колоквиум по био. 1. Определение понятия и субстрат жизни. Свойства живых систем. Современная классификация и эволюционнообусловленные уровни организации жизни
 Скачать 57.34 Kb.
|
|
1.Определение понятия и субстрат жизни. Свойства живых систем. Современная классификация и эволюционно-обусловленные уровни организации жизни. ЖИЗНЬ - есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причем с прекращением этого обмена веществ прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка. Субстратом жизни - являются нуклеопротеиды(они входят в состав ядра и цитоплазмы клеток животных и растений. Из них построены хроматин и рибосомы. Они обнаружены на протяжении всего органического мира — от вирусов до человека) Нуклеопротеиды являются субстратом жизни лишь тогда, когда они находятся в клетке, функционируют и взаимодействуют там. Вне клеток (после выделения из клеток) они являются обычными химическими соединениями. Уровни организации живого 1. Молекулярно-генетический уровень: ген 2. Клеточный- клетка, клеточный метаболизм (потоки вещества, энергии, информации); 3. Тканевой-совокупность сходных клеток, 4. Органный-органы, становление их структуры и функции; 5. Организменный (онтогенетический)-особь, закономерности изменения особи в онтогенезе (рост, дифференциация частей, интеграция); 6. Популяционно-видовой-популяция, эволюционно-значимые изменения; 7. БГЦенотический: БГЦ, вещественно-энергетический круговорот; 8. Биосферный-живая оболочка земли, явления жизни, активно приобретаемые живыми организмами. 2. Клеточная теория: история создания, современное состояние, значение для биологии и медицины. Клеточная теория была сформулирована в 1839 г. немецкими учеными — Шванном и Шлейденом. Основное значение теории заключается в том, что они показали принципиальное сходство клеток растений и животных. Основные положения клеточной теории: 1) клетка является наименьшей структурной единицей живого. 2) клетки всех организмов (как одно-, так и многоклеточных) сходны по химическому составу, строению, основным проявлениям обмена веществ и жизнедеятельности. 3) размножение клеток происходит путем их деления (каждая новая клетка образуется при делении материнской клетки); 4) в сложных многоклеточных организмах клетки специализированы по выполняемым ими функциям и образуют ткани; из тканей состоят органы Значение клеточной теории: В биологии - позволила понять как зарождается, развивается и функционирует живой организм, то есть создала основу эволюционной теории развития жизни; В медицине - понимание процессов жизнедеятельности и развития болезней на клеточном уровне - что открыло новые возможности диагностики, лечения заболеваний. 3. Типы клеточной организации. Общие принципы структурно-функциональной организации клеточных форм жизни. Типы клеточной организации: 1)прокариотический Их клетки очень мелкие. Они не имеют ядра и практически не имеют внутренних мембранных структур — органелл, характерных для клеток эукариот. Обычно они имеют поверх мембраны клеточную стенку и иногда дополнительно слизистую капсулу. В цитоплазме находится ДНК, эту структуру называют нуклеоид , ДНК у прокариот кольцевая. Помимо основной хромосомы могут иметься дополнительные маленькие кольца ДНК — плазмиды. В цитоплазме находится много рибосом — органелл наподобие гранул, осуществляющих биосинтез белка. Клетки прокариот могут иметь жгутики. 2)эукариотический Клетки эукариот во много раз больше. В цитоплазме у них много сложно устроенных органелл: эндоплазматическая сеть (ЭПС), аппарат Гольджи, лизосомы, вакуоли, митохондрии, иногда пластиды. Ядро эукариот имеет двухмембранную ядерную оболочку. Внутри ядра находятся молекулы ДНК, они линейные, и их обычно несколько или много (не менее двух). Они находятся в комплексе с белками в составе хромосом. Структура большой и сложной клетки эукариот поддерживается системой белковых волокон — цитоскелетом.. Клетки эукариот, как правило, способны поглощать частицы из среды путем впячивания мембраны, что для прокариот не характерно. Этот процесс называется эндоцитозом. Характерен для эукариот и обратный процесс — экзоцитоз — секреция клеткой веществ путем слияния пузырьков с наружной мембраной. 4.Структурно-функционально-метаболическая внутриклеточная компартментация. Биологические мембраны, строение и свойства. Поверхностный аппарат клетки. Механизм поступления веществ через мембрану. Принцип компартментации Высокая упорядоченность внутреннего содержимого эукариотической клетки достигается путем компартментации ее объема — подразделения на «ячейки», отличающиеся деталями химического состава. Компартментация способствует пространственному разделению веществ и процессов в клетке. В настоящее время принята точка зрения, согласно которой мембрана составлена из бимолекулярного слоя липидов. Гидрофобные участки их молекул повернуты друг к другу, а гидрофильные — находятся на поверхности слоя. Разнообразные белковые молекулы встроены в этот слой или размещены на его поверхностях. Благодаря компартментации клеточного объема в эукариотической клетке наблюдается разделение функций между разными структурами. Одновременно различные структуры закономерно взаимодействуют друг с другом. Биологические мембраны отграничивают цитоплазму от окружающей среды, а также формируют оболочки ядер, митохондрий и пластид. Они образуют лабиринт эндоплазматического ретикулума и уплощенных пузырьков