Организмът като биологична система: характеристики, функции и кратка теория.
1. Разнообразие от организми. Вирусите са неклетъчни форми.
2. Размножаване на организмите.
3. Онтогенеза.
4. Генетика. Основни генетични понятия.
5. Модели на наследственост.
6. Изменчивост на признаците в организмите.
7. Лошо влияниемутагени, алкохол, лекарства, никотин върху генетичния апарат на клетката. Наследствени заболяваниячовек.
8. Избор. Значението на генетиката за селекцията.
8.1. Генетика и селекция.
8.2. Методите на работа на I.V. Мичурина.
8.3. Центрове на произход на културните растения.
9. Биотехнология, клетъчна и Генното инженерство, клониране.
Уважаеми посетители на сайта!
Забележка:
Разделите на този елемент от менюто „Материали за подготовка“ съдържат много добри материали за програмата за подготовка за единен държавен изпит.
Целият теоретичен материал, необходим за висококачествена подготовка за Единния държавен изпит по биология, придружен от необходимото обща информацияи тематични тестове, събрани под формата на отделна книга (в електронен формат).
Заглавието му: "Биология. Цялата теория за подготовка за Единния държавен изпит."
В допълнение към тематичните, книгата съдържа 2 пълноценни теста с отговори - входни и финални, които ще ви позволят да контролирате степента на вашата подготовка за изпита.
Учители и възпитатели по биологияКнигата ще осигури достатъчно материали за пълноценно обучение на гимназисти, проследяване на степента на тяхната готовност за полагане на Единния държавен изпит и ще ви позволи да не държите купчина учебници и сборници на работния плот.
В близко бъдеще ще бъдат готови още няколко справочници и учебници за подготовка за Единния държавен изпит. Информация за тях ще намерите в раздела горно меню "Платени материали"и в блока вдясно "Платено на сайта."
Следете новините!
С най-добри пожелания, Олга Орлова.
Упражнение | Първичен резултат | Елементи на съдържанието, тествани чрез работни задачи | |
набрано | максимум | ||
A1 | Биологията е наука за живата природа. | ||
A2 | Клетъчна теория. Разнообразие от клетки, химическа организация на клетките. | ||
A3 | Клетка: химичен състав, структура, функции. | ||
A4 | Хромозоми. Жизнен цикъл на клетката. Клетъчно делене. | ||
A5 | Разнообразие от организми. Вируси. | ||
A6 | Размножаване на организми. Онтогенеза. | ||
A7 | Генетика, нейните задачи. Основни генетични понятия. | ||
A8 | Модели на наследственост. | ||
A9 | Модели на променливост. Мутации и тяхното въздействие върху тялото. | ||
A10 | Класификация на организмите. Бактерии Гъбички. | ||
A11 | растения. Устройство, жизнена дейност, разнообразие, класификация. | ||
A12 | Разнообразие и класификация на растенията. | ||
A13 | Безгръбначни животни. Класификация, структура, жизнена дейност. | ||
A14 | Хордови. Класификация, структура, жизнена дейност. | ||
A15 | Човек. Тъкани. Органи, системи от органи. Храносмилане. Дъх. Тираж. | ||
A16 | Човек. Органи, системи от органи. Мускулно-скелетна, покривна, отделителна система. Размножаване и развитие. | ||
A17 | Вътрешна среда, имунитет, метаболизъм. | ||
A18 | Устройство и функции на нервната и ендокринната система. Невро хуморална регулация. Анализатори. | ||
A19 | Здраве и рискови фактори. Човешка хигиена. | ||
A20 | Вид, популация. Микроеволюция. | ||
А21 | Учението за еволюцията. Фактори на еволюцията. | ||
А22 | Приспособимостта на организмите е резултат от еволюцията. Доказателство за еволюция. | ||
А23 | Еволюция на органичния свят. човешки произход. | ||
A24 | местообитания. Фактори на околната среда. Взаимоотношения между организмите. | ||
A25 | Екосистема и нейните компоненти. Силови вериги. Разнообразие и развитие на екосистемите. Агроекосистеми. | ||
А26 | Биосфера. Кръговрат на веществата. Глобални промени в биосферата. | ||
А27 | Структурна, функционална и химична организация на клетката. | ||
A28 | Метаболизъм. Матрични реакции. | ||
А29 | Клетъчно делене. Размножаване на организми. | ||
A30 | Модели на наследственост и изменчивост. Решаване на генетични проблеми. | ||
A31 | Избор. Биотехнология. | ||
A32 | Разнообразие и класификация на организмите. | ||
A33 | Човек. Жизнени процеси. Вътрешна среда на тялото. Метаболизъм. | ||
A34 | Човек. Неврохуморална регулация. Анализатори. БНД. | ||
A35 | Еволюция на органичния свят. движещи силии резултатите от еволюцията. Пътища и посоки на еволюцията. Доказателство за еволюция. | ||
A36 | Екосистеми. Саморегулиране и промяна на екосистемите. Биосфера. Кръговрат на веществата. Еволюция на биосферата. | ||
Общо за част А | |||
B1 | Обобщаване и приложение на знанията за клетъчно-организмовото ниво на организация на живота. | ||
B2 | Обобщаване и приложение на знанията за човека и многообразието на организмите. | ||
B3 | Обобщаване и приложение на знанията за еволюцията и закономерностите на околната среда. | ||
B4 | Сравнение на особеностите на структурата и функционирането на организмите различни кралства. | ||
B5 | Сравнение на структурните характеристики и функционирането на човешкото тяло. | ||
B6 | |||
B7 | Сравнение на биологични обекти, процеси, явления, които се проявяват на всички нива на организация на живота. | ||
B8 | Установяване на последователността на еволюционните явления, биологични обекти и процеси на различни нива на организация на живата природа. | ||
Общо за част Б | |||
C1 | Приложение на биологичните знания в практически ситуации. | ||
C2 | Умение за работа с текст, чертежи, диаграми и графики. | ||
C3 | Обобщаване и приложение на знанията за многообразието на организмите. | ||
C4 | Обобщаване и приложение на знанията за биологичните системи в нова ситуация. | ||
C5 | Решаване на биологични проблеми за прилагане на знания в нова ситуация в цитологията, екологията, еволюцията. | ||
C6 | Решаване на задачи за прилагане на знания в нова ситуация в генетиката. | ||
Общо за част В | |||
Общо за цялата работа |
програма
като клетка биологична система
организмът като биологична система
разнообразие от организми човека и неговото здраве еволюцията на органичния свят
екосистеми и присъщите им модели
Биология - наука за живата природа Биологията като наука, нейните постижения, методи на изследване, връзки с други науки. Ролята на биологията в живота и практическата дейност на човека. Признаци и свойства на живите същества: клетъчна структура, характеристики химичен състав, метаболизъм и преобразуване на енергия, хомеостаза, раздразнителност, възпроизводство, развитие. Основните нива на организация на живата природа: клетъчно, организмово, популационно-видово, биогеоценотично, биосферно.Клетката като биологична система Клетъчна теория, нейните основни положения, роля във формирането на съвременната естествена научна картина на света. Развитие на знанията за клетката. Клетъчна структураорганизми, сходството на структурата на клетките на всички организми е в основата на единството на органичния свят, доказателство за родството на живата природа. | |
Клетката е единица на структурата, жизнената дейност, растежа и развитието на организмите. Разнообразие от клетки. Сравнителна характеристика на клетки от растения, животни, бактерии, гъби.
