Биологический факультет. ГОСник. Шпоры / ГОС Шпоры / билет №01

Б-1. 1) Отдел Зеленые водоросли. вкл-т около 20000 видов, представленных однокл-ми, колониальными (в т/ч ценобиальными), а также многокл-ыми формами водорослей (в-лей). Виды преимущ-но пресноводные, реже морские. Здесь встречаются все ступени морфолог-ой дифференц-ки таллома, кроме ризоподиальной (амебоидной). Амебоидными м/б репродуктивные кл-ки у некоторых видов (Хетофоровых). Строение кл-ки типичное для эукариот: в большинстве случаев кл-ки одеты плотной оболочкой, цитоплазма занимает почти всю полость кл-ки (типичных для высших раст-й больших вакуолей с клеточным соком нет). У монадных и пальмеллоидных пресноводных в-лей встречаются сократительные вакуоли. Пластиды содержат хлорофилл и другие пигменты, имеют самую разнообр-ю форму и носят общее название хроматофоры. Хроматофоры очень разнообразны по форме. Запасным продуктом чаще всего яв-ся крахмал. Размножение вегет-ое, бесполое и половое. Типы дифференц-ии таллома: 1) монадная структура харак-ся подвиж-ю организма при помощи жгутиков. Присуща почти всем ЗВ, кроме коньюгатов. У простейших в-лей наблюд-ся в течение всей вегет-ной жизни, а у высокоорганизованных – у зооспор или гамет. Ее могут иметь и однокл-ые, и колон-ые формы. Пр: Хламидомонада, Вольвокс, Гониум; 2) пальмеллоидная (капсальная) – соединение не зависимых др. от др. кл-ок (голых или одетых оболочкой), погруженных в общую слизь. М/б у хламидомонады в неблагоп-ых усл-ях. Пр: Тетраспора, Сфероцистис; 3) коккоидная – неподвижные кл-ки различной формы, одиночные или соединенные в разнооб-го вида колонии, но не нитчатые. Пр: Хлорелла, Гидродикцион; 4) нитчатая – соед-е неподвиж-х кл-ок в нити, простые или разветвленные, состоящие из 1го или неск-их рядов кл-ок. Пр: Улотрикс, Спирогира. Если часть нитей гориз-но стелется по субстрату, а др. часть отходит от них вертикально вверх, то такая струк-ра назыв-ся гетеротрихальной. Пр: Хара; 5) пластинчатая (паренхиматозная) – выводится из нитчатой. Образуется в рез-те деления кл-ок (нитей) не только в поперечном, но и в продольном направлении. Пр: Ульва; 6) сифоновая – одна огромная многоядерная кл-ка, не имеющая поперечных перегородок. При этом таллом м/б внешне очень разнообразным. Морские водоросли. Пр: Каулерпа, Бриопсис; 7) сифонокладиальная – вначале сифоновый таллом делится на несколько многоядерных участков или сегментов. Пр: Кладофора. Размножение: 1)вегет-ое происходит путем деления кл-ки у однокл-х форм или путем распада колонии или нитей у колониальных и нитчатых форм (возможно образование колоний внутри материнской клетки); 2)бесполое – путем образования спец-х спор, покидающих материнскую клетку. У большинства видов споры имеют монадную струк-ру – зооспоры (кл-ки, в которых они обр-ся - зооспорангии). Неподвижные споры носят общее назв-е апланоспор; 3)половое: а)хологамия – слияние двух особей целиком; б) гаметогамия – слияние двух половых кл-ок – гамет – в одну кл-ку – зиготу. Изогамия – гаметы подвижны и одинаковы по форме. Гетерогамия – гаметы подвижны, но отличаются размерами. Кл-ки, в которых обазр-ся изо- или гетерогаметы назыв-ся гаметангиями. Оогамия – маленькая мужская подвижная (сперматозоид) или неподвижная (спермаций) гамета сливается с крупной неподвижной женской гаметой (яйцеклеткой). Кл-ки, в кот-ых форм-ся сперматозоиды, наз-ют антеридиями, а в кот-ых – яйцеклетки – оогониями; в)зигогамия (коньюгация) – слияние не имеющих жгутиков и не дифференцированных как гаметы протопластов 2х кл-ок, соединившихся поперечными выростами. Жизненные циклы (ЖЦ) ЗВ очень разнообразны. У большинства ЖЦ гаплобионтный с зиготической редукцией. У таких представителей диплоидной стадией яв-ся только зигота. Гаплодиплобионтный ЖЦ со спорической редукцией встречается у ульвовых, кладофоровых и нек-ых трентеполиевых. Для этих в-ей харак-но чередование диплоидного спорофита и гаплоидного гаметофита. Гаплодиплобионтный ЖЦ с соматической редукцией известен только у Prasiola. Наличие диплобионтного ЖЦ у бриопсидовых и дазикладиевых в последние годы подвергают сомнению.

