Начало
00:00:00Шестидневный Интенсив по биологии Без крайних сроков В ходе шестидневного интенсивного курса изучается вся биология с нуля с помощью ежедневных тематических блоков. Сценарии и заметки размещены на платформе, которая требует регистрации, и там же хранятся занятия после первого. Домашние задания и практические тесты можно выполнять без крайних сроков и штрафных санкций, что облегчает нагрузку даже для тех, кто посещает несколько интенсивов. Модераторы поддерживают учащихся в чате, в то время как первая открытая сессия демонстрирует формат.
Сосредоточьтесь на основных принципах сегодня На занятии рассматриваются вопросы общей биологии: строение клетки, классификация бактерий и вирусов, онтогенез, репродукция и клеточные циклы, такие как митоз и мейоз. Цель - в сжатой форме освежить теорию перед экзаменом. Презентационные материалы помогают вести записи, несмотря на технические трудности.
Биология изучает живые системы и их свойства Биология охватывает множество областей, объединенных изучением жизни. Она изучает живые объекты — клетки, ткани, организмы и популяции — и их свойства. Неживые явления являются областью физики, химии, математики и географии. Свойства включают структурные, функциональные и морфологические особенности.
Химический состав и клеточная организация определяют Жизнь Живые организмы имеют общую химическую основу, в которой преобладают углерод, водород, кислород и азот, составляющие около 98% их состава. Клеточная организация универсальна для жизни. Эти константы лежат в основе единства биологических систем.
Гомеостаз Поддерживает Внутреннее равновесие Саморегуляция поддерживает внутренние условия и координирует работу органов - процесс, известный как гомеостаз. Механизмы контроля регулируют активность, чтобы удерживать переменные в допустимых пределах. Регулирование меняется в зависимости от обстоятельств, таких как стресс или отдых.
Метаболизм управляет обменом энергии и вещества Метаболизм включает в себя потребление энергии и органических веществ и выделение переработанных продуктов. Энергия, содержащаяся в молекулах, перераспределяется и в конечном итоге рассеивается в виде тепла во время работы. Питательные вещества, такие как белки, расщепляются до аминокислот и выводятся в виде конечных продуктов, таких как мочевина.
Биологические ритмы Определяют Жизненные процессы Многие процессы протекают в соответствии с повторяющимися ритмами, в первую очередь сердцебиение. Эти циклы сохраняются на протяжении всей жизни и меняются в зависимости от условий. Ритмы интегрируются с регуляцией, чтобы соответствовать физиологическим потребностям.
Рост Увеличивает количество; Развитие изменяет качество Рост - это количественное увеличение, например, апикальный (вертикальный) рост, характерный для растений, и диффузное утолщение у животных. Развитие является качественным процессом, включающим появление, трансформацию и созревание органов и систем. У человека такие системы, как нервная и репродуктивная, достигают полной зрелости примерно в возрасте 25-26 лет.
Вариативность, наследственность и размножение формируют родословные линии Изменчивость привносит новые признаки, которые могут отличаться от родительских. Наследственность передается через гены и хромосомы во время размножения. Как половое, так и бесполое размножение увеличивает численность, передавая генетический материал потомству.
Раздражительность направляет реакцию на раздражители Организмы реагируют на внешние раздражители, такие как яркий свет или громкий звук. Внимание уделяет первостепенное внимание важным сигналам, игнорируя второстепенные. Эти реакции отражают реакцию нервной системы на окружающую среду.
Вода и минеральные соли в химии клетки Вода обеспечивает среду для биохимических и ферментативных реакций. Минеральные соли участвуют в формировании структуры костей, хрящей и других опорных элементов. В экзаменационных заданиях может быть указано, какую роль играет вода в протекании реакций.
Осмос Приводит К Повышению Концентрации Растворенных Веществ В Воде Осмос - это движение воды через полупроницаемую мембрану в направлении стороны с более высокой концентрацией растворенных веществ. Вода проходит свободно, в то время как более крупные растворенные вещества, такие как глюкоза, задерживаются. Поток разбавляет концентрированную часть, увеличивая объем растворителя.
Тонус Контролирует объем и судьбу клеток В гипотонических растворах низкое содержание растворенного вещества вовлекает воду в клетки, вызывая их набухание и риск лизиса, если не удалить избыток, как это происходит с помощью сократительных вакуолей пресноводных организмов. Изотонические условия уравновешивают приток и отток воды при одинаковых внутренних и внешних концентрациях. Гипертонические растворы выводят воду, вызывая усадку и возможную смерть, если ее не устранить.
