые (например, луковица тюльпана и клубень картофеля — видоизменённые побеги) или неодинаковые (например, крыло птицы и рука человека) функции.
5. Наследственность и изменчивость организмов
Закономерности явлений наследственности	Аллель	(от греч. ἀλλήλων — друг друга, взаимно) гены, расположенные в разных местах гомологичных хромосом и отвечающие за развитие одного признака отдельного элементарного признака организма или синтез одной белковой молекулы
Ген	(от греч. génos — род, происхождение) участок молекулы ДНК или хромосомы, определяющие возможность развития
Локус	(от лат. locus — место) место локализации конкретного гена
Генотип	совокупность всех генов одного организма
Фенотип	совокупность характеристик, присущих индивиду на определённой стадии развития. Формируется на основе генотипа
Кроссинговер	процесс обмена участками гомологичных хромосом во время конъюгации в профазе I мейоза.
Закономерности явлений изменчивости	Виды изменчивости	Мутационная (наследственная) Модификационная (фенотипическая) Эпигенетическая (изменение наследственности под действием внешних факторов)
Модификационная (фенотипическая) изменчивость	изменения в организме, связанные с изменением фенотипа вследствие влияния окружающей среды и носящие, в большинстве случаев, адаптивный характер. Свойства: - проявляется в определенных условиях внешней среды - имеет пределы - изменения обязательны для всех особей популяции - изменения не передаются следующему поколению
Норма реакции	способность генотипа формировать в онтогенезе, в зависимости от условий среды, разные фенотипы. Широкая норма реакции – масса тела, молочность коров; узкая – размеры сердца, головного мозга.
Генотипическая изменчивость	Является индивидуальной и неопределённой Свойства: - является источником материала для естественного отбора - передаётся по наследству Обусловлена перегруппировкой хромосом; мутациями
Источники наследственной изменчивости	- случайные изменения хромосом - кроссинговер - случайные изменения генов
Мутации	(от лат. mutatio — изменение) — стойкое изменение генотипа, происходящее под влиянием внешней или внутренней среды. Свойства мутаций: 1) возникают скачкообразно; 2) наследственны; 3) мутировать может любой локус; 4) могут возникать повторно; 5) могут быть полезными и вредными, доминантными или рецессивными Формы мутаций: 1) генные (точечные) – замена в РНК или ДНК одного азотистого основания другим; 2) хромосомные – перестройка структуры хромосомы: инверсия – изменение ориентации сегментов хромосом; транслокация – перенос части хромосомы в другую; делеция – утрата части хромосомы; дупликация – удвоение участка хромосомы. 3) кариотипные (геномные): полиплоидизация (кратное увеличение числа хромосом); анеуплоидия (некратное увеличение числа хромосом)
Характер проявления мутаций	- доминантные - рецессивные
Виды мутаций	По месту возникновения: генеративные и соматические По уровню возникновения: генные, хромосомные и изменения кариотипа По характеру проявления: доминантные и рецессивные
Мутагены	химические и физические факторы, вызывающие наследственные изменения — мутации. Свойства: универсальность действия во всех живых организмах; способность вызывать мутации при действии в любых малых дозах Виды: - физические (ионизирующее излучение, радиация, ультрафиолет) - химические (окислители, пищевые добавки, лекарственные препараты) - биологические (вирусы, антигены)
Генетика человека и её значение для медицины	Генетика пола	Женский пол (XX) является гомогаметным; Мужской пол (XY) является гетерогаметным. У мужчин находящийся в хромосоме Х рецессивный ген передаётся дочери, но может фенотипически не проявиться.
