Сайт учителя биологии и географии Лотоцкой Е. Г.

ФЕНИЛАЛАНИН, L-бета-фенил-альфа-аминопропионовая кислота, незаменимая аминокислота. Входит в состав почти всех природных белков (кроме протаминов), встречается в организмах в свободном состоянии. Биохимический предшественник в биосинтезе фенилаланина у растений и микроорганизмов — фенилпировиноградная кислота. Потребность в фенилаланине возрастает при отсутствии в пище тирозина. При нормальном обмене фенилаланин через тирозин превращается в ДОФА (диоксифенилаланин), меланины, адреналин, норадреналин и в незначительной степени переаминируется. Нарушение ферментативного гидроксилирования вследствие генетически обусловленного дефекта приводит к наследственному заболеванию — фенилкетонурии.

ФЕНОГЕНЕТИКА (от греческого phaino — являю, обнаруживаю и генетика), раздел генетики, изучающий проявление действия генов в ходе развития особи. См. Фен, Фенотип, Фенокопия.

ФЕНОКОПИЯ, ненаследственное изменение фенотипа (модификация), сходное с проявлением определенных изменений генотипа (мутаций). Термин «Фенокопия» предложен Р. Гольдшмидтом в 1935 году. Как правило, фенокопия является результатом действия физических и химических агентов на генетически нормальный (немутантный) развивающийся организм. Так, у беременных женщин, принимавших препарат талидомид, часто рождались дети с фекомелией (укороченными ластовидными руками), которую могут вызывать и мутантные аллели. Фенокопии индуцируются с высокой частотой на определённых (так называемых фенокритических) стадиях онтогенеза, причём, один и тот же агент на разных стадиях может вызывать разные фенокопии, а разные факторы при действии на одну и ту же стадию — одинаковые фенокопии. Например, инъекция инсулина в желточный мешок эмбриона курицы на ранних стадиях обусловливает бесхвостость кур, а на более поздних стадиях способствует вылуплению цыплят с коротким верхним клювом (для обоих случаев известны соответствующие мутации). У дрозофилы фенокопию рецессивной мутации, обусловливающей четверокрылость, можно получить, обрабатывая личинок на ранних стадиях развития эфиром или высокой температурой. Таким образом, причиной фенокопии является нарушение нормального протекания процессов онтогенеза под действием применяемых агентов без специфического изменения генотипа. Возможность получения фенокопии указывает на дискретность процесса онтогенеза и на существование «критических» стадий действия определённых генов. Это позволяет использовать фенокопирование как метод изучения закономерностей реализации генетической информации в ходе онтогенеза.

ФЕНОЛОГИЯ (от греческого phainomena — явления и ...логия), система знаний о сезонных явлениях природы, сроках их наступления и причинах, определяющих эти сроки. Основоположником фенологии считают Р. Реомюра, который в 1735 году установил зависимость сезонного развития растений от различных метеорологических факторов. В 1748 году К. Линней предложил создать сеть наблюдательных фенологических пунктов. В России А. Т. Болотов на протяжении 50 лет (середина 18 — начало 19 веков) проводил метеонаблюдения с одновременной регистрацией отдельных этапов в развитии деревьев и других растений. Фенологическими наблюдениями занимались также К. Ф. Рулье, Н. А. Северцов, Д. Н. Кайгородов, Г. И. Танфильев и др. При фенологических исследованиях у растений регистрируются наступление сезонных фаз (фенофаз) развития — набухание и раскрывание почек, начало и конец цветения, полное созревание плодов и пр.; у животных — пробуждение от спячки, сезонные миграции, выход взрослых насекомых из куколок и пр. Обычно фенологические наблюдения над растениями проводятся на специально выделенных участках, при этом используются визуальный, количественный (например, учёт нарастания массы травостоя) и интегральный (подсчёт процента растений, вступивших в ту или иную фенофазу) методы. Ежегодные данные наблюдений оформляются в виде фенологических спектров; средние многолетние сроки наступления в данной местности различных фенофаз в виде справочных таблиц и графиков-схем входят в Календарь природы. В состав «Летописей природы» включают фенологические наблюдения, ведущиеся в заповедниках. Пространственная динамика сроков наступления тех или иных фенофаз изображается на фенологических картах, которые часто помещают в комплексные или специальные географические атласы. Данные фенологии используют для определения оптимальных сроков посадочных или уборочных работ, при выборе растений-медоносов для пасек, древесных пород для зелёного строительства, при определении пожароопасных периодов (например, для леса).

ФЕНОТИП (от греческого phaino — являю, обнаруживаю и тип), совокупность всех признаков и свойств особи, формирующихся в процессе взаимодействия её генетической структуры (генотипа) и внешней, по отношению к ней, среды. Термин «Фенотип» введён В. Иогансеном в 1903 году. В фенотипе не реализуются все генотипические возможности, и он является лишь частным случаем реализации генотипа в конкретных условиях. Поэтому даже между однояйцовыми близнецами, имеющими полностью идентичные генотипы, можно выявить заметные фенотипические различия, если они развивались в разных условиях. Однозначного соответствия между генотипом и фенотипом нет: изменения генотипа не всегда сопровождаются изменением фенотипа, а изменения фенотипа не обязательно связаны с изменениями генотипа. В процессе микроэволюции отбор идёт по фенотипу особей. Тем самым в популяциях сохраняются особи либо с широкой нормой реакции, пределы которой определяются генотипом, либо особи нужного фенотипа, определяемого генотипом достаточно жёстко. При наличии в популяции особей разного генотипа отбор по фенотипу приводит опосредованно к отбору по генотипу. При отсутствии генотипической изменчивости отбор по фенотипу не даёт результатов, что было продемонстрировано экспериментально В. Иогансеном в опытах по отбору в чистых линиях.