Белки образуются из аминокислот и иерархической структуры Каждая аминокислота имеет аминогруппу, центральный углерод, карбоксильную группу и переменный радикал (R-группа). Аминокислоты соединяются пептидными связями, образуя полипептидные цепи. Первичная последовательность сворачивается во вторичные альфа-спирали или бета-слои, затем в третичные глобулярные или волокнистые формы, а иногда собирается в четвертичные комплексы, такие как гемоглобин. Функциональные возможности часто зависят от достижения необходимого структурного уровня.
Денатурация Нарушает Структуру; Ренатурация Может Восстановить Тепло, изменение рН, ультрафиолетовое излучение и радиация разрушают вторичные, третичные и четвертичные структуры. Если пептидные связи в первичной структуре нарушены, восстановление невозможно вне рибосом. Когда первичная структура остается неповрежденной, восстановление оптимальных условий может привести к ренатурации.
Ферменты Ускоряют Реакции, Не Расходуясь Ферменты - это белковые биокатализаторы, которые ускоряют реакции, но при этом остаются неизменными в процессе. Простые ферменты состоят исключительно из белка, в то время как сложные ферменты включают кофакторы, такие как ионы металлов или витамины. Кофакторы, входящие в состав белка, активируют фермент и обеспечивают трансформацию субстрата.
Белки выполняют различные функции в организмах Функции включают ферментативный катализ, хранение в семенах бобовых и регуляцию белковыми гормонами, такими как инсулин, который снижает уровень сахара в крови, образуя гликоген. Транспорт происходит путем связывания и переноса молекул или образования комплексов с газами. Также они играют важную роль в передаче сигналов рецепторами, токсичности ядов и бактериальных токсинов, структурной поддержке (кератин, коллаген), иммунной защите и свертывании крови, движении с помощью актин–миозиновых комплексов и, наконец, высвобождении энергии, когда это необходимо.
Углеводы: мономеры и классы Глюкоза существует в линейной и кольцевой формах, причем кольцевые формы полимеризуются в цепочки. Углеводы подразделяются на моносахариды (глюкоза, фруктоза, рибоза, галактоза), олигосахариды (сахароза, лактоза) и полисахариды (целлюлоза, хитин, крахмал, гликоген, муреин). Образование полимеров основано на соединении мономеров в форме кольца.
Простые сахара растворяются и имеют сладкий вкус; Полимеры не растворяются. Моносахариды и олигосахариды легко растворяются в воде, имеют сладкий вкус и кристаллизуются при сушке. Полисахариды плохо растворимы или нерастворимы, не имеют сладости и не кристаллизуются. Эти противоположные свойства отражают различные биологические функции.
Полисахариды накапливают энергию и укрепляют стены Гликоген запасает питательные вещества в организме животных и грибов, в то время как крахмал выполняет ту же роль в растениях. Целлюлоза образует клеточные стенки растений, хитин укрепляет стенки грибов и экзоскелет членистоногих, а муреин образует клеточные стенки бактерий. Структурная полезность требует нерастворимости и жесткости.
Функции углеводов включают в себя хранение, передачу сигналов и защиту Полисахариды, такие как крахмал и гликоген, обеспечивают запасы. Углеводные цепи на мембранных белках действуют как антенны, привлекающие лиганды для взаимодействия с рецепторами. Углеводы также обеспечивают поддержку, служат основными источниками энергии и способствуют образованию защитных выделений, таких как муцин, который покрывает внутренние поверхности.
Липиды: типы и свойства Липиды гидрофобны и обладают низкой теплопроводностью. К триглицеридам относятся твердые животные жиры и жидкие растительные масла комнатной температуры, хотя все они могут затвердевать при достаточном охлаждении. Это семейство включает воски, такие как пчелиный воск, стерины, такие как холестерин, фосфолипиды с гидрофильными головками и гидрофобными хвостами, и комплексы, такие как липопротеины и гликолипиды.
Функции липидов: Энергетические, регулирующие, гидроизоляционные, Изоляционные Липиды служат источником энергии и могут быть окислены для получения значительного количества энергии. Стероидные гормоны регулируют физиологию и поведение. Гидроизоляционные липиды из уропигиальной железы сохраняют перья водоплавающих птиц сухими, а подкожный жир сохраняет тепло в холодных условиях. Липиды также формируют важные мембранные структуры.
