1. Общие закономерности преобразования функций органов в филогенезе усиление (активация), интенсификация, расширение числа выполняемых, ослабление, разделение, смена. Примеры изменений функций органов у позвоночных и человека
 Скачать 66.7 Kb.
|
|
15. Анаэробный этап энергетического обмена. Сущность, значение для организмов. Анаэробное дыхание — эволюционно более ранняя и энергетически менее рациональная форма получения энергии из питательных веществ по сравнению с кислородным дыханием. В основе анаэробного дыхания лежит процесс, в ходе которого глюкоза расщепляется до пировиноградной кислоты и высвобождаются атомы водорода. Акцептором атомов водорода, отщепляемых в результате дыхания, является пировиноградная кислота, которая превращается в молочную. Молочнокислое брожение осуществляют молочнокислые бактерии (например, кокки из рода стрептококк). Образование молочной кислоты происходит также в животных клетках в условиях дефицита кислорода. Спиртовое брожение, кроме дрожжей, осуществляют некоторые анаэробные бактерии. Этот тип брожения наблюдается в растительных клетках в отсутствие кислорода. Наиболее распространенным питательным веществом, которое используется для анаэробного высвобождения энергии, является глюкоза. Однако следует помнить, что любое органическое вещество при соответствующих условиях может выступать источником энергии для синтеза АТФ. При недостатке в клетке глюкозы в дыхание могут вовлекаться жиры и белки. Продуктами брожения являются различные органические кислоты (молочная, масляная, муравьиная, уксусная), спирты (этиловый, бутиловый, амиловый), ацетон, а также углекислый газ и вода. 16. Аэробный этап энергетического обмена. Значение для организмов. Процесс аэробного дыхания можно условно разделить на несколько последовательных этапов. Первый этап —подготовительный, или этап пищеварения, включающий в себя расщепление полимеров до мономеров. Эти процессы происходят в пищеварительной системе животных или цитоплазме клеток. На данном этапе не происходит накопления энергии в молекулах АТФ. Следующий этап — бескислородный, или неполный. Он протекает в цитоплазме клеток без участия кислорода. На данном этапе дыхательный субстрат подвергается ферментативному расщеплению. Примером такого процесса является гликолиз — многоступенчатое бескислородное расщепление глюкозы. В реакциях гликолиза шестиуглеродная молекула глюкозы (С6) расщепляется на две молекулы пировиноградной кислоты (С3). При этом от каждой молекулы глюкозы отщепляется четыре атома водорода и образуются две молекулы АТФ. Атомы водорода присоединяются к переносчику НАД (никотинамидаденинди-нуклеотид), который переходит в свою восстановленную форму НАД - Н + Н+ (НАД очень сходен с НАДФ, т. е. с переносчиком атомов водорода при фотосинтезе). Полезный выход энергии этого этапа — две молекулы АТФ, что составляет 40%; 60% рассеивается в виде тепла. Наиболее важным является кислородный этап аэробного дыхания. Он протекает в митохондриях и требует присутствия кислорода. Продукт гликолиза — пировиноградная кислота — заключает в себе значительную часть энергии, и дальнейшее ее высвобождение осуществляется в митохондриях. Здесь пировиноградная кислота подвергается ферментативному расщеплению. Углекислый газ выделяется из митохондрий в цитоплазму клетки, а затем в окружающую среду. Атомы водорода, акцептированные НАД и ФАД (кофермент флавинадениндинуклеотид), вступают в цепь реакций, конечный результат которых — синтез АТФ. Таким образом, кислород, поступивший в митохондрии, необходим для присоединения электронов, а затем и протонов. При отсутствии кислорода процессы, связанные с транспортом протонов и электронов в митохондриях, прекращаются, а следовательно, невозможно протекание и бескислородного этапа, так как все переносчики атомов водорода оказываются загруженными. 17. Эволюция дыхательной системы у позвоночных, связь с пищеварительной системой. Изменение воздухопроводящих и респираторных отделов дыхательной системы в связи со средой обитания. Связь дыхательной системы с покровами и кровеносной системой. 18. Изменения в дыхательной системе в связи с переходом в наземную среду обитания. Преобразования в жаберном аппарате, происхождение лёгких наземных позвоночных, дифференцировка воздухопроводящих путей, увеличение поверхности газообмена. 