Добавить в корзинуПозвонить
Найти в Дзене

+Методы биологии_от общих до специальных_от молекулярной биологии до бионики😊

изучение объекта в естественных условиях без вмешательства и изменения условий его жизни. Используют для сбора фактического материала о биологических объектах и явлениях. Например о сезонных явлениях в природе - листопад, миграции, перелеты и т.п. фиксация информации о биологических явлениях и объектах в виде графиков, схем, текстов и другой информации. Используют для фиксации информации. Например описание косуль с указанием внешнего вида, поведения, питания - определение параметров изучаемого объекта с помощью технических устройств. Используют для установления размеров объекта. В биологии чаще всего используют единицы измерения мкм и нм:
1) микрометр (мкм или um) (в 1 миллиметре 1000 микрометров)
2) нанометр (нм) (в 1 миллиметре 1 млн нанометров, в 1 микрометре 1000 нанометров) изучение объекта в специально созданных, контролируемых условиях. Используют для проверки гипотез, нахождения закономерностей и объяснения биологических процессов, явлений. поиск сходств и различий
Оглавление

Общенаучные методы (12) - применимы в биологии, как и любой науке

1. Наблюдение:

изучение объекта в естественных условиях без вмешательства и изменения условий его жизни. Используют для сбора фактического материала о биологических объектах и явлениях.

Например о сезонных явлениях в природе - листопад, миграции, перелеты и т.п.

Наблюдение за миграциями слонов в саванне в засушливый и влажный сезон
Наблюдение за миграциями слонов в саванне в засушливый и влажный сезон

2. Описание:

фиксация информации о биологических явлениях и объектах в виде графиков, схем, текстов и другой информации. Используют для фиксации информации.

Например описание косуль с указанием внешнего вида, поведения, питания

-3

3. Измерение

- определение параметров изучаемого объекта с помощью технических устройств. Используют для установления размеров объекта.

измерение техническим устройством
измерение техническим устройством
Измерение длины, высота в сантиметрах
Измерение длины, высота в сантиметрах

В биологии чаще всего используют единицы измерения мкм и нм:
1)
микрометр (мкм или um) (в 1 миллиметре 1000 микрометров)
2)
нанометр (нм) (в 1 миллиметре 1 млн нанометров, в 1 микрометре 1000 нанометров)

А- фактический размер объекта, I-размер изображения , М-увеличение микроскопа . чтобы найти А, надо I разделить на М (показано на треугольнике): I измерили линейкой 102 мм, увеличение х20000, в 1 мл 1000 микрометров. Все значения подставили в формулу и вычислили.
А- фактический размер объекта, I-размер изображения , М-увеличение микроскопа . чтобы найти А, надо I разделить на М (показано на треугольнике): I измерили линейкой 102 мм, увеличение х20000, в 1 мл 1000 микрометров. Все значения подставили в формулу и вычислили.

4. Эксперимент :

изучение объекта в специально созданных, контролируемых условиях. Используют для проверки гипотез, нахождения закономерностей и объяснения биологических процессов, явлений.

-7

5. Сравнение:

поиск сходств и различий между объектами или явлениями. Используется для выявления закономерностей при изучении объектов и явлений.

Например поиск сходства и различий кариотипа нормального человека и с синдромом Дауна показало различие по 21 хромосоме. В литературе встречается информация что Синдром Дауна встречается не только у людей, но и был обнаружен у обезьян и мышей.

-8

6. Анализ

разложение общего на частное.

Например, изучение отдельных аминокислот из которых состоят белки, нуклеотидов ДНК, РНК

7. Синтез

объединение частного в общее

Например, белки состоят из 20 аминокислот, нуклеиновые кислоты из нуклеотидов

8. Моделирование:

Создание физической копии или компьютерной модели биологического процесса, особи. Модели используются для изучения реально существующих процессов и явлений. Наглядно показывают объект. Позволяют прогнозировать состояния экосистемы при воздействии определенных факторов.

модель динозавра
модель динозавра

9. Классификация (систематика)

распределение объектов по группам на основе их сходства и родства. Используется для построения иерархии биологических процессов. явлений.

Например, классификация органоидов клетки на одномембранные и двумембранные

Например, по системе всего живого собака домашняя относится к классу млекопитающих.

Систематика собаки домашней
Систематика собаки домашней

10. Обобщение

- нахождение общего на основе множества частных фактов. Используют для формулирования выводов, теорий, законов, создания классификаций и т.п.

Например, все растения и животные состоят из клеток.

Например, класс млекопитающие -обобщение всех животных, которые выкармливают детенышей молоком.

-11

11. Абстрагирование

- отвлечение от второстепенных свойств для сосредоточения на главном. Позволяет проводить избирательный анализ признаков, явлений, процессов.

например Понятие «Млекопитающее» — это огромная абстракция. Мы забыли, что кит живет в воде, а крот под землей, и оставили только один общий признак — выкармливание молоком.

или Когда мы говорим «три яблока» и «три волка», мы абстрагируемся от того, что это фрукты или животные. Нас интересует только число «3».

-12

12. Статистический (математический)

- сбор и анализ числовых данных для установления закономерностей в биологических явлениях.

  • Например, для анализа модификационной (ненаследственной) изменчивости листьев лавровишни используют сбор числовых данных размеров листьев и построение вариационного ряда.
  • Например, для изучения наследственных заболеваний используют сбор числовых данных о встречаемости заболевания
-13

Это были общие методы биологии. Перейдем к специальным методам.

Методы молекулярной биологии (7 методов)

-14

1. Хроматография

- разделение смеси веществ на части по☝️ СКОРОСТИ ДВИЖЕНИЯ в адсорбенте
Измельчим лист растения   и определим пигменты  в экстракте. Для этого поместим каплю экстракта на хроматографическую бумагу и опустим одним концом в пробирку с растворителем. Дальше растворитель будет подниматься за счет капиллярных сил по  бумаге. Чем меньше масса пигмента, тем больше скорость движения. И получится что самые тяжелые молекулы пигмента  останутся на конце бумаги, которым мы опустили ее  в растворитель, а более легкие поднимутся выше.  И таким образом мы увидим, что лист у нас не просто зеленый, а содержит целую группу пигментов.  Мы разделили смесь на  компоненты по СКОРОСТИ ИХ ДВИЖЕНИЯ в растворителе
Измельчим лист растения и определим пигменты в экстракте. Для этого поместим каплю экстракта на хроматографическую бумагу и опустим одним концом в пробирку с растворителем. Дальше растворитель будет подниматься за счет капиллярных сил по бумаге. Чем меньше масса пигмента, тем больше скорость движения. И получится что самые тяжелые молекулы пигмента останутся на конце бумаги, которым мы опустили ее в растворитель, а более легкие поднимутся выше. И таким образом мы увидим, что лист у нас не просто зеленый, а содержит целую группу пигментов. Мы разделили смесь на компоненты по СКОРОСТИ ИХ ДВИЖЕНИЯ в растворителе

2. Полимеразная цепная реакция (ПЦР)

- выделение молекул ДНК и получение множества ее копий для изучения. Используется для диагностики инфекций, установления отцовства, генной инженерии.