ФЕНХЕЛЬ (Foeniculum), род растений семейства зонтичных. Дву- или многолетние травы с многократно перисторассечёнными на нитевидные сегменты листьями. Цветки жёлтые, в сложных зонтиках. 5 видов, в Европе и Средиземноморье. В СНГ 1 вид — фенхель обыкновенный (Foeniculum vulgare), встречающийся в Крыму, на Кавказе и в Средней Азии; растёт на сухих склонах, вдоль дорог и у жилья. Фенхель обыкновенный и его разновидность фенхель итальянский, или сладкий (par. italica), возделывают как эфирномасличные, лекарственные и пряные растения в Европе, Азии, Африке, Северной Америке; в СНГ — главным образом в Крыму, на Кавказе, в Средней Азии. В пищу используют как пряность листья и плоды. Фенхель — древняя культура Египта и Китая, в России выращивается с начала 20 века.

ФЕРМЕНТАТИВНЫЙ КАТАЛИЗ, биокатализ, избирательное ускорение химических реакций, протекающих в живом организме, под влиянием ферментов. Основан на снижении энергетического барьера (так называемой энергии активации) за счёт образования промежуточных комплексов фермента с субстратом. Отличается от небиологического катализа высокой эффективностью (повышение скорости реакции вплоть до 1010—1012-кратной), строгой избирательностью и направленностью действия (субстратной и реакционной специфичностью), а также доступностью к тонкой и точной регуляции (активность фермента может увеличиваться или уменьшаться в зависимости от условий, в которых протекает реакция). Эти особенности обусловлены строением и свойствами белковой молекулы ферментов. В ней содержатся уникальные по своей структуре активные центры и регуляторные участки. В активном центре происходит сближение реагирующих веществ (субстратов, кофакторов), их упорядоченная ориентация относительно друг друга и молекулы фермента, так называемое индуцированное соответствие. Последовательные превращения реагентов осуществляются в составе фермент-субстратного комплекса по энергетически выгодному пути. При ферментативном катализе химическое превращение может складываться из ряда промежуточных стадий. Образование первичного фермент-субстратного комплекса даёт выигрыш энергии, достаточный для ускорения процесса в целом. Представления о необходимости образования такого комплекса следовали из изучения зависимости скорости ферментативной реакции от концентрации фермента и субстрата, которая описывается в простейших случаях уравнением Михаэлиса — Ментен. Важную роль в ферментативном катализе играет аллостерическая регуляция. Изучение тонких механизмов ферментативного катализа показало, что в их основе лежат те же законы и принципы, на которых основаны обычные химические реакции. Разработаны модели ферментативного катализа для отдельных классов ферментов. Единая теория ферментативного катализа не разработана, так как механизмы протекания ферментативных реакций сложны и разнообразны, зависят от большого числа переменных величин и в ряде случаев пока не поддаются математическому описанию.

ФЕРМЕНТНЫЕ ЯДЫ, вещества различной химической природы, специфически тормозящие активность определенных ферментов. В низких концентрациях подавляют жизненно важные физиологические функции организма и могут использоваться в качестве ядохимикатов, отравляющих веществ и т. п. Термин «Ферментные яды» используют иногда по отношению к ферментам, входящим в состав яда змей, пчёл, скорпионов и др.

Ферменты (от лат. «fermentum» — закваска) — специфические белковые катализаторы (вещества, влияющие на скорость химических реакций), присутствующие во всех живых клетках. Почти все биохимические реакции, протекающие в любом организме и составляющие его обмен веществ, катализируются соответствующими ферментами. Направляя и регулируя обмен веществ, ферменты играют важнейшую роль во всех процессах жизнедеятельности. Все ферменты разделяются на две большие группы: однокомпонентные, состоящие исключительно из белка, и двухкомпонентные, состоящие из белка, называемого апоферментом, и небелковой части. Действие ферментов зависит прежде всего от температуры и реакции среды (pH). Оптимальная температура, при которой активность ферментов наиболее высока, находится обычно в пределах 40–50 градусов. Ферментативные процессы являются основой многих производств: хлебопечения, виноделия, пивоварения, сыроделия, производства спирта, чая, уксуса.

ФЕРОКАКТУС (Ferocactus), род растений семейства кактусовых. Стебли шаровидные или короткоцилиндрические, высотой 0,15—3 м и диаметром 20—80 см, с многочисленными рёбрами, несущими мощные прямые и крючковидные колючки. Цветки одиночные, колокольчатые, с короткой цветочной трубкой, покрытой чешуями. Около 30 видов, в субтропических пустынях США (от Калифорнии до Техаса) и Мексики на высоте 150—2000 м, на известковых и вулканических почвах и галечниках. Ферокактус мощный (Ferocactus robustus) и ферокактус жёлто-зелёный (F. flavovirens) образуют подушки диаметром до 3 м. Многие виды выращивают в оранжереях и комнатах.