Формування адаптацій на молекулярному та клітинному рівні

Реакції на молекулярному рівні спрямовані на підтримку ефективності у трьох напрямах:
Збереження структурної цілісності і функціональної активності макромолекул (НК, ферментів, білків, хроматину, рибосом, мембран)
2. Забезпечення організму джерелами енергії та речовинами для біосинтезу речовин
3. Регуляція обміну речовин та енергії, що вможливлює своєчасну зміну швидкості і напряму метаболічних процесів

3. Проаналізуйте графік змін кількості стійких до антибіотику бактерій сальмонелл, поясніть, чому з роками спостерігається зростання?
4. Чому з часом антибіотики, як ліки, стають неефективними?
Поміркуйте!
рис. 4.1. А рис 4.1.Б
1. Який напрям підтримки ефективності ілюструє даний приклад?
2. Під час порушень використання людиною антибіотиків в природнє середовище потрапляє велика кількість цих речовин. До яких змін в екосистемах це може призвести?
З’ясуйте!

Основою формування адаптацій на всіх рівнях організації є молекулярні та клітинні механізми збереження, зміни та реалізації генетичної інформації

Етапи реалізації
генетичної інформації

Мутація – будь-яка зміна спадкової інформації

Генні мутації

Сірповидно-клітинна анемія
Заміна одного нуклеотиду у відповідному гені призводить до синтезу замість нормального гемоглобіну А його зміненої форми- гемоглобіну S. При цьому еритроцити набувають серповидної форми і гинуть.
Ця мутація є сублетальною в нормальних умовах мешкання людини.
Утім в регіонах, де поширена малярія, швидка загибель серповидних еритроцитів має адаптивне значення , оскільки блокує розвиток малярійних плазмодіїв і тим забезпечує виживання людини

Хромосомні ( структурні) мутації

Кольорове бачення приматів – результат дуплікації

Геномні мутації
Поліплоїдія Анеуплоїдія

Поліплоїдія
До поліплоїдів належить чимало видів, серед яких пшениця,овес,тютюн,бавовник. Поліплоїдія мала величезне значення в еволюції дикорослих і культурних рослин. Вважають, що біля третини всіх видів рослин виникли за рахунок поліплоїдії, хоча в деяких групах наприклад в хвойних це явище спостерігається рідко.

Про природні антифрізи
Поміркуйте!

Формування адаптації на молекулярному рівні
Опрацюйте текст

Формування адаптації на молекулярному рівні
Опрацюйте текст

Формування адаптації на молекулярному рівні
Складіть схему
Вихідний матеріал
Мутація 2
Мутація 1
Результат

Механізми адаптацій на молекулярному рівні
Зміна концентрації наявних різновидів макромолекул, збільшення або зменшення синтезу тих чи інших білків
Синтез меланіну в шкірі людини як приклад полімерії (множинного алелізму)
Яке значення має ця адаптація?
До якої групи адаптацій ії можна віднести?
Під дією яких чинників середовища виникла ця адаптація?
Яка форма природного добору сприяла формуванню адаптації?

Механізми адаптацій на молекулярному рівні
2. Утворення нових різновидів макромолекул, які виявилися придатними для функціонування в нових умовах.
Які переваги надає квиткам ця особливість забарвлення?
До якої групи адаптацій ії можна віднести?
За допомогою якого виду мутацій, можливо, виникла ця адаптація?

Механізми адаптації на молекулярному рівні
Опрацюйте інформацію щодо властивостей гемоглобину типів А, G, F.
Зробіть висновки щодо біохімічного та фізіологічного сенсу цієї адаптації.
Гемоглобін дорослої людини - А-тип (від adult — дорослий)- містить два α— і два β-ланцюга. 1 г гемоглобіну А-типу пов’язує 1,34 мл O2.
У перші 3 місяці життя плоду людини у крові містяться ембріональні гемоглобины типу GI (4 ε ланцюга) і GII (2α і 2β ланцюга).
Потім формується гемоглобін F (від faetus — плід). Гемоглобин F представлений 2 ланцюгами α і 2 ланцюгами GI . Гемоглобін F має на 20-30 % більшу спорідненість до O2, ніж гемоглобін А.
У новонародженого до 50-80 % гемоглобіну представлені гемоглобіном F і 15-40 % — типом А, а до 3 років рівень гемоглобіну F знижується до 2 %.
2. Утворення нових різновидів макромолекул, які виявилися придатними для функціонування в нових умовах. У хребетних тварин і людини існують декілька форм гемоглобіну.
Наприклад, у людини розрізняють гемоглобін А, G, F.

Механізми адаптації на молекулярному рівні
3. Зміна регуляторних функцій білків і клітинних процесів метаболізму.

Механізми адаптації на молекулярному рівні
4. Ефективність використання наявних макромолекул ( метаболічна регуляція), яка залежіть від концентрації окремих низькомолекулярних речовин
Наприклад активність ферментів залежить від концентрації субстрату, продуктів ферментативної реакції, наявності мінеральних речовин або вітамінів
Проаналізуйте графік залежності швидкості ферментативної реакції від концентрації субстрату. Чим можна пояснити зниження швидкості реакції при суттєвому збільшенні концентрації субстрату?

Механізми адаптації на молекулярному рівні
5. Зміна просторової організації біополімерів
наприклад, білок пуротонін міститься в отруті гримучих змій і в зерні пшениці, де його відмінність визначається зайвим дисульфідним зв'язком
Пригадайте, про яку просторову структуру білка йде мова?
Як ви вважаете, який з білків –пшениці або гримучника – з’явився в процесі еволюції раніше? Завдяки якій мутації виник змінений білок?
Про що свідчить практично повна схожість будови білків рослини і тварини?

Перевірте себе

Домашнє завдання
Опрацювати § 3, стор. 12
Створити опорний конспект за матеріалом даної презентації
Виконати завдання:
Зверніть увагу на те, що природними антифризами
можуть бути білки, вуглеводи, ліпіди, спирти: