Генетика, генетический код, одноклеточные организмы - Лекция, раздел Науковедение, Конспект лекций доцента Шабанова М.Ф. по курсу «Естественнонаучная картина мира» Генетика – Наука О Воспроизведении Живых Существ, Наследственности И ...
Генетика – наука о воспроизведении живых существ, наследственности и изменчивости, о генотипах живых существ. Генетический код — свойственный всем живым организмам способ кодирования аминокислотной последовательности белков при помощи последовательности нуклеотидов. Генетический код является триплетным, сочетанием 3-х нуклеотидов. Триплет или кодон кодирует одну из 20 аминокислот. Кодон однозначен, т е кодирует только одну аминокислоту и избыточен, каждая аминокислота может кодироваться несколькими кодонами. Код универсален для всех живых существ Земли. В ДНК используется четыре нуклеотида — аденин (А), гуанин (G), цитозин (С), тимин (T), которые в русскоязычной литературе обозначаются буквами А, Г, Ц и Т. Эти буквы составляют алфавит генетического кода. В РНК используются те же нуклеотиды, за исключением тимина, который заменён похожим нуклеотидом — урацилом, который обозначается буквой U (У в русскоязычной литературе). В молекулах ДНК и РНК нуклеотиды выстраиваются в цепочки и, таким образом, получаются последовательности генетических букв. Из 4-х нуклеотидов получается 64 кодона
Для построения белков в природе используется 20 различных аминокислот. Каждый белок представляет собой цепочку или несколько цепочек аминокислот в строго определённой последовательности. Эта последовательность определяет строение белка, а следовательно все его биологические свойства. Набор аминокислот также универсален почти для всех живых организмов. Реализация генетической информации в живых клетках (то есть синтез белка, кодируемого геном) осуществляется при помощи двух матричных процессов: транскрипции (то есть синтеза мРНК на матрице ДНК) и трансляции генетического кода в аминокислотную последовательность (синтез полипептидной цепи на мРНК). Для кодирования 20 аминокислот, а также сигнала «стоп», означающего конец белковой последовательности, достаточно трёх последовательных нуклеотидов.
Ген – участок молекулы ДНК, отвечающий за определенный признак. Генотип – совокупность всех генов данного организма. Ген может быть доминантным, сохраняющим определенный признак или рецессивным – изменяющим признак. Наличие доминантных и рецессивных признаков в потомстве определяется законами Г. Менделя. Результат взаимодействие генов определяется решеткой Пеннета. В частности, генетика пола показывает равную вероятность рождения мальчиков и девочек.
Изменчивость возникает в результате рекомбинации и мутации генов. Мутации бывают генные, хромосомные и геномные. Они не имеют направленного характера, т е случайные. Но положительные, с точки зрения выживания организма, закрепляются, а отрицательные уничтожаются в борьбе за существование. Знание законов генетики позволяет эффективно делать искусственный отбор ценных пород растений и животных.
При бесполое размножение для одноклеточных организмов осуществляется; спорами (мхи, лишайники, папоротники), почкованием ( кишечнополостные), вегетативными органами растений и клонированием. При этом происходит развитие дочерней особи из соматических клеток взрослой особи, с последующим делением.
При половом размножении у простейших организмов и грибов, происходит обмен наследственной информации в виде ядерного материала – коньюгация. У организмов более высокой организации происходит слияние гаплоидных клеток ( гамет) – копуляция. Хранение, передачу и реализацию генетической информации обеспечивают хромосомы. Это биологические системы молекулярного уровня.
Жизненный цикл клетки включает интерфазу – период синтеза и роста клетки и осуществления всех ее функций, кариокинез – процесс деления клетки и перераспределения хромосом между дочерними клетками , цито кинез – процесс деления цитоплазмы между дочерними клетками. Митоз – процесс деления клеточного ядра, обеспечивающий ядра дочерних клеток идентичным с родительским набором хромосом. Мейоз – форма ядерного деления с уменьшением числа хромосом с диплоидного до гаплоидного. При этом образуются половые клетки. Именно гаплоидные клетки обеспечивают сохранение и передачу наследственной информации для будущего потомства. При слияние женских яйцеклеток и мужских сперматозоидов образуется одноклеточный зародыш.
