наука

Общая биология

ФЕНЕТИКА - направление генетики, изучающее характерные для разных популяций животных и растений дискретные, альтернативные, наследственно обусловленные признаки, или фены. Фены всегда отражают определённые черты генетической конституции конкретной особи. По совокупности фенов природные популяции отличаются друг от друга. Для выявления фенов всегда необходимо использовать крупную выборку особей. К фенам, например, можно отнести рисунок надкрылий клопа-солдатика, или цвет покровов прыткой ящерицы, или форму шва в черепе гренландского тюленя, или способ закрученности раковины (левозакрученная, правозакрученная) у моллюска и т. д. Чтобы изучить фенофонд популяции, необходимо учесть присутствие тех или иных фенов и определить частоту, с которой они встречаются в данной совокупности особей. Фенетика находит широкое применение в сфере охраны природы, в сельском, лесном и промысловом хозяйствах. Например, для восстановления численности соболя необходимо было предпринять ряд мер, связанных с отбором производителей в природных популяциях, которые, в свою очередь, выявлялись по набору признаков (фенов), имеющих хозяйственное значение, - крупные размеры зверьков, густота меха, темная окраска и т. д.

ФЕНОТИП - совокупность всех внешних и внутренних признаков и свойств особи, обусловленная генотипом и сформировавшаяся в процессе онтогенеза. Тот или иной фенотип можно считать проявлением нормы реакции организма на действия факторов внешней среды.

ФЕРМЕНТЫ - белковые катализаторы биохимических реакций.

ФИЛОГЕНЕЗ - историческое развитие организмов (процесс эволюции различных систематических групп).

ФОТОСИНТЕЗ - процесс образования органических соединений из СО₂ и Н₂О. Фотосинтез возможен только на свету. Процесс сопровождается высвобождением кислорода. Фотосинтез является основой для существования растений - как высших, так и низших - и некоторых простейших животных (например, жгутиконосцев, подобных эвглене зелёной). Пучок света улавливается фотосинтезирующим пигментом - хлорофиллом-а, находящимся на внутренних мембранах пластид. Сам процесс подразделяется на две стадии: световую и темповую. Во время световой стадии (фазы) энергия света, поглощённая хлорофиллом, переводит его в возбуждённое состояние. Электрон в составе хлорофилла поглощает квант света определённой длины волны и перемещается на более высокий уровень в этой молекуле. При перемещении возбуждённый электрон теряет энергию, которая служит для фосфорилиро-вания АДФ до АТФ. Часть электронов используется также для восстановления НАДФ в НАДФ Н. НАДФ является окисленной формой НАДФ Н. Последние являются сложными органическими соединениями, аккумулирующими энергию в клетке помимо АТФ. НАДФ Н и АТФ используются в клетке для синтеза углеводов, белков, нуклеиновых кислот и для других жизненно важных процессов, требующих затраты энергии. Под действием света в хлоропластах происходит также расщепление молекулы воды - фотолиз, при этом образуются электроны, которые возмещают электроны, потерянные хлорофиллом. В ходе фотолиза выделяется свободный кислород, который диффундирует сначала в межклетники, а затем через устьица поступает в атмосферу. В ходе реакции фотолиза также выделяются протоны Н. Суммарное уравнение выглядит так: 2Н₂О = 4Н + 4е + О₂. Итак, результатом световой фазы фотосинтеза является образование кислорода, синтез АТФ и восстановление НАДФ Н. Во время темновой фазы идёт процесс преобразования СО₂ в глюкозу C₆H₁₂O₆ с использованием энергии АТФ и НАДФ Н. Темновая фаза проходит в строме хлоропластов. Все реакции темновой фазы - это последовательные преобразования СО₂ в углеводы. Фиксация СО₂ носит циклический характер и называется циклом Кальвина, по имени американского учёного М. Кальвина, изучившего этот процесс. Помимо глюкозы, во время темновой фазы осуществляется синтез аминокислот, нуклеотидов и спиртов. Суммарное уравнение фотосинтеза выглядит так: 6СО₂ + 6Н₂О = С₆Н₁₂О₆ + О₂. Глюкоза, образующаяся в клетках, может ферментативно полимеризоваться в крахмал и целлюлозу. Крахмал является энергетическим резервом, а целлюлоза - основным строительным элементом клеточных стенок растений. В целом значение фотосинтеза трудно переоценить: кроме образования свободного, необходимого для дыхания кислорода, производятся органические вещества и снижается концентрация углекислоты, находящейся в атмосфере ( СО₂ попадает в атмосферу в результате дыхания, а также процессов пищеварения, разложения отмерших органических соединений, распада известняков, вулканической деятельности и т. д.).