Геномные мутации человека	синдром Дауна; синдром Клайнфельтера; синдром Шеришевского-Тёрнера, Эдвардса, Патау
Хромосомные мутации человека	Дальтонизм, гемофилия, синдром кошачьего крика
Генные (точечные) мутации человека	Серповидноклеточная анемия
Принципы селекции и её значение	Методы селекции	- массовый отбор – растениеводство, штаммы микроорганизмов - индивидуальный отбор – растениеводство, животноводство - гибридизация – растениеводство и животноводство - полиплоидизация (кратное увеличение количества хромосом) - растениеводство - искусственный мутагенез – растениеводство, штаммы микроорганизмов - аутбридинг (межвидовое скрещивание) – растениеводство, животноводство - инбридинг (инцухт – близкородственное скрещивание) - растениеводство, животноводство
Центры происхождения культурных растений	географические центры генетического разнообразия культурных растений 1. Южноазиатский тропический центр (около 33 % от общего числа видов культурных растений). 2. Восточноазиатский центр (20 % культурных растений). 3. Юго-Западноазиатский центр (4 % культурных растений). 4. Средиземноморский центр (примерно 11 % видов культурных растений). 5. Эфиопский центр (около 4 % культурных растений). 6. Центральноамериканский центр (примерно 10 %) 7. Андийский (Южноамериканский) центр (около 8 %)
6. Физиология, экология и здоровье человека
Структурно-функциональная характеристика систем органов	Конституция человека	совокупность функциональных и морфологических особенностей организма, сложившихся на основе наследственных и приобретенных свойств, которые определяют своеобразие реакции организма на внешние и внутренние раздражители
Долихоморфный тип телосложения (астеники)	худой, тонкий, с узкими плечами, длинной и плоской грудной клеткой, высокий рост, вытянутое лицо, длинный тонкий нос, нижние конечности длинные и худые
Брахиморфный тип телосложения	круглая голова, большой живот, слабые, вялые руки и ноги, с большим количеством жира на плечах и бедрах, но тонкие запястья и лодыжки
Мезоморфный тип телосложения	хорошая мускулатура, крепкое телосложение, высокий или средний рост, широкий плечевой пояс и узкие бедра, выпуклые лицевые кости, кубическая форма головы
Рудименты человека	(от лат. rudimentum — зачаток, первооснова) органы, утратившие своё основное значение в процессе эволюционного развития организма. Примеры: хвостовые позвонки (копчик); ушные мышцы; зубы мудрости; червеобразный отросток слепой кишки (аппендикс)
Атавизмы человека	(от лат. atavus — отдалённый предок) появление у данной особи признаков, свойственных отдаленным предкам, но отсутствующих у ближайших. Примеры: многососковость; хвостовидный придаток; сплошной волосяной покров на теле человека.
Отделы головного мозга человека	Продолговатый мозг (зрачковый рефлекс, тонус сосудов) Задний мозг (регулирует дыхание, пищеварение, деятельность сердечно сосудистой системы, ряда защитных рефлексов) Мозжечок (регулирует поддержание равновесия) Средний мозг (регулирует движение, зрение, слух, жевание, глотание) Передний мозг (восприятие всей поступающей в мозг информации (зрительной, слуховой, осязательной, вкусовой и т. д.), управление всеми сложными мышечными движениями)
Отделы скелета человека	Скелет головы: мозговой и лицевой отделы Скелет туловища: позвоночный столб и кости грудной клетки Плечевой пояс и скелет верхних конечностей Тазовый пояс и скелет нижних конечностей
Гомеостаз и механизмы его сохранения	Общерегуляторные системы организма	Эндокринная; Нервная; Иммунная
Гомеостаз	(от др.-греч. ὁμοιοστάσις от ὁμοιος — одинаковый, подобный и στάσις — стояние, неподвижность) постоянство внутренней среды организма в непрерывно меняющихся внешних условиях. Примеры: регуляция уровня глюкозы в крови; терморегуляция организмов
Гормоны	биологически активные сигнальные химические вещества, выделяемые эндокринными железами непосредственно в организме и оказывающие сложное воздействие на организм в целом либо на определённые органы и ткани-мишени.
Альдостерон	Гомон коры надпочечников человека. Регулирует обмен жидкости в организме.
Вазопрессин	Гормон гипоталамуса. Повышает концентрацию мочи.
Глюкагон	Гормон поджелудочной железы. Регулирует катаболизм гликогена в печени.
Инсулин	Гормон поджелудочной железы. Снижает концентрацию глюкозы в крови
Кортикостерон	Гормон коры надпочечников человека. Регулирует углеводный обмен организма.
Окситоцин	Гормон гипоталамуса. Имеет значение при лактации.