19. Эволюционные преобразования дыхательной системы у хордовых и позвоночных. у позвоночных: Эволюционные преобразования органов дыхательной системы часто выступают как ароморфозы. В эволюции наземных позвоночных несомненными ароморфозами были развитие всасывающего дыхательного насоса грудной клетки у древнейших амниот – предков современных пресмыкающихся, птиц и млекопитающих, а также дифференциация структуры легких и дыхательных путей в филогенетических стволах птиц и млекопитающих. Первое из этих преобразований сыграло особенно важную роль: как мы видели, оно позволило устранить целый ряд эволюционных морфофизиологических запретов, характерных для организации земноводных, и открыло путь для быстрого развития многих важных перестроек различных систем органов, позволивших амниотам в полной мере освоить сушу как среду обитания. Эволюционные преобразования в дыхательной системе хордовых. 1. Усиление главной дыхательной функции:
клетки, дыхательной мускулатуры. 2. Расширение числа выполняемых функций: очищение, согревание, увлажнение воздуха; терморегуляция, звукообразование. 3. Субституция функций: дыхание с помощью жабр у наземных позвоночных замещается газообменом в легких. 4. Смена функций: плавательный пузырь древних кистеперых рыб преобразуется в орган дыхания. 5. Разделение функций и органов:
В процессе эволюции устанавливается морфофунациональная взаимосвязь дыхательной и кровеносной систем (динамические координации), что выражается в расположении сосудов в органах дыхания, строении стенок альвеол и капилляров (аэро-гематический барьер), наличии транспортных систем для переноса газов, присутствии дыхательных пигментов в крови. 20. Онто-филогенетически обусловленные врождённые пороки развития дыхательной системы у человека. 1. Пороки, отражающие первоначальную общность пищеварительной и дыхательной систем: а) Незаращение твердого неба; б) Эзофаготрахеальные свищи - каналы, соединяющие пищевод и трахею. 2. Пороки легких человека, базирующиеся на остановке развития легких на разных этапах органогенеза и отражающие филогенез легких позвоночных: а) Агенезия - остановка роста бронхолегочных почек на третьей -четвертой неделе эмбриогенеза, при этом легкое не развивается; б) Аплазия - есть только слепо заканчивающийся главный бронх. Бронхиальное древо и паренхима легкого не развиваются; в) Гипоплазия - недоразвитие или неправильное формирование структур легкого: пороки ветвления, редукция части бронхов и легочной паренхимы. При остановке ветвления бронха возможно образование бронхолегочных кист. 21. Кровеносная система, выполняемые функции. Возникновение в эволюции. Особенности у беспозвоночных: замкнутый и незамкнутый тип кровообращения, дыхательные пигменты. Жидкая подвижная внутренняя среда является необходимым условием существования многоклеточных организмов. Она обеспе чивает транспорт различных веществ: питательных, 02,СО2, гормо нов, продуктов диссимиляции и осуществляет интеграцию организма в целостную систему. У низших животных транспорт веществ осуществляется ткане вой жидкостью, разветвленной пищеварительной системой, жидко стью полостей тела. Кровеносная система образует густую сеть капилляров во всех внутренних органах, через стенки которых осуществляется обмен веществ между тканевой жидкостью и системой транспорта. Это оп ределяет ее участие во всех функциях организма. Из системы транспорта она превратилась в одну из главных ин тегрирующих систем, объединяющую все органы, перераспределяю щую кровь между ними, изменяющую их температуру и функцию. Кровеносная система называется замкнутой, если кровь дви жется только по сосудам, ограниченным собственными стенками (кольчатые черви, хордовые), и незамкнутой, если сосуды прерыва ются щелевидными пространствами: лакунами, синусами, лишенны ми собственных стенок (членистоногие, моллюски). Основные эволюционные преобразования в кровеносной системе хордовых. 1. Усиление главной транспортной функции за счет формирования сердца, крупных артерий с выраженным мышечным слоем, раз ветвленной сосудистой системы, полного разделения артериальной и венозной крови, и как следствие - повышение уровня оксигени-зации тканей, возникновение гомеотермности. 2. Расширение числа выполняемых функций: участие в гуморальной регуляции, защитных реакциях, терморегуляции. 