Генетика и эволюция

Свойства генетического материала: дискретность, непрерывность, линейность, относительная стабильность

Изменчивость: наследственная (генотипическая, мутационная)

Изменчивость: наследуемая (фенотипическая, модификационная)

Свойства мутаций: случайность, внезапность, ненаправленность, неоднократность и наследуемость

1. Генетика - наука о законах и механизмах наследственности и изменчивости.
2. Ген - структурная и функциональная единица наследственности, контролирующая развитие определенного признака или свойства. Ген — материальный носитель наследственной информации, участок ДНК, несущий какую-либо целостную информацию — о строении одной молекулы белка или одной молекулы РНК.
3. Совокупность всех генов организма, локализованных в его хромосомах – это генотип
4. Аллельные гены (от греческого слова – другой) – пара генов, определяющих альтернативные варианты одного и того же признака
5. Организм, генотип которого содержит разные аллели одного гена, называется гетерозиготным. Если организм содержит одинаковые аллели одного гена, то он называется гомозиготным.
6. Фенотип – это совокупность внешних и внутренних признаков организма. Фенотип зависит от генотипа.
7. Доминантный ген - ген, выраженный в фенотипе независимо от присутствия в геноме другого аллеля этого гена.
8. Рецессивный ген – ген, который может подавляться воздействием доминантного гена и не проявляется в фенотипе. Рецессивный ген способен обеспечить проявление определяемого им признака только в том случае, если находится в паре с соответственным рецессивным геном.
9. Хромосома – нуклеопротеидная (состоит из белка и ДНК) структура в ядре эукариотической клетки. Становится заметной во время деления. Клетки организмов различных видов имеют разное число хромосом. Клетки прокариот содержат только одну кольцевую хромосому.
10. Свойства генетического материала:

– дискретность (наличие обособленных групп сцепления – хромосом),

- непрерывность (физическая целостность хромосомы),

- линейность (одномерность «записи» генетической информации),

- относительная стабильность (передача потомству с небольшими изменениями).

1. Свойство организмов приобретать новые признаки, а также различия между особями в пределах вида – это проявление изменчивости.
2. Ненаследственная (модификационная) изменчивость характеризуется следующими особенностями:

- кратковременностью

- является групповой

- групповым характером изменений

- не наследуется

1. Наследственная изменчивость характеризуется особенностями:

- необратима

- сопровождается изменением генотипа.

1. Мутации - стойкое (то есть такое, которое может быть унаследовано потомками данной клетки или организма) изменение генотипа, происходящие под влиянием внешней или внутренней среды. Процесс возникновения мутаций получил название мутагенеза.
2. Свойства мутаций:

- возникают внезапно, скачкообразно

- связаны с изменением генотипа

- случайны, ненаправлены

- наследственны

- являются материалом для естественного отбора.

16. Популяционная генетика - наука, изучающая распределение частот аллелей и их изменение под влиянием движущих сил эволюции. Изучает динамику генетического состава популяций, генетическое строение популяций.

17. Факты, доказывающие существование генов:

- независимое комбинирование генов при скрещивании,

- ген можно выделить из хромосомов и определить его структуру,

- способность гена изменяться (мутировать),

- замена гена приводит к появлению нового признака.

6.25 Экосистемы (многообразие живых организмов – основа организации и устойчивости биосферы)

Элементы экосистем (биотоп, биоценоз)

Биотическая структура экосистем: продуценты, консументы, редуценты как компоненты круговорота, обеспечивающего цельность экосистем

Биоразнообразие как основа устойчивости живых систем

Виды природных экосистем (озеро, лес, пустыня, тундра,…, океан, биосфера)

Энергетические потоки в экосистемах, правило 10%

Экологические факторы: биотические и абиотические факторы, антропогенные факторы

Формы биотических отношений (хищник – жертва, паразитизм, нейтрализм)

1. Экосистема или экологическая система - природный комплекс (биокосная система), образованный живыми организмами (биоценоз) и средой их обитания (косной, например атмосфера, или биокосной — почва, водоём и т. п.), связанными между собой обменом веществ и энергии.