в виде стопки, составляющих комплекс Гольджи. Мембраны образуют лизосомы, крупные и мелкие вакуоли растительных и грибных клеток, пульсирующие вакуоли простейших. Все эти структуры представляют собой компартменты (отсеки), предназначенные для тех или иных специализированных процессов и циклов. Поверхностный аппарат клетки – структурно и функционально единое образование. Он состоит из цитоплазматической мембраны Цитоплазматическая мембрана – универсальный компонент всех клеток. Мембрана состоит из двойного слоя липидов; в него погружены молекулы белков, для которых характерно мозаичное распределение Надмембранный комплекс представлен целлюлозной клеточной стенкой в растительных клетках, хитиновой стенкой – в клетках грибов, гликокаликсом – в животной клетке. Подмембранный комплекс -он содержит элементы цитоскелета опорно-сократительного аппарата клетки. Цитоскелет также осуществляет все типы клеточных движений, в том числе амебоидное передвижение клеток, формирование выростов клетки (ложноножки), перемещение ее в пространстве. Субмембранный комплекс характерен только для эукариотических клеток. Он состоит из разнообразных белковых нитевидных структур: тонких фибрилл, микрофибрилл, скелетных фибрилл и микротрубочек. Они связаны друг с другом белками и формируют опорно-сократительный аппарат клетки. Механизмы поступления веществ в клетку. Основным препятствием для транспорта веществ в клетку является цитоплазматическая мембрана (ЦПМ), которая обладает избирательной проницаемостью. ЦПМ регулирует выход из нее воды, разнообразных продуктов обмена и ионов, что обеспечивает нормальную жизнедеятельность клетки. Простая диффузия – проникновение молекул вещества в клетку без помощи каких-либо переносчиков. Движущей силой этого процесса служит градиент концентрации вещества, Молекулы воды, некоторых газов), некоторые ионы, концентрация которых во внешней среде выше, чем в клетке, перемещаются через ЦПМ путем пассивной диффузии. Пассивный перенос протекает до тех пор, пока концентрация веществ по обе стороны цитоплазматической мембраны не выравняется. Простая диффузия происходит без затраты энергии. Облегченная диффузия происходит по градиенту концентрации с помощью белковпереносчиков. Активный транспорт – растворенные вещества переносятся независимо от градиента концентраций. Этот вид транспорта веществ нуждается в затратах энергии (АТФ). Большинство веществ проникает в клетку микроорганизмов в результате активного транспорта. Эндоцитоз: Фагоцитоз – поглощение клеткой твердого органического в-в. Оказавшись около клетки, твердая частица окружается выростами мембраны, или под ней образуя впячивание мембраны. В результате частица оказывается заключенной в мембрану пузырек внутри клетки. Такой пузырек называют фагосомой. Фагоцитоз свойственен простейшим, кишечнополостным , лейкоцитам, а также клеткам капилляров костного мозга, селезенки, печени, надпочечников. Пиноцитоз – процесс поглощения клеткой мелких капель жидкости с растворенными в ней высокомолекуляр в-вами. Осуществляется путем захвата этих капель выростами цитоплазмы, захваченные капли погружаются в цитоплазму и там усваиваются. Осмос - процесс односторонней диффузии через полупроницаемую мембрану молекул растворителя в сторону бо́льшей концентрации растворённого вещества из объёма с меньшей концентрацией растворенного вещества. 5. Структурно-функциональная организация цитоплазмы эукариотической клетки. Цитоплазма - полужидкое содержимое клетки, кроме ядра и вакуоли, ограниченная плазматической мембраной. Включает гиалоплазму — основное прозрачное вещество цитоплазмы, находящиеся в ней обязательные клеточные компоненты — органеллы, а также различные непостоянные структуры — включения.Среди них важнейшую роль в обмене веществ играют митохондрии - имеет оболочку, состоящую из трех слоев и внутренней полости. От оболочки в эту полость, заполненную жидким содержимым, вдаются многочисленные перегородки, не доходящие до противоположной стенки, называемые кристами. С митохондриями связаны дыхательные процессы. В цитоплазме имеется так называемая эндоплазматическая сеть — разветвленная система субмикроскопических канальцев, трубочек и цистерн, ограниченных мембранами. Мембраны эндоплазматической сети двойные. На стороне, обращенной к основному веществу цитоплазмы, на каждой мембране расположены многочисленные гранулы, в состав которых входит рибонуклеиновая кислота, в соответствии с чем их стали называть рибосомами. При участии рибосом в эндоплазматической сети происходит синтез белков. Одним из компонентов цитоплазмы является сетчатый аппарат или «комплекс Гольджи», тесно связанный с эндоплазматической сетью и участвующий в процессах секреции. В цитоплазме некоторых животных клеток могут присутствовать фибриллы — тонкие нитевидные образования и трубочки, являющиеся сократительными элементами. Часто в цитоплазме видны зерна гликогена (у растений — крахмала), жировые вещества в виде мелких капель и другие структуры. Включения цитоплазмы — это необязательные компоненты клетки, появляющиеся и исчезающие в зависимости от интенсивности и характера обмена веществ в клетке и от условий существования организма. Секреторные включения образуются в комплексе Гольджи. Перед этим они проходят стадию синтеза в гр. или глад. ЭПС, реже это происходит в других структурах. Трофические включения. Это структуры, в которых клетки и организм