3. Изменения, связанные со сменой среды обитания, наземным обра зом жизни, легочным дыханием, редукцией хвоста и формирова нием парных конечностей наземного типа: —редукция артериальных жаберных дуг —появление малого круга кровообращения —разделение общего предсердия и общего желудочка на правый и левый отделы —смещение сердца из шейной области в грудную для установления оптимальных соотношений с легкими (гетеротопия) —редукция кардинальных вен и кювьеровых протоков, преобразова ние их в полые, яремные вены и коронарный синус. Роль кровеносной системы в жизнедеятельности беспозво ночных и позвоночных. Кровеносная система 1. Обеспечивает: —циркуляцию жидкой внутренней среды организма; —транспорт клеток и различных веществ; —связь и координацию работы внутренних органов (интегрирую щую функцию), создавая возможность их гуморальной регуляции; 2. Участвует в терморегуляции отдельных органов и организма. 22. Эволюция кровеносной системы у хордовых. Появление и дальнейшее усложнение сердца; преобразование главных сосудов. Основные эволюционные преобразования в кровеносной системе хордовых. 1. Усиление главной транспортной функции за счет формирования сердца, крупных артерий с выраженным мышечным слоем, раз ветвленной сосудистой системы, полного разделения артериальной и венозной крови, и как следствие - повышение уровня оксигени-зации тканей, возникновение гомеотермности. 2. Расширение числа выполняемых функций: участие в гуморальной регуляции, защитных реакциях, терморегуляции. 3. Изменения, связанные со сменой среды обитания, наземным обра зом жизни, легочным дыханием, редукцией хвоста и формирова нием парных конечностей наземного типа: —редукция артериальных жаберных дуг —появление малого круга кровообращения —разделение общего предсердия и общего желудочка на правый и левый отделы —смещение сердца из шейной области в грудную для установления оптимальных соотношений с легкими (гетеротопия) —редукция кардинальных вен и кювьеровых протоков, преобразова ние их в полые, яремные вены и коронарный синус. Сердце закладывается на первых этапах развития в виде недифференцированной брюшной аорты, которая за счет изгибания, появления в просвете перегородок и клапанов становиться последовательно двух, трех и четырехкамерным. Однако рекапитуляции здесь неполны в связи с тем что межжелудочковая перегородка млекопитающих формируется иначе и из другого материала по сравнению с рептилиями. Поэтому можно считать, что 4ехкамерное сердце млекопитающих формируется на базе 3ехкамерного,а межжелудочковая перегородка является новообразованием, а не результатом доразвития перегородки пресмыкающихся.Таким образом у млекопитающих рекапитулируют ранние филогенетические стадии, а затем развитие идет в ином направлении , характерно лишь для этого класса. 23. Особенности кровеносной системы у позвоночных, обитающих в водной среде. Наиболее сложное строение Кровеносной системы у позвоночных животных и человека. Сердце у них имеет мощную мышечную стенку. В зависимости от наличия у позвоночных животных жаберного или лёгочного способа дыхания кровообращение осуществляется по одному или двум кругам. При жаберном типе дыхания (у круглоротых и рыб, кроме двоякодышащих) — один круг кровообращения. Сердце состоит из 2 основных отделов — предсердия и желудочка (двухкамерное), кроме того, в нём имеется венозный синус, а у большинства рыб ещё и артериальный конус; сердце заполнено венозной кровью. Из него выходит брюшная аорта, по которой венозная кровь поступает в приносящие жаберные артерии. В жабрах кровь обогащается кислородом, становится артериальной и поступает через выносящие жаберные артерии в спинную аорту, откуда разносится ко всем органам тела. Венозная кровь поступает в сердце по передним и задним кардинальным венам, которые у круглоротых впадают в венозный синус непосредственно, а у рыб —через кювьеровы протоки. 24. Преобразования в кровеносной системе позвоночных, связанные с переходом к воздушной среде обитания. 25. Жаберные артериальные дуги, их функция и преобразование у позвоночных. Закладка артериальных жаберных дуг в эмбриогенезе человека и их участие в формировании главных сосудов. Жаберные артериальные дуги, их функция и преобразование у позвоночных. Закладка артериальных жаберных дуг в эмбриогенезе человека и их участие в формировании главных сосудов. В эмбриогенезе абсолютно у большинства позвоночных закладываеться шесть парартериальных жаберных дуг, соответствующих шести парам артериальных жаберных дуг,соответствующих шести парам висцеральных дуг черепа.2 первые артер.жаберн. дуги быстро редуцируются. У наземных позвоночных 3я пара жаб. артерий теряет связь с корнями спинной аорты и несет кровь к голове, становясь сонными артериями.