Целлюлоза является полисахаридом. Гомополисахариды

(С 6 Н 10 О 5) n

(n варьируется от 100 до нескольких тысяч)

Важнейшие представители

Целлюлоза, крахмал, гликоген

Строение целлюлозы

Целлюлоза (клетчатка) - самый распространенный полисахарид. Древесина примерно на 50% состоит из целлюлозы, а хлопок и лен представляют практически чистую целлюлозу.

Макромолекулы целлюлозы состоят из большого числа (от нескольких сотен до 10-14 тыс.) остатков β-глюкозы, связанных (β-1,4-гликозидными связями. Биозный фрагмент целлюлозы:

Структурное звено целлюлозы:

Химические свойства целлюлозы

1. Гидролиз (в кислой среде)

2. Образование сложных зфиров

(Тринитрат целлюлозы - основа бездымного пороха.)

(Триацетат целлюлозы - сырье для изготовления ацетатных волокон)

3. Горение

(C 6 H 10 O 5) n + 6nO 2 → 6nCO 2 + 5nH 2 O

Строение крахмала

Крахмал - растительный полисахарид, состоящий из двух фракций: амилопектина и амилозы.

Макромолекулы амилозы имеют линейное строение и состоят из большого числа остатков α-глюкозы, связанных α-1,4-гликозидными связями. Молекулярная масса амилозы колеблется от 150 тыс. до 500 тыс.

Биозный фрагмент амилозы:

Макромолекулы амилопектина сильно разветвлены и состоят из фрагментов амилозы (около 20 моносахаридных остатков), связанных между собой α- 1,6-гликозидными связями. Молекулярная масса 10 6 -10 9 .

Фрагмент макромолекулы амилопектина:

Химические свойства крахмала

1. Гидролиз (кислотный или ферментативный)

2. Качественная реакция на крахмал

(C 6 H 10 O 5) n + I 2 → Адсорбционный комплекс амилозы с йодом синего цвета.

Гликоген

Это животный полисахарид, имеющий сходное строение с амилопектином, но отличающийся от него большей разветвленностью цепей, а также большей молекулярной массой.

Полисахариды - это природные высокомолекулярные углеводы, макромолекулы которых состоят из остатков моносахаридов.

Основные представители - крахмал и целлюлоза - построены из остатков одного моносахарида - глюкозы . Крахмал и целлюлоза имеют одинаковую молекулярную формулу:

(C 6 H 10 O 5) n ,

но совершенно различные свойства. Это обьясняется особенностями их пространственного строения.
Крахмал состоит из остатков a-глюкозы, а целлюлоза – из b-глюкозы, которые являются пространственными изомерами и отличаются лишь положением одной гидроксильной группы (выделена цветом):

С учетом пространственного строения шестичленного цикла (аним.6.2.1.) формулы этих изомеров имеют вид:

Крахмалом называется смесь двух полисахаридов, построенных из остатков

циклической a -глюкозы.

В его состав входят:

• амилоза (внутренняя часть крахмального зерна) - 10-20%
• амилопектин (оболочка крахмального зерна) - 80-90%

Цепь амилозы включает 200 - 1000 остатков a-глюкозы (средняя мол.масса 160 000) и имеет неразветвленное строение.

Макромолекула амилозы представляет собой спираль, каждый виток которой состоит из 6 звеньев a -глюкозы.
При взаимодействии амилозы с иодом в водном растворе молекулы иода входят во внутренний канал спирали, образуя так называемоесоединение включения . Это соединение имеет характерный синий цвет. Данная реакция используется в аналитических целях для обнаружения как крахмала, так и иода (иодкрахмальная проба).

Амилопектин состоит из разветвленных макромолекул, молекулярная масса которых достигает 1 - 6 млн.

Подобно амилопектину построен гликоген (животный крахмал).

Целлюлоза (клетчатка) - наиболее распространенный растительный полисахарид.

Этот биополимер обладает большой механической прочностью и выполняет роль опорного материала растений, образуя стенку растительных клеток. Используется в производстве волокон и бумаги. В большом количестве целлюлоза содержится в древесине и хлопке.

Цепи целлюлозы построены из остатков b-глюкозы и имеют линейное строение.

Молекулярная масса целлюлозы - от 400 000 до 2 млн.

Целлюлоза относится к наиболее жесткоцепным полимерам.

Химические свойства целлюлозы

Многие полисахариды служат внеклеточными опорными элементами в стенках клеток одноклеточных микроорганизмов и высших растений, а также на внешней поверхности клеток животных. Другие полисахариды входят в состав соединительной ткани позвоночных и экзоскелета членистоногих. Структурные полисахариды защищают клетки, ткани и органы, придают им форму и поддерживают ее.

Существует большое число различных структурных полисахаридов. На примере одного из них, а именно целлюлозы, мы увидим, как специфическая молекулярная организация вещества может быть приспособлена для выполнения определенной биологической функции.

Рис. 11-16. Строение целлюлозы и различные конформации -связей в цепях целлюлозы, а также -связей в цепях крахмала и гликогена. А. Цепь целлюлозы: остатки -глюкозы соединены друг с другом -связью. Б. Схематическое изображение параллельно расположенных полимерных цепей целлюлозы, соединенных водородными связями (выделены цветом). В. Изображение (с соблюдением масштаба) двух участков параллельных цепей, показывающее истинное расположение остатков -глюкозы и поперечных сшивок, образованных водородными связями. Г. Изображение (с соблюдением масштаба) участка молекулы амилозы. Благодаря -связям полимерные цепи в молекулах амилозы, амилопектина и гликогена приобретают сильно спирализованную компактную структуру, в которой многие гидроксильные группы обращены наружу.