Видеоролик о ПЦР 👌👌

Схема ПЦР:

-16

Видеоролик Стадии ПЦР - денатурация, отжиг, элонгация:

на 1 этапе три стадии -  Денатурация (плавление) - нагревание образца до 94–96 °C, чтобы водородные связи между азотистыми основаниями разрушились и две нити ДНК разошлись.  Отжиг: снижение температуры, чтобы специальные «затравки» (праймеры) прикрепились к нужному участку ДНК.  Элонгация (синтез): фермент ДНК-полимераза достраивает новые цепи ДНК.
на 1 этапе три стадии - Денатурация (плавление) - нагревание образца до 94–96 °C, чтобы водородные связи между азотистыми основаниями разрушились и две нити ДНК разошлись. Отжиг: снижение температуры, чтобы специальные «затравки» (праймеры) прикрепились к нужному участку ДНК. Элонгация (синтез): фермент ДНК-полимераза достраивает новые цепи ДНК.

Задание на знание этапов ПЦР по ссылке☝

ПЦР используется для диагностики инфекций, установления отцовства, генной инженерии.

-18
-19

Полимеразная цепная реакция это технология которая изменила наш мир (ссылка на статью)

3. Электрофорез

- разделение смесей фрагментов ДНК или белков по их☝️ЗАРЯДУ И РАЗМЕРУ в геле под воздействием электрического тока.
Короткие фрагменты движутся быстрее длинных, что позволяет визуализировать структуру ДНК или белков

Видеоролик Электрофорез

Схема электрофореза ДНК

Под действием электрического тока отрицательно заряженные молекулы ДНК (за счет остатков фосфорной кислоты)  через гель движутся от катода к  положительно заряженному полюсу (аноду). 
Кроткие фрагменты ДНК движутся быстрее и проходят большие расстояния, а длинные фрагменты движутся  медленнее и остаются ближе к лунке (старту). Чем короче фрагмент, тем быстрее и дальше он продвигается от лунки. 
 Для визуализации результата в гель добавляют краситель, который светится в ультрафиолете. Светящиеся полоски это бэнды-молекулы определенной длины. Те, что дальше от лунки— самые короткие. Те, что ближе к лунке — самые длинные.
Под действием электрического тока отрицательно заряженные молекулы ДНК (за счет остатков фосфорной кислоты) через гель движутся от катода к положительно заряженному полюсу (аноду). Кроткие фрагменты ДНК движутся быстрее и проходят большие расстояния, а длинные фрагменты движутся медленнее и остаются ближе к лунке (старту). Чем короче фрагмент, тем быстрее и дальше он продвигается от лунки. Для визуализации результата в гель добавляют краситель, который светится в ультрафиолете. Светящиеся полоски это бэнды-молекулы определенной длины. Те, что дальше от лунки— самые короткие. Те, что ближе к лунке — самые длинные.
-21

Видеоролик Визуализация результата выделения ДНК

Вертикальный электрофорез белка:

Под действием электрического тока отрицательно заряженные молекулы белка через гель движутся от катода к  положительно заряженному полюсу (аноду). Предварительно белкам придают отрицательный заряд.
Кроткие фрагменты белка движутся быстрее и проходят большие расстояния, а длинные фрагменты движутся  медленнее и остаются ближе к лунке (старту). Чем короче фрагмент, тем быстрее и дальше он продвигается от лунки. 
 Для визуализации результата в гель добавляют краситель, который светится в ультрафиолете. Светящиеся полоски это бэнды - молекулы определенной длины. Те, что дальше от лунки— самые короткие. Те, что ближе к лунке — самые длинные.
Под действием электрического тока отрицательно заряженные молекулы белка через гель движутся от катода к положительно заряженному полюсу (аноду). Предварительно белкам придают отрицательный заряд. Кроткие фрагменты белка движутся быстрее и проходят большие расстояния, а длинные фрагменты движутся медленнее и остаются ближе к лунке (старту). Чем короче фрагмент, тем быстрее и дальше он продвигается от лунки. Для визуализации результата в гель добавляют краситель, который светится в ультрафиолете. Светящиеся полоски это бэнды - молекулы определенной длины. Те, что дальше от лунки— самые короткие. Те, что ближе к лунке — самые длинные.

☝️Пример задания на электрофорез белка: учёный изучал состав яда кобры. В образце содержались три белка: альбумин (66 кДа), фосфолипаза (14 кДа) и цитотоксин (7 кДа). Какой из перечисленных белков окажется ближе всего к катоду (–) через 30 минут после начала эксперимента? Какой белок будет находиться в самой нижней части геля (ближе к аноду (+))? Какой параметр белковых молекул позволяет их разделять таким способом?

Ответ: Ближе всего к катоду (то есть к месту старта) окажется альбумин, он самый тяжелый, застревает в порах геля и движется медленнее всех. оставаясь наверху. В самой нижней части геля (ближе к аноду) окажется цитотоксин - самый легкий, легко проходит сквозь гель и убегает дальше всех к положительному полюсу Параметр — молекулярная масса (или размер молекулы).

☝️Пример задания на электрофорез ДНК : ситуация - Ученому необходимо разделить смесь фрагментов ДНК длиной 200, 500 и 1000 пар нуклеотидов. Какой метод он применит? Какой фрагмент окажется ближе всего к аноду (+)?

Ответ: Метод — электрофорез, ближе всего к аноду (+) окажется фрагмент длиной 200 пар нуклеотидов, так как он самый короткий и быстрее всего перемещается через поры геля.

Электрофорез используют для определения отцовства и других генетических экспертиз, генной инженерии, патогена (вируса), построения рестрикционных карт.

Разберем типовые задания :

1. Перед нами результат электрофореза ДНК. На геле видны полоски (фрагменты ДНК), которые мигрировали от «минуса» к «плюсу».

  • Лунка 1: ДНК матери.
  • Лунка 2: ДНК ребенка.
  • Лунка 3: ДНК предполагаемого отца №1.
  • Лунка 4: ДНК предполагаемого отца №2.
-23

Кто является биологическим отцом ребенка? Объясните свой выбор, основываясь на расположении полосок. Почему фрагмент E ушел дальше всех от старта? Какой заряд имеет электрод, расположенный в нижней части геля (куда бегут молекулы)?

😊👍Проверь себя - биологический отец №2 - у него больше совпадений с ребенком -фрагменты B и C, фрагмент E самый короткий (маленький), в нижней части электрод имеет положительный заряд, ДНК заряжены отрицательно, поэтому они притягиваются к аноду.

2. Перед нами результат электрофореза ДНК больного и здорового пациента,. патогена (вирус герпеса). На геле видны бэнды.Инфицированы ли пациенты вирусом герпеса? Объясните свой выбор, основываясь на расположении полосок (бэндов).
-24

😊👍Проверь себя - больной пациент да, потому что совпадение бэнда с патогеном есть, а здоровый нет. У него нет совпадений с патогеном.