Для экосистемы характерны три основных отличительных признака:

- осуществление полного цикла трансформации вещества, от создания органического вещества до его разложения на неорганические составляющие

- экосистема обязательно представляет собой совокупность живых и неживых компонентов

- относительная устойчивость, обусловленная структурой абиотических и биотических компонентов

1. Биогеоценоз — система, включающая сообщество живых организмов и тесно связанную с ним совокупность абиотических факторов среды в пределах определенной территории, связанные между собой круговоротом веществ и потоком энергии. Представляет собой устойчивую саморегулирующуюся экологическую систему, в которой органические компоненты (животные, растения) неразрывно связаны с неорганическими (вода, почва).
2. Биоценоз - исторически сложившаяся совокупность растений, животных, микроорганизмов, населяющих участок суши или водоёма (биотоп) и характеризующихся определёнными отношениями как между собой, так и с абиотическими факторами окружающей среды.
3. Биотоп - — относительно однородный по абиотическим факторам среды участок суши или водоёма, заселённый живыми организмами (занятое одним биоценозом).
4. Устойчивость живых систем

Одним из свойств биогеоценозов является способность к саморегуляции, то есть к поддержанию своего состава на определенном стабильном уровне. Это достигается благодаря устойчивому круговороту веществ и энергии. Устойчивость же самого круговорота обеспечивается несколькими механизмами:

-достаточность жизненного пространства, то есть такой объем или площадь, которые обеспечивают один организм всеми необходимыми ему ресурсами;

- богатство видового состава. Чем он богаче, тем устойчивее цепи питания и, следовательно, круговорот веществ;

- многообразие взаимодействия видов, которые также поддерживают прочность трофических отношений;

- средообразующие свойства видов, то есть участие видов в синтезе или окислении веществ.

.

1. Все виды, населяющие экосистему связаны между собой трофическими связями. Перенос вещества и энергии в экосистеме происходит по трофическим цепям. Чем шире биоразнообразие в экосистеме, тем она устойчивее. Движущей силой потоков веществ и энергии в биосфере являются излучение солнца и деятельность продуцентов.
2. Организм, состоящий в трофической цепи находится в ней на определенном трофическом уровне. Трофический уровень — это совокупность организмов, занимающих определенное положение в общей цепи питания. Кодному трофическому уровню принадлежат организмы, получающие свою энергию от Солнца через одинаковое число ступеней. Зеленые растения занимают первый трофический уровень (уровень продуцентов), травоядные животные — второй (уровень первичных консументов), первичные хищники, поедающие травоядных, — третий (уровень вторичных консументов), а вторичные хищники — четвертый (уровень третичных консументов). Органическое вещество перерабатывается в неорганическое и возвращается обратно к продуцентам, благодаря работе редуцентов. Таким образом, поток вещества в стабильной природной экосистеме, в отличие от потока энергии, является замкнутым. Плотоядные консументы называются хищниками.
3. Трофическую структуру обычно изображают в виде экологических пирамид. Основанием пирамиды служит первый трофический уровень — уровень продуцентов, а следующие этажи пирамиды образованы последующими уровнями — консументами различных порядков. Различают три способа построения экологических пирамид:

- Пирамида чисел (численностей) отражает численность отдельных организмов на каждом трофическом уровне;

- Пирамида биомасс — соотношение масс организмов разных трофических уровней. Обычно в наземных биоценозах общая масса продуцентов больше, чем каждого последующего звена;

- Пирамида энергии отражает величину потока энергии, скорость прохождения массы пищи через пищевую цепь.

