Илья Биолог | Биология ЕГЭ

Плейотропия – явление множественного действия гена. Эта тема спрашивается на ЕГЭ по биологии и ей посвящены разделы в школьных учебниках.

Так, в качестве примера плейотропного действия гена приводят синдром Марфана, при котором мутация в гене отвечающего за состояние соединительной ткани вызывает ряд соматических нарушений: худоба, длинные и тонкие пальцы рук, впалая грудь, плоскостопие, искривление позвоночника, поражение сердце, сосудов и другое.

Само введение термина плейотропия подразумевает, что существуют гены, которые оказывают влияние исключительно на один фенотипический признак. С помощью этого, мы хотим отделить одни гены от других. Например, определенный ген отвечает только за форму плодов гороха: морщинистую или гладкую. То есть, это не плейотропный ген. Однако, откуда мы знаем что это на самом деле так?

Я бы задал здесь и другой вопрос: существуют ли вообще гены, которые влияют только на один фенотипический признак? Да и вообще, что такое признак? Можно ли сказать, что различный молекулярный состав разных клеток есть разные фенотипические признаки? Если да, то любой ген будет плейотропным, так как его экспрессия меняет молекулярный состав клетки и обеспечивает реализацию специфических функций продукта (по крайней мере в оптимальных для этого условиях). Даже если это отбросить, то все равно необходимы отдельные доказательства того, что продукт экспрессии гена – белок или РНК, будет влиять только на один признак организма и ни на никакой другой.

В случае с формой гороха, один из генов, который оказывает влияние на этот признак – SBEI, кодирует фермент, каталиризующий полимеризацию нитей крахмала. При мутации этого гена, в клетках плодов гороха нарушается синтез крахмала и следовательно накапливается сахароза, что приводит сначала к поглощению избыточного количества воды, а потом к ее потере. В результате этого семяна приобретают морщинистую форму. Вместе с этим, повышение количества доступной сахарозы может сказываться на метаболизме клетки и, например, приводить к увеличению количества липидов, что возможно повлечет за собой увеличение массы растения. Исходя из этого, можно предполагать, что растения с морщинистой формой плодов будут иметь большую массу. Хотя это конечно гипотетическая ситуация, и возможно здесь будет наоборот, обратная корреляция. Во всяком случае, это нужно проверять отдельно. Помимо этого, известно, что один белок может иметь различные функции.

В целом, исходя из представлений о сложноорганизованных метаболических путях в клетки и взаимосвязей ее компонетнов, становится неочевидным наличие такого гена, продукт которого был бы изолирован от всех систем клетки, за исключением той, на которую он влияет.

Мы начинали этот учебный год как проект EdKit, но руководители приняли решение о закрытии проекта. Так что текущие курсы по биологии закрываются, но тем не менее я продолжаю работать преподавателем биологии и ищу учеников :)

Занятия в мини-группах (до 7 человек) по подготовке к ЕГЭ по биологии 1500 рублей за занятие 90 минут. 2 занятия в неделю (12000 рублей за месяц)

Индивидуальные занятия по подготовке к ЕГЭ по биологии 3000 рублей за 60 минут

Мы с вами можем подготовиться с нуля на 90+ баллов

По поводу записи пишите мне @biomindq

Вы можете определить несколько различных изменений энергии в этом процессе. По мере приближения ATP к месту стыковки потенциальная электрическая энергия, которой обладают электроны, начинает изменяться, поскольку она зависит от их положения. Это изменение является результатом их отталкивающей силы по мере приближения. Эта сила отталкивания приводит к изменению энергии, в частности, электроны начинают двигаться. Движение - это другой вид энергии, кинетическая энергия. Движущиеся электроны используют свою кинетическую энергию для перемещения атомов и молекул. Это новое положение означает новое состояние потенциальной электрической энергии. Таким образом, изменение энергии на самом деле означает просто сравнение разницы между исходным и конечным состояниями, в которых находятся все атомы, а не волшебное плавучее вещество, которое перемещается. Мы можем измерить энергию каждого состояния и увидеть, что одно состояние повысилось, а другое понизилось, поэтому мы описываем это как передачу энергии.

Надеюсь, это поможет!

Нашел хорошее объяснение механизма передачи энергии при гидролизе АТФ от учителя физики Marty Frolick (автоматический перевод с английского⬇️)

Другие ответы хороши, но я чувствую вашу боль. Будучи студентом, я изо всех сил пытался понять, что на самом деле означают фразы типа “АТФ высвобождает свою энергию”. Конечно, в связях есть энергия, и когда связь разрывается при переходе от АТФ к АДФ, высвобождается энергия. Это по-прежнему звучит как волшебство, высвобождаемое в воздухе - как? В какой форме? Я думаю, это то, о чем вы на самом деле спрашиваете.

Ключ к пониманию сложностей биологии и химии заключается в том, чтобы немного изучить физику. Физика - это область энергии.

Энергия на самом деле вовсе не вещь - это скорее измерительный прибор. Точно так же, как мы используем валюту для измерения передачи богатства между людьми, Вселенная использует величину, называемую работой, для измерения передачи энергии между объектами. По сути, все, что происходит: затмения, приготовление макарон, превращение гусениц в бабочек и все остальное, что вы можете себе представить, - это просто обмен энергией. Это не означает, что что-то физически перемещается от одного объекта к другому. Вместо этого это означает, что энергия, связанная с одной вещью, повышается, в то время как другая снижается. в соответствии с очень специфическим законом сохранения, который кажется нерушимым.

Все, что вы видите, находится в определенном состоянии. Если бы ничто и никогда не меняло своего прежнего состояния, Вселенная была бы очень скучным местом. К счастью, точно так же, как у вас может быть 50 долларов наличными или 20 долларов в банке и удостоверение личности на 30 долларов, или драгоценная коллекционная фигурка из "Звездных войн" стоимостью 50 долларов, так и предметы во Вселенной могут обладать разными формами энергии. Вы можете продать свою фигурку и обменять ее на наличные, но, скорее всего, немного потеряете. Возможно, вам предложат всего 45 долларов, но все равно это выгодная сделка за Люка Скайуокера в оригинальной упаковке! Всякий раз, когда что-то происходит, энергия меняет форму - вот как мы узнаем, что что-то произошло! Кроме того, немного энергии теряется в виде тепла. Тепло - это как плата, которую взимают при обмене валюты.

Итак, когда вы берете молекулу АТФ, она находится в определенном состоянии. Превращение ее в АДФ означает изменение ее состояния, что означает обмен энергией. Обычно АТФ действует, связываясь с рецептором на клеточной мембране. Когда это происходит, электростатическое притяжение и отталкивание между электронами и протонами приводит к некоторому отталкиванию атомов, находящихся поблизости. Это приводит к перестановке электронов, в результате чего одни связи разрушаются, а другие образуются. Эта перестановка также может привести к тому, что молекулы в мембране также перетасуют свои электроны. Изменения в структуре связей приводят к изменению формы молекул. Например, закрепление АТФ на рецепторе белка в клеточной мембране вызывает перераспределение электронов, что приводит к разрыву фосфатной связи в АТФ, превращая ее в АДФ, а также к изменениям в связях белка, в результате чего он меняет свою форму. Изменение формы может открыть канал, который затем прокачивает ионы через мембрану. На самом деле ничего не передается от АТФ к белку - они просто сжимаются, и все электроны перемещаются к новым связям. Связи представляют собой потенциальную электрическую энергию электронов. Таким образом, они обмениваются энергией, пока не найдут наиболее низкое энергетическое состояние для новой комбинации. Атомы перемещаются, и теперь у вас есть АДФ и скрученный белок.

Ну что, как ваше лето проходит?
Мы вот жеска работаем в лабе каждый день🙃

На графиках выше продемонстрированы графики изменения численности особей в популяциях с r- и K-стратегией выживания.

Разбирали недавно на нашем курсе подготовки к ЕГЭ по биологии эти графики

Кто знает, что иллюстрируют данные графики? 🌼

4. Древний человек (неандерталец)

• Мозг: 1400см³
• Орудия труда: изготавливают, обрабатывают каменные орудия труда(острия, скребки, ножи).
• Общественный образ жизни
• Огонь: Использование и добыча
• Строительство очагов, жилья, первые захоронения, загонная охота на крупных копытных, хищников.

Данные, полученные методами генетики, свидетельствуют о том, что неандерталец не является нашим предком.

5. Кроманьонец

• Объем мозга: 1000-1600 см³
• Орудия труда: сложные, составные, из кости и камня.
• Родовые общины, обряды, искусство, земледелие , гончарное дело

Антропогенез

- процесс историко-эволюционного становления человека, как вида, развитие его трудовой деятельности и речи в процессе формирования общества

1. Дриопитек - общий предок человека, гориллы и шимпанзе.

Ходят в полувыпрямленном положении, лазающие.
Орудия труда: отсутствуют Стадный образ жизни

2. Австралопитек(человек умелый)

Прямохождение
Объем мозга: 430-550 см³
Орудия труда: естественные предметы
Родина - Южная и Восточная Африка

3. Древнейшие люди
(человек прямоходящий) : питекантроп, синантроп, гейдельбергский человек

Мозг: 700-1250 см³
Огонь: Поддержание и использование
Общественный образ жизни Орудия труда: примитивные (копье, сколотый камень, рубило)

Центриоли

Одно из важнейших свойств большинства клеток – наличие полярности

Клеточная полярность – это внутренняя асимметрия в виде неравномерного распределения органелл и молекул в цитоплазме.

Большинству эпителиальных клеток требуется некоторая форма клеточной полярности для их функционирования. Эти клетки получают информацию о своем окружении с помощью химических и механических сигналов и преобразуют эту информацию в полярность плазматической мембраны, связанных с ней белков и цитоскелета. После установления, полярность клеток поддерживается за счет трансцитоза, при котором везикулы переносят определенные мембранные белки в необходимые участки плазматической мембраны. При этом, именно межклеточные контакты являются основными организаторами установления и поддержания клеточной полярности.

Таким образом, механические воздействия на клетку играют важную регулирующую роль как в установлении, так и в поддержании клеточной полярности.

Эпителиальные клетки имеют апикально-базальную полярность, которая является результатом дифференциального распределения фосфолипидов, белковых комплексов и компонентов цитоскелета между различными доменами плазматической мембраны, отражая их специализированные функции.

Участок клеточной мембраны, обращенный в просвет органа, называется апикальным, в то время как участок клеточной мембраны, ориентированный в сторону и контактирующий с базальной мембраной (плотным межклеточным матриксом) называется базальным, а стороны клетки, контактирующие с соседними клетками, образуют латеральную поверхность клетки.

Известно, что апико-базальная поляризация эпителиальных клеток является необходимым условием для осуществления присущих им функций, как например секреция и поглощение определенных веществ.

Кусочек конференции с выступлением американского профессора