Целлюлоза - прочное, волокнистое, водонерастворимое вещество - содержится в стенках клеток растений, главным образом в ветвях, стеблях, а также в стволах и других деревянистых частях растений. Древесина состоит в основном из целлюлозы и других полимерных веществ, хлопок - почти целиком из целлюлозы. Если наиболее распространенные внутриклеточные биополимеры - это белки (разд. 3.6), то целлюлоза, бесспорно, это не только самый распространенный внеклеточный структурный полисахарид в растительном мире, но и вообще самый распространенный в природе биополимер.

Целлюлоза является линейным, неразветвленным гомополисахаридом, состоящим из 10000 и более остатков -глюкозы, связанных друг с другом -гликозидными связями; в этом отношении она сходна с амилозой и линейными участками цепей гликогена. Но между этими полисахаридами существует одно очень важное различие: в целлюлозе -связи имеют (-конфигурацию, а в амилозе, амилопектине и гликогене -конфигурацию. Это, казалось бы, незначительное различие в строении целлюлозы и амилозы приводит к весьма существенным различиям в их свойствах (рис. 11-16). Благодаря геометрическим особенностям --связей линейные участки полимерных цепей в молекулах гликогена и крахмала стремятся принять скрученную, спиральную конформацию, что способствует образованию плотных гранул, которые и обнаруживаются в большинстве животных и растительных клеток.

Среди позвоночных только крупный рогатый скот и другие жвачные (овцы, козы, верблюды, жирафы и т.д.) могут использовать целлюлозу в качестве пищи. Однако делают они это весьма необычным способом. Большая часть кишечника, составляющая 15% общего веса коровы, приходится на долю четырех последовательно соединенных друг с другом желудков. Первые два из них составляют так называемый рубец.

Содержащиеся в нем микроорганизмы секретируют целлюлазу и расщепляют целлюлозу до -глюкозы, которую далее сбраживают до короткоцепочечных жирных кислот (см. гл. 12), двуокиси углерода и газообразного метана Образовавшиеся жирные кислоты всасываются в кровоток коровы, проникают в ткани и используются как топливо. Метан и которые вырабатываются со скоростью 2 л/мин, постоянно выводятся посредством непроизвольного процесса, напоминающего едва уловимую на слух отрыжку. В остальных двух желудках жвачных микроорганизмы, сделавшие свое дело, перевариваются ферментами, секретируемыми слизистой желудка; при этом образуются аминокислоты, сахара и другие продукты, которые всасываются и используются в организме коровы в качестве питательных веществ. Таким образом, между коровой и населяющими ее рубец микроорганизмами устанавливаются отношения симбиоза, при котором микроорганизмы получают возможность насладиться короткой, но счастливой жизнью в удобной и теплой среде; при этом целлюлоза из клевера и другой травы служит основным источником топлива и для «жильцов», и для организма-хозяина. Ежегодно огромные количества целлюлозы синтезируются растениями, причем не только растущими в лесах деревьями, но и культурными растениями. Расчеты показывают, что на долю каждого живущего на Земле человека растения ежедневно нарабатывают приблизительно 50 кг целлюлозы. Целлюлоза находит широкое применение в промышленности. Древесина, хлопок, бумага и картон почти полностью состоят из целлюлозы. Целлюлоза используется также для получения искусственного шелка, изоляционных, строительных и упаковочных материалов.

Полисахариды являются высокомолекулярными соедине­ниями, содержащими сотни и тысячи остатков моносахаридов. Общим для строения полисахаридов является то, что остатки мо­носахаридов связываются за счет полуацетального гидроксила одной молекулы и спиртового гидроксила другой и т.д. Каждый остаток моносахарида связан с соседними остатками гликозидными связями.

Полигликозиды могут содержать разветвленные и неразвет­вленные цепи. Остатки моносахаридов, входящие в состав моле­кулы, могут быть одинаковыми или разными. Наибольшее значение из высших полисахаридов имеют крахмал, гликоген (животный крахмал), клетчатка (или целлюлоза). Все эти три полисахарида состоят из молекул глюкозы, по-разному соединен­ных друг с другом. Состав всех трех соединений можно выразить общей формулой: (С 6 Н 10 О 5) n

Крахмал

Крахмал относится к полисахаридам. Молекулярная масса этого вещества точно не установлена, но известно, что очень вели­ка (порядка 100000) и для разных образцов может быть различна. Поэтому формулу крахмала, как и других полисахаридов, изо­бражают в виде (С 6 Н 10 О 5) n . Для каждого полисахарида n имеет различные значения.

Физические свойства

Крахмал представляет собой безвкусный порошок, нераствори­мый в холодной воде. В горячей воде набухает, образуя клейстер.

Крахмал широко распространен в природе. Он является для различных растений запасным питательным материалом и содер­жится в них в виде крахмальных зерен. Наиболее богато крахма­лом зерно злаков: риса (до 86%), пшеницы (до 75%), кукурузы (до 72%), а также клубни картофеля (до 24%). В клубнях картофеля крахмальные зерна плавают в клеточном соке, а в злаках они плотно склеены белковым веществом клейковиной. Крахмал яв­ляется одним из продуктов фотосинтеза.

Получение

Из растений извлекают крахмал, разрушая клетки и отмывая его водой. В промышленном масштабе его получают главным об­разом из клубней картофеля (в виде картофельной муки), а также из кукурузы.

Химические свойства

1) При действии ферментов или при нагревании с кислотами (ионы водорода служат катализатором) крахмал, как и все сложные углеводы, подвергается гидролизу. При этом сначала образуется растворимый крахмал, затем менее сложные веще­ства - декстрины. Конечным продуктом гидролиза является глюкоза. Можно выразить суммарное уравнение реакции сле­дующим образом:

Происходит постепенное расщепление макромолекул. Гидро­лиз крахмала - его важное химическое свойство.