4. Моделирование

- Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик использовали метод физического (объёмного) моделирования молекулы ДНК , комбинируя его с теоретическим анализом имеющихся данных. В результате в 1953 году они представили модель двойной спирали ДНК, где две антипараллельные цепи соединены водородными связями между азотистыми основаниями
-25

5. Рентгеноструктурный анализ

- исследования структуры вещества с использованием дифракции рентгеновских лучей.
Позволяет получить изображения строения кристаллов органических веществ и рассмотреть расположение отдельных атомов внутри молекулы, т.е. определить пространственную структуру молекулы

Именно с помощью рентгеноструктурного анализа Розалинд Франклин получила знаменитую «Фотографию 51». Посмотрев на неё, Д. Уотсон и Ф. Крик поняли, что ДНК — это двойная спираль. Без этого метода структура ДНК могла оставаться тайной еще десятилетия.

 Когда Розалинд Франклин сделала свой знаменитый снимок, она увидела не саму спираль, а распределение интенсивности лучей. Буква «X» на снимке: математически доказано, что если объект имеет форму спирали, то при дифракции он дает именно крестообразный узор.
Пустые промежутки: по положению пятен Франклин поняла, что фосфатный «скелет» ДНК находится снаружи, а не внутри, как думали многие в то время.
Когда Розалинд Франклин сделала свой знаменитый снимок, она увидела не саму спираль, а распределение интенсивности лучей. Буква «X» на снимке: математически доказано, что если объект имеет форму спирали, то при дифракции он дает именно крестообразный узор. Пустые промежутки: по положению пятен Франклин поняла, что фосфатный «скелет» ДНК находится снаружи, а не внутри, как думали многие в то время.

Как это делают?

  1. Кристаллизация: Ученые превращают исследуемое вещество (например, чистый белок) в кристалл. Это самая сложная часть.
  2. Облучение: Кристалл просвечивают рентгеновскими лучами.
  3. Дифракция: Лучи, сталкиваясь с атомами внутри кристалла, рассеиваются (отклоняются) и создают на фотопленке узор из точек (дифракционную картину).
  4. Расчет: По этому узору с помощью сложных математических формул вычисляют, на каком расстоянии друг от друга сидят атомы.

6. Биохимический метод

это определение количества определенного вещества в жидкостях организма

Например с помощью титрования (добавления реагента к пробе до изменения цвета) вычисляют точную концентрацию искомого вещества (глюкозы, аминокислот, белков-ферментов).

-27

Так находят отклонения от нормы при разных молекулярных наследственных заболеваниях. Если в ДНК есть изменения (мутация), с помощью титрования это видно по избытку или дефициту конкретных молекул в крови. Метод позволяет обнаружить мутацию в гене косвенно — через изменение количества продукта, за который этот ген отвечает.

Например, при фенилкетонурии из-за мутации в гене не вырабатывается фермент, расщепляющий аминокислоту фенилаланин. С помощью биохимического метода в крови обнаруживают избыток фенилаланина, что позволяет вовремя назначить диету и спасти мозг ребенка от отравления.

-28

В массовом порядке всем новорожденным делают анализ пяточной крови на 5 заболеваний:

♦ муковисцидоз (генетическая мутация, поражающая экзокринные железы органов дыхательной и пищеварительной систем);

♦ галактоземию (нарушение углеводного обмена),

♦ адреногенитальный синдром (нарушения, связанные с избыточной секрецией гормонов коры надпочечников),

♦ врожденный гипотиреоз (заболевание щитовидки)

♦ фенилкетонурию (нарушение метаболизма аминокислот).

7. Секвенирование

- определение точной последовательности нуклеотидов в молекуле ДНК или РНК или аминокислот в белке. Это самый современный и мощный способ узнать все о гене - о порядке нуклеотидов в нем.
А,Т,Г,Ц -последовательность нуклеотидов в ДНК
А,Т,Г,Ц -последовательность нуклеотидов в ДНК

Секвенирование происходит как процесс создания множества копий фрагмента ДНК, которые обрываются в случайных местах. Зная, на какой букве (нуклеотиде) оборвалась каждая копия, мы можем восстановить всю последовательность. Видео секвенирование

ДНК, последовательность которой надо определить, подвергают денатурации (две цепи расплетаются) и помещают в сосуды с ферментами для репликации и нуклеотидами двух типов обычные и флуоресцентно-меченные. Начинается репликация и как только подставляется флуоресцентно-меченный нуклеотид  синтез ДНК останавливается. Поскольку стоп-нуклеотидов в смеси мало, они встраиваются случайно. В итоге в пробирке образуются миллионы фрагментов ДНК всех возможных длин: от очень коротких до полной длины гена. Каждый такой фрагмент заканчивается светящейся «меткой». Затем их прогоняют через электрофорез, где молекулы выстраиваются по порядку -  сначала из 1 нуклеотида, потом из 2 и т.д На выходе из капилляра стоит лазер. Он подсвечивает каждый фрагмент, а детектор фиксирует цвет вспышки:
Вспыхнул красный — значит, фрагмент закончился на нуклеотид Т.
Зеленый — на А.
Синий — на С.
Черный/желтый — на G.
Компьютер переводит эти вспышки в график с цветными пиками, который называется электрофореграмма. Читая пики слева направо, ученые получают точную последовательность букв ДНК.
ДНК, последовательность которой надо определить, подвергают денатурации (две цепи расплетаются) и помещают в сосуды с ферментами для репликации и нуклеотидами двух типов обычные и флуоресцентно-меченные. Начинается репликация и как только подставляется флуоресцентно-меченный нуклеотид синтез ДНК останавливается. Поскольку стоп-нуклеотидов в смеси мало, они встраиваются случайно. В итоге в пробирке образуются миллионы фрагментов ДНК всех возможных длин: от очень коротких до полной длины гена. Каждый такой фрагмент заканчивается светящейся «меткой». Затем их прогоняют через электрофорез, где молекулы выстраиваются по порядку - сначала из 1 нуклеотида, потом из 2 и т.д На выходе из капилляра стоит лазер. Он подсвечивает каждый фрагмент, а детектор фиксирует цвет вспышки: Вспыхнул красный — значит, фрагмент закончился на нуклеотид Т. Зеленый — на А. Синий — на С. Черный/желтый — на G. Компьютер переводит эти вспышки в график с цветными пиками, который называется электрофореграмма. Читая пики слева направо, ученые получают точную последовательность букв ДНК.

Видеоролик о секвенировании_1

Видео секвенирование_2

Фредерик Сэнгер - создатель метода секвенирования с использованием радиоактивных изотопов. В настоящее время используют флуорисцентную хромотаграфию.
Фредерик Сэнгер - создатель метода секвенирования с использованием радиоактивных изотопов. В настоящее время используют флуорисцентную хромотаграфию.

Метод используется для расшифровки генома ( Проект «Геном человека» был выполнен именно этим методом) , поиска генных мутаций (замена нуклеотида А на Г, что и привело к болезни), установление родства (сравнивают ДНК разных видов, чем больше совпадений, тем ближе родственники), создания генетического паспорта организма.

