Биологический факультет. ГОСник. Шпоры / ГОС Ответы / билет №27

27.1. Принципы подразделения грибов на низшие и высшие, подразделение на классы. Образ жизни, водное и наземное существование. Особенности бесполого и полового размножение. Смена ядерных фаз у грибов. Значение грибов в природе и жизни человека.

Подразделение основано на комплексе признаков: число, строение, расположение жгутиков, характер спор полового размножение (эндогенные и экзогенные типы), особенности бесполого размножение.

Низшие грибы:

1) Chytridiomycetes – хитридиевые или архимицеты. 500-600 видов. Паразиты, сапротрофы. Мицелий развит слабо. Это ризомицелии или вегетативное тело представлено голым комочком протопласта. Беспол. размн-е осущ-ся зооспорами. Пол. размн-е: гологамия (полное слияние тел) или гаметогамия (изо-, гетеро-,оо-). Порядки: Chytridiales (Olpidium brassicae, Synchytrium endobioticum. Внутриклет. паразиты) и Monoblepharidales (Сапротроф с неклеточным мицелием).

2) Oomycetes – оомицеты. 600 видов, клет. стенка сост. из целлюлозы. Преобладает 2n стадия. Бесполое размн-е осущ-ся 2-жгутиковыми зооспорами. У наземн. – конидии. Пол. проц. – оогамия. 2 порядка: Saprolegniales (Ectrogella, Saprolegnia. Сапротрофы и паразиты водорослей, рыб) и Peronosporales (Phytophthora, Peronospora. Наземн. паразиты).

3) Zigomycetes. 700 видов. Мицелий без перегородок. Беспол. размн-е: эндогенно – с помощью спорангиеспор, экзогенно – с помощью конидий, промежуточный вариант – спорангиоли. Пол. проц. – зигогамия. Порядки: Mucorales (Mucor, Rhizopus. Мицелий нечленистый), Entomophtorales (E. Muscae. Паразиты насекомых), Glomales (Обр-т эндотрофную микоризу с корнями высших растений).

Высшие грибы:

4) Ascomycetes - сумчатые грибы.30.000 видов. Мицелий септированный Беспол. размн. с помощью конидий. Вегет. размн.: фрагментация, почкование. Пол. проц.: гаметангиогамия. При половом размножении споры образуются эндогенно, большей частью по 8, внутри сумок. Saccharomyces cerevisiae – хлебн. дрожжи, Penicillium, Claviceps purpurea – спорынья, Monilinia fructigena.

5) Basidiomycetes - базидиомицеты. Утрата пол. кл-к, наличие базидий с базидиоспорами, мицелий многокл. с пряжками, 3 ядерных сост-я: n, 2n, преобладает n+n. При половом размножении споры образуются экзогенно, большей частью по 4 на базидиях. Boletus edulis – белый гриб, Amanita rubescens – мухомор краснеющий.

6) Fungi imperfecti - несовершенные грибы. Размножаются только бесполым путем – конидиями и вегетативно.

Итак, низшие грибы не имеют мицелия, или имеют тонкий безъядерный мицелий, или хорошо развитый, но неклеточный. Высшие грибы имеют хорошо развитый многоклеточный мицелий.

Вегетативное размножение происходит случайно открывающимися участками мицелия, почкованием клеток (дрожжи), артроспорами и хламидоспорами. Артроспоры с тонкой оболочкой, хламидоспоры клетки с толстой, буроватой оболочкой.

Бесполое размножение осуществляется посредством спор, образующихся на особых ветвях мицелия, их развитию предшествует какое-либо слияние ядер клеток. Эндогенные споры хар-ны для многих низших. Они образуются в спорангиях (неподвижных) или зооспорангиях (зооспоры с одним или двумя жгутиками). Экзогенные конидии образуются по одной или цепочками на вершине и по бокам специальных гиф мицелия (пеницилл).

Половое размножение. ГАМЕТОГАМИЯ. Слияние гамет. Изо- (одинак. гаметы), гетеро- (разн.) и оогамия (обр-ся неподвижн. яйцекл-ка и подвижн. сперматозоид. Прим., сапролегния). ГАМЕТАНГИОГАМИЯ.

Слияние гаметангиев, гаметы не обр-ся. Собственно гамет-я – у сумч. грибов, зигогамия – у зигомицетов (мукор). СОМАТОГАМИЯ. Слияние соматич. кл-к. Гологамия – слияние 2 организмов; собств. сомат-я (у базид. грибов).

Половое размножение у самых низших - в виде холо-, изо-, гетерогамии, у высших с неклеточным мицелием - в форме оо- и зигогамии, напоминающие конъюгацию водорослей. Перед прорастанием в зиготе происходит редукционное деление. Вся жизнь почти всех низших грибов проходит в гаплоидной фазе, и диплоидна у них лишь зигота.