Тироксин	Гормон щитовидной железы. Недостаток вызывает кретинизм, избыток - базедову болезнь.
Биоритмы	периодически повторяющиеся изменения характера и интенсивности биологических процессов и явлений. Являются следствием свойства живой системы – периодичность.
Влияние окружающей среды на здоровье человека	Инфекционные заболевания человека	Вирусные инфекции, передающиеся воздушно-капельным путём - возбудители: - гриппа - краснухи - коклюша Бактериальные инфекции, передающиеся воздушно-капельным путём: - дифтерия - туберкулёз - ангина Почвенные бактерии, возбудители заболеваний человека: - столбняка - газовой гангрены - дизентерия Вирусные инфекции, передающиеся иными путями: - гепатит В, С - СПИД
Паразиты человека	многоклеточные животные и простейшие, живущие за счёт своего хозяина и во вред последнему. Простейшие – малярийные плазмодии; многоклеточные – аскариды, острицы, печёночные сосальщики, солитёры, блохи, вши и др.
Факторы риска для здоровья	Первобытного человека: - Недоедание - гипердинамия Современного человека: - загрязнение окружающей среды - переедание - гиподинамия
Заболевания, вызванные биологическими факторами риска	- кариес - бронхо-лёгочные заболевания - язвенная болезнь
Отравление тяжёлыми металлами	При отравлении свинцом развивается нервный паралич; При отравлении ртутью развивается «болезнь Минамата»
Заболевания, вызванные экологическими факторами риска	· гипертоническая болезнь · эндемический зоб
7. Экосистема, биосфера и человек
Классификация биосистем и их функционирование	Санитарно-показательная микрофлора	микроорганизмы, постоянно обитающие в естественных полостях тела человека и животных. Их наличие в почве и воде говорит о фекальном загрязнении. К СПМФ относятся: бактерии группы кишечной палочки и плесневые грибы
Биотопы	(от био… и греч. topos — место) открытая поверхность тела, на которой формируется стойкая микрофлора. В организме человека биотопами являются ротовая полость, толстый кишечник, верхние отделы дыхательной системы, наружные отделы мочеполовой системы, кожа.
Эубиоз	динамическое равновесие макроорганизма и его микрофлоры
Пищевые цепи	ряды видов растений, животных, грибов и микроорганизмов, которые связаны друг с другом отношениями: пища — потребитель. В пастбищной трофической цепи (цепь выедания) основу составляют автотрофные организмы, затем идут потребляющие их растительноядные животные, потом хищники 1-го порядка, хищники 2-го порядка. В детритных трофических цепях (цепи разложения), начинаются от детрита (органических останков), идут к микроорганизмам, которые им питаются, а затем к детритофагам и к их потребителям — хищникам.
Продуценты	(от лат. producentis - производящий, создающий) организмы, способные синтезировать органические вещества из неорганических, то есть, все автотрофы. Продуценты являются первым звеном пищевой цепи.
Консументы	(от лат. consumе — употреблять) гетеротрофы, организмы, потребляющие готовые органические вещества, создаваемые автотрофами (продуцентами). В отличие от редуцентов, консументы не способны разлагать органические вещества до неорганических. Консументы первого порядка — растительноядные гетеротрофы (травоядные животные, паразитические растения), питаются непосредственно продуцентами биомассы.[ Консументы второго порядка — хищные гетеротрофы (хищники, паразиты хищников), питаются консументами первого порядка.
Редуценты	(от лат. reducentis — возвращающий, восстанавливающий) микроорганизмы (бактерии и грибы), разрушающие отмершие остатки живых существ, превращающие их в неорганические соединения и простейшие органические соединения.
Учение о биосфере	Основные идеи теории эволюция биосферы по В.И.Вернадскому	- сначала сформировалась литосфера, затем – биосфера - основным движущим фактором развития процессов в биосфере является биохимическая энергия живого вещества - главный фактор миграции химических элементов в земной коре – живые организмы
Происхождение жизни по В.И.Вернадскому	В.И.Вернадский был сторонником гипотезы панспермии (жизнь на планете занесена из космоса).