Состав ДНК и спаривание оснований Дезоксирибонуклеотиды включают фосфатную группу, сахар дезоксирибозу и одно из четырех оснований — аденин, тимин, гуанин или цитозин. Аденин соединяется с тимином, а гуанин - с цитозином, образуя комплементарные цепочки и характерные соотношения оснований. Кристаллография и моделирование выявили архитектуру молекулы.
ДНК-шаблоны, реплицирующиеся, мутирующие и располагающиеся в нескольких местах Комплементарность позволяет ДНК управлять синтезом РНК и при изменении условий денатурировать или повторно синтезировать. Перед делением клетки ДНК реплицируется, поэтому каждая дочерняя клетка наследует копию, образуя молекулы с одной старой и одной новой цепью. Мутации возникают в результате нуклеотидных замен, а ДНК находится в ядре, митохондриях и пластидах, причем ядерная ДНК линейная, а органеллярная - кольцевая.
Состав, подвижность и типы РНК РНК состоит из фосфата, рибозы и оснований аденина, урацила, гуанина и цитозина, образующих одноцепочечные молекулы. Она не самовоспроизводится и является лабильной и подвижной внутри клетки. мРНК копирует гены, отвечающие за синтез белка, тРНК доставляет аминокислоты, а рРНК образует ядро рибосом.
Генетическая информация передается от ДНК к РНК и далее к белку РНК синтезируется из ДНК при транскрипции и направляет синтез белка при трансляции. Этот односторонний поток связывает гены с признаками через белки. Белки определяют наблюдаемые характеристики своей структурой и функцией.
Транскрипция: Инициация, Удлинение, терминация Фермент связывает ДНК, локально разматывает сегмент и начинает синтез РНК. По мере продвижения комплементарные рибонуклеотиды собираются в растущую цепочку РНК. Достигнув конечной точки, фермент высвобождает полную молекулу РНК для выполнения своей специфической функции.
Трансляция строит полипептиды на рибосомах Рибосомы передают триплеты мРНК, в то время как тРНК доставляют соответствующие аминокислоты. Пептидные связи соединяют поступающие аминокислоты в удлиняющуюся цепочку по мере того, как тРНК перемещаются по кругу. Затем готовый полипептид складывается во вторичные, третичные или четвертичные структуры для функционирования.
Два типа клеток: эукариотические и прокариотические Эукариотические клетки обладают ядром и связанными с мембраной органеллами, такими как аппарат Гольджи и эндоплазматический ретикулум; животные, растения и грибы являются эукариотами. Прокариотические клетки, характерные для бактерий, лишены ядра и мембранных органелл. Это различие определяет клеточную сложность всей жизни.
Мембраны: структура, гликокаликс и транспорт Клеточная мембрана, состоящая из фосфолипидного бислоя с включенными в него белками, защищает содержимое, подобно защитной оболочке. Холестерин стабилизирует мембрану, делая ее более текучей или более жесткой в зависимости от необходимости, в то время как углеводные цепочки на внешней поверхности, характерные для клеток животных, выполняют рецепторные функции. Жизнь требует обмена, поэтому мембраны обеспечивают транспортировку через градиент концентрации. Движение вниз по градиенту пассивно и не требует затрат энергии; движение против него активно и требует энергии.
Эндоцитоз перемещает макромолекулы в клетки Мембраны поглощают и усваивают крупные частицы путем эндоцитоза, образуя пузырьки, которые переносят груз в цитоплазму. Фагоцитоз захватывает твердые частицы; пиноцитоз всасывает жидкости путем инвагинации. Затем везикула отделяется внутрь клетки, где ее содержимое перерабатывается с использованием клеточной энергии.
Клеточная стенка растения укрепляет и соединяет клетки Клеточная стенка, расположенная над плазматической мембраной, защищает и укрепляет клетку. Ее состав различается в разных царствах: целлюлоза у растений, хитин у грибов и муреин у бактерий. Поры связывают соседние клетки, обеспечивая обмен, так что нефотосинтетические клетки могут получать такие вещества, как глюкоза, из фотосинтетических клеток.
Цитоплазма как динамичный золь–гель океан Цитоплазма заполняет клетку подобно океану, в цитозоле плавают органеллы. Цитозоль переходит из состояния более вязкого геля в состояние более жидкого золя, обеспечивая стабильность или текучесть. Эта среда поддерживает мириады молекул и реакций внутри клетки.