Химическа организацияклетки. Връзката между структурата и функциите на неорганичните и органичните вещества (протеини, нуклеинови киселини, въглехидрати, липиди, АТФ), които изграждат клетката. Обосновка на връзката на организмите въз основа на анализ на химичния състав на техните клетки.
Структурата на про- и еукариотните клетки. Връзката между структурата и функциите на частите и органелите на клетката е в основата на нейната цялост. Метаболизъм: енергиен и пластичен метаболизъм, тяхната връзка. Ензими, техните химическа природа, роля в метаболизма. Етапи енергиен метаболизъм. Ферментация и дишане. Фотосинтезата, нейното значение, космическа роля. Фази на фотосинтезата. Светли и тъмни реакции на фотосинтезата, тяхната връзка. Хемосинтеза.
Биосинтеза на протеини и нуклеинови киселини. Матричен характер на реакциите на биосинтеза. гени, генетичен коди неговите свойства. Хромозоми, тяхната структура (форма и размер) и функции. Броят на хромозомите и тяхното видово постоянство. Определяне на набора от хромозоми в соматични и зародишни клетки. Жизнен цикъл на клетката: интерфаза и митоза. Митозата е деленето на соматичните клетки. Мейоза. Фази на митоза и мейоза. Развитие на зародишните клетки при растенията и животните. Прилики и разлики между митоза и мейоза, тяхното значение. Клетъчното делене е в основата на растежа, развитието и размножаването на организмите.
Организмът като биологична система
Размножаване на организмите, неговото значение. Начини на размножаване, прилики и разлики между полово и безполово размножаване. Използването на полово и безполово размножаване на растения и животни в практиката селско стопанство. Ролята на мейозата и оплождането за осигуряване на постоянството на броя на хромозомите през поколенията. Приложение на изкуственото осеменяване при растения и животни.
Онтогенезата и нейните присъщи модели. Специализация на клетките, образуване на тъкани и органи. Ембрионално и постембрионално развитие на организмите. Жизнени цикли и смяна на поколенията. Причини за смущения в развитието на организмите.
Генетика, нейните задачи. Наследствеността и изменчивостта са свойства на организмите. Основни генетични понятия. Хромозомна теория на наследствеността. Генотипът като цялостна система. Развитие на знанията за генотипа. Човешки геном.
Модели на наследственост, тяхната цитологична основа. Моно- и дихибридно кръстосване. Модели на наследяване, установени от Г. Мендел. Свързано наследяване на признаци, нарушаване на генната връзка. Законите на Т. Морган. Генетика на пола. Унаследяване на белези, свързани с пола. Генно взаимодействие. Решаване на генетични проблеми. Изготвяне на схеми за пресичане. Изменчивост на признаците в организмите: модификация, мутация, комбинация. Видове мутации и техните причини. Значението на изменчивостта в живота на организмите и в еволюцията. Норма на реакция. Вредното въздействие на мутагени, алкохол, наркотици, никотин върху генетичния апарат на клетката. Опазване на околната среда от замърсяване с мутагени. Идентифициране на източници на мутагени в околната среда (непряко) и оценка възможни последствиятяхното влияние върху собственото им тяло. Наследствени заболявания на човека, техните причини, профилактика.
Селекция, нейните задачи и практическо значение. Ученията на Н.И. Вавилов за центровете на разнообразие и произход на културните растения. Законът за хомоложните редове в наследствената изменчивост. Методи за отглеждане на нови сортове растения, породи животни и щамове микроорганизми. Значението на генетиката за селекцията. Биологични принципи на отглеждане на културни растения и домашни животни.
Биотехнологии, клетъчно и генно инженерство, клониране. Роля клетъчна теориявъв формирането и развитието на биотехнологиите. Значението на биотехнологиите за развитието на отглеждането, селското стопанство, микробиологичната индустрия и запазването на генофонда на планетата. Етични аспекти на развитието на някои изследвания в областта на биотехнологиите (клониране на хора, целенасочени промени в генома).
Разнообразие от организми
Таксономия. Основни систематични (таксономични) категории: вид, род, семейство, разред (разред), клас, тип (отдел), царство; тяхното подчинение. Царство бактерии, особености на строежа и жизнени функции, роля в природата. Бактериите са патогени, които причиняват заболявания на растенията, животните и хората. Предотвратяване на заболявания, причинени от бактерии.
Царството на гъбите, структура, жизнена дейност, размножаване. Използване на гъби за храна и лекарства. Разпознаване на годни за консумация и отровни гъби. Лишеи, тяхното разнообразие, особености на структурата и жизнени функции. Ролята на гъбите и лишеите в природата.