в целом запасают питательные вещества, необходимые в условиях энергетического дефицита, недостатка структурных молекул (при голодании). Пигментные включения. Этот тип включений придает окраску клеткам; обеспечивает защитную функцию, например, гранулы меланина в пигментных клетках кожи предохраняют от солнечных ожогов. Пигментные клетки — меланоциты у низкоорганизованных позвоночных встречаются во многих органах, придавая животным разнообразную окраску. Случайные включения. Характерны для фагоцитов, захватывающих чужеродные для организма структуры (частички пыли, бактерии и вирусы), плохо перевариваемые и неперевариваемые макромолекулярные органические и неорганические комплексы. Минеральные включения. Преимущественно это нерастворимые соли кальция (карбонаты, фосфаты). Они образуются при пониженной активности органа, гипотрофии и атрофии. 6. Структурно-функциональная организация интерфазного ядра клетки. Ядро - обязательная часть клеток эукариот. Это основной регуляторный компонент клетки. Оно отвечает за хранение и передачу наследственной информации, управляет всеми обменными процессами в клетке. Ядро состоит из: 1) ядерной оболочки (ядерной мембраны), через поры которой осуществляется обмен между ядром клетки и цитоплазмой. Оболочка состоит из двух мембран. 2) ядерного сока, или кариоплазмы,-полужидкая, слабо окрашиваемая плазматическая масса, заполняющая все ядра клетки и содержащая в себе остальные компоненты ядра; 3) хромосом, они образованы из молекулы ДНК и различных белков. Совокупность хромосом клетки называется кариотипом. Главные функции клеточного ядра следующие: · хранение информации; · передача информации в цитоплазму с помощью транскрипции, т. е. синтеза переносящей информацию и-РНК; · передача информации дочерним клеткам при репликации - делении клеток и ядер. · регулирует биохимические, физиологические и морфологические процессы в клетке. 7. Хромосомы – структурные компоненты ядра. Строение метафазных хромосом. Понятие о кариотипе, методы изучения. Типы классификации хромосом человека. Кариограмма. Хромосомы – структурные компоненты ядра, состоящие из молекулы ДНК и различных белков. Метафазные хромосомы: конденсированные хромосомы , образующиеся на стадии метафазы при митозе в эукариотическом клеточном цикле Хромосома в метафазе состоит из двух соединенных центромерой сестринских хроматид, образованных в результате репликации. Теломеры - это концевые участки хромосом. Существуют: Телоцентрические хромосомы, состоит из одного плеча и имеет центромеру на самом краю .Акроцентрические хр- хромосомы с выраженно неравными плечами. Субметацентрические хр – имеют два неравных плеча .Метацентрические хр – равноплечие .Кариотип - совокупность хромосом, характерных для соматических клеток данного организма. Кариотип диплоидных клеток состоит из 2 гаплоидных наборов хромосом (геномов), полученных от одного и др. родителя; каждая хромосома такого набора имеет гомолога из др. набора. Хромосомы в Кариотипе исследуют на стадии метафазы митоза. Пары хромосом, не различающихся по длине, идентифицируют по положению центромеры (первичной перетяжки), которая делит хромосому на 2 плеча, ядрышкового организатора (вторичной перетяжки), по форме спутника 8. Хроматин: химический состав, строение и этапы спирализации (структура и активность). Хроматин - это вещество хромосом, представляющее собой комплекс ДНК, РНК и белков. Хроматин находится внутри ядра клеток эукариот и входит в состав нуклеоида у прокариот. Именно в составе хроматина происходит реализация генетической информации, а также репликация и репарация ДНК. Состав хроматина: ДНК, гистоновые белки, негистоновые белки, РНК, липиды, полисахариды,. В среднем 40% - приходится на ДНК и 60% на белки. Уровни компактизации: 1)Нуклеосомный – Структура - нитевидная; процесс - спирализация,активный хроматин. 2)Нуклеомерный - Структура - фибрилла;процесс - спирализация в соленоид; активный хроматид. 3)Хромомерный - Структура - петлиста;процесс - укладка фибрилла в петли; белки - негистоновые; неравномерно активный хроматин. 4)Хромонемный - Структура - конденсированный; процесс - укладка петель;белки - негистоновые ; неактивный хроматин. 5)Хроматидный- Структура - хроматида;процесс-спирализация петель; белки-негистоновые ; неактивный хромосомы. Функции хроматина- сжать ДНК в компактную единицу 9. Жизненный цикл клетки, его периодизация. Понятие об интеграции, детерминации, дифференцировке и специализации клеток. Клеточные популяции (примеры) и особенности жизненного цикла этих популяций. Клеточный цикл — это период существования клетки от момента ее образования путем деления материнской клетки до собственного деления или смерти. Важным компонентом клеточного цикла является митотический цикл — комплекс взаимосвязанных и согласованных во времени событий, происходящих в процессе подготовки клетки к делению ,в жизненный цикл включается период выполнения клеткой многоклеточного организма специфических функций, а также периоды покоя. В периоды покоя ближайшая судьба клетки не определена: она может либо начать подготовку к митозу, либо приступить к специализации в определенном функциональном направлении. Биологическое значение митотического цикла состоит в том, что он обеспечивает преемственность хромосом в ряду клеточных поколений, образование клеток, равноценных по объему и содержанию наследственной информации. Таким образом, цикл является всеобщим механизмом воспроизведения клеточной организации эукариотического типа в индивидуальном развитии. Фазы клеточного цикла: Интерфаза – подготовка к делению клетки. - Пресинтетический (G1) – идёт рост образовавшейся клетки, синтез различных РНК и белков. Синтез ДНК не происходит. (12-24 часа). 