Методы цитологии (3 метода )

-32

1. Меченых атомов

- прослеживают путь вещества с помощью радиоактивной метки. Используют для изучения химико-биологических процессов - фотосинтез, дыхание и др.
путь меченного кислорода ( отмечен красным) при фотосинтезе
путь меченного кислорода ( отмечен красным) при фотосинтезе

2. Микроскопия или микроскопирование

- рассматривание клеток, органоидов, организмов под микроскопом.
-34

Световая микроскопия - рассматривают живые😊 клетки под пучком света

-35
Приготовление микропрепарата чешуи кожицы лука для изучения под световым микроскопом
Приготовление микропрепарата чешуи кожицы лука для изучения под световым микроскопом
Изучение расположения хромосом во время деления клетки митозом
Изучение расположения хромосом во время деления клетки митозом

Электронная микроскопия - рассматривают детали органоидов (митохондрий и других) под пучком электронов (супердетальные изображения но на фиксированных препаратах - неживых 😒).

Органоиды клетки под электронным микроскопом .
Органоиды клетки под электронным микроскопом .

3. Центрифугирование

- разделение клеточных структур , основанное на их ☝️☝️РАЗНОЙ ПЛОТНОСТИ И МАССЕ под действием центробежной силы. Используется для биохимических анализов, изучения лейкоцитов или эритроцитов, переливания крови (нужна либо только плазма, либо эритроцитарная масса)

В центрифуге части клетки оседают слоями: самые тяжелые — первыми (на низких скоростях), самые легкие — последними (на очень высоких скоростях).

Ядро самое тяжелое в клетке. Запомни последовательность - ядро- хлоропласты - митохондрии - рибосомы. Аппарат Гольджи при центрифугировании разрушается.
Ядро самое тяжелое в клетке. Запомни последовательность - ядро- хлоропласты - митохондрии - рибосомы. Аппарат Гольджи при центрифугировании разрушается.
По средине - центрифуга, куда помещают пробирки с исходным материалом.  В результате вращения происходит разделение материала в пробирке. Эритроциты самые тяжелые, плазма прозрачная желтовая жидкость. В ней плавают самые легкие компоненты - белки. глюкоза и ионы. Посередине "лейкоцитарная пленка" из тромбоцитов и лейкоцитов.
По средине - центрифуга, куда помещают пробирки с исходным материалом. В результате вращения происходит разделение материала в пробирке. Эритроциты самые тяжелые, плазма прозрачная желтовая жидкость. В ней плавают самые легкие компоненты - белки. глюкоза и ионы. Посередине "лейкоцитарная пленка" из тромбоцитов и лейкоцитов.

Методы генетики (8 методов)

-41

1. Гибридологический

- скрещивание особей с определенными признаками и анализ проявления этих признаков у потомства (основной метод Г. Менделя). Используют для изучения наследственности признаков. Не применим к человеку!
скрещивание растений ночной красавицы  с красной, розовой и белой окраской цветов
скрещивание растений ночной красавицы с красной, розовой и белой окраской цветов

2. Анализирующее скрещивание

- скрещивание особи (у которой не известен генотип) с рецессивной особью. Используют для определения чистоты линии при планировании скрещиваний и выведении новых сортов, пород.

Например определение чистопородности черной свинки

-43

3. Популяционно-статистический

- сбор и анализ распределения значений признаков и частот аллелей в популяциях. Используют для получения информации о состоянии популяций и распространении отдельных генов, динамике их изменения и составления прогнозов по изменениям в популяциях для своевременного принятия мер. Дает информацию о степени гетерозиготности и полиморфизма (неоднородности) человеческих популяций.
-44

4. Генеалогический

- составление и анализ родословных для определения характера наследования признака в ряду поколений (доминантный, рецессивный, сцепленный с полом).

Например. Изучение особенностей наследования формы ушей у человека в ряду поколений

По схеме видно что признак рецессиен, так в первом поколении он не проявился, был подавлен доминантным геном.
По схеме видно что признак рецессиен, так в первом поколении он не проявился, был подавлен доминантным геном.
Наследование гемофилии (несвертываемость крови)   в королевских семьях Европы. Признак сцеплен с половой хромосомой Х, передается от матери к сыну.
Наследование гемофилии (несвертываемость крови) в королевских семьях Европы. Признак сцеплен с половой хромосомой Х, передается от матери к сыну.

5. Близнецовый

- выявление воздействия факторов окружающей среды на генотип при развитии ребенка на примере близнецов.
-47

Генотип однояйцевых близнецов на 100% идентичен, все различия обусловлены у них только средой (семья, воспитание, обучение, питание и т.п).

-48

Использование метода позволяет прогнозировать условия для развития признаков и принимать своевременные меры.

Например, генетическая предрасположенность к высокому росту может быть полностью реализована только при адекватном питании и отсутствии хронических заболеваний в детстве.

6. Цитогенетический или кариотипирование

- окрашивание хромосом в делящихся клетках на стадии метафазы☝️☝️ (хромосомы имеют максимальную компактизацию и хорошо видны) и изучение их под световым микроскопом.
Метафазная пластинка из культуры клетки  на микропрепарате . Из книги Трофимова И.Л. Малый практикум по цитогенетике: изучение кариотипа человека.
Метафазная пластинка из культуры клетки на микропрепарате . Из книги Трофимова И.Л. Малый практикум по цитогенетике: изучение кариотипа человека.

На метафазной пластинке определяют число, структуру хромосом конкретной клетки, организма, сопоставляют с нормой.

Кариотип нормального человека и с синдромом Дауна. Видна геномная мутация  - трисомия по 21 хромосоме при Синдроме Дауна.
Кариотип нормального человека и с синдромом Дауна. Видна геномная мутация - трисомия по 21 хромосоме при Синдроме Дауна.

Метод используют для диагностики геномных и хромосомных мутаций.

7. Молекулярно-генетический

- выявление мутаций в генах за счет расшифровки их нуклеотидных последовательностей. Используется для определения генных мутаций, вызывающих патологию .

Например, генная мутация серповидно-клеточная анемия вызвана заменой нуклеотида Т на нуклеотид А. Видео серповидно-клеточная анемия

Причина серповидно-клеточной анемии - генная мутация. Замена одного нуклеотида Т на А в гене, привела к замене аминокислоты глутаминовой кислоты на валин в белке и изменению формы эритроцитов.
Причина серповидно-клеточной анемии - генная мутация. Замена одного нуклеотида Т на А в гене, привела к замене аминокислоты глутаминовой кислоты на валин в белке и изменению формы эритроцитов.

8. Биохимический

- выделение и сравнение ферментов или продуктов их реакции из нормального и мутантного организмов. В результате получают информацию качественную (обнаружен или не обнаружен) и количественную (каково содержание того или иного вещества в крови, поте. слюне и т.д. ).
Например определение количества глюкозы в крови при сахарном диабете.
определение уровня глюкозы в крови
определение уровня глюкозы в крови

Итог по генетике - Все методы генетики применимы к человеку, кроме гибридологического. Мы не скрещиваем людей, они вступают в брак и идет анализ их потомства.