Растително царство. Характеристики на структурата на тъканите и органите. Жизнена активност и размножаване растителен организъм, неговата цялост. Разпознаване (в картинки) на растителни органи. Разнообразие от растения. Знаци на основните разделения, класове и семейства покритосеменни растения. Ролята на растенията в природата и живота на човека. Космическата роля на растенията на Земята.
Животинско царство. Основните характеристики на подцарствата на едноклетъчни и многоклетъчни животни. Едноклетъчни и безгръбначни животни, тяхната класификация, особености на структурата и жизнените функции, роля в природата и живота на човека. Характеристика на основните видове безгръбначни, класове членестоноги.
Хордови животни, тяхната класификация, структурни характеристики и жизнени функции, роля в природата и човешкия живот. Характеристика на основните класове хордови. Поведение на животните. Разпознаване (в картинки) на органи и системи от органи при животни.
Човекът и неговото здраве
Тъкани. Структурата и жизнените функции на органите и органните системи: храносмилане, дишане, кръвообращение, лимфна система. Разпознаване (в картинки) на тъкани, органи, системи от органи.
Структурата и жизнените функции на органите и органните системи: мускулно-скелетни, покривни, отделителни. Размножаване и развитие на човека. Разпознаване (в снимки) на органи и системи от органи.
Вътрешна среда на човешкото тяло. Кръвни групи. Кръвопреливане. Имунитет. Метаболизъм и преобразуване на енергията в човешкото тяло. витамини.
Нервен и ендокринна система. Неврохуморалната регулация на жизнените процеси в организма като основа на неговата цялост и връзка с околната среда.
Анализатори. Сетивни органи, тяхната роля в организма. Устройство и функции. Висша нервна дейност. Сън, значението му. Съзнание, памет, емоции, реч, мислене. Характеристики на човешката психика.
Лична и обществена хигиена, здравословен начин на живот. Профилактика на инфекциозни заболявания (вирусни, бактериални, гъбични, причинени от животни). Предотвратяване на наранявания, техники за първа помощ. Психическо и физическо здраве на човек. Здравни фактори (автотренинг, втвърдяване, физическа активност). Рискови фактори (стрес, липса на физическа активност, претоварване, хипотермия). Лоши и добри навици. Зависимост на човешкото здраве от състоянието заобикаляща среда. Спазване на санитарните и хигиенните стандарти и правилата за здравословен начин на живот.
©2015-2019 сайт
Всички права принадлежат на техните автори. Този сайт не претендира за авторство, но предоставя безплатно използване.
Дата на създаване на страницата: 2018-01-08
Във връзка със социализацията на човек, неговата биологична роляпостепенно губи значение. Това не се случва, защото хората постигат най-високи ниваразвитие, а поради съзнателно отдалечаване от действителната му „основа” (биосферата), дала възможност на човека да се развива и изгражда модерно общество. Но организмът като биологична система не може да съществува извън биосферата и следователно трябва да се разглежда само заедно с нея.
Население и общество
Всяко общество е саморегулиращо се население, модерен аналогинтелигентна биологична система (BS) в биосферата. И човекът е преди всичко продукт на еволюцията на БС, а не резултат от развитие социално общество, което е второстепенно. Строго погледнато, обществото е вид частно, което също е БС, разположено само едно ниво над живия организъм.
От биологична гледна точка този термин характеризира система от органи и тъкани, вградени в живата обвивка на планетата, която има свои собствени механизми на влияние върху местообитанията и защитни реакции. Разглеждайки организма като биологична система, е лесно да се идентифицират основните механизми на неговата жизнена дейност, адаптиране и регулиране на неговите функции. И в рамките на тази публикация човешкият организъм ще бъде разглеждан като цялостна система по своите критерии.
Терминология
Системата е голяма съвкупност от някои взаимозависими елементи, които образуват определена цялост (структура), която е претърпяла дълга еволюция по време на своето формиране.
Биологичните системи са неделими набори от взаимосвързани елементи, които създават живата обвивка на планетата и са част от нея, играейки критично важна роляв нейното съществуване. Примери за биологични системи: клетка, организъм, макромолекули, органели, тъкани, органи, популации.
Организмът е сложно организирана, независимо регулирана и активно функционираща система, състояща се от органи и тъкани или представена от една биологична система, образуваща един обект на живата природа. Организмът активно взаимодейства с биологични системи от по-висок порядък (с населението и биосферата).
Регулирането е нареждане, подчинение стриктни правила, създаване на условия за тяхното изпълнение и контрол. В контекста на човешкото тяло терминът трябва да се разглежда като процес на нормализиране на функциите на тялото.
Универсална структура
За да разгледаме човешкото тяло като биологична система (БС), трябва да подчертаем основните му свойства и да ги съпоставим. И така, основното свойство на BS е тяхната структура: всички те се състоят от органични молекули и биополимери. Трябва да се отбележи, че BS съдържа и неорганични вещества, които са атрибути нежива природа. Те обаче не са формиращи биологична молекула, органел, клетка или организъм, а са само интегрирани в тези системи.
Подреденост
Високата степен на ред е втората.Така наречената йерархия е много важна за функционирането на биосферата поради това, че цялата й структура е изградена на принципа на усложняване на простото и комбиниране на елементарното. Тоест по-сложните компоненти на живата обвивка на земята (биологичните системи) се състоят от по-малки, разположени по-ниско в йерархията.
Конкретен пример е еволюцията на живота от макромолекула до органичен полимер и след това до органел и субклетъчна структура, от които по-късно се образуват тъкан, орган и организъм. Като цялостна биологична система такава йерархична структура ни позволява да формираме всички нива на живата природа и да наблюдаваме взаимодействието между тях.
Почтеност и дискретност
Едно от най-важните свойства на всяка BS е нейната едновременна цялост и дискретност (частичност, компоненти). Това означава, че всеки жив организъм е биологична система, цялостен комплекс, образуван от автономни компоненти. Самите автономни компоненти също са живи системи, просто разположени по-ниско в йерархията. Те могат да съществуват автономно, но в рамките на тялото се подчиняват на неговите регулаторни механизми и образуват интегрална структура.
Примери за едновременна цялост и дискретност могат да бъдат намерени във всякакви системи на различни нива. Например, цитоплазмената мембрана като интегрална структура има хидрофобност и липофилност, течливост и се състои от липопротеинови макромолекули, които осигуряват само липофилност и хидрофобност, и гликопротеини, които са отговорни за селективната пропускливост.
Това е демонстрация на това как колекцията от дискретни свойства на компонентите на една биологична система осигурява функциите на по-сложна суперординатна структура. Пример е и холистичен органел, състоящ се от мембрана и група ензими, наследяващи своите дискретни качества. Или клетка, която е способна да реализира всички функции на съставните си компоненти (органели). Човешкото тяло, като единна биологична система, също е обект на такава зависимост, тъй като демонстрира общи качества, характерни за отделни елементи.
Обмен на енергия
Този имотбиологичната система също е универсална и може да бъде проследена на всяко нейно йерархично ниво, като се започне от макромолекулата и се стигне до биосферата. На всяко конкретно ниво има различни проявления. Например, на ниво макромолекули и предклетъчни структури, обменът на енергия означава промяна в пространствената структура и електронната плътност под влияние на pH, електрическо полеили температура. На клетъчно ниво енергийният обмен трябва да се разглежда като метаболизъм, набор от процеси на клетъчно дишане, окисление на мазнини и въглехидрати, синтез и съхранение на високоенергийни съединения и отстраняване на метаболитни продукти извън клетката.
Метаболизъм на тялото
Човешкото тяло, като биологична система, също обменя енергия с външния свят и я трансформира. Например, енергията на химичните връзки на въглехидратните и мастните молекули се използва ефективно в клетките на тялото за синтеза на макроерги, от които е по-лесно за органелите да извличат енергия за жизнените си функции. В тази демонстрация енергията се трансформира и натрупва в макроерги, както и се реализира чрез хидролизата на фосфатните химични връзки на АТФ.
Саморегулация
Тази характеристикаозначава способността за увеличаване или намаляване на функционалната активност в зависимост от постигането на определени състояния. Например, ако една бактериална клетка изпитва глад, тя или се придвижва към източник на храна, или образува спора (форма, която ще й позволи да поддържа жизнена активност, докато условията на живот се подобрят). Накратко, тялото като биологична система има сложна многостепенна система за регулиране на своите функции. Състои се от:
- предклетъчен (регулиране на функциите на отделни клетъчни органели, например рибозоми, ядро, лизозоми, митохондрии);
- клетъчен (регулиране на клетъчните функции в зависимост от външните и вътрешни фактори);
- тъканна регулация (контрол на скоростта на растеж и възпроизводство на тъканни клетки под въздействието на външни фактори);
- органна регулация (формиране на механизми за активиране и инхибиране на функциите на отделните органи);
- системна (нервна или хуморална регулация на функциите от висши органи).
Човешкото тяло, като саморегулираща се биологична система, има два основни регулаторни механизма. Това е по-древен хуморален механизъм в еволюционно отношение и по-съвременен нервен. Това са многостепенни комплекси, способни да регулират скоростта на метаболизма, температурата, pH на биологичните течности и хомеостазата, способността да се защитават срещу опасности или да осигуряват агресия, да реализират емоции и по-високи нервна дейност.
Нива на хуморална регулация
Хуморалната регулация е процес на ускоряване (или забавяне) биологични процесив органели, клетки, тъкани или органи под влияние химически вещества. И в зависимост от местоположението на тяхната „мишена“ се разграничават клетъчна, локална (тъканна), органна и организмова регулация. Пример за клетъчна регулация е влиянието на ядрото върху скоростта на биосинтеза на протеини.
Тъканната регулация е освобождаването от клетка на химически вещества (локални медиатори), насочени към потискане или подобряване на функциите на околните клетки. Например клетъчна популация, която преживява кислородно гладуване, освобождава ангиогенезни фактори, които предизвикват растеж на кръвоносните съдове към тях (в изтощени области). Друг пример за тъканна регулация е освобождаването на вещества (кейлони), които могат да потиснат скоростта на възпроизвеждане на клетките на определено място.
Този механизъм, за разлика от предишния, е пример за отрицателна обратна връзка. Характеризира се като активно действие на клетъчна популация, предназначено да потиска всеки процес в биологичната тъкан.
По-висока хуморална регулация
Човешкото тяло като единна саморазвиваща се биологична система е еволюционен венец, който е реализирал висша хуморална регулация. Това стана възможно благодарение на развитието на жлезите вътрешна секрецияспособни да отделят хормонални вещества. Хормоните са специфични химични вещества, които се секретират от жлезите с вътрешна секреция директно в кръвта и действат върху целевите органи, разположени на голямо разстояние от мястото на синтеза.
Висшата хуморална регулация също е йерархична система, чийто основен орган е хипофизната жлеза. Неговите функции се регулират от неврологична структура (хипоталамус), разположена над другите в регулаторната йерархия на тялото. Под влияние на нервните импулси от хипоталамуса, хипофизната жлеза отделя три групи хормони. Те навлизат в кръвта и се транспортират от нея до целевите органи.
За тропните хормони на хипофизната жлеза целта е долната хормонална жлеза, която под въздействието на тези вещества освобождава своите медиатори, които пряко засягат функциите на органите и тъканите.
Нервна регулация
Регулирането на функциите на човешкия организъм се осъществява основно чрез нервна система. Той също така контролира хуморалната система, като я прави своя собствена. структурен компонент, способен по-гъвкаво да влияе върху функциите на тялото. В същото време нервната система също е многостепенна. При хората има най-много комплексно развитие, въпреки че продължава изключително бавно да се подобрява и модифицира.