Цикл развития: 1) 2 ядерных сост.(n, 2n): гаплонты (>n)- хитридио- и зигомицеты; диплонты (>2n)- оомицеты. 2) 3 ядерных сост.(n, 2n, n+n): >n - сумч. грибы; >n+n - базид. грибы.

Грибы – сапрофиты, живущие в воде, на трупах животных, на рогах, копытах, волосах, перьях, ногтях, на экскриментах животных. Большую отрицательную роль играют дереворазрушающие грибы, питающиеся древесиной, вызывая ее гниение. Большинство их являются чистыми сапрофитами; у многих грань между сапрофитизмом и паразитизмом неясная и нерезкая: поселяющиеся на живых деревьях, но питаются одревеневшими оболочками отмирающих клеток. Велика группа почвенных сапрофитов, среди которых имеются и виды без плодовых тел или с микроскопически мелкими плодовыми телами. К почвенным микрофитам относят аспергилловые, мукоровые, антитомицеты, некоторые перитомицеты.

К почвенным микрофитам: глиценомигнеты, гастеролицеты, некоторые аммицеты живут в симбиозе с корнями древесных пород, образуя микоризу.

Кроме сапрофитных грибов, много в почве паразитов, но в виде спор и др. образований.

Микориза – сожительство гиф гриба с корнями высшего растения. Гриб от раст-я получ-т орг. соед., витамины раст-е от гриба – воду + мин. в-ва. При экзотрофной микоризе гифы гриба оплетают снаружи молодые боковые корешки, образуя вокруг них чехол. Эндотрофная -у травянистых растений и некоторых древесных единиц, гриб пронизывает все растение.

Анемокория – распространение спор воздушными течениями. Зоокария – животными.

Значение:

1.Участвуют в почвообразовательных процессах. Они разрушают и минерализируют органические вещества, делая доступным для питания.

2.Дрожжи используются для производства спирта, вина, пива, в хлебопечении. В лечебных целях для корма скота.

3.Съедобные – шляпочные грибы.

4.Особые пенициллы применяют для приготовления сыров. В медицине применяются спорынья и pennicillum как антибиотик.

5.Паразит-ые грибы вызывают болезни культурных растений.

6.Грибы вызывают гниение древесины в лесах на корню, в постройках.

7. Наносят ущерб при хранении овощей и пищевых продуктов.

8.Ряд заболеваний человека и домашних животных, болезней кожи и волосковых покровов вызывают некоторыми несовершенными грибами.

9. Отравления.

27.2.Особенности действия законов т\д в биосистемах. Энтропия открытых систем. Стационарное состояние и условия минимума скорости прироста энтропии. Теорема Пригожина.

Термодинамика –изучает общие закономерности превращения энергии при ее переносе в форме теплоты или работы.

Т\д система – совокупность макроскопических объектов, тел, полей кот., обмениваются энергией между собой и окр. Ср.

Биосистемы – это открытые системы – происходит обмен с окр.ср. и энергией и веществом, с т. зр. т\д-ки. При изучении жив. систем чаще взаимопревращ. 4 формы энергии тепл, хим., электричество, электомагнитная.

1 закон т\д – количество энергии поглощенной системой идет на увеличение внутренней энергии системы и на совершение работы против внешних сил.

Q= ∆U+pV , где Q – количество энергии, ∆U – внутренняя энергия системы,

pV – внешняя, Из первого закона следует А =Q-∆U – работа совершается за счет изменения внутренней энергии системы или за счет сообщенного системе некоторого количества тепла. Живая система не может работать как тепловая машина (КПД →Температура→ денатурация белка), в ней работа совершается за счет изменения внутренней энергии системы или за счет энтропийного фактора.

Энтальпия – мера теплоспособности системы. «+» - в ходе реакции поглощается теплота, «-« - выделяется.

Опытным путем доказано, прямая эквивалентность химической энергии которая освобождалась в организме в ходе обмена веществ и тепловой энергии, которую выделял организм во внешнюю среду. Эквивалентность прихода и расхода энергии в опытах, показывает что и пути превращении продуктов питания в метаболических процессах и в химических реакциях живой клетки, являются эквивалентными,с точки зрения суммарных тепловых эффектов.

2 закон т\д – устанавливает закономерности перехода какого-либо вида энергии – в работу, - в др. виды энергии.

- теплота не может самопроизвольно переходить от менее нагретого к более; - самопроизвольно могут протекать процессы с переносом энергии по градиенту(от более высокого к более низкому); - при совершении работы какая либо часть энергии бесполезно растрачивается в виде тепла ( -трении).