Методы селекции (4 основных метода)

-53

1. Искусственный мутагенез

воздействие радиацией или химией для получения новых мутаций. Используется для получения материала для отбора и гибридизации у растений и микроорганизмов

пример из тестов ЕГЭ - воздействие радиации на организм вносит изменения в последовательность ДНК.

2. Полиплоидизация

кратное увеличение числа хромосом . Широко используется для получения новых видов растений искусственным путем.

Одним из способов для получения полиплоидов используют обработку растений колхицином, что приводит к нарушению расхождения хромосом при мейозе и их увеличению в клетках.

От  количества хромосом изменяются размеры цветков у хризантемы - становятся больше, крупнее и имеет большую ценность для сельского хозяйства..
От количества хромосом изменяются размеры цветков у хризантемы - становятся больше, крупнее и имеет большую ценность для сельского хозяйства..

С помощью полиплоидии Г. Карпеченко преодолел бесплодие у межвидовых гибридов. Обычные межвидовые гибриды бесплодны, потому что хромосомы разных видов не могут найти себе пару (конъюгировать) во время мейоза. Из-за этого не образуются нормальные половые клетки.

-55

При скрещивании капусты и редьки гибрид был бесплоден - 9 хромосом капусты и 9 хромосом редьки не могли конъюгировать в мейозе. После удвоения у каждой хромосомы капусты появилась парная хромосома капусты, а у редьки — пара от редьки. Процесс деления клеток пришел в норму, и гибрид стал плодовитым, фактически превратившись в новый, созданный человеком

3. Гибридизация

- скрещивание двух организмов и анализ наследования у растений и животных:
  • Инбридинг: близкородственное скрещивание особей внутривидовых форм для получения чистых линий.
рецессивные гены переходят в гомозиготное состояние - у черных кошек родились белые
рецессивные гены переходят в гомозиготное состояние - у черных кошек родились белые
ссылка на рисунок https://bri-hanna.com/inbreeding-outbreeding/
ссылка на рисунок https://bri-hanna.com/inbreeding-outbreeding/
  • Аутбридинг: Неродственное скрещивание организмов одного вида (разные породы, сорта ) для получения эффекта гетерозиса (гибридной силы). Гибриды F1 превосходят родительские формы по признакам.

Например, в случае кукурузы произошло повышение урожаев зерна у гибридов F 1 до 250% по сравнению с родительскими линиями.

-58
  • отдаленная или межвидовая гибридизация - скрещивание разных сортов или видов для получения межвидовых и межродовых гибридов. Чаще у растений используют.
-59
-60

Методы Иван Владимировича Мичурина по отдаленной гибридизации были направлены на создание сортов яблонь, груш, слив, вишен и других плодовых растений приспособленных к суровым зимам и засушливому лету.

-61
  • Предварительное вегетативное сближение (Мичурин) - прививка побега одного растения (рябины) на другое (грушу) приводит к изменению обмена веществ - под влиянием соков подвоя у привоя меняется химический состав и обмен веществ, он «привыкает» к условиям и биологии другого вида.
Когда привитый черенок зацветает, проводят перекрестное опыление. Изменение биохимии тканей позволяет пыльце чужеродного вида успешно прорасти, что приводит к образованию полноценных семян-гибридов, совмещающих признаки обоих видов.
Когда привитый черенок зацветает, проводят перекрестное опыление. Изменение биохимии тканей позволяет пыльце чужеродного вида успешно прорасти, что приводит к образованию полноценных семян-гибридов, совмещающих признаки обоих видов.
  • Опыление смесью пыльцы (Мичурин) - для опыления цветов на пестик наносят смесь пыльцы «отца» с добавлением пыльцы «матери» или других видов. Вещества из «чужой» пыльцы (эфирные масла) раздражают пестики растения и создают условия, при которых пыльца основного родителя (отца) воспринимается растением как «своя». Мичурин называл это «обманом» избирательной способности рыльца.
При опылении яблони Антоновки шафранной он добавлял смесь пыльцы разных видов плодовых и ягодных культур (вишни, сливы, абрикоса и даже смородины) и получал  жизнеспособные семена.
При опылении яблони Антоновки шафранной он добавлял смесь пыльцы разных видов плодовых и ягодных культур (вишни, сливы, абрикоса и даже смородины) и получал жизнеспособные семена.
  • Метод ментора (Мичурин) - прививка черенка с гибридного растения в крону взрослого дерева для направленного изменения свойств гибрида. Питательные вещества взрослого растения заставляют гибрид развивать те признаки (вкус, зимостойкость), которые выражены у ментора (воспитателя). Если мы хотим сделать гибрид вкуснее, мы прививаем его на дерево с отличным вкусом. Если морозостойким — на дерево-экстремала.
Прививка молодого гибрида в крону взрослого растения (или наоборот) для передачи нужных свойств.
Прививка молодого гибрида в крону взрослого растения (или наоборот) для передачи нужных свойств.
  • Метод посредника (Мичурин) - при невозможности скрещивания двух видов, ученый брал третий вид. Скрещивал его с первым видом, а полученный гибрид со вторым. Это позволило решить проблему не скрещиваемости видов.

4. Искусственный отбор

- выбор для размножения особей с признаками, полезными для человека у растений и животных.

виды искусственного отбора:

  • Массовый отбор - выбирают лучших особей по фенотипу для размножения. Используют у растений .

например поле пшеницы

  • Индивидуальный отбор - отбирают одну особь, изучают ее потомство для оценки генотипа и дальнейшего размножения.

например выбраковка мелких крольчат в потомстве кроликов с крупным размером особей

Разновидности индивидуального отбора для животных :

  • отбор по экстерьеру - отбирают особь по внешним признакам, телосложению. Оценка внешнего соответствия стандарту породы.
-65
  • Испытание по потомству - оценка генетической ценности по качеству их потомства. Этот метод используют у животных для выявления и отбора производителей, способных передавать потомству желательные признаки. Например удойность у быков не проявляется и чтобы выбрать лучшего быка, изучают его потомство. Если от быка рождаются все коровы дающие много молока, одинаковые по экстерьеру, его оставляют для разведения.
-66
Мы рассмотрели основные методы селекции. В селекции их 4 - искусственный мутагенез, гибридизация, искусственный отбор, полиплоидизация.

Для животных не используют полиплоидизацию и искусственный мутагенез ☝️☝️из за летальности (ведет к гибели из за сложного механизма определения пола и строгой организации хромосом). Отбор всегда индивидуальный (каждую особь оценивают отдельно).

Для микроорганизмов (бактерий, грибов, дрожжей) используют искусственный мутагенез, массовый отбор.

Для растений используют все методы кроме отбора по экстерьеру и испытание по потомству. Методы Мичурина только для растений ., систематизируем их для применения на растениях, животных, микроорганизмах.

-67

В селекции 4 основных метода - искусственный мутагенез, гибридизация, искусственный отбор, полиплоидизация.