2) Крахмал не дает реакции «серебряного зеркала», но ее дают про­дукты его гидролиза. Макромолекулы крахмала состоят из мно­гих молекул циклической a-глюкозы. Процесс образования крахмала можно выразить так (реакция поликонденсации):

3) Характерной реакцией является взаимодействие крахмала с растворами иода. Если к охлажденному крахмальному клейс­теру добавить раствор иода, то появляется синее окрашивание. При нагревании клейстера оно исчезает, а при охлаждении появляется вновь. Этим свойством пользуются при определе­нии крахмала в пищевых продуктах. Так, например, если каплю иода нанести на срез картофеля или ломтик белого хлеба, то появляется синее окрашивание.

Применение

Крахмал является основным углеводом пищи человека, он в больших количествах содержится в хлебе, крупах, картофе­ле, овощах. В значительных количествах крахмал перерабаты­вается на декстрины, патоку, глюкозу, которые используются в кондитерской промышленности. Крахмал используется как клеящее средство, применяется для отделки тканей, накрахма­ливания белья. В медицине на основе крахмала готовят мази, присыпки и т.д.

Целлюлоза, или клетчатка

Целлюлоза - еще более распространенный углевод, чем крахмал. Из него состоят в основном стенки растительных кле­ток. В древесине содержится до 60%, в вате и фильтровальной бумаге - до 90% целлюлозы.

Физические свойства

Чистая целлюлоза - белое твердое вещество, нерастворимое в воде и в обычных органических растворителях, хорошо раство­римо в концентрированном аммиачном растворе гидроксида меди (II) (реактив Швейцера). Из этого раствора кислоты осаждают целлюлозу в виде волокон (гидратцеллюлоза). Клетчатка облада­ет довольно большой механической прочностью.

Состав и строение

Состав целлюлозы, так же как и крахмала, выражают форму­лой (С 6 Н 10 О 5) n . Значение n в некоторых видах целлюлозы дости­гает 10-12 тыс., а молекулярная масса доходит до нескольких миллионов. Молекулы ее имеют линейное (неразветвленное) строение, вследствие чего целлюлоза легко образует волокна. Мо­лекулы же крахмала имеют как линейную, так и разветвленную структуру. В этом основное отличие крахмала от целлюлозы.

Имеются различия и в строении этих веществ: макромолеку­лы крахмала состоят из остатков молекул a-глюкозы, а макромо­лекулы целлюлозы - из остатков b-глюкозы. Процесс образова­ния фрагмента макромолекулы целлюлозы можно изобразить схемой:

Химические свойства. Применение целлюлозы Небольшие различия в строении молекул обуславливают зна­чительные различия в свойствах полимеров: крахмал - продукт питания, целлюлоза для этой цели непригодна.

1) Целлюлоза не дает реакции «серебряного зеркала» (нет альде­гидной группы). Это позволяет рассматривать каждое звено С 6 Н 10 О 5 как остаток глюкозы, содержащий три гидроксильные группы. Последние в формуле целлюлозы часто выделяют:

За счет гидроксильных групп целлюлоза может образовывать простые и сложные эфиры.

Например, реакция образования сложного эфира с уксусной кислотой имеет вид:

[С 6 Н 7 O 2 (ОН) 3 ] n +3nСН 3 СООН®[С 6 Н 7 O 2 (ОСОСН 3) 3 ] n +3nН 2 O

При взаимодействии целлюлозы с концентрированной азотной кислотой в присутствии концентрированной серной кислоты в качестве водоотнимающего средства образуется сложный эфир - тринитрат целлюлозы:

Это - взрывчатое вещество, применяемое для изготовления порохов.

Таким образом, при обычной температуре целлюлоза взаимо­действует лишь с концентрированными кислотами.

2) Подобно крахмалу, при нагревании с разбавленными кисло­тами целлюлоза подвергается гидролизу с образованием глюкозы:

(С 6 Н 10 0 6) n +nН 2 O®nС б Н 12 O 6

Гидролиз целлюлозы, иначе называемый осахариванием, - очень важное свойство целлюлозы, он позволяет получить из дре­весных опилок и стружек целлюлозу, а сбраживанием послед­ней - этиловый спирт. Этиловый спирт, полученный из древеси­ны, называется гидролизным.

На гидролизных заводах из 1 т древесины получают до 200 л этилового спирта, что позволяет заменить 1,5 т картофеля или 0,7 т зерна.

Сырая глюкоза, полученная из древесины, может служить кормом для скота.

Это только отдельные примеры применения целлюлозы. Цел­люлоза в виде хлопка, льна или пеньки идет на изготовление тканей - хлопчатобумажных и льняных. Большие количества ее расходуются на производство бумаги. Дешевые сорта бумаги из­готовляют из древесины хвойных пород, лучшие сорта - из льня­ной и хлопчатобумажной макулатуры. Подвергая целлюлозу химической переработке, получают несколько видов искусствен­ного шелка, пластмассы, кинопленку, бездымный порох, лаки и многое другое.

К каким экологическим последствиям могут привести лесные пожары?

Элементы ответа:

1) к исчезновению некоторых видов животных и растений;

2) к изменению состава биоценоза, смене экосистемы

Известно, что при высокой температуре окружающей среды кожа лица краснеет, а при низкой бледнеет. Объясните, почему это происходит.

Элементы ответа:

1) сосуды кожи при высокой температуре рефлекторно расширяются, кровь приливает к коже, она краснеет;

2) при низкой температуре сосуды кожи, напротив, рефлекторно сужаются, крови в них становится меньше и кожа бледнеет

Малярия – заболевание человека, в результате которого развивается малокровие. Кем оно вызвано? Объясните причину малокровия.

Элементы ответа:

По каким признакам можно определить венозное кровотечение?

Элементы ответа:

1) при венозном кровотечении кровь имеет тёмно-красный цвет;

2) кровь вытекает из раны ровной струёй, без толчков

С какой целью при выпечке хлеба и хлебобулочных изделий применяют дрожжевые грибы? Какой процесс при этом происходит?

Элементы ответа:

1) дрожжи, питаясь сахаром, превращают его в спирт и углекислый газ, этот процесс называют брожением;

2) этот процесс используют в хлебопечении, так как выделяемый углекислый газ способствует поднятию теста.

Для установления причины наследственного заболевания исследовали клетки больного и обнаружили изменение длины одной из хромосом. Какой метод исследования позволил установить причину данного заболевания? С каким видом мутации оно связано?

Элементы ответа:

1) причина болезни установлена с помощью цитогенетического метода;

2) заболевание вызвано хромосомной мутацией – утратой или присоединением фрагмента хромосомы

Объясните, почему кровь в сердце течёт только в одном направлении.

Элементы ответа:

1) между предсердиями и желудочками находятся створчатые клапаны, а на границе между желудочками и артериями – полулунные клапаны;

2) клапаны открываются только в одном направлении и предотвращают обратный ток крови

В какой области научно-практической деятельности человек применяет анализирующее скрещивание и с какой целью?

Элементы ответа:

1) в селекции растений и животных;

2) при выведении новых сортов или пород, если необходимо выяснить генотип особи, обладающей доминантным признаком

На рисунке изображён стрелолист с листьями разных форм (1, 2, 3). Какая форма изменчивости характерна для разнообразия этих листьев? Объясните причину их появления. Какую форму листьев будет иметь стрелолист, выросший на отмели?

Элементы ответа :

1) разнообразие форм листьев у одного растения – это модификационная изменчивость;

2) листья растения развивались в разных средах и условиях жизни, поэтому у него сформировались листья разных форм;

3) стрелолист на отмели будет иметь стреловидные листья

Какой критерий вида свидетельствует о принадлежности изображённых на рисунке бабочек к одному виду? При какой форме отбора и почему увеличивается число тёмноокрашенных бабочек в местности, где промышленное производство преобладает над аграрным? Ответ обоснуйте.

Элементы ответа:

1) морфологический критерий – проявляется в окраске покровов тела бабочек, сходных по форме и размерам крыльев, усиков и частей тела;

2) движущая форма отбора – сохраняет тёмноокрашенных бабочек;

3) тёмная окраска крыльев служит условием для выживания в промышленных районах: так как тёмноокрашенные бабочки в меньшей мере заметны на тёмных стволах деревьев, их реже склёвывают птицы

Какой орган человека обозначен на рисунке цифрой 4? Какое строение он имеет? Объясните выполняемые им функции, исходя из его строения.

Элементы ответа :

1) орган – трахея;

2) стенки трахеи образованы хрящевыми полукольцами, задняя стенка мягкая;

3) через трахею проходит воздух к бронхам и лёгким, хрящевые полукольца не позволяют трахее спадаться;

4) мягкая задняя стенка прилегает к пищеводу и не препятствует прохождению по нему пищи

Назовите структуры, обозначенные на рисунке буквами А и Б. Какие функции выполняют эти структуры? Какая часть слухового анализатора обеспечивает передачу нервного импульса?

Элементы ответа :

1) А – орган равновесия (полукружные каналы); Б – слуховая труба (евстахиева труба);

2) орган равновесия определяет положение тела в пространстве;

3) слуховая труба обеспечивает выравнивание давления в среднем и наружном ухе;

4) проводниковая часть – слуховой нерв обеспечивает передачу нервного импульса (возбуждения)

Определите фазу и тип деления клетки, изображённой на рисунке. Дайте обоснованный ответ, приведите соответствующие доказательства.

Элементы ответа :

1) метафаза первого деления, мейоз I;

2) в метафазе I хромосомы расположены над и под плоскостью экватора;

3) гомологичные хромосомы располагаются в виде бивалентов, что характерно для мейоза I

Назовите плод, разрез которого изображён на рисунке. Какие элементы строения обозначены на рисунке цифрами 1, 2 и 3 и какие функции они выполняют?

Элементы ответа :

1) плод – зерновка;

2) 1 – эндосперм – запасание органических веществ;

3) 2 – семядоля (часть зародыша) – транспорт питательных веществ из эндосперма при прорастании семени;

4) 3 – зародыш (зародышевый корешок, стебелёк, почечка) – даёт начало новому растению

Найдите три ошибки в приведённом тексте. Укажите номера предложений,

1. В благоприятных условиях бактерии образуют споры. 2. С помощью спор у бактерий происходит бесполое размножение. 3. В экосистеме гнилостные бактерии разрушают азотсодержащие органические соединения мёртвых тел, превращая их в перегной. 4. Минерализующие бактерии разлагают сложные органические соединения перегноя до простых неорганических веществ. 5. Небольшая группа бактерий имеет хлоропласты, при участии которых происходит фотосинтез.

Элементы ответа:

1) 1 – споры образуются у бактерий при неблагоприятных условиях;

2) 2 – споры у бактерий не выполняют функцию размножения, а способствуют перенесению неблагоприятных условий;

3) 5 – бактерии не содержат хлоропластов

в которых они сделаны, исправьте их.

1. Полисахарид целлюлоза выполняет в клетке растения резервную, запасающую функцию. 2. Накапливаясь в клетке, углеводы выполняют главным образом регуляторную функцию. 3. У членистоногих полисахарид хитин формирует покровы тела. 4. У растений клеточные стенки образованы полисахаридом крахмалом. 5. Полисахариды обладают гидрофобностью.

Элементы ответа

1) 1 – полисахарид целлюлоза выполняет в клетке растения структурную функцию (образует клеточную стенку);

2) 2 – накапливаясь, углеводы в клетке выполняют главным образом энергетическую (запасающую) функцию;

3) 4 – клеточные стенки образованы полисахаридом целлюлозой

Найдите три ошибки в приведённом тексте. Укажите номера предложений,

в которых они сделаны, исправьте их.

1. При недостатке поступления в организм человека йода нарушается синтез тироксина. 2. Недостаточное количество тироксина в крови снижает интенсивность обмена веществ, замедляет ритм сердечных сокращений. 3. В детском возрасте недостаток тироксина приводит к быстрому росту ребёнка. 4. При избыточной секреции щитовидной железы ослабляется возбудимость нервной системы. 5. Функции щитовидной железы регулируются корой больших полушарий.