Мера рассеивания энергии, ее деградация является – Энтропия .В животных системах источником работы является химическая энергия, которая переходит в работу и тепло. Тепло рассеивается и этот процесс полностью необратим. Энтропия связана с понятием градиент, при необратимости процессов энтропия растет с понижением градиента. Большинство биологических процессов необратимы с т. зр. т\д критерия необратимости в этих процессах. И в замкнутых системах не обратимые процессы протекают в направлении возрастания энтропии.

Стационарное состояние – такое если параметры системы в течении времени не изменяются. Открытая система не может находится в т\д равновесии.

- 1-открытая систем;-2 –свободная энергия не минимальна, s – энтропия не максимальна – работа может совершатся.- 3 – Необратимые реакции (скорость протекания одних больше скорости протекания других. Открытая система обменивается с окр.ср. веществом и энергией – изменения энтропии в такой системе делят на 2 части.

dS=dS_i +dS_e

dS – Общее изменение энтропии в системе

dS_i -Часть энтропии обусловленная изменением внутри системы.

dS_e – Поток энтропии обусловленный взаимодействием с окр. ср.

dS_i

+	=0
Когда изменения необратимые	Когда система претерпевает обратные изменения

dS_e

=0	-
Изолированная система (нет обмена с окр. Ср.) →тогда общий поток dS=dSi	И больше dSi →то общее изменение в открытой системе отрицательно, т.о. теория открытых систем предполагает случайное понижение энтропии в системе, за счет взаимодействия с окр. Ср. при этом dSi = -dSe общая энтропия =0, что соответствует стационарному состоянию.

Теорема Пригожина – доказал основное свойство стационарного состояния при неизменных внешних условиях в частично равновесной, открытой системем в С\С, значение скорости прироста S, за счет внутренних необратимых процессов (S_i) достигает отличного от нуля, постоянного – минимального – положительного значения. Принцип минимального прироста энтропии, или теорема Пригожина - это количественный критерий для определения общей направленности самопроизводящих изменений в открытой системе или критерий ее эволюции, т.е. по изменению величины ежесекундного прироста S можно предсказать переход системы в конечное С\С если все процессы протекают вблизи равновесия.

27.3. Сцепление генов. Группы сцепления. Генетический анализ сцепления генов. Сцепление и перекрест в экспериментах Моргана с дрозофилой.

Число хромосом у разных видов невелико по сравнению с числом генов. У дрозофилы более тысячи генов на 4 пары хромосом. Если гены находятся в хромосомах, то каждая из них должна нести целую группу генов. Эти гены, объединенные в одной хромосоме, не могут подчиняться правилу о независимом наследовании. Морган показал, что гены, находящиеся в одной хромосоме, образуют единую группу сцепления.

На дрозофиле было поставлено дигибридное скрещивание, в котором исследовалось наследование следующих признаков:

Р: серое тело х черное тело

зачаточн. кр. норм кр

F1: 1) серое тел 2) черное тело

норм. крылья зачаточн. кр.

3) серое тел 4) черное тело

зачат. кр. норм. кр.

Анализирующее скрещивание показало, что гибрид образует только два типа гамет, в которых сочетание генов не изменилось и осталось таким же, как у родительских особей. Такое наследование было названо сцепленным.

Анализирующее скрещивание поставлено в двух направлениях. Для обратного скрещивания из числа гибридов отобран гибрид самки и скрещен с самцами – линии анализатора.

В скрещивании появилось помесь фетотипического класса, что указывает на образование 4 классов гамет у гибридной самки. Но вместо равенства классов, как при дигибридном скрещивании, появились потомки с комбинациями признаков, свойственных родительским формам – 83%, т.е. наблюдаться сцепление генов, в 17% случаев.

Морган предположил, что нарушение сцепления генов или рекомбинация произошли вследствие перекреста – кроссинговера у гибридных самок. У самцов дрозофилы и самок шелкопряда кроссинговера нет, у них абсолютное сцепление генов.

Гаметы с хромосомами, перетерпевшие кроссинговер, называются кроссоверными, особи с новыми сочетаниями признаков, возникшие в рез-те слияния кроссоверных гамет – кроссоверы или рекомбинанты. Кроссоверные классы – результат взаимного обмена участниками хромосом, поэтому они всегда возникают попарно и числено равны между собой. Частота кроссинговера определяется как отношение числа кроссоверов к общему числу потомков в анализирующем скрещивание и выражается в процентах. 1% перекреста является единицей расстояния между гаметами и называются морганидой. Эта частота различна. Сочетание генов постоянно. Это говорит о том, что гены занимают в хромосоме постоянное место, расположение генов в хромосоме линейно, частота кроссинговера отражает расстояния между генами: чем ближе расположены гены в хромосоме, тем меньше вероятность кроссинговера (выше силы сцепления генов). Чем дальше стоят гены друг от друга, тем вероятнее кроссинговер (меньше силы сцепления).