Шпаргалка НМТ з біології

Вода — 60–80% маси клітини (у середньому ~70%); полярна молекула-диполь, між молекулами якої утворюються водневі зв'язки. Саме тому вода має високу теплоємність, велику теплоту випаровування, поверхневий натяг і є універсальним розчинником.
• Гідрофільні (полярні) речовини розчиняються у воді (солі, цукри, амінокислоти); гідрофобні (неполярні) — ні (ліпіди, жири).
• Функції: розчинник, транспорт речовин, терморегуляція, середовище й учасник реакцій гідролізу, опорна (тургор).
Хімічні елементи: органогенні (O, C, H, N — разом ~98% маси), макроелементи (Ca, P, K, S, Na, Cl, Mg — понад 0,01%) та мікроелементи (Fe, Cu, Zn, I, F, Mn, Co — менше 0,01%).

Загальна формула Cₙ(H₂O)ₘ (спрощено (CH₂O)ₙ). Класифікація:
• Моносахариди: глюкоза і фруктоза (C₆, гексози), рибоза та дезоксирибоза (C₅, пентози).
• Дисахариди: сахароза (глюкоза + фруктоза), лактоза (глюкоза + галактоза), мальтоза (глюкоза + глюкоза).
• Полісахариди: крохмаль і глікоген (запасні), целюлоза (опора клітинної стінки рослин), хітин (клітинна стінка грибів і покриви членистоногих).
Функції: енергетична (1 г при повному окисненні дає ~17,6 кДж), запасна, будівельна (структурна), рецепторна (у складі глікопротеїнів мембран).

Гідрофобні речовини, нерозчинні у воді, але розчинні в органічних розчинниках. Жири (тригліцериди) — складні естери триатомного спирту гліцеролу і трьох вищих жирних кислот (насичених або ненасичених).
• Фосфоліпіди — основа подвійного ліпідного (біліпідного) шару мембран: мають гідрофільну «голову» і два гідрофобні «хвости».
• Стероїди: холестерол (компонент мембран тварин), статеві гормони, кортикостероїди, вітамін D.
Функції: енергетична (1 г дає ~38,9 кДж — найбільше серед органічних речовин), запасна, теплоізоляційна, захисна, будівельна (мембрани), джерело ендогенної (метаболічної) води.

Біополімери (макромолекули) з 20 різних амінокислот, з'єднаних пептидними зв'язками (−CO−NH−) між карбоксильною групою однієї та аміногрупою іншої амінокислоти.
• Первинна — лінійна послідовність амінокислот (пептидні зв'язки).
• Вторинна — α-спіраль або β-складчастий шар, утримується водневими зв'язками.
• Третинна — згортання ланцюга в глобулу (дисульфідні, іонні, водневі та гідрофобні взаємодії).
• Четвертинна — об'єднання кількох глобул-субодиниць (напр., гемоглобін — 4 субодиниці з гемом).

Денатурація — руйнування вторинної, третинної та четвертинної структур зі збереженням первинної (нагрівання, зміна pH, кислоти, солі важких металів, опромінення). За м'яких умов і збереженої первинної структури можлива ренатурація (часткове відновлення), однак часто денатурація незворотна. Руйнування первинної структури — деструкція (завжди незворотна).
Функції білків: будівельна (колаген, кератин, еластин), каталітична (ферменти), транспортна (гемоглобін), захисна (антитіла, фібриноген), рухова (актин, міозин), регуляторна/гормональна (інсулін), сигнальна (рецептори), енергетична (1 г — ~17,6 кДж).

Ферменти (ензими) — біологічні каталізатори переважно білкової природи (є й рибозими — каталітичні РНК), які знижують енергію активації реакцій.
• Діють специфічно за принципом «ключ–замок» — комплементарність субстрату й активного центру.
• Багато ферментів потребують кофакторів: іонів металів або органічних коферментів (часто похідних вітамінів).
• Активність залежить від температури (оптимум ~37 °C у людини), pH (пепсин — кисле середовище шлунка, трипсин — лужне) та концентрації субстрату.
Приклади: амілаза, пепсин, каталаза, ДНК-полімераза.

Біополімери з нуклеотидів; кожен нуклеотид = азотиста основа + пентоза + залишок ортофосфатної кислоти. Нуклеотиди сполучені фосфодіефірними зв'язками.
• ДНК: подвійна спіраль (модель Вотсона–Кріка), пентоза — дезоксирибоза, основи A, T, G, C. Комплементарність: A=T (2 водневі зв'язки), G≡C (3 водневі зв'язки). Правило Чаргаффа: кількість A=T, G=C. Функція — збереження й передача спадкової інформації.
• РНК: здебільшого одноланцюгова, пентоза — рибоза, замість тиміну — урацил (U). Типи: іРНК (мРНК) — матриця для синтезу білка, тРНК — транспорт амінокислот, рРНК — складова рибосом.

Аденозинтрифосфат (АТФ) — універсальний акумулятор і переносник енергії в клітині; за будовою — нуклеотид: аденін + рибоза + 3 залишки ортофосфатної кислоти.
• Два зв'язки між фосфатними залишками — макроергічні; при гідролізі кінцевого відщеплюється ~40 кДж/моль.
• АТФ ⇄ АДФ + Ф (гідроліз ↔ синтез — оборотний процес). Синтезується переважно в мітохондріях (клітинне дихання), а також у хлоропластах (фотосинтез) і частково в цитоплазмі (гліколіз).