Органеллы и компартментализация организуют функции Органеллы ‑ это незаменимые структуры, которые подразделяются на немембранные, одномембранные и двухмембранные. Многие из них создают замкнутые компартменты, которые изолируют и оптимизируют реакции. Такое разделение позволяет клетке управлять направленными, одновременными процессами без помех.
Цитоскелет формирует клетки и направляет их движение Цитоскелет обеспечивает внутреннюю поддержку, благодаря чему клетка сохраняет свою форму. Микротрубочки - это крошечные трубочки, а микрофиламенты - нитевидные волокна. Эти дорожки обеспечивают направленный транспорт и позиционирование белков и органелл в точных местах назначения.
Центросома образует зародыши микротрубочек и веретен Рядом с ядром находится центросома с двумя перпендикулярными центриолями. Центриоли, состоящие из микротрубочек, образуют астральные цепочки, которые расходятся подобно спицам. Центросома образует микротрубочки и собирает митотическое веретено, которое будет перемещать хромосомы.
Реснички и жгутики перемещают клетки и жидкости Жгутики немногочисленны и длинны, что обеспечивает подвижность клеток, как у сперматозоидов. Реснички многочисленны и коротки, они двигаются волнами, перемещая вещества. Скоординированное движение ресничек способствует выделению секрета, очищая проходы от слизи или ушной серы.
Рибосомы синтезируют белки Рибосомы ‑ это РНК-белковые комплексы, мельчайшие органеллы клетки, которые при электронной микроскопии выглядят как крошечные точки. Свободные рибосомы плавают в цитоплазме, в то время как связанные рибосомы находятся в твердой фазе. Их единственной важной задачей является преобразование информации в белки.
Эндоплазматический ретикулум строит и направляет биомолекулы Грубый ЭПР, соединяющийся с оболочкой ядра, содержит рибосомы, которые синтезируют белки для транспортировки. Гладкий ЭПР образует канальцы и цистерны, которые синтезируют липиды и углеводы. Вместе они образуют обширную сеть вблизи ядра для синтеза, транспортировки и внутреннего разделения.
Аппарат Гольджи модифицирует, упаковывает и направляет груз В многочисленные цистерны поступают продукты из отделения неотложной помощи. Аппарат Гольджи очищает и модифицирует молекулы, затем упаковывает их в пузырьки для адресной доставки. Он также образует лизосомы, которые осуществляют внутриклеточное расщепление.
Лизосомы переваривают пищу и обновляют органеллы Лизосомы ‑ это пузырьки, наполненные ферментами, которые расщепляют поступившие в организм вещества. Они также разрушают изношенные органеллы, возвращая компоненты для повторного использования. Это расщепление воздействует как на внешний груз, так и на внутренние структуры посредством аутофагии.
Пероксисомы нейтрализуют перекись водорода Пероксисомы содержат каталазу, которая расщепляет перекись водорода на воду и кислород. Выделяющийся кислород образует пузырьки и помогает уничтожать микробы. Детоксикация этого сильного окислителя защищает клетки от повреждений.
Вакуоли накапливают, повышают давление и регулируют уровень воды Центральная вакуоль растения накапливает воду, сахара, кислоты, минералы и пигменты в виде клеточного сока. Прижимая цитоплазму к стенке, она поддерживает тургор, делая растения упругими и продуктивными. У пресноводных организмов сократительные вакуоли удаляют избыток воды для стабилизации осмотического давления.
Митохондрии собирают энергию Двойные мембраны образуют внутренние складки, называемые кристами; чем больше складок, тем больше продуктивная поверхность. Матрица содержит кольцевую ДНК, рибосомы 70S, РНК и ферменты. Митохондрии окисляют органику до углекислого газа и воды, синтезируя АТФ.
Пластиды обеспечивают фотосинтез, производство пигментов и их хранение Пластиды встречаются в клетках растений в виде хлоропластов, хромопластов и лейкопластов. Хлоропласты содержат тилакоиды, расположенные в виде гранок, где хлорофилл управляет фотосинтезом; их строма содержит кольцевую ДНК, рибосомы 70S, РНК и ферменты. Хромопласты накапливают пигменты, такие как каротиноиды, в то время как лейкопласты накапливают крахмал, а также могут накапливать белки и жиры.
Ядро координирует клеточную активность Ядро окружено двойной мембраной; ее внешний слой переходит в грубую оболочку, на которой расположены рибосомы. Внутри ДНК с белками образует хроматин, а ядрышко собирает рибосомные компоненты. Кариоплазма заполняет ядро, поддерживая регуляцию синтеза и клеточных процессов.