Элементы ответа: ошибки допущены в предложениях:

1) 3 – недостаток тироксина приводит к задержке роста (карликовость);

2) 4 – при избыточной секреции гормона щитовидной железы усиливается возбудимость нервной системы;

3) 5 – функции щитовидной железы регулируются гипофизом

Найдите три ошибки в приведённом тексте. Укажите номера предложений,

в которых они сделаны, исправьте их.

1. В мейозе происходит два следующих друг за другом деления. 2. Между двумя делениями имеется интерфаза, в которой происходит репликация. 3. В профазе первого деления мейоза происходит конъюгация и кроссинговер. 4. Кроссинговер – это сближение гомологичных хромосом. 5. Результатом конъюгации служит образование кроссоверных хромосом.

Элементы ответа: ошибки допущены в предложениях:

1) 2 – между двумя делениями мейоза в интерфазе репликация отсутствует;

2) 4 – кроссинговер – это обмен генами между гомологичными хромосомами;

3) 5 – результатом конъюгации служит сближение гомологичных хромосом и образование пар (бивалентов)

1. Генеалогический метод, используемый в генетике человека, основан на изучении родословного древа. 2. Благодаря генеалогическому методу были установлены типы наследования конкретных признаков. 3. Близнецовый метод позволяет прогнозировать рождение однояйцовых близнецов. 4. При использовании цитогенетического метода устанавливают наследование у человека групп крови. 5. Характер наследования гемофилии (плохой свёртываемости крови) был установлен путём изучения строения и числа хромосом. 6. В последние годы показано, что достаточно часто многие наследственные патологии у человека связаны с нарушением обмена веществ. 7. Известны аномалии углеводного, аминокислотного, липидного и других типов обмена.

Элементы отв ета: ошибки допущены в предложениях:

1) 3 – близнецовый метод не позволяет прогнозировать рождение близнецов, а даёт возможность изучать взаимодействие генотипа и факторов среды, их влияние на формирование фенотипа;

2) 4 – цитогенетический метод не позволяет установить группы крови, а позволяет выявить геномные и хромосомные аномалии;

3) 5 – характер наследования гемофилии был установлен путём составления и анализа родословного древа

Найдите три ошибки в приведенном тексте. Укажите предложения, в которых сделаны ошибки, и исправьте их.

1. Железы внутренней секреции имеют протоки, по которым секрет поступает в кровь. 2. Эндокринные железы выделяют биологически активные регуляторные вещества – гормоны. 3. Все гормоны по химической природе являются белками. 4. Инсулин – гормон поджелудочной железы. 5. Он регулирует содержание глюкозы в крови. 6. При недостатке инсулина концентрация глюкозы в крови уменьшается. 7. При недостатке инсулина развивается заболевание сахарный диабет.

Элементы ответа : ошибки допущены в предложениях:

1) 1 – железы внутренней секреции не имеют протоков, а выделяют секрет непосредственно в кровь;

2) 3 – гормоны могут быть не только белками, но и другими органическими веществами (липидами);

3) 6 – при недостатке инсулина концентрация глюкозы в крови повышается

Найдите три ошибки в приведенном тексте. Укажите предложения, в которых сделаны ошибки, и исправьте их.

1. Родство человека и животных подтверждается наличием у них рудиментов и атавизмов, которые относят к сравнительно-анатомическим доказательствам эволюции. 2. Рудименты – это признаки, крайне редко встречающиеся у человека, но имеющиеся у животных. 3. К рудиментам человека относят аппендикс, обильный волосяной покров на теле человека, полулунную складку в уголке глаз. 4. Атавизмы – это признаки возврата к признакам предков. 5. В норме у человека эти гены блокируются и не «работают» 6. Но бывают случаи, когда они проявляются при нарушении индивидуального развития человека – филогенеза. 7. Примерами атавизмов служат: многососковость, рождение хвостатых людей.

Элементы ответа : ошибки допущены в предложениях:

1) 2 – рудименты у человека встречаются часто, у животных – это обычно развитые признаки;

2) 3 – обильный волосяной покров на теле человека – это пример атавизма:

3) 6 – индивидуальное развитие называют онтогенезом

Найдите три ошибки в приведённом тексте. Укажите номера предложений, в которых сделаны ошибки, исправьте их.

1. Мочевыделительная система человека содержит почки, надпочечники, мочеточник, мочевой пузырь и мочеиспускательный канал. 2. Основным органом выделительной системы являются почки. 3. В почки по сосудам поступает кровь и лимфа, содержащие конечные продукты обмена веществ. 4. Фильтрация крови и образование мочи происходят в почечных лоханках. 5. Всасывание избытка воды в кровь происходит в канальце нефрона. 6. По мочеточникам моча поступает в мочевой пузырь. 7. В норме моча здорового человека не содержит глюкозу и белки.

Элементы ответа : ошибки допущены в предложениях:

1) 1 – надпочечники относят к эндокринной системе, а не к выделительной;

2) 3 – в почки по сосудам поступает только кровь, лимфа не поступает;

3) 4 – фильтрация крови происходит в нефронах почек

В чём проявляется усложнение организации пресмыкающихся по сравнению с земноводными? Укажите не менее четырёх признаков и объясните их значение.

Элементы ответа:

1) увеличение количества позвонков шейного отдела, позволяющего не только поднимать и опускать голову, но и поворачивать её;

2) удлинение воздухоносных путей (появление бронхов), дыхание только с помощью лёгких, имеющих ячеистое строение, что увеличивает площадь газообмена в лёгких и его интенсивность;

3) появление в трёхкамерном сердце неполной перегородки в желудочке, поэтому кровь смешивается частично;

4) внутреннее оплодотворение, появление в яйце запаса питательных веществ и защитных оболочек;

5) усложнение нервной системы и органов чувств, развитие переднего мозга;

6) сухая кожа без желёз с роговыми образованиями, обеспечивающая защиту от потерь влаги в организме

В чём проявляется забота о потомстве у птиц? Приведите не менее трёх примеров. Какие рефлексы лежат в основе заботы о потомстве?

Элементы ответа:

1) птицы строят гнёзда (некоторые охраняют гнездовые участки);

2) насиживают яйца и выводят птенцов;

3) выкармливают, защищают и обучают своё потомство;

4) в основе заботы о потомстве лежат безусловные рефлексы (инстинкт)

Какие изменения происходят в составе крови в капиллярах большого круга кровообращения у человека? Какая кровь при этом образуется? Какому процессу способствует медленный ток крови в капиллярах?

Элементы ответа:

1) кровь в капиллярах большого круга отдаёт кислород и насыщается углекислым газом;

2) в капиллярах большого круга кровообращения питательные вещества переходят из крови в тканевую жидкость, а продукты обмена веществ – из тканевой жидкости в кровь;

3) кровь из артериальной превращается в венозную;

4) медленный ток крови в капиллярах способствует полному обмену веществ между кровью и клетками тела

Чем характеризуется дальнозоркость у человека? Объясните особенности врождённой и приобретённой дальнозоркости.

Элементы ответа:

1) изображение близких предметов возникает за сетчаткой;

2) при врождённой форме глазное яблоко укорочено;

3) приобретённая форма возникает из-за уменьшения выпуклости хрусталика и потери его эластичности

Какие особенности внешнего строения рыб способствуют уменьшению затрат энергии при передвижении в воде? Назовите не менее трёх особенностей.

Элементы ответа:

1) обтекаемая форма тела, слитность его отделов;

2) черепицеобразное расположение чешуи;

3) слизь, обильно покрывающая кожу;

4) наличие плавников, особенности их строения

Какие организмы первыми обеспечили образование кислорода в атмосфере

и как повлияло накопление кислорода на дальнейшую эволюцию жизни на Земле?

Элементы ответа:

1) повышение концентрации кислорода в атмосфере произошло благодаря возникновению у одноклеточных организмов (цианобактерий) способности к фотосинтезу;

2) накопление кислорода сделало возможным появление аэробов и кислородного этапа энергетического обмена;

3) накопление кислорода обеспечило образование защитного озонового экрана и выход организмов на сушу;

4) кислородное окисление обеспечило эффективность обмена и появление многоклеточных организмов

Прочитайте текст.

Комнатная муха – это двукрылое насекомое, её задние крылья превратились в жужжальца. Ротовой аппарат лижущего типа, муха питается полужидкой пищей. Муха откладывает яйца на гниющие органические остатки. Её личинка белого цвета, не имеет ног, питается пищевыми отходами, быстро растёт и превращается в красно-бурую куколку. Из куколки появляется взрослая муха. Какие критерии вида описаны в тексте? Ответ поясните.

Элементы ответа

1) морфологический критерий – описание внешнего вида мухи, личинки, куколки, ротового аппарата;

2) экологический критерий – особенности питания, место обитания;

3) физиологический критерий – особенности размножения, развития и роста

Какие растения преобладают в тропических лесах – насекомоопыляемые или ветроопыляемые? Ответ обоснуйте.

Элементы ответа:

1) в тропических лесах преобладают растения, опыляемые насекомыми;

2) в тропических лесах деревья вечнозелёные, листва затрудняет перенос пыльцы ветром;

3) обилие растений, приходящихся на единицу площади, также препятствует переносу пыльцы (высокая плотность растений)

Какие ароморфозы в процессе эволюции появились у папоротниковидных по сравнению с моховидными и позволили им завоевать сушу? Приведите не менее четырёх признаков. Ответ поясните.

Элементы ответа:

1) преобладающее поколение – спорофит, редукция гаметофита;

2) появление корней способствовало широкому распространению на суше, позволило всасывать воду из почвы;

3) развитие проводящих тканей – позволило проводить её по растению на большую высоту;

4) совершенствование покровной ткани – позволило выжить в более сухом климате;

5) развитие механической ткани – обеспечило появление древесных форм

Прочитайте текст.

Сосна обыкновенная – светолюбивое растение, имеет высокий стройный ствол. Крона формируется только вблизи верхушки. Сосна растёт на песчаных почвах, меловых горах. У неё хорошо развиты главный и боковые корни. Листья сосны игловидные, по две хвоинки в узле на побеге. На молодых побегах развиваются зеленовато-жёлтые мужские шишки и красноватые женские шишки. Пыльца переносится ветром и попадает на женские шишки, где происходит оплодотворение. Через полтора года созревают семена, с помощью которых сосна размножается.

Какие критерии вида описаны в тексте? Ответ поясните.

Элементы ответа

1) морфологический критерий – описание корневой системы, ствола, хвои, шишек;

2) экологический критерий – особенности жизни, светолюбивость, требования к почве;

3) физиологический критерий – особенности опыления, оплодотворения, созревания семян, размножения

Почему ныне живущую кистепёрую рыбу латимерию нельзя считать предком земноводных? Приведите не менее трёх доказательств.

Элементы ответа:

1) предки земноводных жили в пресных водоёмах, в прибрежной зоне, а латимерия приспособлена к жизни в глубинах солёных водоёмов (океана);

2) предки земноводных могли дышать атмосферным кислородом с помощью лёгких, а латимерия атмосферным кислородом не дышит;

3) предки земноводных могли передвигаться по дну водоёма с помощью парных плавников, латимерия с помощью парных плавников может только плавать в воде

Большинство современных костистых рыб находится в состоянии биологического прогресса. Приведите не менее трёх доказательств, подтверждающих это положение.

Элементы ответа:

1) костистые рыбы характеризуются большим видовым разнообразием и высокой численностью;

2) они имеют большой ареал (Мировой океан и водоёмы Земного шара);

3) они имеют многочисленные приспособления к разнообразным условиям водной среды (окраска, форма тела, строение плавников и т. д.).