Автори: М. Шлейден (1838, узагальнив дані про рослини) та Т. Шванн (1839, поширив висновки на тварин і сформулював теорію); Р. Вірхов (1855) доповнив її принципом «кожна клітина — лише з клітини» (Omnis cellula e cellula).
Основні положення (у сучасному вигляді):
• клітина — елементарна структурна, функціональна й відтворювальна одиниця живого;
• клітини всіх організмів подібні за будовою, хімічним складом та основними процесами життєдіяльності;
• нові клітини виникають лише поділом уже наявних (з передаванням спадкової інформації);
• багатоклітинний організм — цілісна інтегрована система клітин, об'єднаних у тканини й органи.

Плазматична мембрана побудована за рідинно-мозаїчною моделлю: подвійний шар фосфоліпідів (гідрофільні голівки — назовні, гідрофобні хвости — всередину) з вбудованими білками (інтегральними та периферичними) й молекулами холестеролу; ззовні розташований глікокалікс (вуглеводні ланцюги).
Транспорт речовин:
• пасивний (без витрат АТФ, за градієнтом концентрації): дифузія, осмос (рух води), полегшена дифузія через білки-переносники й канали;
• активний (з витратою АТФ, проти градієнта концентрації): напр., натрій-калієвий насос;
• транспорт у мембранній упаковці (цитоз): ендоцитоз (фагоцитоз — захоплення твердих частинок, піноцитоз — краплин рідини) та екзоцитоз (виведення речовин).

Ендоплазматична сітка (ЕПС) — система канальців і цистерн: гранулярна (шорстка) вкрита рибосомами й синтезує та транспортує білки; агранулярна (гладенька) — синтезує ліпіди й вуглеводи, знешкоджує токсини, депонує йони Ca²⁺.
Комплекс Гольджі — стопки сплощених цистерн: накопичує, хімічно модифікує, сортує й «пакує» речовини в пухирці, утворює лізосоми та секреторні гранули, будує компоненти мембран.
Лізосоми — одномембранні пухирці з гідролітичними (травними) ферментами: здійснюють внутрішньоклітинне травлення, руйнування відпрацьованих структур та автоліз («органели самознищення» клітини).

Мітохондрії — двомембранні органели; внутрішня мембрана утворює вирости — кристи, а напіврідкий матрикс містить власну кільцеву ДНК і дрібні (70S) рибосоми. Функція — клітинне дихання й синтез АТФ («енергетичні станції клітини»).
Пластиди (характерні для рослин і водоростей): хлоропласти (двомембранні; внутрішні мембрани — тилакоїди — зібрані у стопки-грани, містять хлорофіл; здійснюють фотосинтез), хромопласти (містять каротиноїди, зумовлюють забарвлення плодів, квіток, осіннього листя), лейкопласти (безбарвні, запасають крохмаль, олії, білки).
Мітохондрії й пластиди — напівавтономні (мають власні ДНК і рибосоми), що пояснює симбіотична гіпотеза їхнього походження.

Ядро оточене двомембранною оболонкою з порами (забезпечують обмін речовин із цитоплазмою); заповнене каріоплазмою, містить одне чи кілька ядерець (тут синтезується рРНК і формуються субодиниці рибосом) та хроматин.
Хромосома = ДНК + білки-гістони (нуклеопротеїд); під час поділу спіралізується (конденсується). Після подвоєння (реплікації) ДНК хромосома складається з двох сестринських хроматид, з'єднаних центромерою.
Набір хромосом: диплоїдний (2n) — у соматичних клітинах, гаплоїдний (n) — у статевих (гаметах). У людини 2n = 46 (23 пари), гамети — n = 23.

Прокаріоти (бактерії, ціанобактерії, археї): без оформленого ядра — кільцева ДНК зосереджена в зоні нуклеоїда; немає мембранних органел; рибосоми дрібні (70S); мають клітинну стінку, часто капсулу, джгутики, плазміди (дрібні кільця ДНК).
Еукаріоти (рослини, тварини, гриби, найпростіші): є ядро з оболонкою, лінійні хромосоми з гістонами, мембранні органели (мітохондрії, ЕПС, комплекс Гольджі тощо), рибосоми більші (80S).
Спільні риси: плазматична мембрана, цитоплазма, рибосоми, спадковий матеріал (ДНК), обмін речовин.

Клітинна стінка (розташована зовні від плазматичної мембрани): у рослин — із целюлози, у грибів — із хітину, у бактерій — із муреїну (пептидоглікану); надає клітині форми, міцності й захисту. У тваринних клітин клітинної стінки немає.
Цитоскелет — внутрішній опорно-руховий каркас: мікротрубочки (з білка тубуліну; утворюють веретено поділу, джгутики, війки), мікрофіламенти (з актину) та проміжні філаменти; забезпечують форму клітини, внутрішньоклітинний рух і поділ.
Вакуоля зрілої рослинної клітини велика, заповнена клітинним соком і підтримує тургорний тиск.

Віруси — неклітинні форми життя, облігатні внутрішньоклітинні паразити; поза клітиною існують як неактивна частинка — віріон. Будова: нуклеїнова кислота (ДНК або РНК) + білкова оболонка капсид; складні віруси мають ще й ліпідну суперкапсиду (напр., ВІЛ, вірус грипу).
Не мають власного обміну речовин і рибосом, тому розмножуються лише в клітині-хазяїні, використовуючи її ферменти та апарат синтезу білка.
Приклади: ВІЛ (ретровірус, РНК), віруси грипу, гепатиту; бактеріофаги вражають бактерії. Відкрив віруси Д. Івановський (1892, на прикладі вірусу тютюнової мозаїки).

Сукупність усіх хімічних реакцій в організмі; складається з двох протилежних, але нерозривно спряжених процесів.
• Пластичний обмін (анаболізм, асиміляція) — синтез складних органічних речовин із простіших із витратою енергії (фотосинтез, біосинтез білка, реплікація ДНК).
• Енергетичний обмін (катаболізм, дисиміляція) — розщеплення складних речовин до простіших із вивільненням енергії (клітинне дихання, гліколіз).
Процеси спряжені через АТФ (аденозинтрифосфат) — універсальний акумулятор і переносник енергії клітини: катаболізм її запасає (АДФ+Ф→АТФ), анаболізм витрачає (АТФ→АДФ). При гідролізі кінцевого макроергічного зв'язку (АТФ→АДФ) вивільняється ~40 кДж/моль.

Аеробне (повне) розщеплення глюкози проходить 3 етапи.
• Підготовчий — у травному каналі, а в клітині — в лізосомах; полімери (біополімери) розщеплюються до мономерів (білки→амінокислоти, полісахариди→глюкоза, жири→гліцерол і жирні кислоти). Енергія розсіюється у вигляді тепла, АТФ не утворюється.
• Безкисневий (гліколіз) — у цитоплазмі: 1 глюкоза → 2 молекули піровиноградної кислоти (ПВК); синтезується 2 АТФ (і 2 НАДH).
• Кисневий (аеробний) — у мітохондріях (окиснення ПВК, цикл Кребса та окисне фосфорилювання в дихальному ланцюзі); синтезується ще 36 АТФ.
Сумарно повне окиснення 1 глюкози дає 38 АТФ.

Гліколіз — безкисневе ферментативне розщеплення глюкози в цитоплазмі до 2 ПВК з утворенням 2 АТФ і 2 НАДH.
За відсутності кисню ПВК далі перетворюється шляхом бродіння (без участі мітохондрій):
• Молочнокисле — ПВК → молочна кислота (у м'язах людини при інтенсивному навантаженні та в молочнокислих бактерій); CO₂ не виділяється.
• Спиртове — ПВК → етанол + CO₂ (дріжджі та деякі гриби).
Бродіння енергетично невигідне: лише 2 АТФ на глюкозу (як і сам гліколіз), бо органічні речовини окиснюються неповно.

Відбувається в матриксі мітохондрій. Спершу ПВК окиснювально декарбоксилюється (відщеплюється CO₂) і перетворюється на ацетил-КоА, який і вступає в цикл.
• Ацетильний залишок повністю окиснюється до CO₂.
• За один оберт утворюються багаті на енергію переносники НАДH і ФАДH₂, а також 1 ГТФ (енергетичний еквівалент АТФ).
НАДH і ФАДH₂ передають електрони й протони в дихальний (електронно-транспортний) ланцюг на внутрішній мембрані мітохондрій, де відбувається окисне фосфорилювання — синтез основної маси АТФ. Кінцевий акцептор електронів — кисень (O₂), унаслідок чого утворюється вода.

Фотосинтез — синтез органічних речовин із CO₂ і H₂O за рахунок енергії світла й участі хлорофілу; відбувається в хлоропластах.
Світлова фаза — на мембранах тилакоїдів (гран), лише на світлі:
• Хлорофіл поглинає світло, електрони збуджуються; енергія використовується для синтезу АТФ (фотофосфорилювання) і відновлення НАДФ·H.
• Фотоліз води: під дією світла H₂O розкладається на H⁺, електрони та O₂, який виділяється як побічний продукт.
Саме тут утворюється весь атмосферний кисень.

Темнова фаза (цикл Кальвіна) — у стромі хлоропласта; світло безпосередньо не потрібне, але потрібні продукти світлової фази (АТФ і НАДФ·H).
• Відбувається фіксація CO₂ та відновлення його до вуглеводів (глюкози).
• Джерело енергії — АТФ, джерело водню (відновник) — НАДФ·H, утворені у світловій фазі.
Повне рівняння фотосинтезу: 6CO₂ + 12H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂ + 6H₂O (часто в шкільному курсі спрощують до 6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂).

Перший етап біосинтезу білка (реакція пластичного обміну) — переписування спадкової інформації з ДНК на і-РНК (мРНК). Відбувається в ядрі за участю ферменту РНК-полімерази.
• Синтез іде за принципом комплементарності на матричному ланцюзі ДНК: А(ДНК)–У(РНК), Т(ДНК)–А(РНК), Г(ДНК)–Ц(РНК), Ц(ДНК)–Г(РНК) — в РНК замість тиміну стоїть урацил (У).
• Матриця — один (кодогенний) ланцюг ДНК; продукт — одноланцюгова і-РНК, яка виходить із ядра в цитоплазму до рибосом.