Для животных не используют полиплоидизацию и искусственный мутагенез ☝️☝️из за летальности (ведет к гибели из за сложного механизма определения пола и строгой организации хромосом). Отбор всегда индивидуальный (каждую особь оценивают отдельно). Для микроорганизмов (бактерий, грибов, дрожжей) используют искусственный мутагенез, массовый отбор. Для растений используют все методы кроме отбора по экстерьеру и испытание по потомству.

Методы Мичурина только для растений .

Биотехнология и ее методы

Биотехнология - наука, изучающая возможности использования живых организмов для решения технологических задач, а также создания организмов с необходимыми свойствами.

-68

Три основных направления биотехнологии:

Микробиологический синтез это манипуляции с микроорганизмами. в основном бактериями. Генная инженерия это манипуляции с ДНК, а клеточная инженерия манипуляции с существующими клетками - перенос ядра например из одной клетки в другую.

1. Микробиологический синтез

метод промышленного культивирования (промышленное культивирование)- микробы (бактерии, грибы, дрожжи) выращивают в специальных аппаратах — ферментерах (биореакторах) строго контролируя температуру, pH, давление и доступ кислорода для получения витаминов, ферментов, антибиотиков и гормонов.

Например, для производства инсулина, так необходимого для больных сахарным диабетом, используют ГМ-кишечную палочку:

- в плазмиду (кольцевую ДНК) бактерии кишечной палочки вставлен ген человека, синтезирующий инсулин

-69

Полученный таким способом рекомбинантный инсулин идентичен человеческому, не вызывает аллергии (в отличие от животного) и производится в огромных количествах благодаря высокой скорости деления бактерий (каждые 20–30 минут).

2. Генная инженерия

это совокупность методов, позволяющих переносить гены из одного организма в другой, рекомбинировать ДНК, создавать новые сочетания генов.

Трансгенные организмы (ГМО -генномодифицированные организмы) - это организмы с перенесенными генами. Много ГМ-растений устойчивых к вредителям, гербицидам, ГМ- бактерий производящих инсулин.

Например, ГМО-томаты - ген рыбы вставили в ген томата (США) и получили томаты способные долго хранится при низкой температуре в недоспелом виде.
Например, ГМО-томаты - ген рыбы вставили в ген томата (США) и получили томаты способные долго хранится при низкой температуре в недоспелом виде.

Основные инструменты генной инженерии:

  • рестриктазы - ферменты ножницы - разрезают ДНК в определённых местах
  • лигазы - ферменты клей - сшивают фрагменты ДНК
  • векторы - молекулы ДНК, переносящие гены - обычно плазмиды - кольцевые ДНК бактерий.

Методы Генной инженерии

  1. Рекомбинантных плазмид - с помощью ферментов рестриктаз ДНК разрезается, а с помощью лигаз сшивается с плазмидой бактерии и получается рекомбинантная плазмида.
-71

подробно посмотреть и почитать можно тут

2. Трансгенез - внедрение чужеродной ДНК в клетку.

Например, тепловой шок - клетки бактерий держат на льду, а затем резко нагревают до 42°C. Это делает мембрану проницаемой. Клетки бактерии могут поглощать чужеродную ДНК в процессе, называемом трансформацией.

-72

Схема (этапы) генной инженерии:

  1. выделение нужного гена
  2. получение векторной ДНК (плазмиды)
  3. встраивание гена в вектор (получение рекомбинантной ДНК)
  4. введение вектора в клетку-хозяина
  5. развитие организма из одной модифицированной клетки

3. Клеточная инженерия

это совокупность методов, позволяющих осуществлять манипуляции на уровне целых клеток и тканей. Включает выращивание организмов из одной клетки (культура тканей), слияние клеток разных видов (соматическая гибридизация), клонирование.

Методы клеточной инженерии

  1. Культура тканей или микроклональное размножение - выращивание растения из одной клетки или группы клеток на питательной среде в пробирке. Используют для быстрого получения тысячи копий элитных растений, безопасного посадочного материала (не содержащего вирусов); лекарственных вытяжек (экстрактов); размножение редких видов растений; выращивание клеток для тестирования (лекарственных) препаратов.

Этапы метода:

схема 1

-73

схема 2

Обратите внимание на каллус- его получение важный этап для выращивания растений в пробирке.

-74

2. Клонирование - перенос ядра из одной соматической клетки в яйцеклетку без ядра для получения эмбрионов и выращивание из них клонов. Используют для получения животных, растений генетически идентичных материнскому организму (клонов) .

В 1996 году методом пересадки ядра соматической клетки в цитоплазму яйцеклетки на свет появилось первое клонированное млекопитающее — овца Долли.

Схема получения Долли
Схема получения Долли

Этапы клонирования :

1. Удаление (разрушение ядра) в яйцеклетке

2. Введение ядра соматической клетки другого организма в яйцеклетку.

3. Стимуляция дробления зиготы

4. Трансплантация эмбриона в организм. ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ ЧТО ТРАНСПЛАНТИРУЮТ ЭМБРИОНОВ

5. Развитие и рождение клона.

3. Соматическая гибридизация - слияния протопластов двух клеток разных видов, которые не скрещиваются при обычном половом размножении.

Например, помато - гибрид томатов и картофеля.

Использование протопластов позволяет вести селекцию на клеточном уровне, работать в малом объёме с большим числом индивидуальных клеток, осуществлять прямой перенос генов, изучать мембраны, транспорт веществ, выделять пластиды.

Примечание - протопласт это содержимое клетки растений и бактерий без клеточной оболочки.

Чтобы не путаться, систематизируем - основных направления в биотехнологии три. Для каждого из них применяются свои методы.
-76

Методы изучения эволюции (6 методов)

Эти методы помогают доказать родство видов и восстановить ход истории Земли.
Эти методы помогают доказать родство видов и восстановить ход истории Земли.

1. Палеонтологический (метод переходных форм):

Палеонтология - наука изучающая остатки организмов - кости, отпечатки в разных геологических слоях земной коры, следы жизнедеятельности (окаменевшие следы лап, скелета и т.п) и позволяющая восстанавливать внешний  вид и образ жизни древних существ.
Палеонтология - наука изучающая остатки организмов - кости, отпечатки в разных геологических слоях земной коры, следы жизнедеятельности (окаменевшие следы лап, скелета и т.п) и позволяющая восстанавливать внешний вид и образ жизни древних существ.

Палеонтологический метод изучает эволюцию по вещественным свидетельствам, сохранившимся в земной коре:

  1. Ископаемые остатки и отпечатки: кости, зубы, раковины или следы, превратившиеся в камень за миллионы лет. По ним восстанавливают облик древних существ.
-79

2. Переходные формы: организмы, сочетающие признаки древних и новых групп. Они доказывают связь между классами

Основные переходные формы сочетающие признаки древних и современных групп☝️☝️

Ихтиостега (или стегоцефал): между Рыбами и Земноводными.

Признаки: есть чешуя и хвост (от рыб), но появились пятипалые конечности и легочное дыхание (от амфибий).