Сосуды 4ой пары достигают наибольшего развития и вместе с участком корня спинной аорты во взрослом состоянии становятся дугами аорты-основными сосудами большого круга кровообращения. 26. Основные эволюционные преобразования в кровеносной системе хордовых и позвоночных. Основные эволюционные преобразования в кровеносной системе хордовых и позвоночных.У позвоночных Кровеносная система позвоночных животных построена по одному принципу: имеются сердце, аорта, артерии, капилляры и вены. Главные эволюционные изменения в системе кровообращения связаны с переходом от жаберного дыхания к легочному. Сердце рыб состоит из четырех отделов, расположенных друг за другом: венозного синуса, предсердия, желудочка и артериального конуса. Кровь из вен поступает в брюшную аорту, а затем в жабры. Насыщенная кислородом в жабрах кровь по спинной аорте распределяется по всему телу, т.е. через сердце проходит венозная кровь. Одна порция крови проходит через сердце только один раз - таким образом у рыб существует один круг кровообращения. У двоякодышащих рыб уже появляется второе предсердие (в связи с развитием легочного дыхания) и два круга кровообращения. Однако перегородка в предсердии неполная, а второй круг кровообращения работает в определенные сезоны; при обитании в воде, когда рыбы дышат жабрами, функционирует один круг кровообращения. Основные эволюционные преобразования в кровеносной системе хордовых. 1. Усиление главной транспортной функции за счет формирования сердца, крупных артерий с выраженным мышечным слоем, разветвленной сосудистой системы, полного разделения артериальной и венозной крови, и как следствие - повышение уровня оксигени-зации тканей, возникновение гомеотермности. 2. Расширение числа выполняемых функций: участие в гуморальной регуляции, защитных реакциях, терморегуляции. 3. Изменения, связанные со сменой среды обитания, наземным образом жизни, легочным дыханием, редукцией хвоста и формированием парных конечностей наземного типа: —редукция артериальных жаберных дуг —появление малого круга кровообращения —разделение общего предсердия и общего желудочка на правый и левый отделы —смещение сердца из шейной области в грудную для установления оптимальных соотношений с легкими (гетеротопия) —редукция кардинальных вен и кювьеровых протоков, преобразование их в полые, яремные вены и коронарный синус. 27. Онто-филогенетически обусловленные врождённые пороки развития сосудов у человека. Онто-филогенетически обусловленные врождённые пороки развития сосудов у человека. Пороки сердца: -общий желудочек(трехкамерное сердце) -дефект межжелудочковой перегородки -общий атриовентрикулярный канал. Пороки сосудов: -персистирование боталлова протока -общий артериальный ствол -транспозиция аорты -стеноз аорты 28. Роль выделительной системы в поддержании постоянства внутренней среды. Появление и эволюция выделительной системы у беспозвоночных. Морфо-функциональные особенности метанефридиальной выделительной системы. Выделительная система возникла у животных в связи с необходимостью поддержания постоянства внутренней среды путем выведения из организма продуктов диссимиляции. У одноклеточных животных и губок функцию выделения и осморегуляции выполняют со-кратительныевакз'оли. У кишечнополостных специальных органов выделения не выявлено. У более высокоорганизованных беспозвоночных животных в связи с усложнением внутреннего строения и формирования плотных наружных покровов формируются сложные и разнообразные органы выделения. Несмотря на различия в их строении, принцип выделения продуктов диссимиляция у всех беспозвоночных сходен и осуществляется благодаря двум основным процессам: ультрафильтрации и активному транспорту веществ. При ульт-рафйльтрации жидкости через полупроницаемую мембрану органов выделения не проходят белки и другие крупные молекулы. Активный транспорт происходит в двух противоположных направлениях: с помощью активной секреции вещества переносятся из внутренней среды животного в просвет экскреторного органа, а при активной реабсорбции их транспорт происходит в обратном направлении. Выделительная система метанефридиальная: продукты обмена веществ сбрасываются в полость тела, откуда их извлекают особые структуры – ресничные воронки (или группы клеток), от которых выделительный канал проходит через перегородку между сегментами и открывается выделительной порой. В канальцах происходит обратное всасывание, и моча становится более концентрированной (уменьшаются потери воды).на премере колчатых червей. |