Трансляція — синтез поліпептиду (білка) на рибосомі за матрицею і-РНК; амінокислоти доставляє т-РНК, антикодон якої комплементарно розпізнає кодон і-РНК.
Генетичний код — триплетний: один кодон (3 нуклеотиди) кодує 1 амінокислоту. Його властивості:
• Триплетність; однозначність (кодон = лише одна АК); виродженість (одну АК може кодувати кілька кодонів); універсальність (єдиний для майже всіх організмів); неперекривність і безперервність (зчитується підряд, без «розділових знаків»).
• Старт-кодон — АУГ (метіонін); стоп-кодони — УАА, УАГ, УГА — амінокислот не кодують і припиняють синтез.

Клітинний цикл — період життя клітини від її утворення (внаслідок поділу материнської) до власного поділу або загибелі. Складається з інтерфази (підготовка) і власне поділу (мітозу/мейозу). Інтерфаза має три періоди: G₁ (пресинтетичний — ріст клітини, синтез білків та РНК, набір 2n2c), S (синтетичний — реплікація ДНК, кількість ДНК подвоюється: 2n2c→2n4c, кожна хромосома стає двохроматидною), G₂ (постсинтетичний — синтез білків веретена поділу, накопичення енергії, подвоєння центріолей). Клітини, що вийшли з циклу у стан спокою, перебувають у періоді G₀.

Мітоз — основний спосіб поділу соматичних клітин, що дає 2 дочірні клітини, генетично ідентичні материнській (набір 2n зберігається). Фази:
• Профаза — спіралізація (конденсація) хромосом, зникнення ядерця й ядерної оболонки, формування веретена поділу.
• Метафаза — двохроматидні хромосоми шикуються по екватору (метафазна пластинка); зручно рахувати хромосоми.
• Анафаза — сестринські хроматиди роз’єднуються й розходяться до полюсів (кожна стає окремою хромосомою).
• Телофаза — деспіралізація хромосом, відновлення ядерних оболонок і ядерець; завершується цитокінезом (поділ цитоплазми).

Забезпечує точну (еквівалентну) передачу спадкової інформації дочірнім клітинам — набір 2n і структура каріотипу зберігаються. Лежить в основі:
• росту багатоклітинного організму;
• регенерації (відновлення пошкоджених тканин);
• безстатевого розмноження (вегетативне, брунькування, поділ);
• заміни відмерлих та зношених клітин.
Дочірні клітини генетично тотожні материнській — це основа сталості каріотипу виду й генетичної стабільності організму.

Мейоз — поділ дозрівання статевих клітин: з однієї диплоїдної (2n) клітини утворюються 4 гаплоїдні (n) клітини. Складається з двох послідовних поділів, а реплікація ДНК (S-період) відбувається лише один раз — перед мейозом I. Між першим і другим поділами — коротка інтеркінеза БЕЗ подвоєння ДНК.
• Мейоз I — редукційний: розходяться гомологічні хромосоми, набір стає гаплоїдним (2n→n), але хромосоми ще двохроматидні.
• Мейоз II — екваційний: роз’єднуються сестринські хроматиди (як у мітозі), утворюються однохроматидні хромосоми.

У профазі мейозу I гомологічні хромосоми тісно зближуються по всій довжині — це кон’югація (утворюються біваленти, або тетради — по 4 хроматиди). Між хроматидами гомологів відбувається кросинговер — взаємний обмін відповідними ділянками (генами). Кросинговер разом із незалежним (випадковим) розходженням гомологічних хромосом в анафазі I створює комбінативну мінливість — головне джерело різноманіття гамет і нащадків при статевому розмноженні.

Гамети — статеві клітини з гаплоїдним набором хромосом (n). Сперматозоїд — дрібний, рухливий, має джгутик, майже без запасу поживних речовин; яйцеклітина — велика, нерухома, містить значний запас поживних речовин (жовток). Зі злиття гамет (запліднення) утворюється диплоїдна зигота (2n), яка відновлює видовий набір хромосом.
У людини: 2n=46, гамета n=23; зигота знову має 46 хромосом.

Нестатеве — за участю одного організму, без гамет; нащадки — генетичні копії материнського (в основі — мітоз):
• поділ надвоє (бактерії, амеба, евглена), • брунькування (гідра, дріжджі), • спороутворення (гриби, мохи, папороті), • вегетативне (живці, бульби, вуса, кореневища).
Статеве — зазвичай за участю двох батьків і злиття гамет; нащадки генетично різні. Особлива форма — партеногенез (розвиток нового організму з незаплідненої яйцеклітини — бджоли, попелиці, деякі ящірки).

Онтогенез — індивідуальний розвиток особини від утворення зиготи (або від початку самостійного існування) до природної смерті. Періоди: ембріональний (зародковий) і постембріональний (післязародковий). Стадії ембріогенезу: дроблення → бластула (одношаровий зародок з порожниною) → гаструла (утворення зародкових листків — екто-, енто-, а згодом мезодерма) → нейрула/органогенез (закладання органів).
Постембріональний розвиток буває прямий (нащадок схожий на дорослого — плазуни, птахи, ссавці) і непрямий — з метаморфозом і личинковою стадією (комахи, земноводні).

I закон (одноманітності гібридів F1): при схрещуванні двох гомозигот (чистих ліній), що різняться за однією ознакою (AA × aa), усе перше покоління F1 однакове за фенотипом і генотипом — гетерозиготи (Aa), у яких виявляється лише домінантна ознака.
II закон (розщеплення): при схрещуванні гібридів F1 між собою (Aa × Aa) у F2 спостерігається розщеплення 3:1 за фенотипом (3 з домінантною : 1 з рецесивною ознакою) і 1:2:1 за генотипом (1AA : 2Aa : 1aa).
Умови виконання: повне домінування, гомозиготні (чисті) батьківські форми, велика вибірка нащадків, рівна життєздатність усіх генотипів.

Аналізуюче схрещування — схрещування особини з невідомим генотипом (домінантний фенотип) із гомозиготою рецесивною (aa) для визначення її генотипу: якщо всі нащадки однакові (домінантні) — досліджувана особина AA; якщо розщеплення 1:1 — вона гетерозигота Aa.
Неповне домінування (проміжне успадкування): домінантний алель не повністю пригнічує рецесивний, тож гетерозигота має проміжний фенотип (напр. рожеві квіти нічної красуні від схрещування червоної × білої). У F2 розщеплення за фенотипом і за генотипом збігається — 1:2:1, бо кожен генотип має власний фенотип.

III закон Менделя (незалежного успадкування ознак): гени різних ознак, розташовані в різних (негомологічних) парах хромосом, успадковуються й комбінуються незалежно один від одного.
При схрещуванні дигетерозигот (AaBb × AaBb) у F2 розщеплення за фенотипом становить 9:3:3:1.
Дигетерозигота утворює 4 типи гамет в рівних частках (AB, Ab, aB, ab). Цитологічна основа закону — незалежне розходження негомологічних хромосом до полюсів клітини в анафазі I мейозу.

Закон Т. Моргана (зчепленого успадкування): гени, розташовані в одній хромосомі, утворюють групу зчеплення й успадковуються переважно разом. Число груп зчеплення дорівнює гаплоїдному набору хромосом (у людини — 23).
Повне зчеплення порушується кросинговером — взаємним обміном ділянками між несестринськими хроматидами гомологічних хромосом у профазі I мейозу. Що більша відстань між генами, то частіший кросинговер і рекомбінація. Це використовують для складання генетичних карт: 1% кросоверів = 1 морганіда (сантиморган).

Стать визначається статевими хромосомами. У людини (та ссавців): жінка — XX (гомогаметна, дає гамети лише з X), чоловік — XY (гетерогаметна, дає гамети з X або Y). Тому стать дитини визначає сперматозоїд.
У птахів і метеликів — навпаки: самки гетерогаметні ZW, самці гомогаметні ZZ.
Ознаки, зчеплені зі статтю — гени, розташовані в X-хромосомі (гемофілія, дальтонізм). Вони рецесивні, тож частіше виявляються в чоловіків, бо в них лише одна X-хромосома (гемізиготність); жінка з однією такою алеллю — здоровий носій.

Модифікаційна (фенотипова, ненаспадкова) мінливість — зміни фенотипу під впливом умов середовища без зміни генотипу; не успадковується.
Властивості: групова (однакова в особин одного генотипу за однакових умов), зворотна, адаптивна (пристосувальна), має чіткі межі — норму реакції (діапазон мінливості ознаки, заданий генотипом).
Ознаки з вузькою нормою реакції (жирність молока, забарвлення) і широкою (маса тіла, надій молока, кількість листя). Кількісно модифікаційну мінливість описують варіаційним рядом і варіаційною кривою.

Мутації — стійкі, раптові спадкові зміни генетичного матеріалу; вони індивідуальні, ненапрямлені (випадкові) й успадковуються.
За рівнем змін: генні (точкові зміни нуклеотидів у межах гена — серпоподібноклітинна анемія), хромосомні (перебудови хромосом: делеція, дуплікація, інверсія, транслокація), геномні (зміна числа хромосом: поліплоїдія — кратне збільшення наборів; анеуплоїдія — зміна на окремі хромосоми, напр. трисомія за 21-ю парою = синдром Дауна).
Мутагени: фізичні (іонізуюче випромінювання, УФ), хімічні (колхіцин, нітритні сполуки), біологічні (віруси).

Комбінативна мінливість — виникнення нових поєднань уже наявних генів без зміни їхньої структури. Три джерела: кросинговер (профаза I), незалежне розходження гомологічних хромосом в анафазі I мейозу, випадкове поєднання гамет при заплідненні.
Селекція — наука про створення й поліпшення сортів рослин, порід тварин і штамів мікроорганізмів. Методи: гібридизація, штучний добір (масовий та індивідуальний), гетерозис (гібридна сила F1), поліплоїдія, штучний мутагенез.
М. І. Вавилов сформулював закон гомологічних рядів спадкової мінливості та вчення про центри походження культурних рослин.

Твірна (меристема) — клітини постійно діляться й забезпечують ріст: верхівкова (ріст пагона й кореня в довжину), бічна — камбій (вторинне потовщення стебла й кореня), вставна (у злаків).
Покривна — епідерма (шкірка, з продихами й волосками), корок і кірка (вторинна, у деревних).
Основна — асиміляційна (хлоренхіма, фотосинтез) і запасаюча.
Провідна — ксилема (деревина; судини й трахеїди — вода й мінеральні солі вгору) і флоема (луб; ситоподібні трубки з клітинами-супутницями — органічні речовини від листків).
Механічна — коленхіма (жива, гнучка) і склеренхіма (мертві товстостінні клітини — волокна, кам'янисті клітини; опора).

Кореневі системи: стрижнева (головний корінь добре виражений — характерна для дводольних, напр. квасоля) і мичкувата (з додаткових коренів, головний не виражений — однодольні, пшениця).
Зони кореня: поділу (прикрита кореневим чохликом), розтягування (росту), всмоктування (з кореневими волосками), проведення.
Пагін = стебло + листки + бруньки; вузол — місце прикріплення листка, міжвузля — ділянка між вузлами. Брунька — зачатковий пагін (вегетативна або генеративна/квіткова).
Видозміни: коренеплід (морква, буряк — потовщений корінь), кореневі бульби (жоржина); а бульба (картопля), цибулина (цибуля), кореневище (пирій) — видозмінені пагони.

Частини: листкова пластинка, черешок, основа, іноді прилистки. Сидячий листок — без черешка (пластинка на стеблі основою).
Жилкування: сітчасте/перисте (дводольні), паралельне й дугове (однодольні).
Прості (одна пластинка) й складні (кілька окремих листочків — акація, каштан, горіх).
Внутрішня будова: епідерма з продихами (пара замикальних клітин; газообмін і транспірація), стовпчаста та губчаста хлоренхіма з хлоропластами, провідні пучки (жилки).
Фотосинтез (у хлоропластах, за участю хлорофілу): 6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂ (світлова й темнова фази).

Частини: оцвітина — подвійна (чашечка з чашолистків + віночок з пелюсток) або проста; тичинки (пиляк + тичинкова нитка — чоловічі органи) і маточка (приймочка, стовпчик, зав'язь — жіночий орган).
Квітки двостатеві (тичинки й маточка разом) та одностатеві; рослини однодомні (кукурудза) й дводомні (тополя, верба).
Суцвіття: китиця, простий і складний колос, кошик (соняшник), зонтик, головка (конюшина).
Запилення: самозапилення й перехресне (вітром, комахами, рідше водою). У покритонасінних — подвійне запліднення (відкрив С. Навашин, Київ, 1898 р.).

Насінина: зародок (зародковий корінець, стебельце, брунечка, сім'ядолі), запас поживних речовин (в ендоспермі та/або сім'ядолях), насінна шкірка.
Однодольні — 1 сім'ядоля (злаки, цибуля); дводольні — 2 сім'ядолі (квасоля, соняшник).
Плід утворюється переважно із зав'язі маточки. Соковиті: ягода (томат, виноград), кістянка (вишня, слива), яблуко; сухі: біб, стручок, зернівка, сім'янка, горіх, коробочка.
За кількістю насінин — однонасінні (зернівка, сім'янка, горіх) і багатонасінні (біб, коробочка). Яблуко — несправжній плід (у формуванні бере участь і квітколоже).

Водорості — нижчі рослини, тіло-слань (талом), без справжніх тканин і органів (одноклітинна хлорела, нитчаста спірогіра, багатоклітинна ламінарія).
Мохи — вищі спорові; у циклі переважає гаметофіт, ризоїди замість коренів (зозулин льон, білий мох сфагнум).
Вищі спорові судинні (папороті, хвощі, плауни) — мають тканини й провідні судини, розмножуються спорами, переважає спорофіт.
Голонасінні — насінини лежать відкрито на лусках шишок, немає квітки й плоду (сосна, ялина, ялівець).
Покритонасінні (квіткові) — є квітка й плід, насіння захищене оплоднем.

Гриби — окреме царство: тіло — міцелій із гіфів, клітинна стінка з хітину, гетеротрофи, запасна речовина — глікоген; багато утворюють мікоризу (симбіоз із коренями дерев). Приклади: білий гриб, цвілевий пеніцил, одноклітинні дріжджі.
Лишайник — симбіоз гриба з водорістю та/або ціанобактерією; за будовою накипні, листуваті, кущисті; чутливі індикатори чистоти повітря.
Бактерії — прокаріоти (спадковий матеріал у нуклеоїді, немає ядра й мітохондрій); форми: коки, бацили (палички), вібріони, спірили. Розмноження — поділ навпіл; роль — гниття (редуценти), азотфіксація (бульбочкові бактерії), бродіння, хвороби.

Двошарові тварини: зовнішній шар — ектодерма, внутрішній — ентодерма, між ними неклітинна драглиста мезоглея (не справжній третій шар).
• Променева (радіальна) симетрія — пристосування до сидячого чи вільноплавного способу життя.
• Кишкова (гастральна) порожнина з єдиним отвором — ротом: через нього надходить їжа й виводяться неперетравлені рештки.
• Жалкі клітини (кнідоцити) зі стрекальними капсулами — для захисту й нападу.
• Дифузна (сітчаста) нервова система — уперше з'являється саме в цього типу.
• Дві життєві форми: поліп (сидяча) і медуза (рухлива); висока здатність до регенерації.
• Приклади: гідра прісноводна, медузи (аурелія, корнерот), актинії, корали. Розмноження статеве та нестатеве (брунькування).

Плоскі черви — тришарові (є мезодерма), двобічна симетрія, порожнини тіла немає (проміжки заповнені паренхімою); видільна система — протонефридії. Приклади: планарія, печінковий сисун, бичачий ціп'як.
Круглі черви (нематоди) — первинна порожнина тіла, наскрізний кишечник (рот + анус), здебільшого роздільностатеві. Приклади: аскарида, гострик, трихінела.
Кільчасті черви — вторинна порожнина (целом), сегментоване (кільчасте) тіло, замкнена кровоносна система, метанефридії, черевний нервовий ланцюжок. Приклади: дощовий черв'як, п'явка, нереїда.

М'якотілі, здебільшого з двобічною симетрією (у черевоногих — асиметрія). Тіло поділене на голову, тулуб і ногу, вкрите шкірною складкою — мантією, яка виділяє черепашку з CaCO₃.
Класи:
• Черевоногі — ставковик, виноградний слимак, слизень; є радула (тертка).
• Двостулкові — беззубка, мідія, устриця; фільтратори, без голови й радули.
• Головоногі — кальмар, восьминіг, каракатиця; хижаки, нога перетворена на щупальця.
Кровоносна система незамкнена (у головоногих — замкнена); є серце.

Найчисленніший тип тварин. Спільні ознаки: членисті кінцівки, зовнішній хітиновий скелет (кутикула), сегментоване тіло, ріст супроводжується линянням.
• Ракоподібні — 2 пари вусиків, дихання зябрами, у річкового рака 5 пар ходильних ніг. Приклади: рак, краб, дафнія, циклоп.
• Павукоподібні — 4 пари ходильних ніг, вусиків НЕМАЄ, дихання легеневими мішками й трахеями. Приклади: павук, кліщ, скорпіон.
• Комахи — тіло з 3 відділів (голова, груди, черевце), 3 пари ніг, 1 пара вусиків, фасеткові (складні) очі, часто крила, дихання трахеями.

Ознаки хордових: хорда (осьовий скелет), нервова трубка на спинному боці, зяброві щілини в глотці.
Риби: двокамерне серце, одне коло кровообігу, дихання зябрами, холоднокровні (пойкілотермні), є бічна лінія. Класи: хрящові (акула, скат) і кісткові (окунь, короп).
Амфібії (земноводні): трикамерне серце (2 передсердя + 1 шлуночок), два кола кровообігу, дихання шкірне + легеневе, розвиток із метаморфозом (личинка — пуголовок), розмноження й запліднення у воді. Приклади: жаба, ропуха, тритон, саламандра.

Плазуни (Рептилії): справжні суходільні хребетні; суха шкіра з роговими лусками чи щитками, дихання лише легеневе, серце трикамерне (у крокодилів — чотирикамерне, з повною перегородкою в шлуночку), холоднокровні; розмноження на суходолі, яйця вкриті шкаралупою. Приклади: ящірка, змія, черепаха, крокодил.
Птахи: теплокровні (гомойотермні), серце чотирикамерне, тіло вкрите пір'ям, кістки полегшені (з повітряними порожнинами), беззубий дзьоб, подвійне дихання за участю повітряних мішків.

Теплокровні хребетні; серце чотирикамерне, два кола кровообігу. Шкіра з волосяним покривом і залозами (потовими, сальними, молочними — вигодовування малят молоком). Є діафрагма — м'яз, що бере участь у диханні. Зуби диференційовані: різці, ікла, малі та великі кутні.
Групи:
• Першозвірі (яйцекладні) — качкодзьоб, єхидна (відкладають яйця).
• Сумчасті — кенгуру, коала (дитинча доношується в сумці).
• Плацентарні — більшість ссавців (розвиток зародка в матці через плаценту).
Найрозвиненіша кора великих півкуль головного мозку.

Ускладнення будови в ході еволюції — від нижчих тварин до вищих:
• Кровоносна: незамкнена (членистоногі, більшість молюсків) → замкнена (кільчасті черви, хордові).
• Дихальна: дифузія через поверхню тіла → зябра → трахеї / легені.
• Видільна: протонефридії (плоскі черви) → метанефридії (кільчасті черви) → нирки (хордові).
• Нервова: дифузна (сітчаста) → вузлова (черви, членистоногі) → трубчаста (хордові).

Скелет дорослої людини — близько 206 кісток. За хімічним складом кістка на ~1/3 органічна (білок осеїн — забезпечує пружність і гнучкість) і на ~2/3 неорганічна (солі кальцію та фосфору — забезпечують твердість і міцність).
• Типи кісток: трубчасті (довгі — стегнова, плечова; короткі — фаланги пальців), губчасті (надколінок, кістки зап'ястка й передплесна), плоскі (лопатка, тазові, кістки склепіння черепа), змішані (хребці, деякі кістки черепа).
• З'єднання кісток: нерухоме (шви черепа, зрослі кістки), напіврухоме (хребет, лобковий симфіз — через хрящ), рухоме — суглоб (є суглобова капсула, порожнина із синовіальною рідиною).
М'язи: гладенькі (мимовільні, у стінках внутрішніх органів і судин), скелетні поперечносмугасті (довільні, кріпляться до кісток), серцевий (поперечносмугастий, але скорочується мимовільно, має автоматію).

Кров — рідка сполучна тканина: плазма (~55%) + формені елементи (~45%).
• Еритроцити — без'ядерні, двоввігнуті, містять гемоглобін, переносять O₂ (у вигляді оксигемоглобіну) та частину CO₂; ~4–5 млн/мм³.
• Лейкоцити — ядерні, здійснюють імунний захист, здатні до фагоцитозу (відкрив І. Мечников).
• Тромбоцити — без'ядерні фрагменти клітин, забезпечують зсідання крові (розчинний фібриноген → нерозчинний фібрин, що утворює тромб).
Групи крові за системою АВ0: I(0), II(A), III(B), IV(AB); окремо — резус-фактор (Rh⁺/Rh⁻). Імунітет: вроджений (неспецифічний) та набутий (специфічний) — активний (виробляється після хвороби або вакцинації) чи пасивний (готові антитіла з сироваткою або від матері).

Повітроносний шлях: носова порожнина → носоглотка → гортань → трахея → бронхи → бронхіоли → альвеоли.
• Газообмін відбувається в альвеолах шляхом дифузії (O₂ у кров, CO₂ з крові — за градієнтом концентрацій).
• Вдих (активний): діафрагма скорочується й опускається, зовнішні міжреберні м'язи піднімають ребра, об'єм грудної клітки й легень зростає, тиск падає.
• Видих у спокої — пасивний (м'язи розслабляються).
• Дихальний центр — у довгастому мозку; збуджується насамперед надлишком CO₂ у крові.
• Життєва ємність легень (ЖЄЛ) — у середньому ~3500 мл (залежить від статі, віку, тренованості).

Шлях їжі: ротова порожнина → глотка → стравохід → шлунок → тонкий кишківник → товстий кишківник.
• У роті амілаза слини починає розщеплювати крохмаль (полісахариди) у слаболужному середовищі.
• Шлунок: пепсин діє в кислому середовищі (HCl) і розщеплює білки.
• Тонкий кишківник (дванадцятипала кишка): сік підшлункової залози (трипсин — білки, ліпаза — жири, амілаза — вуглеводи), жовч печінки емульгує жири (подрібнює на краплі). Основне всмоктування — через ворсинки.
• Товстий кишківник: всмоктування води й мінеральних солей, формування калу, синтез вітамінів K та групи B симбіотичною мікрофлорою.

Основний орган виділення — нирки; структурно-функціональна одиниця — нефрон (капсула з клубочком + система канальців).
• Етапи утворення сечі: фільтрація (у капсулі Боумена-Шумлянського з плазми утворюється первинна сеча ~150–180 л/добу) → реабсорбція (зворотне всмоктування води й корисних речовин у канальцях) → вторинна сеча (~1,5 л/добу) → збірні трубочки → сечовід → сечовий міхур.
• Первинна сеча = плазма крові без білків (містить глюкозу, амінокислоти, солі); вторинна сеча містить сечовину, сечову кислоту, надлишок солей.
Додаткові органи виділення: шкіра (піт), легені (CO₂, пари води), частково кишківник.

НС: за будовою — центральна (головний і спинний мозок) + периферична (нерви, вузли); за функцією — соматична (керує скелетними м'язами) і вегетативна (симпатична — мобілізує; парасимпатична — відновлює).
Відділи головного мозку: довгастий (дихання, серцебиття, захисні рефлекси), міст, мозочок (координація рухів, рівновага, м'язовий тонус), середній, проміжний (таламус, гіпоталамус), кора великих півкуль (вища нервова діяльність).
Ендокринна регуляція — гормонами через кров: інсулін (↓ глюкози) й глюкагон (↑ глюкози) — підшлункова; тироксин (містить йод) — щитоподібна; адреналін — наднирники; соматотропін (гормон росту) — гіпофіз.

Аналізатор = рецептор + провідні шляхи (нерви) + чутлива зона кори (поняття ввів І. Павлов).
• Око: світло → рогівка → зіниця (отвір у райдужці) → кришталик (акомодація) → скловидне тіло → сітківка (палички — чорно-білий/сутінковий зір; колбочки — кольоровий зір); далі зоровий нерв → потилична частка кори.
• Вухо: зовнішнє (вушна раковина, слуховий прохід) → середнє (слухові кісточки — молоточок, коваделко, стремінце) → внутрішнє (завитка — орган слуху; присінок і півколові канали — орган рівноваги/вестибулярний апарат).
• Смак і нюх — хеморецептори; дотик, тиск, температура — рецептори шкіри.

Екосистема = біоценоз (живі організми) + біотоп (умови середовища). Функціональні групи: продуценти (автотрофи — рослини, ціанобактерії, створюють органіку), консументи (гетеротрофи-споживачі — тварини), редуценти (бактерії, гриби — розкладають органіку до мінеральних речовин).
• Ланцюг живлення (пасовищний або детритний) починається з продуцентів; діє правило 10%: на кожен наступний трофічний рівень переходить лише ~1/10 енергії (звідси — екологічні піраміди).
• Екологічні чинники: абіотичні, біотичні, антропогенні.
• Біосфера — оболонка життя (вчення В. Вернадського); межі: нижня частина атмосфери (до озонового шару, ~20–25 км), уся гідросфера, верхня частина літосфери (до кількох км). Жива речовина забезпечує колообіг речовин і потік енергії.