Организмы или особи – единицы живого, вне их жизни нет. На молекулярном уровне это вирусы, мельчайшие живые организмы размером от 20 до 300 нм. Они состоят из молекулы нуклеиновой кислоты и белковой оболочки – капсида. Кислота может быть ДНК или РНК, одно и двух цепочные. Вирус (от лат. Vira –яд) прикрепляется к клетке своим капсидом и нуклеиновая кислота впрыскивается в клетку и направляется в ядро клетки. Вирус встраивается в ДНК клетки, заставляя производить нужные вирусу белки. Через некоторое время клетка гибнет, а новые вирусы «одевают» новые капсиды и атакуют другие клетки. Так мизерные существа, размер которых в десятки раз, а масса в сотни тысяч раз меньше чем клетка, убывают целые клетки. Это наглядный пример, сколь опасны бывают микроорганизмы.
Бактерии – одноклеточные до ядерные формы жизни. Они имеют наружную мембрану и плотную клеточную стенку. В ней свободно располагается кольцевая нуклеиновая кислота, незащищенная ядерной оболочкой. Клеточных органоидов нет, все жизненные функции выполняются на уровне мембранных комплексов. Царство бактерий имеет 4-е класса. Истинные бактерии – эубактерии, актиномициты, микробактерии и спирохеты. По роду деятельности имеются молочнокислые бактерии, уксусного брожения, почвенные, клубеньковые и патогенные бактерии. Последних не более одна на тысячу, все остальные неутомимые труженики в биосфере.
Одноклеточные организмы с ядром – эукариоты. Это одноклеточные водоросли, а среди живых корненожки, амебы, радиолярии, жгутиковые, инфузории, споровики и другие. Среда обитания, как у бактерий, вся биосфера. Формы тела разнообразные, меняющиеся во времени. Питание путем фотосинтеза или поглощением органических веществ через мембрану. Дыхание также через мембрану, всем телом. Способ размножения бесполый – делением клеток у хламид и половой у инфузорий.
Следующие одноклеточные и многоклеточные и многоклеточные формы жизни это грибы, лишайники, мхи. Грибы это плесень на продуктах, фитофторы, поражающие растения, настоящие грибы – белый, подберезовик, груздь и другие. Способ размножения спорами – бесполый и половой путем слияния ядерного материала. Лишайники обитают на наземных формах жизни, это симбиоз грифов или нитей грибов и одноклеточных зеленых водорослей.
Биологическая классификация многоклеточных организмов многообразна вследствии большого разнообразия признаков. Это внешний вид, среда обитания, способ размножения, способы питания и дыхания, наличие сходных органов и другие признаки классификации. Начало современного способа классификации заложил шведский биолог К. Линей. Она расширена и продолжена французским биологом Ж. Ламарком и другими биологами. Различают два царства живых организмов – растения и живые существа.
Приложения к лекциям М Ф Шабанова Лекция... Введение назначение курса государственный стандарт научные методы краткая... Введение назначение курса государственный стандарт...
Определения и термины для научных методов
Концепция от латинского (conception) –система принципов, взглядов, понимания процессов и явлений окружающего мира.
- единый определяющий замысел, ведущая мысль художествен
Краткая история развития мировоззрения и естествознания на Земле
Около трех миллионов лет назад наш предок научился делать простейшие орудия быта из камня, кости и дерева и получил титул человек умелый. Начинается формирование культового, мифического мировоззрен
Древнегреческая натурфилософия
Несомненной заслугой древнегреческих ученых является их прорыв в абстрактное мышление, философию, формулировку общих законов природы. Они стремились вывести частные случаи из общих законов и филосо
Т А Б Л И Ц А 1
Название
системы
Знаки
1-го разряда
Значение чисел 2-го разряда
Значение чисел 3-го разряда
Запись числа 21
Формулы для дифференцирования и интегрирования.