-80

Сеймурия: между Земноводными и Пресмыкающимися (жил 280 млн лет назад). Она доказывает, что древние земноводные постепенно приспосабливались к жизни на суше, меняя скелет и тип размножения. Она выглядела как ящерица, но метала икру в воду.

Признаки: личинки с жабрами (как у амфибий), но взрослая особь имеет сухую кожу и строение скелета (как у рептилий).

ископаемые останки сеймурии
ископаемые останки сеймурии

Зверозубые ящеры (Иностранцевия): между Пресмыкающимися и Млекопитающими. Жили 260 млн лет назад ( пермский период ) и показывает как рептилии постепенно превращались в зверей

Признаки: челюсть как у рептилий, но зубы уже разделены на клыки, резцы и коренные (как у зверей). Это позволило им эффективнее питаться и ускорило эволюцию.

Останки Иностранцевии
Останки Иностранцевии

Археоптерикс: между Пресмыкающимися и Птицами.

Признаки: хвост с позвонками, зубы и когти на крыльях (от рептилий), но есть перья и цевка (от птиц).

Археоптерикс
Археоптерикс

Псилофиты (Риниофиты): первые наземные растения , между Водорослями и Высшими растениями.

Признаки: нет корней и листьев (как у водорослей), но уже есть стебель и проводящая система (как у наземных растений). Они доказывают происхождение наземных растений от зеленых водорослей.

Псилофиты . ссылка на рисунок
Псилофиты . ссылка на рисунок

3. Филогенетические ряды это последовательности ископаемых форм организмов, которые сменяли друг друга в процессе эволюции. Самый полный и классический пример — филогенетический ряд лошади, изученный выдающимся русским палеонтологом В. О. Ковалевским.

-85

В эволюции лошади прослеживается изменение в строении ноги, увеличении размеров тела из за изменения среды обитания (из леса в саванны).

2. Эмбриологический метод

изучает эволюцию путем установление филогенетического родства на основе зародышевого сходства

Доказательством этого метода являются два закона:

  • Закон зародышевого сходства (К. Бэр) На ранних стадиях зародыши всех позвоночных (рыбы, амфибии, рептилии, птицы, млекопитающие) поразительно похожи. Это доказывает единство происхождения всех позвоночных.
Сходство зародышей крысы и человека на ранних этапах гораздо сильнее, чем их сходство с рыбой. Это доказывает, что млекопитающие — более близкие родственники, но все вместе мы происходим от общих водных предков.
Сходство зародышей крысы и человека на ранних этапах гораздо сильнее, чем их сходство с рыбой. Это доказывает, что млекопитающие — более близкие родственники, но все вместе мы происходим от общих водных предков.
  • Биогенетический закон (Ф. Мюллер и Э. Геккель) - «Онтогенез есть краткое повторение филогенеза».
    В ходе индивидуального развития (онтогенеза) каждая особь как бы «пробегает» основные этапы эволюции своего вида (филогенеза).

Пример: человеческий зародыш на ранней стадии имеет признаки рыбы, затем рептилии. Поправка А. Н. Северцова: зародыш в своем развитии повторяет не взрослые стадии предков, а стадии развития их зародышей.

3. Морфологический (сравнительно-анатомический)

- это изучение и сравнение внутреннего и внешнего строения разных организмов для поиска их родства.
Морфология - это наука изучающая закономерности строения организмов. Не путайте с анатомией , которая изучает строение конкретного организма.
Морфология - это наука изучающая закономерности строения организмов. Не путайте с анатомией , которая изучает строение конкретного организма.

морфологические доказательства родства организмов:

  1. Гомологичные органы — общее происхождение, единый план строения, но разные функции. Доказывают родство. Результат дивергенции - расхождения признаков из за приспособления к среде обитания.

Пример, рука человека, крыло птицы, ласт кита и лапа крота. У всех внутри — плечо, предплечье и кисть, но один ими пишет, другой летает, а третий плавает.

ссылка на рисунок https://profil.adu.by/mod/book/view.php?id=4008
ссылка на рисунок https://profil.adu.by/mod/book/view.php?id=4008

2. Аналогичные органы — разное происхождение, но внешне похожи, так как выполняют одну функцию. Доказывают приспособление к одной среде при разном строении. Результата конвергенции - схождение признаков из за приспособления к одной среде.

Пример: крыло бабочки (вырост хитина) и крыло птицы (конечность с перьями). Помогают летать, но строение у них разное.

ссылка на рисунок https://o.quizlet.com/vp0evqiZ-jTWv8IOBqBqvw.jpg
ссылка на рисунок https://o.quizlet.com/vp0evqiZ-jTWv8IOBqBqvw.jpg

3. Рудиментарные органы или рудименты — есть у всех . Недоразвитые органы, которые были нужны предкам, но потеряли смысл в ходе эволюции. Доказывают родство с предками, у которых эти органы работали.

Пример: аппендикс, копчик, мышцы ушных раковин, остатки таза у китов.

-90

4. Атавизмы — как исключение, признаки предков, которые вдруг проявились у отдельной особи (ошибка в генах). Доказывают наличие «спящих» генов предков в ДНК.

Пример: рождение ребенка с хвостом, сплошной волосяной покров на лице, многососковость.

примеры атавизмов . ссылка на рисунок https://profil.adu.by/mod/book/view.php?id=4008
примеры атавизмов . ссылка на рисунок https://profil.adu.by/mod/book/view.php?id=4008

4. Биогеографический

-это сопоставление и сравнение флоры (растения) и фауны (животные) современных континентов, островов для восстановления хода эволюционного процесса и выявления закономерностей расселения видов по планете.

Биогеография - наука изучающая закономерности возникновения и распространения животных и растений на Земле.

Теория дрейфа материков☝️ Около 200 млн лет назад все материки были объединены в суперконтинент Пангею. Когда Пангея раскололась на Лавразию и Гондвану, а затем на современные материки, популяции одних и тех же видов оказались изолированы друг от друга. На каждом материке эволюция пошла своим путем в зависимости от условий среды. Чем раньше материк, остров отделился от других, тем более уникальна его фауна.

Мадагаскар уникален

остров Мадагаскар , рядом материк Африка
остров Мадагаскар , рядом материк Африка

- остров откололся от Африки около 160 млн лет назад, а от Индии — около 90 млн лет назад. Изоляция в течение 90 млн лет привела к развитию уникальных лемуров, которые были вытеснены обезьянами на других материках.

лемур
лемур

Австралия тоже уникальна

Материк Австралия
Материк Австралия

- она отделилась от Гондваны еще раньше — около 150–180 миллионов лет назад. Но долго сохраняла связь с Антарктидой (через которую предки сумчатых попали туда из Южной Америки). Окончательный разрыв произошел около 30–33 миллионов лет назад. На планете только-только появились первые примитивные млекопитающие — яйцекладущие и сумчатые. Плацентарные млекопитающие (волки, тигры, копытные) развились позже на других материках. В Австралию они просто не смогли попасть. Из-за отсутствия хищников и конкурентов извне, сумчатые развились в огромное разнообразие форм: сумчатый крот, сумчатый волк (вымер), сумчатая летяга и, конечно, кенгуру. Только здесь сохранились яйцекладущие - утконос и ехидна — живые переходные формы между рептилиями и млекопитающими.

Утконос — реликтовое яйцекладущее млекопитающее.
От рептилий: яйца, клоака, ядовитые шпоры.
От млекопитающих: шерсть, выкармливание молоком.
Утконос доказывает происхождение зверей от пресмыкающихся.
Утконос — реликтовое яйцекладущее млекопитающее. От рептилий: яйца, клоака, ядовитые шпоры. От млекопитающих: шерсть, выкармливание молоком. Утконос доказывает происхождение зверей от пресмыкающихся.

Уникальность Австралии и Мадагаскара доказывает, что виды развиваются независимо при географической изоляции

Общность же флоры и фауны разных материков объясняется тем, что раньше эти земли были единым целым.

Лавразия объединяла Евразию и Северную Америку. Они разделились позже других (около 135–200 млн лет назад), поэтому их флора и фауна имеют общие корни.

Гондвана объединяла Южную Америку, Африку, Индию, Австралию и Антарктиду. Сходство древних групп (например, двоякодышащих рыб или страусоподобных птиц) на этих материках доказывает их былое единство.

Берингия (Берингов перешеек) — сухопутный мост, периодически соединявший Чукотку и Аляску.

Механизм образования: При глобальных похолоданиях вода замерзала в ледниках, уровень мирового океана падал на 100–120 метров, и дно современного Берингова пролива обнажалось.

Значение для эволюции (обмен флорой и фауной):

  • Из Евразии в Америку: перешли мамонты, степные зубры, львы, волки и первые люди (заселение материка).
  • Из Америки в Евразию: мигрировали предки современных лошадей и верблюдов (их родина — Америка).

Современное состояние: С таянием ледников уровень воды поднялся, образовав Берингов пролив. Это создало географическую изоляцию, и эволюция видов пошла независимыми путями.

👌👌👌👌👌Вопрос : Почему фауна и флора Северной Америки и Евразии сходна?

😍😍😍ответ - Флора и фауна Северной Америки и Евразии так схожи, потому что в прошлом между ними существовал сухопутный мост — Берингия (на месте нынешнего Берингова пролива). Это позволяло животным и растениям свободно мигрировать с одного континента на другой, образуя единое пространство 😊😊Голарктику.

Итак из за особенностей биогеографии флора и фауна материков и островов включает в себя

  1. Поразительное сходство современных видов (медведи, лоси, лисы) на материках Евразия и Северная Америка.. Например, американский бизон и европейский зубр — близкие родственники, которых разлучил океан.
  2. Эндемики - виды, которые встречаются только в одном месте на планете.
    ☝️Самое большое количество эндемиков в Австралии - там сохранились уникальные
    сумчатые (кенгуру, коала) и яйцекладущие (утконос, ехидна), которые на других материках были вытеснены более развитыми зверями.
  3. Реликты («Живые ископаемые») - виды ныне существующих организмов с примитивными признаками, сохранившимися от вымерших групп. Они как живые свидетельства прошлых эпох - ☝️☝️Латимерия (кистеперая рыба из Индийского океана), Гаттерия (рептилия из Новой Зеландии), Гингко (древнее дерево).

5. Молекулярно-генетический

- сравнение последовательностей нуклеотидов в ДНК разных организмов.

Например:

- сравнили ДНК человека и шимпанзе - совпадает на 98–99%, что доказывает их дивергенцию - расхождение.

- сравнили генетический код у всех живых на Земле - совпадает на 100%, единый генетический код (универсален). Это доказывает единство всего живого на Земле -все живое произошло от одного общего предка .

генетический код - из нуклеотидов триплеты, которые кодируют аминокислоты
генетический код - из нуклеотидов триплеты, которые кодируют аминокислоты

6. Биохимический

- биохимический анализ клеток различных организмов показал, что все они имеют сходный элементарный состав. В них встречаются одни и те же белки, углеводы, липиды и нуклеиновые кислоты. Все живое состоит из одних и тех же 20 аминокислот.
20  аминокислот которые отличаются друг от друга радикалом (выделено красным) а карбоксильная группа и аминогруппа у всех одинаковы.
20 аминокислот которые отличаются друг от друга радикалом (выделено красным) а карбоксильная группа и аминогруппа у всех одинаковы.

️Методы экологии (2)

Экология наука о взаимоотношениях организмов друг с другом и с окружающей средой.

Основные методы:

1. Мониторинг

- наблюдение за процессами для оценки их состояния (загрязнением воздуха, воды и т.д.)

2. Моделирование

Создание математических, компьютерных, физических моделей экосистем для прогнозирования ( например аквариум)
Аквариум является примером физического моделирования. В аквариуме можно моделировать водную экосистему — речную, озерную, морскую, заселить ее некоторыми видами фито- и зоопланктона, рыбами, поддерживать определенный состав воды, температуру, даже течения. И строго контролировать условия эксперимента.
Аквариум является примером физического моделирования. В аквариуме можно моделировать водную экосистему — речную, озерную, морскую, заселить ее некоторыми видами фито- и зоопланктона, рыбами, поддерживать определенный состав воды, температуру, даже течения. И строго контролировать условия эксперимента.

3 Кольцевание

для птиц, используют для изучения миграций, поведения, учета численности

на кольце выбивают дату и место рождения
на кольце выбивают дату и место рождения

4 Чипирование

для животных, используют для изучения миграций, поведения, учета численности. Раньше идентификация животных производилась с помощью бирок, татуировок,выщипов,клеймения.

Методы бионики (1)

Бионика — это прикладная наука на стыке биологии и инженерии - использование биологических знаний для решения инженерных задач.

У бионики основной метод один, но очень важный:

1. Моделирование

изучение строения и функций живых организмов для создания технических устройств.

Примеры бионики:

Застёжка-липучка: подсмотрена у колючек репейника.

Самолёты: формы крыла и фюзеляжа заимствованы у птиц и рыб для улучшения аэродинамики.

Эффект лотоса: создание самоочищающихся покрытий, на которых не задерживается вода и грязь.

Бионические протезы: искусственные руки или ноги, которыми человек может управлять с помощью нервных импульсов.

Искусственные органы: например, био-глаз или искусственное сердце.

Архитектурная бионика: проектирование зданий, повторяющих природные формы (соты, ракушки, стебли) для прочности и экономии ресурсов

ПОДВЕДЕМ ИТОГИ - МЕТОДОВ МНОГО, ИХ НАДО ВЫУЧИТЬ И НАРЕШИВАТЬ ЗАДАНИЯ в формате ЕГЭ. Оставляем ссылки на материалы для практики:

карточки интерактив

общенаучные методы https://stepenin.ru/tasks/bio-lines/test5621/1

методы цитологии, генетики, биотехнологии и селекции https://stepenin.ru/tasks/bio-lines/test5648/1

методы биотехнологии https://neofamily.ru/biologiya/variants-ege/2/95144

эволюция https://stepenin.ru/tasks/evo/test2477/51