Клетки растений, животных и грибов различаются по ключевым признакам Растительные клетки имеют целлюлозную стенку, пластиды и большую центральную вакуоль, в которых хранится крахмал. Клетки животных лишены стенки и пластид, имеют маленькие вакуоли и центросому и запасают гликоген. Клетки грибов имеют хитиновые стенки, не содержат пластид, а также накапливают гликоген.
Метаболизм уравновешивает распад и синтез Метаболизм включает в себя все реакции в клетке: катаболизм расщепляет молекулы с выделением энергии, в то время как анаболизм создает молекулы и потребляет энергию. Энергия, получаемая в результате катаболизма, заряжает АТФ, который расходуется при анаболизме. Примеры анаболизма включают транскрипцию, трансляцию и репликацию ДНК.
АТФ накапливает и распределяет полезную энергию АТФ содержит три фосфата, соединенных высокоэнергетическими (макроэргическими) связями. Удаление фосфата высвобождает энергию, а образование АДФ или АМФ; повторное присоединение восстанавливает АТФ посредством фосфорилирования. Этот мобильный аккумулятор доставляет энергию туда, где этого требуют реакции.
Дыхание протекает от гликолиза к окислительному фосфорилированию На подготовительном этапе полимеры гидролизуются до мономеров, выделяя тепло, а не АТФ. Гликолиз расщепляет глюкозу до пирувата без доступа кислорода, образуя 2 АТФ. В митохондриях цикл Кребса и окислительное фосфорилирование на кристах генерируют около 36 АТФ, в результате чего общее количество АТФ на глюкозу приближается к 38.
Каналы ферментации пируватируют без доступа кислорода Без доступа кислорода пируват превращается в продукты, которые дают мало энергии. Ферментация молочной, масляной и уксусной кислот осуществляется специфическими бактериями, в то время как алкогольная ферментация приводит к образованию этанола в дрожжах. Эти способы позволяют выживать в анаэробных условиях.
Фотосинтез преобразует свет и воздух в сахар В этом процессе есть светлая фаза, требующая фотонов, и темная фаза, использующая накопленную химическую энергию. Темная фаза — цикл Кальвина — преобразует атмосферный CO2 в углеводы с помощью АТФ и НАДФН. Главной целью является синтез глюкозы для питания растений.
Световые реакции расщепляют воду и носители заряда Хлорофилл в тилакоидных мембранах поглощает свет, запуская реакции. При фотолизе воды в качестве побочного продукта выделяется кислород и образуется водород. Полученная энергия образует АТФ и НАДФН, которые переходят в темную фазу.
Цикл Кальвина собирает глюкозу и перерабатывает носители CO2 фиксируется и восстанавливается с помощью АТФ и NADPH для образования глюкозы. ADP и NADP+ возвращаются к легкой стадии, поддерживая цикл. В целом, вода и углекислый газ превращаются в глюкозу и кислород.
Хемосинтез заменяет солнечный свет на химическое окисление Некоторые бактерии окисляют неорганические вещества, такие как аммиак, сероводород или двухвалентное железо. Выделяемая энергия заряжает АТФ, который обеспечивает связывание CO2 по циклу Кальвина. В отличие от фотосинтеза, кислород потребляется, а не выделяется.
Автотрофы производят органические вещества; гетеротрофы усваивают их Автотрофы получают органику из CO2 и воды — растения и цианобактерии с помощью фотосинтеза, а специфические бактерии - с помощью хемосинтеза. Гетеротрофы получают готовую органику, питаясь другими организмами: животными, грибами и сапротрофными бактериями. Некоторые растения живут паразитически, им не хватает хлорофилла, и они извлекают питательные вещества из растений-хозяев.
Хромосомы уплотняют ДНК для точной обработки ДНК обволакивает гистоны, образуя хроматин, который уплотняется в видимые хромосомы. Каждая хромосома может состоять из двух сестринских хроматид, соединенных центромерой, или существовать в виде одной хроматиды. Плотная конденсация приостанавливает транскрипцию и трансляцию и обеспечивает упорядоченное перемещение.
Кариотип, половые хромосомы и баланс доз Кариотип объединяет хромосомы в парные аутосомы и половые хромосомы. У человека 44 аутосомы и две половые хромосомы — XX у женщин и XY у мужчин. Чтобы сбалансировать дозировку генов, один X в женских клетках инактивируется.
Клеточный цикл, репликация и гибель клеток Клеточный цикл включает интерфазу (G1, S, G2) и деление с репликацией ДНК в S. Клетки чередуют жизнь и деление на протяжении многих циклов до старения. Запрограммированная гибель клеток (апоптоз) отличается от некроза, вызванного повреждающими факторами, такими как тепло, радиация или химические вещества.
Митоз сохраняет геномы; мейоз перестраивает их Митоз протекает через профазу, метафазу, анафазу и телофазу, затем цитокинез, в результате чего образуются две идентичные диплоидные клетки для роста и бесполого размножения. Мейоз делится на два этапа: мейоз I объединяет гомологи, обеспечивает кроссинговер и разделяет их; мейоз II разделяет сестринские хроматиды подобно митозу. Это уменьшает количество хромосом в гаметах и создает генетическое разнообразие.
Мейоз II: Выравнивание, разделение и четыре гаплоидных ядра Хромосомы выстраиваются в линию вдоль экватора, поскольку волокна веретена прикрепляются к каждой центромере. Сестринские хроматиды разделяются и перемещаются к противоположным полюсам, превращая каждую хромосому в две независимые хроматиды. Телофаза II восстанавливает ядерные оболочки, веретена распадаются и образуются четыре гаплоидных ядра.
Мейоз сохраняет количество хромосом и порождает разнообразие Одна диплоидная клетка делится на две гаплоидные клетки, которые делятся снова, образуя четыре гаплоидных продукта, которые становятся гаметами. Слияние сперматозоида и яйцеклетки восстанавливает диплоидию, стабилизируя число хромосом в поколениях. Без сокращения с 2n до n хромосомные наборы накапливались бы, нарушая жизнеспособность. Рекомбинация во время мейоза способствует генетической изменчивости и эволюции; у растений мейоз приводит к образованию спор.
Классификация имен по признакам; Систематика упорядочивает жизнь Классификация присваивает названия организмам, используя диагностические признаки. Систематика создает вложенные группировки — царство, тип/подразделение, класс, отряд, семейство, род, вид — на основе этих признаков. Распознавание характерных признаков позволяет отнести вновь открытые виды к нужной группе.
Биномиальные названия и вложенная таксономическая иерархия Линней ввел биномиальную номенклатуру: у каждого вида есть два слова - название рода и видовой эпитет. Первое слово всегда обозначает род и обозначает более широкую группу. Более высокие ранги содержат множество нижних рангов в виде матрешки.
Вирусы, прокариоты и эукариоты Вирусы - это неклеточные формы. Клеточная жизнь делится на прокариот (бактерии) и эукариот (грибы, животные, растения). Здесь кратко рассматриваются бактерии и вирусы; грибы, животные и растения рассматриваются отдельно.
Бактериальные клетки лишены ядер и содержат ДНК в качестве нуклеоида У бактерий нет ядра или связанных с мембраной органелл, поэтому их ДНК свободно располагается в цитоплазме в виде нуклеоида. Мембрану окружает клеточная стенка из муреина, иногда покрытая защитной слизистой оболочкой. Происходит уплотнение мембраны, и цитоплазма содержит небольшие 70S-рибосомы.
Плазмиды, капсулы, Пили и уникальный жгутик Основные гены находятся в нуклеоиде, в то время как дополнительные плазмиды обеспечивают адаптацию, такую как устойчивость к антибиотикам. Многочисленные маленькие рибосомы синтезируют белки. Пили способствуют конъюгации и прикреплению к поверхности, а структурно отличающийся бактериальный жгутик обеспечивает подвижность.
Обширные ареалы обитания, но чувствительность к ультрафиолету Бактерии включают аэробы, нуждающиеся в кислороде, и анаэробы, которые прекрасно себя чувствуют без него. Многие из них чувствительны к ультрафиолетовому излучению, что позволяет проводить ультрафиолетовую стерилизацию помещений и оборудования. Устойчивость различна, и некоторые виды устойчиво держатся на поверхностях.
Деление повторяется, происходит обмен конъюгациями, Споры сохраняются Бинарное деление является основным репродуктивным процессом у бактерий. Конъюгация переносит ДНК между клетками через пили, изменяя их свойства. В неблагоприятных условиях некоторые бактерии образуют эндоспоры, которые защищают нуклеоид в течение длительного времени; споруляция способствует выживанию, а не размножению.
Внешнее Пищеварение Позволяет использовать Различные Стратегии Кормления Выделяя ферменты наружу, бактерии переваривают окружающую среду и поглощают полученный "бульон". К гетеротрофам относятся сапротрофы, которые потребляют мертвый материал, патогены, вызывающие болезни, и симбионты, живущие в кишечнике животных. Автотрофы добывают энергию с помощью фотосинтеза или хемосинтеза.