2)Синтез АТФ в митохондриях

осуществ-ся в результате процессов окисления органических субстратов и фосфорилирования АДФ. На внутренней мембране митохондрий локализована дыхательная цепь– ряд белковых комплексов, осуществляющих перенос электронов (е*), освободившихся в прц-се окис-я в ЦТК (при этом е* акцептируются коферментами - НАД) на молекулярный кислород (О₂) с образованием воды. При движении е* по ДЦ происходит перекачивание протонов (Н⁺) ч/з внутр-ую мембрану из матрикса митох-рии в межмембр-ое пространство. При этом, во-первых, между сторонами внутренней мембраны созд-ся градиент рН (∆рН): в матриксе рН выше чем в межмембр-ом простр-ве. Так как Н⁺ легко переходят ч/з наружную мембрану митох-ии, величина рН будет такой же, как в межмембр. пространстве. Во-вторых, на внутр-ей мембране созд-ся разность потенциалов – мембранный потенциал (∆Ψ), причем внутр. сторона мембраны заряж-ся «-», а наружная – «+». В результате возник-т электрохимический протонный градиент - ∆µН. ∆рН и ∆Ψ стремятся перемещать Н⁺ обратно в матрикс митох-ии. Но внутр. мембрана митох-ии непроницаема для Н⁺, поэтому они могут попасть в матрикс только с помощью АТФазы. АТФ-синтазный комплекс локализован на внутренней мембране митохондрий. Он может быть разделен на 2 комплекса: F₀ – отвечающий за транспорт Н⁺ и F₁ – отвечающий за синтез/гидролиз АТФ. F₀ – очень гидрофоб-й, 3 типа субъединиц: 1А, 2В и 9-12С. А – отвеч-т за транспорт Н⁺. В – связывают F₁ и F₀. С – образ-ют диск, с которым прочно связ-а γ суб-ца. F₁ – сопрягающий фактор, содержит каталитические центры синтеза/гидролиза АТФ, 5типов субъединиц: 3α, 3β, 1γ, 1δ, 1ε. Центры синтеза/гидролиза – в основ-ом на β – субъед-цах. γ вкл-а в конформац-ые изменения F₁. δ прикреплена к 1ой из β суб-ц и посредством 1ой из В связ-т F₀ и F₁. ε – ингибитор АТФазной реакции, предотвращает неконтролируемый гидролиз АТФ. α и β расположены поочередно вокруг γ, которая как втулка проходит ч/з каталитический центры. А и поочередно С формируют проводящий канал для Н⁺. Ротационный механизм синтеза АТФ (по Бойеру): энергия, освобождающаяся при диффузии Н⁺ ч/з канал, использ-ся для вращения γ; в результате чего происходит последовательная смена конформац-ых состояний активных центров (АЦ) β. Синтез АДФ и Ф в АЦ идет спонтанно, благодаря конформац-ой перестройке, а энергия, освобожд-ся при переносе Н⁺ идет на освобождение АТФ из АЦ. α и β удерживаются в фиксир-ом положении, так как они заякорены ч/з δ – это статор. А, С, γ и ε вып-ют роль ротора. Движение Н⁺ внутри кольца С суб-ц связано с последоваельным протонированием остатка аспарагиновой кислоты С суб-цы. Этот процесс запускает пошаговое вращение С-кольца относительно статора (на синтез 1АТФ необходимо 3Н при 9С и 4Н при 12С). При этом происходит вращение вокруг оси γ на 120⁰, что ведет к изменению конформации β суб-ц (на всех одновременно). 3β могут находится в каждый момент в 3х состояниях: О – открытом; Т – закрытом; L – слабосвязанном. Эти состояния отличаются по степени сродства к АДФ, Ф и АТФ. Каталит-кий процесс синтеза АТФ начинается со связывания АДФ и Ф в О центре (высокое сродство к АДФ). При повороте Оц переходит в Т состояние, конфигурация которого способствует самопроизвольному синтезу АТФ. Поворот- переход из Т в L состояние – выталкивание АТФ в раствор.

3)Экология как наука.

Развитию экологии как самостоятельной науки положил немецкий зоолог-эволюционист Эрнст Геккель, давший четкое определение ее содержания. В книге «Всеобщая морфология организмов» он дал определение экологии как науки: «Под экологией мы понимаем общую науку об отношениях организмов с окружающей средой, куда мы относим в широком смысле все «условия существования». Содержание современной экологии, можно определить исходя из концепции уровней организации. В организации ЖМ принято выделять 4 уровня: организменный, популяционный, биоценотический и биосферный. На каждой ступени, или уровне, в результате взаимодействия с окружающей физической средой (энергией и веществом) возникают характерные функциональные системы. Под системой подразумевается взаимодействующие и взаимозависимые компоненты, образующие единое целое. Экология, как общебиологическая наука, изучает все четыре системы: организм, популяцию, сообщество, биосферу. По мере объединения компонентов в более крупные функциональные единицы, у этих новых единиц возникают новые свойства, отсутствовавшие на предыдущем уровне – эмерджентные - которые нельзя предсказать, исходя из свойств компонентов, составляющих этот уровень или единицу. Пример: Н и O, соединяясь в определенном соотношении, образуют воду - жидкость, совершенно непохожую по своим свойствам на исходные газы. Водоросли и кишечнополостные животные, эволюционируя совместно, образуют систему кораллового рифа. В результате возникает эффективный механизм круговорота элементов питания, позволяющий такой комбинированной системе поддерживать высокую продуктивность в водах с очень низким содержанием питательных элементов. С другой стороны можно говорить о несводимых свойствах. Суть: свойства целого невозможно свести к сумме свойств его частей. Хотя данные, полученные при изучении низшего уровня, помогают при изучении следующего, с их помощью никогда нельзя полностью объяснить явления, происходящие на этом следующем уровне (нельзя объяснить как функц-ет ЦНС в целом, изучив физиологию передачи нервного импульса в синапсе). Различают также совокупные свойства, представляющие собой сумму свойств компонентов. они не включают эмерджентных свойств, возникающих при функционировании системы как целого (рождаемость как сумма индивидуальных рождений за определенный период). В современном понимании экология - наука о закономерностях формирования, развития и устойчивого функционирования биологических систем разного уровня организации в их взаимоотношениях с условиями среды. Объектами экологии являются преимущественно системы выше уровня организмов, т. е. изучение организации и функционирования надорганизменных систем: популяций, биоценозов (сообществ), биогеоценозов (экосистем) и биосферы в целом. Другими словами, главным объектом изучения в экологии являются экосистемы, т. е. единые природные комплексы, образованные живыми организмами и средой обитания. Задачи экологии меняются в зависимости от изучаемого уровня организации живой материи. Популяционная экология исследует закономерности динамики численности и структуры популяций, а также процессы взаимодействий (конкуренция, хищничество) между популяциями разных видов. В задачи экологии сообществ (биоценологии) входит изучение закономерностей организации различных сообществ, или биоценозов, их структуры и функционирования (круговорот веществ и трансформация энергии в цепях питания). Главная же теоретическая и практическая задача экологии — раскрыть общие закономерности организации жизни и на этой основе разработать принципы рационального использования природных ресурсов в условиях все возрастающего влияния человека на биосферу. Классическая экология разделяется на три подраздела: 1)Аутэкология — раздел науки, изучающий взаимодействие индивидуального организма или вида с окружающей средой (жизненные циклы и поведение как способ приспособления к окружающей среде); 2)Популяционная или демэкология — раздел науки, изучающий взаимодействие популяций особей одного вида внутри популяции и с окружающей средой; 3)Синэкология — раздел науки, изучающий функционирование сообществ и их взаимодействия с биотическими и абиотическими факторами. Методы экологии: 1)полевые - изучение жизни организмов и их сообществ в естественных условиях, т. е. длительное наблюдение в