Генетический аппарат вируса представлен молекулой РНК. Фрагмент этой молекулы имеет нуклеотидную последовательность: ГУГАУАГГУЦУАУЦУ. Определите нуклеотидную последовательность фрагмента двухцепочечной молекулы ДНК, которая синтезируется в результате обратной транскрипции на РНК вируса. Установите последовательность нуклеотидов в иРНК и аминокислот во фрагменте белка вируса, которая закодирована в найденном фрагменте ДНК. Матрицей для синтеза иРНК, на которой идёт синтез вирусного белка, является вторая цепь ДНК, которая комплементарна первой цепи ДНК, найденной по вирусной РНК. Для решения задания используйте таблицу генетического кода.

Элементы ответа:

1) фрагмент двухцепочечной молекулы ДНК:

ЦАЦТАТЦЦАГАТАГА-

ГТГАТАГГТЦТАТЦТ-;

2) последовательность иРНК: -ЦАЦУАУЦЦАГАУАГА-;

3) последовательность аминокислот: -гис-тир-про-асп-арг-

Отрезок молекулы ДНК, определяющий первичную структуру полипептида, содержит следующую последовательность нуклеотидов: ААТГЦАЦГГ. Определите последовательность нуклеотидов на иРНК, число тРНК, участвующих в биосинтезе пептида, нуклеотидный состав их антикодонов и последовательность аминокислот, которые переносят эти тРНК. Для решения задачи используйте таблицу генетического года. Объясните полученные результаты.

1) на матрице ДНК синтезируется иРНК по принципу комплементарности; её последовательность: УУАЦГУГЦЦ;

2) антикодон каждой тРНК состоит из трёх нуклеотидов, следовательно, в биосинтезе пептида участвуют три молекулы тРНК, антикодоны тРНК: ААУ, ГЦА, ЦГГ, комплементарны кодонам иРНК;

3) последовательность аминокислот определяется по кодонам иРНК: – лей – арг – ала –

Кариотип одного из видов рыб составляет 56 хромосом. Определите число хромосом при сперматогенезе в клетках зоны роста и в клетках зоны созревания в конце первого деления. Объясните, какие процессы происходят в этих зонах.

Элементы ответа:

1) в зоне роста 56 хромосом;

2) в зоне созревания в конце первого деления в клетках 28 хромосом;

3) в зоне роста диплоидная клетка растёт, накапливает питательные вещества, число хромосом соответствует кариотипу организма (56);

4) в зоне созревания клетка делится мейозом, и в конце первого деления в клетках находится по 28 хромосом

В кариотипе одного из видов рыб 56 хромосом. Определите число хромосом и молекул ДНК в клетках при овогенезе в зоне роста в конце интерфазы и в конце зоны созревания гамет. Объясните полученные результаты.

Элементы ответа:

1) в зоне роста в период интерфазы в клетках число хромосом 56; число молекул ДНК равно 112;

2) в зоне окончательного созревания гамет в клетках 28 хромосом; число молекул ДНК – 28;

3) в зоне роста в период интерфазы число хромосом не изменяется; число молекул ДНК удваивается за счёт репликации;

4) в конце зоны созревания гамет происходит мейоз, число хромосом уменьшается в 2 раза, образуются гаплоидные клетки – гаметы, каждая хромосома содержит одну молекулу ДНК.

Какой хромосомный набор характерен для клеток спороносных побегов и заростка плауна? Объясните, из каких исходных клеток и в результате какого деления они образуются. Элементы ответа:

1) в клетках спороносных побегов диплоидный набор хромосом – 2n;

2) в клетках заростка гаплоидный набор хромосом – n;

3) спороносные побеги развиваются на взрослом растении в результате митоза;

4) заросток развивается из споры в результате митоза

Какой хромосомный набор характерен для клеток восьмиядерного зародышевого мешка и зародышевой почечки семени пшеницы. Объясните, из каких исходных клеток и в результате какого деления они образуются.

Элементы ответа:

1) клетки восьмиядерного зародышевого мешка гаплоидные – n;

2) в клетках зародышевой почечки диплоидный набор хромосом – 2n;

3) клетки зародышевой почечки развиваются из зиготы в результате митоза;

4) клетки восьмиядерного зародышевого мешка развиваются из гаплоидной мегаспоры митозом

У мышей гены окраски шерсти и длины хвоста не сцеплены. Длинный хвост (В) развивается только у гомозигот, короткий хвост развивается у гетерозигот. Рецессивные гены, определяющие длину хвоста, в гомозиготном состоянии вызывают гибель эмбрионов.

При скрещивании самок мышей с чёрной шерстью, коротким хвостом и самца с белой шерстью, длинным хвостом получено 50% особей с чёрной шерстью и длинным хвостом, 50% - с чёрной шерстью и коротким хвостом. Во втором случае скрестили полученную самку с чёрной шерстью, коротким хвостом и самца с белой шерстью, коротким хвостом. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы родителей, генотипы и фенотипы потомства в двух скрещиваниях, соотношение фенотипов во втором скрещивании. Объясните причину полученного фенотипического расщепления во втором скрещивании.

Схема решения задачи включает:

1) первое скрещивание:

генотипы родителей P: ♀ ААВb х ♂ ааВВ

чёрная шерсть, белая шерсть,

короткий хвост длинный хвост

G: АВ, Аb аВ

F 1: АаВВ – чёрная шерсть, длинный хвост;

АаВb – чёрная шерсть, короткий хвост;

2) второе скрещивание:

генотипы родителей P: ♀ АаВb х ♂ ааВb

чёрная шерсть, белая шерсть,

короткий хвост короткий хвост

G: АВ, Аb, аВ, аb аВ, аb

F 2: 1АаВВ – чёрная шерсть, длинный хвост;

2АаВb – чёрная шерсть, короткий хвост;

1ааВВ – белая шерсть, длинный хвост;

2ааВb – белая шерсть, короткий хвост;

3) во втором скрещивании фенотипическое расщепление особей:

1: 2: 1: 2, так как особи с генотипом Ааbb и ааbb погибают на эмбриональной стадии.