На на този етапхарактеризира се с наличието на функции, отговорни за висшата нервна дейност: памет, внимание, емоционалност, интелигентност. И може би едно от основните свойства на нервната система е способността да работи с анализатори: зрителни, слухови, обонятелни и други. Тя ви позволява да запомните техните сигнали, да ги възпроизведете в паметта и да синтезирате въз основа на тях нова информация, също така формиращи сетивен опит на ниво лимбична система.
Нива на невронна регулация
Човешкото тяло като единна биологична система има няколко нива на нервна регулация. По-удобно е да ги разглеждате според градационна схема от по-ниски към по-високи нива. Под останалите е тази, която регулира функциите си независимо от висшите центрове на нервната дейност.
Работи чрез ядрото блуждаещ нерви надбъбречната медула. Прави впечатление, че най ниско нивонервната регулация се намира възможно най-близо до хуморалната система. Това отново демонстрира едновременно дискретността и целостта на организма като биологична система. Строго погледнато, нервната система предава своите сигнали под въздействието на ацетилхолин и електрически ток. Тоест половината от него се състои от хуморалната система за предаване на информация, която се наблюдава в синапсите.
Висша нервна дейност
Над вегетативната нервна система е соматичната, която се състои от гръбначен мозък, нерви, мозъчен ствол, бяло и сиво вещество на мозъка, неговите базални ганглии, лимбична система и други важни структури. Именно тя отговаря за висшата нервна дейност, работи с анализаторите на сетивните органи, систематизира информацията в кората, нейния синтез и развитието на речевата комуникация. В крайна сметка именно този комплекс от биологични структури на тялото е отговорен за възможната социализация на човек и постигането на сегашното му ниво на развитие. Но без структури на ниско ниво тяхната поява би била невъзможна, както е изключено съществуването на човек извън обичайното му местообитание.
Организмът като биологична система
Размножаване на организмите, неговото значение. Начини на размножаване, прилики и разлики между полово и безполово размножаване. Използването на сексуално и безполово размножаване в човешката практика. Ролята на мейозата и оплождането за осигуряване на постоянството на броя на хромозомите през поколенията. Приложение на изкуственото осеменяване при растения и животни
Термини и понятия, тествани в изпитната работа: безполово размножаване, вегетативно размножаване, хермафродитизъм, зигота, онтогенеза, оплождане, партеногенеза, полово размножаване, пъпкуване, спора.
Размножаване в органичния свят.Способността за възпроизвеждане е една от най-важните знациживот. Тази способност се проявява вече на молекулярно ниво на живота. Вирусите, прониквайки в клетките на други организми, възпроизвеждат своята ДНК или РНК и по този начин се размножават. Възпроизвеждане– това е възпроизвеждането на генетично сходни индивиди от даден вид, осигуряващо приемственост и непрекъснатост на живота.
Разграничават се следните форми на възпроизвеждане:
Безполово размножаване. Тази форма на размножаване е характерна както за едноклетъчните, така и за многоклетъчните организми. Безполовото размножаване обаче е най-разпространено в царствата на бактериите, растенията и гъбите. В царството на животните по този начин се размножават главно протозоите и кишечнополостните.
Има няколко метода за безполово размножаване:
– Просто разделяне на майчината клетка на две или повече клетки. Така се размножават всички бактерии и протозои.
– Вегетативното размножаване по части на тялото е характерно за многоклетъчните организми – растения, гъби, червеи и някои червеи. Растенията могат да се размножават вегетативно чрез резници, наслояване, коренови издънки и други части на тялото.
– Пъпкуване – един от вариантите на вегетативно размножаване е характерен за дрождите и кишечнополостните многоклетъчни животни.
– Митотичната спорулация е често срещана сред бактериите, водораслите и някои протозои.
Безполовото размножаване обикновено осигурява увеличаване на броя на генетично хомогенното потомство, така че често се използва от селекционерите на растения за запазване полезни свойстваразновидности.
Полово размножаване– процес, при който се комбинира генетична информация от два индивида. Комбинацията от генетична информация може да възникне, когато конюгация (временно свързване на индивиди за обмен на информация, както се случва при ресничките) и копулация (сливане на индивиди за оплождане)при едноклетъчни животни, както и при оплождане при представители на различни царства. Специален случайполовото размножаване е партеногенезапри някои животни (листни въшки, търтеи на пчели). В този случай нов организъм се развива от неоплодено яйце, но преди това винаги се образуват гамети.
Сексуалното размножаване при покритосеменните става чрез двойно оплождане. Факт е, че в прашника на цветето се образуват хаплоидни поленови зърна. Зърната на тези зърна се разделят на две - генеративни и вегетативни. Попаднало върху близалцето на плодника, поленовото зърно покълва, образувайки поленова тръба. Генеративното ядро се дели отново, образувайки две сперматозоиди. Единият от тях, прониквайки в яйчника, опложда яйцеклетката, а другият се слива с двете полярни ядра на двете централни клетки на ембриона, образувайки триплоиден ендосперм.
По време на половото размножаване индивиди от различен пол произвеждат гамети. Женските произвеждат яйца, мъжете произвеждат сперматозоиди, а хермафродитите произвеждат както яйца, така и сперма. При повечето водорасли се сливат две еднакви полови клетки. Когато хаплоидните гамети се слеят, настъпва оплождане и се образува диплоидна зигота. Зиготата се развива в нов индивид.
Всичко по-горе е вярно само за еукариотите. Прокариотите също имат сексуално размножаване, но то се случва по различен начин.
Така по време на половото размножаване геномите на два различни индивида от един и същи вид се смесват. Потомците носят нови генетични комбинации, които ги разграничават от техните родители и едно от друго. Различни комбинации от гени, проявени в потомството под формата на нови черти, представляващи интерес за хората, се избират от животновъдите за разработване на нови породи животни или сортове растения. В някои случаи се използва изкуствено осеменяване. Това се прави както с цел получаване на потомство с определени свойства, така и с цел преодоляване на бездетността на някои жени.
ПРИМЕРИ ЗА ЗАДАЧИ
Част А
A1. Основните разлики между сексуалното и безполовото размножаване са, че сексуалното размножаване:
1) се среща само в висши организми
2) това е адаптация към неблагоприятни условия на околната среда
3) осигурява комбинирана променливост на организмите
4) осигурява генетичното постоянство на вида
A2. Колко сперматозоиди се образуват в резултат на сперматогенеза от две първични зародишни клетки?
1) осем 2) две 3) шест 4) четири
A3. Разликата между оогенезата и сперматогенезата е, че:
1) в оогенезата се образуват четири равни гамети, а в сперматогенезата - една
2) яйцата съдържат повече хромозоми от сперматозоидите
3) в оогенезата се образува една пълноценна гамета, а в сперматогенезата - четири
4) оогенезата се извършва с едно делене на първичната зародишна клетка, а сперматогенезата - с две
A4. Колко деления на оригиналната клетка се случват по време на гаметогенезата?
1) 2 2) 1 3) 3 4) 4
A5. Броят на зародишните клетки, образувани в тялото, най-вероятно може да зависи от
1) доставка на хранителни вещества в клетката
2) възрастта на индивида
3) съотношението на мъжките и женските индивиди в популацията
4) вероятността гаметите да се срещнат една с друга
A6. Безполовото размножаване доминира в жизнения цикъл
1) хидра 3) акули
A7. Папратите произвеждат гамети
1) в спорангиите 3) върху листата
2) на израстък 4) в спорове
A8. Ако диплоиден наборПчелните хромозоми са 32, тогава 16 хромозоми ще се съдържат в соматичните клетки
1) пчелна майка
2) пчела работничка
3) дронове
4) всички изброени лица
A9. Ендоспермът в цъфтящите растения се образува по време на сливането на
1) сперматозоиди и яйцеклетки
2) две сперматозоиди и яйцеклетка
3) полярно ядро и сперма
4) две полярни ядра и сперматозоиди
A10. Двойно оплождане се случва в
1) мъх от кукувич лен 3) лайка
2) папрат папрат 4) бял бор
Част Б
В 1. Изберете правилните твърдения
1) Образуването на гамети при растенията и животните става по същия механизъм
2) Всички видове животни имат яйца с еднакъв размер
3) Спорите на папрата се образуват в резултат на мейозата
4) Един овоцит произвежда 4 яйцеклетки
5) Яйцеклетката на покритосеменните растения се опложда от два сперматозоида
6) Ендоспермът на покритосеменните е триплоиден.
НА 2. Установете съответствие между формите на възпроизвеждане и техните характеристики
VZ. Инсталирай правилна последователностсъбития, които се случват при двойно торене на цъфтящи растения.
А) оплождане на яйцеклетката и централната клетка
Б) образуване на поленова тръба
Б) опрашване
Г) образуване на два сперматозоида
Г) развитие на ембриона и ендосперма
Част В
C1. Защо ендоспермата на покритосеменните е триплоидна, докато останалите клетки са диплоидни?
C2. Открийте грешките в дадения текст, посочете номерата на изреченията, в които са допуснати, и ги коригирайте. 1) В прашниците на покритосеменните растения се образуват диплоидни поленови зърна. 2) Ядрото на поленовото зърно е разделено на две ядра: вегетативно и генеративно. 3) Поленовото зърно каца върху близалцето на плодника и расте към яйчника. 4) В поленовата тръба се образуват два сперматозоида от вегетативното ядро. 5) Един от тях се слива с ядрото на яйцето, образувайки триплоидна зигота. 6) Друг сперматозоид се слива с ядрата на централните клетки, образувайки ендосперм.
Онтогенезата и нейните присъщи модели. Специализация на клетките, образуване на тъкани и органи. Ембрионално и постембрионално развитие на организмите. Жизнени цикли и смяна на поколенията. Причини за нарушено развитие на организмите
Онтогенеза. Онтогенеза – това е индивидуалното развитие на организма от момента на образуване на зиготата до смъртта. По време на онтогенезата се появява естествена промяна на фенотипите, характерни за даден вид. Разграничете непрякИ правонтогенеза. Непряко развитие(метаморфоза) се случва в плоски червеи, мекотели, насекоми, риби, земноводни. Техните ембриони преминават през няколко етапа в развитието си, включително стадия на ларвите. Директно развитиесреща се в неларвна или вътрематочна форма. Това включва всички форми на яйцевивипаритет, развитието на ембриони на влечуги, птици и яйценосни бозайници, както и развитието на някои безгръбначни (правокрили, паякообразни и др.). Вътрематочно развитиесреща се при бозайници, включително хора. IN онтогенезатаИма два периода - ембрионален – от образуването на зиготата до излизането от яйцеклетките и постембрионален - от раждането до смъртта. Ембрионален периодМногоклетъчният организъм се състои от следните етапи: зиготи; бластула– етапи на развитие на многоклетъчен ембрион след фрагментиране на зиготата. По време на бластулацията зиготата не се увеличава по размер, но се увеличава броят на клетките, от които се състои; етап на образуване на еднослоен ембрион покрит бластодермияи образуването на първичната телесна кухина – бластоцели ; гаструла– етапи на образуване на зародишните слоеве - ектодерма, ендодерма (при двуслойни кишечнополостни и гъби) и мезодерма (при трислойни кишечнополостни и други многоклетъчни животни). При кишечнополовите животни на този етап се образуват специализирани клетки, като жилещи клетки, репродуктивни клетки, кожно-мускулни клетки и др. Процесът на образуване на гаструла се нарича гаструлация .
невроли– етапи на формиране на отделните органи.
Хисто- и органогенеза– етапи на поява на специфични функционални, морфологични и биохимични различия между отделните клетки и части развиващ се ембрион. При гръбначните животни органогенезата може да се разграничи:
а) неврогенеза - процесът на образуване на невралната тръба (мозък и гръбначен мозък) от ектодермален зародишен слой, както и кожата, органи на зрението и слуха;
б) хордогенеза - процесът на образуване от мезодермахорди, мускули, бъбреци, скелет, кръвоносни съдове;
в) процесът на образуване от ендодермачервата и свързаните с тях органи - черен дроб, панкреас, бели дробове. Последователното развитие на тъканите и органите, тяхната диференциация се дължи на ембрионална индукция– влиянието на някои части на ембриона върху развитието на други части. Това се дължи на активността на протеините, които влизат в действие на определени етапи от развитието на ембриона. Протеините регулират активността на гените, които определят характеристиките на организма. Така става ясно защо признаците на даден организъм се появяват постепенно. Всички гени никога не се включват заедно. Само част от гените работят в определен момент.