Производная суммы разности двух функций (f1(x) +-f2(x))’ = f1’(x) +-f2’(x)
- произведения (f1(x) * f2(x))’ = f1’(x) * f2(x) + f1(x) * f2’(x))
-
Движение тела по окружности.
w- Угловая скорость вращающегося тела; радиан / сек
b -Угловое положение вращающегося тела; радианы или градусы относительно оси. Радиан это угол под которым видна
Гидродинамика, стационарное и турбулентное течение, капилляры.
Течение жидкости. Идеальной называется жидкость, не имеющая вязкости. В результате частицы жидкости не связаны и ведут себя свободно. Устанавливается стационарное течение, когда через русло
ТУРБУЛЕНТНОЕ ТЕЧЕНИЕ ЖИДКОСТИ ЧИСЛО РЕЙНОЛЬДСА.
Нестационарное или турбулентное движение жидкости, когда в одинаковый промежуток времени через сечения S1 и S2 по линии тока проходит неодинаковое количество (объем) о
Колебания. волны, звук
Колебательным движением (колебанием) называется процесс, при котором система, многократно отклоняется от своего положения равновесия, каждый раз вновь возвращается к нему. Если возврат происходит ч
Стоячие волны
Частный случай сложения двух когерентных волн движущих на встречу друг другу по оси у. X1=Asin(wt-2πy/λ) X2=Asin(wt+2πy/λ) X=X1+X2
Принцип Френеля.
Волну, приходящую в любую точку F от первичного источника S можно рассматривать как результат интерференции вторичных волн, приходящих в эту точку от множества вторичных источников ∆Si некото
Закон Вебера-Фехнера.
Экспериментально установлено, что прирост ощущения пропорционален логарифму отношений энергий двух сравниваемых раздражителей. Это можно записать формулой L-L0=k lg(I/I0), где
Теплофизика и термодинамика
обозначения.Т –температура по шкале Кельвина в градусах; Т =0 = -273 град по Цельсию
P-Даление, паскаль, атм.; V- Обьем, куб. метр (м
Тепловое расширение твердых тел
При нагревании твердого тела усиливается тепловое движение его частиц и среднее расстояние между ними возрастает, что и вызывает его тепловое расширение.
Формула линейного расширения
Это и есть уравнение теплопроводности Фурье.
Количество теплоты, передаваемое через площадку ∆S, перпендикулярную тепловому потоку, пропорционально площади площадки, градиенту температуры и времени теплообмена.
Коэффициент тепл
Уравнение переноса или диффузии газа
Если в газовой среде имеется неоднородность плотности - dр/dx, то через площадку - ds будет протекать поток молекул от более плотной области к менее плотной –dm/dt. Этот перенос молекул наз
Органическая химия
Органические вещества это соединения углерода. К неорганическим относятся оксиды углерода, угольная кислота, карбонаты, гидрокарбонаты и карбиды. Все остальные органические вещества, которых насчит
Электромагнитное излучение и его измерение.
Вся основная информация об астрономических объектах, оптических системах, источников и приемников излучений получена путем регистрации и анализа электромагнитного излучения. Одна из важнейших харак
Спектральные свойства излучения.
Всякое нагретое тело излучает. При температуре ниже 1000˚К это радиоизлучение и инфракрасное излучение. Чем выше температура, тем короче длина волны излучения. Наиболее простой вид имеет излуч
Эффект Доплера
Сдвиг спектральной линии равен:
где - радиальная скорость по лучу зрения,
Структурные составляющие мира - МИКРОМИР, МАКРОМИР, МЕГАМИР.