Типы вещества по В.И.Вернадскому	- живое (растения, животные, человек) - биогенное (осадочные породы) - косное (горные породы неорганического происхождения) - биокосное (почва)
Ноосфера	(греч. νόος — разум и σφαῖρα — шар) оболочка Земли, охватывающая разумную человеческую деятельность
Предпосылки возникновения ноосферы	- заселение человеком всей планеты - поиск альтернативных источников энергии - равенство рас и религий
Глобальные экологические проблемы	Глобальные экологические проблемы	это совокупность социоприродных проблем, от решения которых зависит социальный прогресс человечества и сохранение цивилизации
Кислотные дожди	все виды метеорологических осадков, при котором наблюдается понижение pH дождевых осадков из-за загрязнений воздуха кислотными оксидами (обычно — оксидами серы, оксидами азота)
Парниковый эффект	повышение температуры нижних слоёв атмосферы планеты по сравнению с температурой теплового излучения планеты, наблюдаемого из космоса. Основная причина - непроницаемость парниковых газов для отражённой солнечной энергии от поверхности планеты
Продовольственная проблема	Носит социальный характер. Причины: урбанизация; истощение почв; демографический взрыв.
Сокращение биоразнообразия	Исчезновение биологических видов в результате хозяйственной деятельности человека. Меры по предотвращению: - охрана мест обитания - создание природоохранных зон - создание банков спермы и семян
Демографический взрыв	резкое увеличение численности населения в результате снижения смертности при слишком высокой рождаемости. Влечёт проблемы: истощение почв; продовольственный кризис
8. Экология и охрана природы, рациональное природопользование
Факториальная экология	Адаптация	приспособление организма ко внешним условиям в процессе эволюции, включая морфофизиологическую и поведенческую составляющие
Химические факторы внешней среды	pH среды, окислительно-восстановительный потенциал, наличие химических веществ
Физические факторы внешней среды	влажность, температура, давление, излучение, осмотическое давление
Ксерофитные организмы	засухоустойчивые организмы. Приспособления у растений: опушенные листья, толстая восковая кутикула.
Галофильные организмы	Приспособленные к существованию при повышенной солёности среды. Приспособления у растений: обширная корневая система; толстая восковая кутикула; листовые железы для регуляции содержания солей
Биотические факторы внешней среды	взаимоотношения между организмами в экосистеме. Разделяются на ассоциативные и конкурентные.
Мутуализм	(от лат. mutuus — взаимный) длительное взаимнополезное сожительство двух организмов разных видов. Отношение типа мутуализм лежит в основе круговорота биогенных элементов в биосфере
Синергизм	(от греч. συνεργέω — действовать вместе) взаимоотношения, при которых организмы вместе развиваются лучше, чем по отдельности
Комменсализм (метабиоз)	(от лат. con mensa — буквально «за одним столом») взаимоотношения двух разных видов живых организмов, при которых одна популяция извлекает пользу от взаимоотношения, а другая не получает ни пользы, ни вреда
Паразитизм	(от др.-греч. παράσιτος — «нахлебник») взаимоотношения, при которых пользу получает один из партнёров, принося вред, вплоть до гибели своему сожителю
Хищничество	взаимоотношения, при которых один вид организмов угнетает или приостанавливает развитие другого
Антагонизм	(от греч. antagonisma — спор, борьба) взаимоотношения, при которых один вид организмов угнетает или приостанавливает развитие другого. Выработка антибиотиков микроорганизмами наблюдается при отношениях типа антагонизм.
Антропогенное воздействие на окружающую среду	Загрязнение	Процесс отрицательного видоизменения окружающей среды
Загрязнители окружающей среды (поллютанты)	· биологические (несвойственные экосистеме организмы) · химические (вредные химические соединения) · физические (тепловое, световое, шумовое, электромагнитное, радиоактивное) · механические (химически инертный мусор) · визуальные
Очистка сточных вод	Механическая (отстойники, песколовки); Биологическая (аэротенки, метанотенки); Химическая (нейтрализация, ионообмен)
Обезвреживание отходов	включает: - механические методы (полигоны складирования) - физические методы (прессование отходов) - химические методы (химическая очистка сточных вод) - биологические методы (биодеградация отходов) - биотермические методы (гидролиз, пиролиз с получением горючего газа)
Оценка степени загрязнения почв	включает учёт - максимального значения допустимого содержания вещества - предельно допустимой концентрации (ПДК) загрязняющих веществ
Лесозащитные полосы	в агроэкосистеме способствуют - защите почвы от эрозии - повышению плодородия почвы
Природные ресурсы	совокупность объектов и систем живой и неживой природы, компоненты природной среды, которые используются в процессе общественного производства для удовлетворения материальных и культурных потребностей человека и общества.