Постембрионален периодсе разделя на следните етапи:
– постембрионален (преди пубертета);
– период на пубертет (внедряване репродуктивни функции);
- стареене и смърт.
При хората начална фазаПостембрионалният период се характеризира с интензивен растеж на органите и частите на тялото в съответствие с установените пропорции. Най-общо човешкият постембрионален период е разделен на следните периоди:
– кърмаче (от раждането до 4 седмици);
– бебе (от 4 седмици до една година);
– предучилищна (яслена, средна, старша);
– училище (ранно, тийнейджърско);
– репродуктивни (млади до 45 години, зрели до 65 години);
– пострепродуктивни (възрастни до 75 години и сенилни – след 75 години).
ПРИМЕРИ ЗА ЗАДАЧИ
Част А
A1. Двуслойната структура на потока е характерна за
1) анелиди 3) коелентерни
2) насекоми 4) протозои
A2. Няма мезодерма
1) земен червей 3) коралов полип
A3. Директното развитие се случва в
1) жаби 2) скакалци 3) мухи 4) пчели
A4. В резултат на фрагментация на зиготата, a
1) гаструла 3) неврула
2) бластула 4) мезодерма
A5. Развива се от ендодерма
1) аорта 2) мозък 3) бели дробове 4) кожа
A6. Индивидуални органина етапа се образуват многоклетъчни организми
1) бластула 3) оплождане
2) гаструла 4) неврула
A7. Бластулацията е
1) клетъчен растеж
2) многократно фрагментиране на зиготата
3) клетъчно делене
4) увеличаване на размера на зиготата
A8. Гаструлата на кучешкия ембрион е:
1) ембрион с оформена неврална тръба
2) многоклетъчен еднослоен ембрион с телесна кухина
3) многоклетъчен трислоен ембрион с телесна кухина
4) многоклетъчен двуслоен ембрион
A9. В резултат на това се получава диференциация на клетки, органи и тъкани
1) действията на определени гени в определено време
2) едновременно действие на всички гени
3) гаструлация и бластулация
4) развитие на определени органи
A10. Какъв етап ембрионално развитиена гръбначните е представена от много неспециализирани клетки?
1) бластула 3) ранна неврула
2) гаструла 4) късна неврула
Част Б
В 1. Кое от следните се отнася за ембриогенезата?
1) оплождане 4) сперматогенеза
2) гаструлация 5) фрагментация
3) неврогенеза 6) овогенеза
НА 2. Изберете признаци, характерни за бластула
1) ембрион, в който се образува нотохордата
2) многоклетъчен ембрион с телесна кухина
3) ембрион, състоящ се от 32 клетки
4) трислоен ембрион
5) еднослоен ембрион с телесна кухина
6) ембрион, състоящ се от един слой клетки
VZ. Свържете органите на многоклетъчен ембрион със зародишните слоеве, от които са образувани тези органи
Част В
C1. Дайте примери за пряко и непряко постембрионално развитие, като използвате насекоми като пример.
биологична система на организма
В биологията организмът се разглежда като независимо съществуваща единица на света, чието функциониране е възможно само при постоянно взаимодействие с външната му среда и самообновяване в резултат на такова взаимодействие.
Основната функция на тялото е обмяната на веществата (метаболизмът), която се осигурява от едновременни и непрекъснато протичащи процеси във всички органи и тъкани - асимилация и дисимилация.
Асимилацията (анаболизмът) се свежда до образуването на вещества, влизащи в тялото отвън, и натрупването на нови. химични съединения, използвани за образуване на различни тъкани (телесно тегло) и създаване на енергиен потенциал, необходим за жизнените дейности, включително движения.
Дисимилацията (катаболизъм) е разграждането на химичните вещества в тялото, разрушаването на стари, мъртви или увредени тъканни елементи на тялото и освобождаването на енергия от вещества, натрупани по време на процеса на асимилация.
Метаболизмът е свързан с такива функции на тялото като растеж, развитие, възпроизводство, хранене, храносмилане, дишане и отделяне на отпадъчни продукти, движение, реакции на промени във външната среда и др.
Разнообразно е влиянието на околната среда върху организма, който е не само доставчик на жизненоважни вещества, но и източник на смущаващи влияния (дразнители). Постоянни колебания външни условиястимулират подходящи адаптивни реакции в организма, които предотвратяват възможен външен видотклонения в неговата вътрешна среда(кръв, лимфа, тъканна течност) и повечето клетъчни структури.
В процеса на еволюция, по време на формирането на връзката на организма с външната среда, той развива най-важното свойство за поддържане на постоянството на състава на вътрешната среда - хомеостаза (от гръцки "homoyos" - идентичен, " stasis” - състояние). Израз на хомеостазата е наличието на редица биологични константи – стабилни количествени показатели, характеризиращ нормално състояниетяло. Те включват телесна температура, съдържание в кръвта и тъканната течност на протеини, захар, натрий, калиеви йони и др.Константите определят физиологичните граници на хомеостазата, следователно, когато тялото остава дълго време в условия, значително различни от тези към които се адаптира, хомеостазата се нарушава и могат да настъпят промени, които са несъвместими с нормалния живот.
Въпреки това, адаптивните механизми на тялото не се ограничават до поддържане на хомеостатично състояние и поддържане на постоянството на регулираните функции. Например за различни видове физическа дейностФокусът на регулиране е насочен към осигуряване на оптимални условия за функциониране на тялото във връзка с повишени изисквания (учестен пулс, дихателни движения, активиране на метаболитни процеси и др.).