МИКРОМИР – Мир элементарных частиц, фотонов (квантов), атомов, атомных ядер и других микрообъектов, где властвуют законы квантовой механики, атомной и ядерной физики, теории электромагнитных излуче
Свойства и значение информации
ИНФОРМАЦИЯ является фундаментальной составляющей окружающего мира, как четыре основных составляющих - ПРОСТРАНСТВО, МАТЕРИЯ, ЭНЕРГИЯ и ВРЕМЯ. Из множества известны
Измерения времени, календарь
Координаты всех светил меняются с течением времени. Высокая точность наведения на светила современных телескопов требует отсчета времени с точностью до 0.1 секунды в течении нескольких лет. Еще бол
Наша звезда Солнце.
Среднее расстояние от Земли 149599300 км. радиус по фотосфере 696 000 км. Угловой средний радиус R = 960”, на диски солнца 1» = 725,3 км, средний параллакс 8”79. Расстояние от центра Гал
Основные типы ядерных реакций, их энерговыделение.
В зоне от 0 до 0.2 R идут ядерные реакции. При температуре 15 млн. градусов средняя скорость протонов достигает сотни километров в секунду. Сталкиваясь с фотонами атомы водорода теряют электронную
Планеты солнечной системы
Солнечная система состоит из 9 планет - Меркурий, Венера, Земля, Марс, Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун, Плутон. Размеры радиусов орбит в астрономических единицах 0,387 – Меркурий, Венера – 0,723, Земл
Образование солнечной системы, космогонические гипотезы.
После установления механической картины мира Ньютона, появились гипотезы Канта, Лапласа, Джинса образования Солнечной системы из газопылевого облака. До них элементы этих гипотез высказывал Декарт,
Образование Вселенной, элементы космологии.
Космология изучает физическую природу, строение и эволюцию Вселенной как целого, опираясь на данные астрономических наблюдений. Опирается она на самые общие законы физики и других наук. Важнейшим я
Горячая Вселенная.
В 1965 года при отладке радиотелескопа было обнаружено фоновое радиоизлучение во всех направлениях. Исследования показали, что распределение энергии по длинам волн соответствует температуре 2,73&or
Адронная эра
Время, сек. : 10-43с – 10-35с; Температура, ºΚ : 1032; Плотность, г/см3: 1094;
10-35с; 1028; 107
Законы биологии и их возможные применения
Благодаря трудам пред идущих биологов и своим многолетним исследованиям Ч. Дарвин открыл законы эволюции живых существ. Эволюция определяется наследственностью, изменчивостью ( мутации гено
Образование Земли и ее строение
Историю Земли мы рассмотрим используя фундаментальную работу академика Монина А.С. ( Книга «История Земли, А.С. Монин, Ленинград, изд. «Наука» 1971), внесшего большой вклад в изучение нашей
Происхождение и эволюция человека
Существуют три гипотезы происхождения человека: божественное сотворение – креационизм, космическое происхождение или панспермия и естественное эволюционное развитие. Первая не имеет научного обосно
Возможности компьютерных методов разработки и принятия решений
Современные компьютеры пока не могут решать многие задачи с неопределенными условиями и творческие задачи. Как отмечено выше, многие задачи управления СЭС являются творческими, или задачами с неопр
Синергетика и традиционное научное мышление
Синергетика - наука о самоорганизации и самоорганизующихся системах.Такие системы обладают новыми свойствами не присущими объектам изучения традиционных наук. Синергетика рассматри
Информационное управление человеком и общественной системой
Мышление и поведение современного человека часто определяется законами синергетики. В последнее время методы информационного управления общественными системами и отдельным человеком стали активно п
Методы информационного управления и информационной войны
Теория информационного управления находится в зачаточном состоянии, и мы не можем дать четкую научную классификацию и обоснование используемых методов, ограничимся их описанием. Эти методы позволяю
Социальная эволюция Человечества от каменного века до социализма
Переход от использования найденных предметов к изготовлению орудий для обеспечения жизненных потребностей, это рубеж между обезьяной и человеком. Все условия материальной и духовной жизни прошедших
Научные прогнозы будущего, учение В.И. Вернадского о ноосфере.
Первым научным прогнозом развития общества следует считать марксизм, его учение о социализме и коммунизме. Вероятно, предсказательная сила этого учения к настоящему времени исчерпана, а продолжения
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов