К ЕГЭ по биологии вместе: старт с основ
К ЕГЭ по биологии вместе готовятся тысячи школьников, и первая преграда — понимание, чем отличаются бактерии и вирусы. Бактерии — полноценные клетки. Вирусы — микрочастицы, способные к репликации только в чужих клетках. Школьная программа часто подаёт тему фрагментарно, поэтому важно собрать картину целиком. Начнём с терминов. Прокариоты — дом бактерий. Эукариоты — царство растений, животных и грибов. Вирусы к этим группам не относятся. Они не имеют собственной энергетической системы. При тестировании проверяют не редкие детали, а ключевые черты. Например, спрашивают, почему антибиотики не действуют на вирусы. Ответ скрыт в отсутствии у вирусов рибосом. Бактерии же синтезируют белок сами и потому чувствительны к антибактериальным веществам. Разбирая задания части 2, помните: нужно объяснить связь строения и функции. Именно она приносит заветные баллы. Далее углубимся в микромир и разложим всё по полочкам.
Клеточная организация бактерий
Бактерия — минимальная живая система. Её окружает клеточная стенка из муреина. Под ней находится плазматическая мембрана. Цитоплазма заполняет внутреннее пространство. В центре расположена нуклеоидная зона с кольцевой ДНК. Плазмиды — мелкие кольца ДНК — переносят дополнительные гены. Рибосомы 70S отвечают за синтез белка. Капсула защищает от высыхания и фагоцитов. Жгутики обеспечивают движение. По форме клетки разделяют на три группы: кокки, бациллы, спириллы. Определять формы легко по учебным атласам. Разница важна для диагностов и составителей заданий. Грам-окраска выделяет грамположительные и грамотрицательные виды по толщине стенки и составу муреина. Вопрос «Почему грамотрицательные устойчивее?» встречается регулярно. Причина — дополнительная липополисахаридная мембрана. Систематическая работа с микрофотографиями помогает быстро узнавать тип бактерии даже в стрессовой ситуации экзамена.
Обмен веществ и роль в экосистемах
Прокариоты демонстрируют огромную биохимическую гибкость. По источнику энергии их делят на хемо- и фототрофов. Хемолитотрофы окисляют неорганику и участвуют в круговороте серы, азота, железа. Фототрофные цианобактерии проводят кислородный фотосинтез и обогащают атмосферу. У аэробов конечный акцептор электронов — кислород. У анаэробов — нитраты, сульфаты или органические вещества. Бродильные пути образуют этанол, молочную кислоту и другие соединения. Эти схемы часто включают в задания с рисунками. Экологические функции бактерий многообразны:
- фиксация атмосферного азота;
- минерализация органики в почве;
- симбиоз с растениями и животными;
- первичная продукция в экосистемах горячих источников.
Чёткое понимание процессов позволяет быстро решать задачи на определение роли организма в биоценозе. Запомните простой принцип: где есть питательные субстраты, там найдётся бактерия, умеющая их утилизировать.
Генетика и резистентность микробов
Бактериальная ДНК реплицируется по принципу полуконсервативности. Основной фермент — ДНК-полимераза III. Передача генов происходит не только при делении. Трансформация, трансдукция и конъюгация формируют горизонтальный перенос. Этот механизм несёт гены устойчивости к антибиотикам. Вопрос о формировании множественной резистентности часто звучит на профильных олимпиадах, но может попасть и в ЕГЭ. Чтобы понять явление, проследите путь плазмиды: донорная клетка образует пили, копирует ДНК и передаёт её соседу. Один контакт — и колония уже нечувствительна к препарату. Борьба осложняется биоплёнками. В них клетки окружены матриксом, который ухудшает проникновение лекарств. Экзаменаторы любят спрашивать, зачем нужны «персистентные» клетки. Эти формы временно выключают обмен веществ и переживают стрессовую терапию. Запомните: антибиотики убивают активно делящиеся организмы, спящие формы пережидают атаку.
Вирусы: жизнь на границе живого
Вирус состоит из нуклеиновой кислоты и белкового капсида. У некоторых имеется липидная оболочка с гликопротеинами. Геном бывает РНК или ДНК, одно- или двухнитевым. По типу генома Международный комитет делит вирусы на семь Baltimore-групп. Это классификация стоит в демоверсии 2024. У вирусов отсутствует собственный метаболизм. Поэтому вне клетки-хозяина они инертны. Форма капсида чаще икосаэдрическая или спиральная. Бактериофаги имеют сложное строение с хвостом и базальной пластинкой. Они важны в молекулярной биологии как природные переносчики генов. Вопрос о фаговой терапии всё чаще встречается в профильной части. Ученику достаточно знать, что фаги избирательно лизируют бактерии и могут заменять антибиотики.
Репродукция вирусов и иммунный ответ
Жизненный цикл включает прикрепление, проникновение, синтез, сборку, выход. На этапе проникновения вирус использует рецепторы мембраны. Если рецептора нет, вирус не заражает клетку. Это объясняет видовую избирательность. Репликация РНК-содержащих вирусов проходит в цитоплазме, ДНК-содержащих — в ядре эукариотов. Ретровирусы используют обратную транскриптазу. Образуется провирус, встроенный в геном хозяина. Врожденный иммунитет распознаёт вирусную РНК через рецепторы TLR. Интерфероны запускают синтез белков, блокирующих трансляцию. Адаптивный иммунитет формирует антитела к белкам капсида и оболочки. Вопросы часто касаются вакцинации. Инактивированные вакцины содержат «убитые» частицы. Атенуированные — живые, но ослабленные штаммы. При повторной встрече организм использует память В-клеток и быстро нейтрализует патоген. Добавим совет: подпишите схему цикла вируса своими словами и выучите порядок стадий.
Диагностика, профилактика и терапия инфекций
Диагносты применяют микроскопию, ПЦР, ИФА. Для бактерий часто берут мазок, окрашивают по Граму и оценивают форму. Для вирусов предпочтительна ПЦР, потому что частицы слишком малы для светового микроскопа. Профилактика базируется на санитарных мерах. К ним относят стерилизацию инструментов, контроль воды, вакцинацию. Терапия бактерий — антибиотики. Их делят на β-лактамы, аминогликозиды, тетрациклины и макролиды. Каждый класс блокирует свой этап синтеза. Антибиотики бесполезны при вирусных болезнях. В случае гриппа применяют нейраминидазные ингибиторы. При ВИЧ — комбинацию ингибиторов обратной транскриптазы и протеазы. Экзаменационное задание может просить сравнить механизмы действия пенициллина и осельтамивира. Подготовьте краткую таблицу: пенициллин нарушает синтез муреина, осельтамивир мешает выходу вирионов.
Как закрепить материал и не забыть детали
Повторят материал помогут карточки с терминами, схемы и тесты. Начните с коротких сессий в 25 минут. Затем увеличивайте нагрузку. Решайте задания прошлых лет. Объясняйте вслух каждую ошибку. Так память работает надолго. Хорошую экономию времени даёт онлайн школа подготовки к ЕГЭ: там темы структурированы и сопровождаются тренажёрами. Ставьте конкретные цели: «Сегодня учу циклы вирусов», «Завтра решаю пять задач по обмену веществ». Делитесь знаниями с одноклассниками — метод «учим другого» увеличивает запоминание. Перед экзаменом составьте чек-лист: строение, функции, методы борьбы. Пробежавшись по пунктам, вы быстро увидите пробелы. Завершите день лёгким повторением и полноценным сном. Тогда на тесте вы вспомните нужный факт без лишнего стресса.