Съвременната наука разглежда тялото като саморегулираща се биологична система, в която всички клетки, тъкани, органи са в тясна взаимовръзка и взаимодействие, образувайки едно цяло с висока функционална ефективност. Също така И.П. Павлов подчерта „човекът е... система в от най-висока степенсаморегулиране, самоподдържане, възстановяване, коригиране и дори подобряване.”
Връзката между функциите и процесите се осигурява от два регулаторни механизма - хуморален и нервен, които са доминиращи в процеса на биологична адаптация в животинския свят и след това постепенно се трансформират в регулатори на функциите на тялото.
Хуморалният механизъм (от латински "humor" - течност) на регулиране се осъществява поради химикали, съдържащи се в течности, циркулиращи в тялото (кръв, лимфа, тъканна течност). Най-важните от тях са хормони(от гръцки "хормон" - движещ се), които се секретират от жлезите с вътрешна секреция. Попадайки в кръвния поток, те достигат до всички органи и тъкани, независимо дали участват в регулацията на функциите или не. Само селективното отношение на тъканите към конкретно вещество определя включването на хормона в регулаторния процес. Хормоните се движат със скоростта на кръвния поток без определен „адресат“. Принципът на саморегулация е ясно очевиден между различните химически регулатори, особено хормоните. Например, ако количеството инсулин (хормон от панкреаса) в кръвта стане прекомерно, това служи като спусък за повишено производство на адреналин (хормон от надбъбречната медула). Динамичният баланс на нивата на концентрация на тези хормони осигурява оптимални нива на кръвната захар.
Нервният механизъм на регулиране се осъществява чрез нервни импулси, преминаващи по определени нервни влакна до строго определени органи или тъкани на тялото. Нервна регулацияпо-пълно хуморален, тъй като, първо, разпространението на нервните импулси е по-бързо (от 0,5 до 120 m / s) и, второ, те са насочени, т.е. По невронните пътища импулсите пътуват до определени клетки или групи от клетки.
Основен нервен механизъмрегулирането на функциите е рефлексен отговор на тъканите или органите на дразнене, идващо от външната и вътрешната среда. Реализира се по рефлексна дъга - пътя, по който възбуждането преминава от рецепторите към изпълнителни органи(мускули, жлези), които реагират на дразнене. Има два вида рефлекси: безусловни или вродени и условни или придобити. Нервната регулация на функциите на тялото се състои от най-сложните взаимоотношения между тези два вида рефлекси.
Нервната и хуморалната регулация на функциите са тясно свързани помежду си и образуват единна неврохуморална регулация. Например, предавателят на нервната възбуда е хуморален (химичен) компонент - медиатор, а дейността на много ендокринни жлези се стимулира от нервни импулси. Връзката между нервните и хуморалните връзки в механизма за контрол на функциите на тялото се свежда до факта, че преобладаването на нервния компонент възниква, ако контролираната функция е по-свързана с стимулите на околната среда, и нарастващата роля на хуморалния механизъм се случва, когато тези връзките отслабват.
В процеса на двигателна активност мускулите се свиват, сърцето променя работата си, жлезите отделят хормони в кръвта, които от своя страна имат засилващ или отслабващ ефект върху същите мускули, сърце и други органи. С други думи, рефлексната реакция е придружена от хуморални промени, а хуморалната промяна е придружена от промяна в рефлексната регулация.
Функционирането на нервната система и химичното взаимодействие на клетките и органите осигуряват най-важната способност на тялото - саморегулиране на физиологичните функции, което води до автоматично поддържане на необходимите за организма условия за неговото съществуване. Всяка промяна във външната или вътрешната среда на организма предизвиква неговата дейност, насочена към възстановяване на нарушеното постоянство на условията на неговия живот, т.е. възстановяване на хомеостазата. Колкото по-високо е развит организмът, толкова по-съвършена и стабилна е хомеостазата.
Същността на саморегулацията е насочена към постигане на конкретен резултат от управлението на органите и процесите на тяхното функциониране в тялото въз основа на информация за това, която циркулира в директни и обратни канали в затворен цикъл, например терморегулация, болка и др.). Функцията на комуникационните канали може да се изпълнява от рецептори, нервни клетки, течности, циркулиращи в тялото и др. Саморегулацията се осъществява по определени модели. Има редица принципи на саморегулиране. Принципът на неравновесието изразява способността на живия организъм да поддържа своята хомеостаза въз основа на поддържането на динамично неравновесно, асиметрично състояние спрямо околната среда. В същото време организмът като биологична система не само противодейства на неблагоприятните влияния, но и улеснява въздействието върху него. положителни влияния, но в отсъствието и на двете, той може да прояви спонтанна активност, отразяваща огромния обем дейност за създаване на основни структури. Консолидирането на резултатите от спонтанната дейност в новопоявилите се структури формира основата на феномените на развитието. Принципът на затворения контур на управление е, че в живата система информацията за реакцията на входящ стимул се анализира по определен начин и, ако е необходимо, се коригира. Информацията циркулира в затворен цикъл с права и обратна връзка, докато се постигне желаният резултат. Пример за това е регламентирането на работата скелетни мускули. От централната нервна система (ЦНС) дразненето идва до мускула чрез директни комуникационни канали и мускулът реагира на него със свиване (или напрежение). Информацията за степента на мускулна контракция чрез канали за обратна връзка постъпва в централната нервна система, където резултатът се сравнява и оценява спрямо това, което трябва да бъде. Ако те не съвпадат, от централната нервна система към мускула се изпраща нов коригиращ импулс. Информацията ще циркулира в затворен цикъл, докато мускулната реакция достигне необходимото ниво. Принципът на прогнозиране е, че една биологична система, така да се каже, определя своето поведение (реакции, процеси) в бъдеще въз основа на оценка на вероятността от повторение на минал опит. В резултат на такава прогноза в него се формира основата на превантивното регулиране като корекция на очаквано събитие, срещата с което оптимизира механизмите на коригираща дейност. Например предсказващата сигнална функция на условния рефлекс; използване на елементи от предварително формирани двигателни действия при овладяване на нови.