природе с помощью различной аппаратуры; 2)экспериментальные - эксперименты в стационарных лабораториях, где имеется возможность не только варьировать, но и строго контролировать влияние на живые организмы любых факторов по заданной программе; 3) моделирование биологических явлений - воспроизведение в искусственных экосистемах различных процессов, происходящих в живой природе. Посредством моделирования можно изучить поведение любой системы с целью оценки возможных последствий применения различных стратегий и методов управления ресурсами, т. е. для экологического прогнозирования. Для изучения и прогнозирования природных процессов широко используется метод математического моделирования. Такие модели экосистем строятся на основе многочисленных сведений, накопленных в полевых и лабораторных условиях. При этом правильно построенные математические модели помогают увидеть то, что трудно или невозможно проверить в эксперименте. Однако сама по себе математическая модель не может служить абсолютным доказательством правильности той или иной гипотезы, но она служит одним из путей анализа реальности. Ведущая роль в решении вопросов, связанных  с  охраной  биосферы, принадлежит ООН. Все главные органы и  специализированные учреждения ООН уделяют много внимания  проблемам окружающей  среды. 15 декабря  1972  года на  Стокгольмской  конференции была  принята  резолюция № 2997 (ХХVII) «Организационные и  финансовые  мероприятия по международному сотрудничеству  в области окружающей  среды» и был учрежден  новый  межправительственный орган  по  вопросам охраны  окружающей  среды в  рамках ООН – «Программа ООН по  окружающей  среде» (ЮНЕП). За время  существования ЮНЕП был проведен  ряд  важных мероприятий  в  области  охраны окружающей  среды. Эта организация способствовала  организации мониторинга за  состоянием биосферы, создала систему  природоохранных объектов,  в  том  числе биосферных  заповедников,  взяв  под  свою  опеку свыше 100 международных особо охраняемых территорий. ООН по вопросам продовольствия и сельского  хозяйства (ФАО) основное  внимание  уделяет охране  почвенного   покрова, водных  ресурсов,  животного  и  растительного  мира, проводит исследования  и  разрабатывает  рекомендации  по их  рациональному  использованию, способствует  распространению передового  опыта в  области охраны  природы  и оптимизации методов  эксплуатации  природных ресурсов. ООН  по  вопросам образования, науки и  культуры (ЮНЕСКО)  занимается  научными  проблемами  охраны окружающей среды.  Под  ее  эгидой   выполняются  ряд научных программ, в  частности,  программа “Человек  и  биосфера”, содержащей 14  научных  проектов, посвященных взаимодействию природы  и  общества. В  большинстве  стран мира  правительства  в  той  или  иной  степени  занимаются  вопросами  взаимодействия  общества  и  природы, имеют природоохранные  законодательства и государственные  органы (министерства, комиссии, департаменты,  институты  и  т.д.),  которые,  основываясь  на экологическом  законодательстве, отслеживают  ситуацию  в  данном  регионе и  принимают  соответствующие  решения.  Одновременно с  ними функционируют  неправительственные организации, объединяющие широкие круги общественности  для  решения природоохранных  задач. Крупнейшей международной  неправительственной  организацией является Международный  Союз Охраны  Природы  и  Природных  Ресурсов (МСОП),  созданный в  1948  году во  Франции,  членами  которого  являются как  правительства  различных  стран, так  и  отдельные государственные  структуры, учреждения, общественные  объединения  и т.д. МСОП готовит  и  издает  международную «Красную Книгу»,  содержащую  информацию  о видах  животных  и  растений,  нуждающихся  в  охране. В рамках МСОП работает  Комиссия  экологического  права, разрабатывающая основы  международного  экологического  права. Федеральные исполнительные органы государственной власти: Министерство природных ресурсов и экологии Российской Федерации; Федеральная служба по надзору в сфере природопользования; Региональные органы исполнительной власти: Министерство природных ресурсов Пермского края; Агентство по природопользованию Пермского края; Государственная инспекция по охране, контролю и регулированию использования объектов животного мира и среды их обитания Пермского края.