Исчерпаемые невозобновляемые ресурсы	минеральные (полезные ископаемые) земельные (почвы)
Рациональное природопользование	Исчерпаемые возобновляемые ресурсы	ресурсы растительного и животного мира поваренная соль
Не полностью возобновляемые ресурсы	скорость восстановления которых ниже уровня хозяйственного потребления: пахотнопригодные почвы спеловозрастные леса водные ресурсы
Неисчерпаемые ресурсы	водные; климатические
Использование ресурсов	Производственные (промышленные, сельскохозяйственные) Потенциально-перспективные (реутилизация отходов, альтернативные источники энергии) Рекреационные (природный, культурно-исторический и экономический потенциал территории )
Стратегия охраны природы	Государственные природные заповедники	особо охраняемые природные территории исключительно федерального значения, полностью изъятые из хозяйственного использования в целях сохранения природных процессов и явлений, редких и уникальных природных систем, видов растений и животных Цели создания: - сохранение и изучение естественного хода природных процессов и явлений; - сохранение генетического фонда растительного и животного мира; - сохранение типичных и уникальных экологических систем;
Заказники	охраняемая природная территория, на которой под охраной могут находиться только растения, только животные, либо их отдельные виды, либо отдельные историко-мемориальные или геологические объекты. Являются уникальные в экологическом и культурном отношении комплексами и объектами
Природные парки	охраняемый обширный участок природного или культурного ландшафта. Являются природоохранными рекреационными и просветительскими учреждениями
Национальные парки	территория, где в целях охраны окружающей среды ограничена деятельность человека (допускаются туризм и хозяйственная деятельность).
Ботанические сады	территория, на которой с научно-исследовательской, просветительной и учебной целью культивируются, изучаются и демонстрируются растения разных частей света и различных климатических зон. Являются эколого-просветительские учреждениями Основные задачи: - научная, учебная и просветительская деятельность - создание специальных коллекций растений в целях сохранения разнообразия растительного мира

Рекомендуемая литература

1. Пехов А.П., Биология с основами экологии: Учебник для вузов / А. П. Пехов. - 6-е изд., испр. - СПб.: Лань, 2006. - 688 с.:

2. Никитина Е.В., Микробиология: учебник для вузов / Е. В. Никитина, С. Н. Киямова. - СПб.: Гиорд, 2008. - 368 с.

3. Тейлор Д., Биология: в 3 т. /Д.Тейлор, Н.Грин, У.Стаут. - Пер. с англ./ Под ред. Р.Сопера. – 3-е изд., - М.: Мир, 2004. - – Т. 1, 2, 3.

4. Мудрецова-Висс К.А., Микробиология, санитария и гигиена: учебник для вузов / К. А. Мудрецова-Висс, В. П. Дедюхина. - М.: ФОРУМ, 2008. - 400 с.: ил.

5. Ярыгин В.Н. Биология: В 2 кн.: Учебник для медиц. спец. вузов. / Под ред. В.Н. Ярыгина. - 6-е изд., стереотип. - М.: Высш. школа, 2004. – Т. 1, 2, 3.

6. Биологический энциклопедический словарь [Электронный ресурс]: 9000 стр. текста, свыше 1000 ил. - Электрон. дан. (168 Мб). - М.: ДиректМедиа Паблишинг, 2006. - 1 электрон. опт. диск (СD-ROM); в контейнере.

7. Гусев М.В. Микробиология: учебник для вузов / М. В. Гусев, Л. А. Минеева. - 6-е изд.,стер. - М.: Академия, 2006. - 464с.