При скрещивании дигетерозиготного растения китайской примулы с фиолетовыми цветками, овальной пыльцой и растения с красными цветками круглой пыльцой в потомстве получилось: 51 растение с фиолетовыми цветками, овальной пыльцой, 15 – с фиолетовыми цветками, круглой пыльцой, 12 – с красными цветками, овальной пыльцой; 59 – с красными цветками, круглой пыльцой. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы родителей и потомства F1. Объясните формирование четырёх фенотипических групп.

Схема решения задачи включает:

1) Р: АаВb х ааbb

фиолетовые цветки, красные цветки

овальная пыльца круглая пыльца

G: АВ, Аb, аВ, аb аb

2) F 1: 51 АаВb – фиолетовые цветки, овальная пыльца;

15 Ааbb – фиолетовые цветки, круглая пыльца;

12 ааВb – красные цветки, овальная пыльца;

59 ааbb – красные цветки, круглая пыльца;

3) присутствие в потомстве двух групп особей (51 растение с фиолетовыми цветками, овальной пыльцой; 59 растений – с красными цветками, круглой пыльцой) примерно в равных долях – результат сцепления генов А и В, а и b. Две другие фенотипические группы образуются в результате кроссинговера.

Форма крыльев у дрозофилы – аутосомный ген, ген окраски глаз находится в Х-хромосоме. Гетерогаметным у дрозофилы является мужской пол.При скрещивании самок дрозофил с нормальными крыльями, красными глазами и самцов с редуцированными крыльями, белыми глазами всё потомство имело нормальные крылья и красные глаза. Получившихся в F1 самцов скрещивали с исходной родительской самкой. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы и фенотипы родителей и потомства в двух скрещиваниях. Какие законы наследственности проявляются в двух скрещиваниях?

Схема решения задачи включает:

3) проявляются законы независимого наследования признаков, так как гены двух признаков находятся в разных парах хромосом, и сцепленного с полом наследования, так как один из генов находится в Х-хромосоме.

Форма крыльев у дрозофилы - аутосомный ген, ген формы глаз находится в Х-хромосоме. Гетерогаметным у дрозофилы является мужской пол.

При скрещивании двух дрозофил с нормальными крыльями и нормальными глазами в потомстве появился самец с редуцированными крыльями и щелевидными глазами. Этого самца скрестили с родительской особью. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы родителей и потомства F1, генотипы и фенотипы потомства F2. Какая часть самок от общего числа потомков во втором скрещивании фенотипически сходна с родительской самкой? Определите их генотипы.

Схема решения задачи включает:

1) Р: ♀ АаХ В Х b х ♂ АаХ В Y

нормальные крылья нормальные крылья

нормальные глаза нормальные глаза

G: АХ В, АХ b , аХ В, аХ b , АХ В, аХ В, АY, аY

Генотип родившегося самца - ааХ b Y;

1) Р 1: ♀ АаХ В Х b х ааХ b Y

нормальные крылья редуцированные глаза

нормальные глаза щелевидные глаза

G: АХ В, АХ b , аХ В, аХ b , аХ b , аY

F 2: АаХ В Х b и АаХ В Y – нормальные крылья, нормальные глаза;

АаХ b Х b и АаХ b Y – нормальные крылья, щелевидные глаза;

ааХ В Х b и ааХ В Y – редуцированные крылья, нормальные глаза;

ааХ b Х b и ааХ b Y – редуцированные крылья, щелевидные глаза;

3) самки – 1/8 часть от общего числа потомков во втором поколении фенотипически сходны с родительской самкой; это самки с нормальными крыльями, нормальными глазами - Аа Х В Х b .

У крупного рогатого скота красная окраска шерсти неполно доминирует над светлой, окраска гетерозиготных особей чалая. Гены признаков аутосомные, не сцеплены.

Скрещивали красных комолых (В) коров и чалых рогатых быков, в потомстве получились красные комолые (безрогие) и чалые комолые особи. Полученные гибриды F1 с разными фенотипами были скрещены между собой. Составьте схемы решения задачи. Определите генотипы родителей и потомков в обоих скрещиваниях, соотношение фенотипов в поколении F2. Какой закон наследственности проявляется в данном случае? Ответ обоснуйте.

Схема решения задачи включает:

в F2 получится 4 разных фенотипа в соотношении:

3/8 AABB, 2AABb – красные комолые;

3/8 AaBB, 2AaBb – чалые комолые;

1/8 AAbb – красные рогатые;

1/8 Aabb – чалые рогатые;

3) проявляется закон независимого наследования признаков, так как гены двух признаков находятся в разных парах хромосом.

У канареек наличие хохолка – аутосомный ген, ген окраски оперения сцеплен с Х-хромосомой. Гетерогаметным у птиц является женский пол. Хохлатую коричневую самку канарейки скрестили с хохлатым (А) зелёным (B) самцом, в результате получилось потомство: хохлатые коричневые самцы, самцы без хохолка коричневые, хохлатые зелёные самки, самки без хохолка коричневые. Получившихся самцов без хохолка коричневых скрестили с получившимися гетерозиготными хохлатыми зелёными самками. Составьте схему решения задачи. Определите генотипы родительских особей, генотипы и фенотипы потомства. Какие законы наследственности проявляются в данном случае? Ответ обоснуйте.

Схема решения задачи включает:

3) проявляются закон независимого наследования признаков, так как гены двух признаков находятся в разных парах хромосом, и закон сцепленного с полом наследования, так как один ген находится в Х-хромосоме.

Главная » Кровля » Целлюлоза является полисахаридом. Гомополисахариды