2n2c (хромосом и ДНК). - Синтетический (S) – синтез ДНК и редупликация хромосом. Синтез РНК и белка. (10 часов). - Постсинтетический (G2) – синтез ДНК останавливается. Происходит синтез РНК, белков и накопление энергии. Ядро увеличивается в размере. Происходит его деление. (3-4 часа). После происходит само деление клетки – митоз. Интеграция клеток многоклеточного организма - это объединение в одно целое разных частей организма. Детерминация — это процесс определения дальнейшего пути развития клеток. Дифференцировка – это возникновение различий в процессе развития первоначально одинаковых клеток ,связанные с их функциональной специализацией, Дифференцировка клеток протекает в период интерфазы и представляет собой результат реализации в данных условиях генетической информации. В клетке в первоначально однородной цитоплазме появляются разнородные структуры, а клетка приобретает специфическую форму. Специализация клеток многоклеточного организма - это клетки которые объединены в различные органы и ткани, специализирующиеся на выполнении определённых функций. По продолжительности жизни и по отношению к делению различают три популяции клеток: стабильная, растущая и обновляющаяся. Стабильная популяция. Клетки этой популяции имеют наибольшую продолжительность жизни, высокодифференцированы и не способны делиться. К такой популяции относятся нервные клетки, клетки миокарда. Растущая популяция. Клетки этой популяции высокодифференцированные, имеют большую продолжительность жизни. Они составляют основную массу клеток внутренних органов (печень, поджелудочная железа, и т. д.). Обновляющаяся популяция. Среди клеток этой популяции есть два типа: высокодифференцированные и недифференцированные.Высокодифференцировнные клетки живут недолго (часы, сутки, месяцы), неспособны к делению, постоянно отмирают. Например, клетки поверхностного слоя эпидермиса, клетки крови, клетки слизистой оболочки кишечника. Недифференцированные клетки этой популяции постоянно делятся, дифференцируются и замещают погибшие. 10 Митотический цикл: характеристика отдельных периодов, регуляция, значение в биологии и медицине. Апоптоз. Некроз. Онкотрансформация. Митотический цикл (МЦ) - период подготовки клетки к делению и само деление. При подготовке к делению клетка проходит особые периоды интерфазы: пресинтетический (G1), синтетический (S) и постсинтетический (G2). Митоз – сложное, непрямое, полноценное деление клетки. Стадии митоза. Процесс митоза принято подразделять на четыре основные фазы: профазу, метафазу, анафазу и телофазу.биол.значение (в тетради учить) Различают два вида клеточной гибели: насильственная смерть от повреждения – некроз и запрограммированная клеточная смерть – апоптоз. Некроз – это посмертные изменения клетки необратимого характера, заключающиеся в постепенном ферментативном разрушении и денатурации ее белков.Он не требует затрат энергии и не зависит от управляющих сигналов местного и центрального происхождения. Насильственная гибель клетки обусловлена: · лишением ее питания и кислорода; · необратимыми изменениями структур и функций.Онкотрансформация частичная или полная дедифференцировка клеток, вызванная нарушением регуляции роста клеток, приводящая к их интенсивной неконтролируемой пролиферации и образованию опухоли. Основными причинами являются воздействия на клетку вирусов и различных физических и химических факторов ызывающих мутации в генах, особенно в онкогенах. 11. Эндорепродукция: молекулярная, внутриядерная, органоидная (механизмы, значение).Амитоз. Эндорепродукция — это последовательное многократное удвоение ДНК, благодаря чему увеличивается набор хромосом, при этом хромосомы связаны тонкими нитями. Эти структуры называются политенами, характерными для клеток плаценты. Эндорепродукция - явление, связанное с увеличением (репродукцией) генетического материала в клетке. Различают два вида эндорепродукции: Эндомитоз происходит при нарушении нормального хода митоза и приводит к увеличению плоидности клетки. Если в эндомитоз вступила клетка, содержавшая 2n, то образуется клетка - 4 n Таким образом, результат эндомитоза - полиплоидия. Политения - образование гигантских многонитчатых хромосом. В периоде S одна репликация ДНК следует за другой десятки и сотни раз, поэтому образуются хромосомы, содержащие сотни молекул ДНК. Биологическое значение политении - увеличение числа идентичных генов, резкая интенсификация синтеза определённых белков. 12. Размножение: понятие, формы и способы у одноклеточных и многоклеточных организмов (примеры). Биологическое значение. два вида: митотический (бесполое), мейотический (половое). Бесполое размножение поддерживает и усиливает влияние стабилизирующей формы естественного отбора, способствует поддержанию наибольшей приспособленности к мало меняющимся условиям обитания. Происходит без образования гамет, с участием соматических клеток. Участвуют только один организм или его части. Клеточная основа - митоз. От одной особи образуется идентичное потомство, клон. Достигается быстрое увеличение численности особей определённого вида. Формы бесполового: 1. бинарное деление 2. шизогония 3. почкование - дочерние особи формируются из выростов тела материнского организма 4. спорогония - многократное деление ооцисты с образованием спорозоитов. 5. вегетативное размножение (пр.клубника) 6. спорообразование (пр. папаротники) 8. фрагментация (пр. планария) 9. полиэмбриония (двойняшки) Половое размножение. Обеспечивает генетическое разнообразие особей и высокий уровень фенотипической изменчивости потомства. В основе лежит половой процесс, как объединение генетической информации между особями одного вида. Клеточная основа - это мейоз и оплодотворение. Формируется потомство с новыми комбинациями признаков. Расширяет приспособительные способности организма. Формы: 1)конъюгация - Специальные половые клетки (половые особи) не образуются. Конъюгация инфузорий заключается во временном соединении двух особей с целью обмена (рекомбинации) наследственным материалом. 2) гаметическая копуляция - Формируются половые элементы и происходит их попарное слияние. При копуляции, происходит объединении и рекомбинации наследственного материала. Биологическая роль размножения: обеспечивает смену поколений; с его помощью сохраняется во времени биологические виды и жизнь как таковая; поддерживается внутривидовая изменчивость; решаются задачи увеличения числа особей. 13. Мейоз как центральный механизм гаметогенеза: цитологическая и цитогенетическая характеристики. Биологическое значение мейоза. Мейоз – это деление ядра эукариотической клетки с уменьшением числа хромосом в два раза. Мейоз состоит из 2 последовательных делений с короткой интерфазой между ними. После первого деления образуются сперматоциты и овоциты 2 порядка (n2c). А после 2 деления: сперматиды и яйцеклетка (nc). Первое деление (редукционное): · Профаза I —Метафаза I Анафаза I Телофаза I Второе деление мейоза без выраженной интерфазы: S-период отсутствует, поскольку перед вторым делением не происходит репликации ДНК. · Профаза II Метафаза 2Анафаза II Телофаза II В результате из одной диплоидной клетки образуется четыре гаплоидных клетки.Биологическое значение мейоза: Ø Обеспечивает генетическую, комбинативную изменчивость (всё в тетради) 14. Гаметогенез, его разновидности. Цитологическая и цитогенетическая характеристика (сравнительный аспект). Морфофункциональные особенности гамет. Гермафродитизм. Половой диморфизм. Гаметогенез — это процесс образования половых клеток. Центральное событие в процессе гаметогенеза — редукция диплоидного набора хромосом (в ходе мейоза) и формирование гаплоидных гамет. Гаметогенез в организме женской особи сводится к образованию женских половых клеток (яйцеклеток) и носит название овогенеза. У особей мужского пола возникают мужские половые клетки (сперматозоиды), процесс образования которых называется сперматогенезом. 1 стадия — размножения (митоз). Диплоидные клетки, из которых образуются гаметы, называются: мужские — сперматогонии, а женские — овогонии. В результате последовательных МИТОЗОВ число клеток возрастает. механизм образования — митоз, все клетки диплоидны, процесс начинается в эмбриональных гонадах. 2 стадия — роста (интерфаза). Происходит увеличение клеточных размеров и превращение сперматогоний и овогоний в сперматоциты и овоциты 1 порядка. Стадия 3 — созревания (мейоз). Основные события — два последовательных деления: редукционное и эквационное. После первого деления образуются сперматоциты и овоциты 2 порядка (n2c). А после 2 деления: сперматиды и яйцеклетка (nc). механизм образования — мейоз.. неравномерное распределние между клетками в овогенезе, каждый сперматоцит первого порядка дает 4 сперматида, тогда как каждый овоцит 1 порядка дает одну полноценную яйцеклетку и 3 редукционных тельца, которые в размножении не участвуют. Стадия формирования — только в сперматогенезе. Сперматиды превращаются в зрелые сперматозоиды (nc). Гаметы: Яйцеклетка ,сперматозоид (гаметы в тетради!) Гермафродитизм патология развития половых желез, когда у индивидуума обнаруживают анатомически и функционально развитые железы обоего пола. Различают два .Истинный гермафродитизм, или двуполость – наличие у одного индивидуума гонад обоего пола: яичника и яичка или гонад смешанного строения (овотестис). Ложный гермафродитизм, или псевдогермафродитизм – это несоответствие строения наружных половых органов характеру половых желез. Различают ложный женский и мужской псевдогермафродитизм. Половой диморфизм различия признаков мужских и женских особей раздельнополых видов, возникающие в результате полового отбора. проявляется в его анатомо-физиологических характеристиках, психологических и поведенческих признаках, то есть он затрагивает важнейшие стороны его биологического и социального статуса. Генетический аспект полового диморфизма проявляется в различном кариотипе ХХ, ХY. Эндокринный аспект полового диморфизма заключаются в различиях по главному половому гормону (тестостерон у мужчин и эстрадиол у женщин). Морфологические внешность 15. Оплодотворение (сущность, фазы). Партеногенез. Полиэмбриония. Типы яйцеклеток. Биологический аспект репродукции человека. Оплодотворение – процесс слияния мужской и женской гамет, приводящее к образованию зиготы. При оплодотворении взаимодействуют мужская и женская гаплоидные гаметы, при этом сливаются их ядра (пронуклеусы), объединяются хромосомы, и возникает первая диплоидная клетка нового организма – зигота. Оплодотворение происходит в дистальном отделе маточной трубы и проходит 3 стадии: I стадия – дистантное взаимодействие, включает в себя 3 механизма: · хемотаксис – направленное движение сперматозидов навстречу к яйцеклетке · реотаксис – движение сперматозоидов в половых путях против тока жидкости; · капацитация – усиление двигательной активности сперматозоидов, под воздействием факторов женского организма II стадия – контактное взаимодействие, за 1,5–2 ч сперматозоиды приближаются к яйцеклетке, окружают ее и приводят к вращательным движениям. Одновременно из акросомы сперматозоидов выделяются сперматозилины, которые разрыхляют оболочки яйцеклетки. В том месте где оболочка яйцеклетки истончается максимально происходит оплодотворение III стадия – проникновение, самый активный сперматозоид приникает головкой в яйцеклетку, сразу после этого в цитоплазме яйцеклетки образуется оболочка оплодотворения, которая препятствует полиспермии. Затем происходит слияние мужского и женского пронуклеусов, этот процесс носит название синкарион. Биологическое значение оплодотворения состоит в том, что при слиянии мужских и женских половых клеток, происходящих обычно из разных организмов, образуется новый организм, несущий признаки отца и матери. происходит колоссальное увеличение наследственного разнообразия организмов. Типы яйцеклеток: 1.по кол-ву желтка выделяют: -алицетальные(почти нет желтка, для плацентарных млекопитающих) -олиголецитальные(мало желтка, черви ланцетник) -мезолецитальные(среднее кол-во, рыбы, земноводные) -полилецитальные(много желтка, пресмыкающиеся, птицы, яйцекладущие) 2.по распределению желтка: -изолецитальные(ланцетник) –телолецитальные(птицы, пресмыкающиеся) -центролецитальные(насекомые) Биологические аспекты репродукции человека: 1) развитие человека: прямое, внутриутробное 2) в женском организме формируется плацента 3) половая зрелость наступает к 15-18 годам 4) плодовитость невысока, редкая смена поколений 5) наблюдается многоплодие, созревает несколько яйцеклеток 6) полиэмбриония, однояйцовые близнецы формируются в результате расхождения бластомеров 16. Онтогенез: понятия, типы, этапы. Теории развития. Периодизация онтогенеза у человека. Онтогенез – процесс индивидуального развития особи, т. е. вся совокупность преобразований с момента образования зиготы до смерти организма. Типы онтогенеза: 1. Прямой (без превращения) -Неличиночный (яйцекладный) яйцеклетки богаты питательными веществами, значительная часть онтогенеза в яйце во внешней среде -Внутриутробный обеспечение жизненных функций и развития зародыша материнским организмом через плаценту 2. Непрямой (с превращением) -Полным: яйцо – личинка – куколка – взрослая особь -Не полным: яйцо – личинка – взрослая особь . (Этапы есть в тетради) Периодизация онтогенеза 1) становление дефинитивного фенотипа (пренатальный, 2) активный репродуктивный (зрелости), 3) пострепродуктивный; Теории развития Развитие организма (онтогенез) заключается в постепенной реализации наследственной информации, полученной от родителей. Сформировалось 3 основных концепций онтогенеза. Первая - преформизм – учение о том, что организм полностью сформирован в половых клетках в уменьшенном виде, а после оплодотворения начинается его рост. Вторая - эпигенез – противоположное преформизму учение, признающее только развитие и отрицающее рост; яйцеклетка бесструктурна и однородна, все органы возникают как новообразование. Теория зародышевого сходства К. Бэра закон зародышевого сходства, согласно которому зародыши различных позвоночных животных на ранних этапах эмбрионального развития очень сходны. Он показал, что у зародышей в процессе развития возникают вначале общие признаки типа, далее появляются признаки класса, позже – отряда, семейства, и тд. 17. Характеристика эмбрионального этапа развития (основные стадии и их сущность, клеточные механизмы). Зародышевый и плодный периоды. Эмбриональный период (зародышевый период) - начинается с момента оплодотворения и продолжается до выхода зародыша из яйцевых оболочек. Выделяют три основных этапа: дробление, гаструляцию и первичный органогенез. Дробление - это ряд последовательных митотических делений зиготы, а далее бластомеров. Дробление сопровождается митозом, но нет роста клеток и объем зародыша не изменяется, потому что в короткой интерфазе отсутствуют периоды G1 и S, ГЕНЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ ДЕЛИТСЯ ОЧЕНЬ ТОЧНО, клетки называются бластомерами, а зародыш — бластулой. У бластулы также обычно различают крышу, дно и разграничивающую их краевую зону. Дробление заканчивается образованием бластулы Часто она представляет собой полый шар ,стенка которого образована одним слоем клеток — бластодермой. Полость бластулы — бластоцель, или первичная полость Гаструляция представляет собой сложный процесс перемещения эмбрионального материала с образованием 2 или 3 слоев тела зародыша, называемых зародышевыми листками. В этот период начинается использование генетической информации клеток зародыша. В результате гаструляции возникает зародыш — гаструла. Гаструла имеет полость — гастроцель (полость первичной кишки), в которую ведет отверстие — бластопор (первичный рот). Различают 2 этапа: а)образование экто- и энтодермы (ранняя гаструла), б)образования мезодермы (поздняя гаструла). Далее начинаются процессы гистогенеза (образования тканей) и органогенеза (образования органов) .В результате дифференцировки клеток зародышевых листков формируются различные ткани и органы развивающегося организма. Из эктодермы - покровы и нервная система. Энтодермы- кишечная трубка, печень, поджелудочная железа, легкие. Мезодерма -все остальные системы: опорно-двигательную, кровеносную, выделительную, половую. К концу эмбрионального периода у зародыша имеются уже все основные органы и системы, обеспечивающие жизнеспособность во внешней среде. 18. Стадии эмбриогенеза: дробление и гаструляция (механизмы, строение зародыша, клеточная регуляция). (стадии Дробление и гаструляция есть в 17 вопросе) Типы дробления: · полное (ланцетник, амфибии, млекопитающие): зигота полностью разделяется на бластомеры; · частичное, (рыбы, рептилии, птицы): дробится лишь часть зиготы; · равномерное: образующиеся бластомеры одинаковы или близки по величине; · неравномерное: бластомеры отличаются по размерам; · синхронное: бластомеры делятся одновременно; · асинхронное. Первое дробление (деление) зиготы завершается через 30 ч, в результате образуются два бластомера, покрытых оболочкой оплодотворения. За стадией двух бластомеров следует стадия трех бластомеров(4-8-16-32) Имплантация (врастание, укоренение) — внедрение зародыша в слизистую оболочку матки. Различают две стадии имплантации: · адгезию (прилипание): зародыш прикрепляется к внутренней поверхности матки; · инвазию (погружение) — внедрение зародыша в ткани слизистой оболочки матки. гаструляция (17 вопрос)Важным итогом гаструляции у хордовых является формирование в составе зародышевых листков так называемого осевого комплекса зачатков. (нейруляция-19 вопрос) 19. Стадия начального органогенеза – нейруляция (механизмы, строение зародыша, клеточная регуляция). Производные зародышевых листков. Процесс, обеспечивающий переход зародыша от стадии гаструлы на стадию нейрулы, получил название нейруляции. При этом, помимо нервной трубки, идет образование хорды и сомитов. В период нейруляции по средней линии на спинной стороне зародыша в результате размножения клеток образуется утолщение — нервная пластинка. Клетки нервной пластинки, размножаясь погружаются вовнутрь зародыша, образуя нервный желобок. Затем края этого желобка смыкаются и возникает нервная трубка, содержащая полость — невроцель. Широкая передняя часть нервной трубки в дальнейшем даст структуры головного мозга, а более узкая туловищная часть — спинной мозг. Нервные валики приподнимаются над дорзальной поверхностью нервной трубки, сближаются друг с другом, формируют непарную ганглиозную пластинку. Эктодерма погружает под себя ганглиозную пластинку и нервную трубку, и в дальнейшем превращается в поверхностный слой кожи - эпидермис. После смыкания кожной эктодермы ганглиозная пластинка располагается между ней и нервной трубкой и представляет собой тяж клеток, называемый нервным гребнем. Это временное скопление клеток, которое быстро распадается после возникновения. Из клеток нервного гребня в дальнейшем образуются меланоциты — клетки, содержащие пигмент меланин, придающий коже окраску 20. Голобластическое и меробластическое развитие (примеры). Провизорные органы как форма эмбриоадаптаций, их функции. Типы дробления: · полное, или голобластическое, (ланцетник, амфибии, млекопитающие): зигота полностью разделяется на бластомеры; · частичное, или меробластическое, (рыбы, рептилии, птицы): дробится лишь часть зиготы; Провизорные органы: а) амнион - прикрепленный к телу зародыша объемистый складчатый мешок, заполненный жидкостью - функции: позволяет плоду совершать движения, предохраняет его от сотрясений, предотвращает слипание плода с окружающими тканями. б) желточный мешок - часть первичной кишки, вынесенная за пределы зародышаункции: мезодерма желточного мешка является местом эмбрионального кроветворения. в) аллантоис - вырост задней стенки желточного мешка, соединенный с кишкой с помощью ножки - функции: связб зародыша с организмом матери и образование мочевого пузыря г) хорион образует плаценту. д) плацента функции: обеспечивает постоянную связь между плодом и организмом матери. 21. Системы регуляции онтогенеза: эмбриональная детерминация, эмбриональная и нейрогуморальная регуляция окончательного типа. Эмбриональная детерминацияразвития на основе позиционной информации, заложенной в яйце. В процессе роста и созревания яйцеклетки, когда она еще находится в материнском организме, в ее цитоплазме неравномерно откладываются различные РНК и белки-регуляторы, которые предопределяют будущий план раннего развития и ранней дифференциации клеток. Нейрогуморальная регуляция оконч. Типа- это процесс, который осуществляется сложной системой желёз внутренней секреции и нервной системой эмбриона. При этом гормоны вырабатываются железами под контролем нервной деятельности, а сама нервная система во многом зависит от внешней среды. Гены, контролирующие ход онтогенеза: Хроногены – контролируют время наступления событий. Гены с материнским эффектом – запускают работу морфогенов в яйцеклетке и индуцируют развитие частей тела. Гены сегментации – формируют сегментный план строения тела, обеспечивают формирование зародыша с компартментами. Гомеозисные гены – регулируют становление пространственной организации.У человека играют роль в становлении нервной системы, в первичной детерминации пола. «Гены-господа» (регуляторные) - запускают цепь морфогенезов. «Гены-рабы» (структурные) – контролируют отдельные акты морфогенеза части тела. 22? Тоже самое что 21 23.дробление (есть в вопросе 17.18.20) 24.гаструляция (есть в вопросе 17,18) 25нейруляция(есть в вопросе 19) 26 Критические периоды развития человека и пороки развития,возникающие в результате нарушения клеточных механизмов Критические периоды развития - это периоды наиболее высокой чувствительности развивающихся половых клеток (прогенез) и зародыша (эмбриогенез) к действию неблагоприятных факторов. В онтогенезе человека к критическим периодам относят: 1.оплодотворение; 2.имплантацию (7-8-е сутки эмбриогенеза); 3.развитие осевого комплекса зачатков органов и плацентацию (3-8-я недели); 4.развитие головного мозга (15-20-я недели); 5.формирование основных систем организма, в том числе половой (20-24-я недели); 6.рождение; 7.период до 1 года 8.половое созревание (11-16 лет). В зависимости от причины все врожденные пороки развития делят на : Наследственными пороки, вызванные изменением генов или хромосом в гаметах родителей, в результате чего зигота с самого возникновения несет генную, хромосомную или геномную мутацию Экзогенными (средовыми) называют пороки, возникшие под влиянием тератогенных факторов (лекарственные препараты, пищевые добавки, вирусы, промышленные яды, алкоголь, табачный дым и др.), т.е. факторов внешней среды, которые, действуя во время эмбриогенеза, нарушают развитие тканей и органов. Мультифакториальными называют пороки, которые развиваются под влиянием как средовых, так и генетических факторов. (ген — фермент — признак к фенокопиям) Кроме того, к этой группе относят все пороки развития, в отношении которых четко не выявлены генетические или средовые причины. Аномалии развития 1.Аномалии количества: а) отсутствие органа, связанное с агенезией или аплазией: 1) агенезия – неразвитие органа, зависящее от отсутствия его закладки у эмбриона; 2) аплазия – неразвитие эмбрионального зачатка, отсутствие органа; б) удвоение органа (дупликация) или образование добавочных органов; в) слияние (неразделение) органов. 2. Аномалии положения: а) гетеротопия - закладка органа у зародыша в необычном месте, в котором и происходит его дальнейшее развитие; б) дистопия - смещение органа в необычное место в эмбриональном периоде; в) инверсия - обратное положение органа относительно его собственной оси или срединной плоскости тела вследствие нарушения эмбрионального поворота. 3. Аномалии формы и размера: а) гипоплазия - недостаточное развитие органа вследствие задержки на какой-либо стадии эмбриогенеза, проявляющееся дефицитом относительной массы или размеров органа; б) гиперплазия (гипертрофия) - увеличение относительной массы или размеров органа за счет увеличения количества (гиперплазия) или объема (гипертрофия) клеток; в) сращение парных органов — зависит от слияния их закладок в эмбриональном периоде. 4. Аномалии строения (структуры): а) атрезия - полное отсутствие канала или естественного отверстия тела; б) гетероплазия - нарушение дифференцировки отдельных типов тканей; в) дивертикул - аномальный вырост полых органов; г) дисплазия - нарушение формирования составных тканевых элементов органа; д) стеноз - сужение канала или отверстия. 27.Характеристика постэмбрионального этапа развития (основные стадии и их сущность) Постэмбриональный (постнатальный) период – это период с момента рождения или выхода из яйцевых оболочек и до смерти. Завершается морфогенез, наступает половое созревание, проходит репродукция и завершающий этап онтогенеза – старение и смерть. Периодизация постнатального онтогенеза у человека: 1. Период новорожденности (неонатальный) :ранний(1-7дней) , поздний (8-28 дней); 2. Детство : Раннее (ясельный возраст), 1-2 годa, · Первое детство (дошкольный возраст), 3-6 лет, · Второе детство (ранний школьный), 7-12 лет, · Подростковый (старший школьный), 13-16 лет, 3. Юношеский, 16-21 год, 4. Зрелый 5. Пожилой, 61-74 года, 6.старческий, 75-90 лет, 7.долгожитель, 90 лет и более; 28. Процесс старения: механизмы, проявления на клеточном, тканевом и организменном уровнях. Проблема долголетия. Понятие о геронтологии и гериатрии. Старение – общебиологическая закономерность, свойственная всем живым организмам. Старость – заключительный этап онтогенеза. Признаки старения: - во внешних признаках : изменяется осанка, форма тела ,появляется седина , теряется эластичность кожи, что приводит к появлению морщин ,ослабляется зрение и слух , ухудшается память на уровне органов :уменьшается жизненная емкость легких , повышается артериальное давление , происходит инволюция половых желез , уменьшается продукция половых желез и гормонов щитовидной железы. на уровне клеток : падает количество воды ,уменьшается активность окислительного фосфорилирования в ферментных системах 3. уменьшается репликация ДНК 4. падает активность синтеза РНК 5. увеличивается количество генных и хромосомных мутаций Проблемы долголетия: • проблема проживающих одиноко; • проблема состояния подвижности; • проблема самостоятельности старого человека и его потребности в посторонней помощи; • проблема состояния зрения и слуха; • проблема состояния зубов; • проблема заболеваний, Геронтология – наука о старости, изучающая основные закономерности старения на Задача геронтологии – качественное и количественное продление жизни человека. Гериатрия – наука, изучающая особенности развития, течения, предупреждения заболеваний у людей преклонного возраста. |