1. Максимальная величина энергии, передающейся на следующий трофический уровень невелика. Согласно «Правилу 10%» с одного трофического уровня через пищевые цепи на другой трофический уровень переходит в среднем около 10 % поступившей на предыдущий уровень экологической пирамиды энергии. Остальная часть энергии теряется в виде теплового излучения, на движение и т.д. Организмы в результате процессов обмена теряют в каждом звене пищевой цепи около 90% всей энергии, которая расходуется на поддержание их жизнедеятельности. Потеря энергии при переходах в экосистеме от нижнего трофического уровня к верхнему обусловлена вторым началом термодинамики.
2. Экологический фактор - любое условие среды, способное оказывать прямое или косвенное влияние на живой организм
3. Биотические факторы — всё множество факторов среды, связанных с деятельностью живых организмов. К ним относятся фитогенные (растения), зоогенные (животные), микробиогенные (микроорганизмы) факторы.
4. Антропогенные факторы — всё множество факторов, связанных с деятельностью человека. К ним относятся физические (использование атомной энергии, перемещение в поездах и самолётах, влияние шума и вибрации и др.), химические (использование минеральных удобрений и ядохимикатов, загрязнение оболочек Земли отходами промышленности и транспорта; биологические (продукты питания; организмы, для которых человек может быть средой обитания или источником питания), социальные (связанные с отношениями людей и жизнью в обществе) факторы.
5. Абиотические факторы — всё множество факторов, связанных с процессами в неживой природе. К ним относятся климатические (температурный режим, влажность, давление), эдафогенные (механический состав, воздухопроницаемость, плотность почвы), орографические (рельеф, высота над уровнем моря), химические (газовый состав воздуха, солевой состав воды, концентрация, кислотность), физические (шум, магнитные поля, теплопроводность, радиоактивность, космическое излучение)
6. Среди взаимоотношений живых организмов, обитающих в одном биотопе выделяют ряд форм:

- Мутуализм — в естественных условиях популяции не могут существовать друг без друга (пример: симбиоз гриба и водоросли в лишайнике);

- Протокооперация — форма симбиоза, при которой совместное существование выгодно, но не обязательно для сожителей. (например, взаимоотношения краба и актинии: актиния защищает краба и использует его в качестве средства передвижения);

- Комменсализм — одна популяция извлекает пользу от взаимоотношения, а другая не получает ни пользы ни вреда.

- Нейтрализм — обе популяции никак не влияют друг на друга.

- Аменсализм, антибиоз — одна популяция отрицательно влияет на другую, но сама не испытывает отрицательного влияния;

- Паразитизм — симбиоз организмов, при котором один (паразит) использует другой (хозяин) в качестве источника питания или/и среды обитания, возлагая при этом (частично или полностью) на хозяина регуляцию своих отношений с внешней средой.

- Хищничество — явление, при котором один организм питается органами и тканями другого, при этом не наблюдается симбиотических отношений.

- Конкуренция — обе популяции отрицательно влияют друг на друга.

1. Симбиоз - это взаимодействие и сосуществование представителей разных биологических видов.
2. Организмы способны существовать в определенном диапазоне значений того или иного фактора среды (например, температуры). Способность организма выдерживать воздействие факторов среды называется экологической толерантностью. Пределы толерантности - диапазон экологического фактора между минимальным и максимальным значениями, в пределах которого возможна выживаемость организма. Некоторые арктические рыбы способны существовать при температуре, близкой к точке замерзания воды, но погибает при температуре, превышающей 6°С. Разница между этими значениями температур определяет (предел толерантности данного организма). Организмы с широким диапазоном толерантности в отношении всех экологических факторов наиболее распространены.
3. Экологическая ниша — место, занимаемое видом (точнее — его популяцией) в сообществе (биоценозе), комплекс его биоценотических связей и требований к абиотическим факторам среды.
4. Среду обитания можно определить как:

- комплекс природных тел и явлений, с которыми организм находится в тесной взаимосвязи

- совокупность условий, способных оказывать прямое или косвенное влияние на организмы.

Дата добавления: 2014-12-07