От йогурта до азотфиксации и порчи Пищевая промышленность использует бактерии для производства сыра, йогурта и других кисломолочных продуктов. В экосистемах бактерии разлагают органические вещества, фиксируют атмосферный азот и помогают травоядным животным переваривать целлюлозу. Эти же свойства также приводят к порче продуктов и вспышкам заболеваний.
Формы, которые имеют значение: Кокки, бациллы, вибрионы, Спириллы, спирохеты Кокки имеют сферическую форму и могут располагаться парами (диплококки), кубиками (сарцины), цепочками (стрептококки) или скоплениями (стафилококки). Бациллы - это палочки, в то время как изогнутые бактерии выглядят как вибрионы, спириллы или плотно свернутые спирохеты. Эти формы часто встречаются в названиях видов.
Основные проявления бактериальных заболеваний и их формы Золотистый стафилококк и стрептококки вызывают гнойные инфекции и ангину, в то время как молочнокислые кокки полезны для производства продуктов питания. Чума, столбняк, туберкулез, сибирская язва и болезни, вызванные кишечной палочкой, являются возбудителями, ассоциированными с палочками. Холера - это вибрион, изогнутая бактерия, вызывающая тяжелые кишечные заболевания.
Цианобактерии: фотосинтез и улавливание азота Цианобактерии встречаются поодиночке или колониями и имеют общий бактериальный план с нуклеоидными и фотосинтетическими мембранными складками. Некоторые специализированные клетки фиксируют атмосферный азот. Их формы различаются, при этом заметные раздутые сегменты связаны с азотфиксацией.
Насыщение кислородом, озон, лишайники и эвтрофикация Фотосинтез цианобактерий позволил высвободить кислород, который накапливался и способствовал образованию озона, защищая жизнь от смертоносного ультрафиолета. Это изменение атмосферы позволило колонизировать сушу. Цианобактерии также сотрудничают с грибами, образуя лишайники, и могут вызывать густое зеленое цветение в богатых питательными веществами водах.
Что делает вирусы Живыми — и не Вирусы не имеют клеточной структуры и независимого метаболизма, действуя как инертные кристаллы вне организма-хозяина. Внутри клетки они обладают наследственностью, изменчивостью и способностью к самовоспроизведению, захватывая механизмы организма-хозяина. Все вирусы являются облигатными внутриклеточными паразитами.
Как бактериофаг приземляется и вводит свою ДНК Бактериофаг состоит из белковой головки, заполненной ДНК, воротничка, сократительной оболочки с полой сердцевиной, опорной пластины и хвостовых волокон. Волокна прикрепляются к бактерии, опорная пластина локально растворяет стенку, а оболочка управляет ядром для введения вирусной ДНК. Затем инфицированная клетка производит фаги-потомки.
Респираторные вирусы распространяются воздушно-капельным путем Острые респираторные вирусные инфекции, включая грипп и COVID-19, вызывают воспаление дыхательных путей. Часто наблюдаются лихорадка, головная боль, усталость, ломота в теле, кашель и насморк. Передача инфекции происходит в основном воздушно-капельным путем; маски предотвращают распространение инфекции, задерживая влажные капли, которые переносят вирионы. Осложнения могут быть непредсказуемыми и зависеть от конкретного органа.
ВИЧ/СПИД: Пути распространения, признаки, Терапия, профилактика ВИЧ приводит к СПИДу с такими ранними признаками, как увеличение лимфатических узлов и лихорадка, а позднее - к оппортунистическим грибковым инфекциям по мере ослабления иммунитета. Передача инфекции происходит через кровь (в том числе от матери плоду), общие иглы, половой контакт и грудное вскармливание; передача инфекции через окружающую среду незначительна из-за быстрой инактивации. Современная антиретровирусная терапия снижает вирусную нагрузку, поэтому люди могут рожать здоровых детей и продолжать жить, если они придерживаются медикаментозного лечения. Барьерная защита и соблюдение правил безопасности по-прежнему имеют важное значение.
Краткий обзор бешенства и вирусного гепатита Бешенство передается через укусы инфицированных животных и может вызвать бессонницу, потерю веса, галлюцинации и паралич. Гепатит А обычно передается через грязные руки и часто протекает в легкой форме, в то время как гепатиты В и С передаются через кровь, инструменты, половым путем и от матери к ребенку, что сопряжено с более серьезными рисками. Многие инфекции гепатита А проходят самостоятельно; В и С могут прогрессировать до цирроза печени.
Половой и бесполый пути, партеногенез и способы оплодотворения Размножение может быть бесполым, основанным на соматических клетках или спорах, или половым, использующим гаметы. Партеногенез начинается с развития неоплодотворенной яйцеклетки. Виды могут иметь раздельный пол или быть гермафродитами, и оплодотворение может происходить снаружи в воде или внутри самки.
Почему бесполое размножение выигрывает в краткосрочной перспективе Достаточно одного родителя, который не тратит энергию на поиск партнера или заботу о потомстве. Быстрые циклы позволяют быстро произвести много потомков. Такая эффективность подходит для стабильных условий, в которых существующие генотипы хорошо себя зарекомендовали.
Почему половое размножение преобладает в меняющихся мирах Клоновая однородность ограничивает адаптивность в изменяющихся условиях. Пол изменяет гены путем кроссинговера, независимого подбора и случайного объединения гамет, создавая разнообразное потомство. Такое разнообразие ускоряет появление выгодных адаптаций, несмотря на более высокие затраты.
Энергетические затраты на секс Поиск и завоевание партнеров может потребовать миграций, демонстраций, сражений, строительства гнезд и затрат на родительскую заботу. Эти усилия отвлекают энергию от самообеспечения и выживания. Задержка полового созревания еще больше замедляет темпы размножения.
Асексуальные методы в жизни Бинарное деление приводит к расщеплению одноклеток; у простейших оно происходит митотически, в то время как у бактерий митоз отсутствует. Растения и грибы размножаются спорами, а многие виды - вегетативно. Почкование формирует новые особи у дрожжей и гидр, а фрагментация восстанавливает полноценные организмы у червей и иглокожих.
Строение сперматозоида: Ядро, акросома, митохондрии и жгутик В головке находится ядро и акросома, полученная из клетки Гольджи, которая выделяет ферменты для переваривания оболочек яйца. В области шеи расположены центриоли, а в средней части расположены митохондрии, расположенные по спирали, которые обеспечивают движение. Хвост на основе микротрубочек приводит клетку в движение.
Яйцо обеспечивает работу механизмов и управляет ресничками Яйцеклетка содержит органеллы и цитоплазматические ресурсы, необходимые для раннего развития. Фолликулярные клетки образуют вокруг нее радиальную корону, а реснитчатые яйцеводы транспортируют неподвижную яйцеклетку к матке. Оплодотворение обычно происходит внутри яйцевода.
Онтогенез начинается с момента оплодотворения Развитие начинается с момента образования зиготы. Эмбриональные стадии следуют последовательно — расщепление, бластула, гаструла и органогенез - до рождения или вылупления. Затем постэмбриональная жизнь проходит через ювенильную, пубертатную, зрелую и старческую фазы.
При расщеплении образуется бластула Быстрые митозы разделяют зиготу без фаз роста, образуя множество маленьких бластомеров. Твердая морула предшествует полой бластуле, полость которой является бластоцелем. Такая структура определяет процессы гаструляции.
Гаструляция, нейруляция и целомикоз При инвагинации образуется двухслойная гаструла с эктодермой снаружи и энтодермой внутри, а бластопор открывается в примитивную кишку. При нейруляции над хорд образуется дорсальная нервная трубка, а под ней образуется кишечник в качестве центрального осевого органа. Пространства внутри мезодермы становятся целомомом, отличным от просвета кишечника.
Судьба зародышевого слоя, эмбриональных оболочек и постэмбриональных путей Из эктодермы образуется эпидермис и его твердые производные, а также вся нервная система; энтодерма выстилает пищеварительный и дыхательный пути и формирует железы, такие как поджелудочная железа и печень; мезодерма образует мышцы, соединительные ткани (кости, хрящи, кровь, жир) и мочеполовые органы. У амниот имеются экстраэмбриональные оболочки: хорион для газообмена, а у млекопитающих - ворсинки хориона, которые образуют плаценту и соединяются пуповиной; амнион, заполненный жидкостью для защиты; аллантоис, который накапливает отходы в яйцах; и желточный мешок, который питает эмбрионы рептилий и птиц. После рождения или вылупления из яйца развитие продолжается либо непосредственно, когда детеныши становятся похожими на взрослых, либо косвенно, через метаморфозу, которая может быть полной на стадии куколки или неполной при постепенном изменении.