Билет 1 Уровни организации жизни
 Скачать 1.63 Mb.
|
|
2. Основные положения хромосомной теории наследственности. Гены локализованы в хромосомах. При этом различные хромосомы содержат неодинаковое число генов. Кроме того, набор генов каждой из негомологичных хромосом уникален Аллельные гены занимают одинаковые локусы в гомологичных хромосомах Гены расположены в хромосоме в линейной последовательности Гены одной хромосомы образуют группу сцепления, то есть наследуются преимущественно сцепленно. Число групп сцепления равно гаплоидному числу хромосом данного вида Сцепление нарушается в результате кроссинговера, частота которого прямо пропорциональна расстоянию между генами в хромосоме Каждый биологический вид характеризуется определенным набором хромосом — кариотипом. 3. Тропические болезни - новая медико-биологическая проблема сибирского региона. Тропические болезни группа заразных и незаразных болезней, распространенных среди населения в местностях с тропическим и субтропическим климатом. К группе заразных Т. б. принято относить инфекционные и инвазионные болезни, эндемичные для тропиков. Они имеют первостепенное значение в патологии человека, поражая миллионы жителей и причиняя огромный экономический ущерб. Из инфекционных болезней наиболее распространенными являются желтая лихорадка (Жёлтая лихорадка), денге, клещевой Возвратный тиф, фрамбезия (см. Тропические дерматозы), беджель, грибковые заболевания; ограниченно распространены, но сопровождаются большой летальностью лихорадки Ласса, Марбург и Эбола (см. Геморрагические лихорадки). Из паразитарных инвазионных болезней широчайшее распространение имеют Малярия, Лейшманиозы, Трипаносомозы, амебиаз (Амёбиаз), Анкилостомидозы, Шистосомозы, Филяриатозы. Паразитарными болезнями поражено свыше 1,5 млрд. жителей жарких стран. Распространенность заразных тропических болезней в зоне тропиков и субтропиков обусловлена комплексом благоприятных для их распространения природных условий. Только в жарком климате могут существовать многие теплолюбивые возбудители, их промежуточные хозяева (например, моллюски), переносчики возбудителей (например, мухи цеце) и теплокровные хозяева — носители возбудителей (например, песчанки, антилопы). Распространенность заразных Т. б. обусловлена также социальными факторами. Массовая неграмотность, низкий уровень жизни, слабость здравоохранения в развивающихся странах тропиков являются причинами широкого распространения не только собственно Т. б., но и болезней, уже ликвидированных в странах умеренного климата, например лепры (Лепра), трахомы (Трахома), сыпного тифа эндемического (Сыпной тиф). На территории Закавказья и Средней Азии в прошлом также существовали очаги некоторых тропических болезней. К настоящему времени они частью ликвидированы (дракункулез (Дракункулёз), городской кожный лейшманиоз (Лейшманиозы), Флеботомная лихорадка), остальные близки к ликвидации (малярия, анкилостомидозы). В то же время непрерывно возрастает завоз заразных Т. б. больными и паразитоносителями — иностранцами и гражданами нашей страны, вернувшимися из жарких стран Африки, Азии и Южной Америки. Наиболее часто завозятся малярия, лейшманиозы, амебиаз, анкилостомидозы, шистосомозы, филяриатозы. Все эти болезни причиняют ущерб заболевшим людям, а некоторые (например, малярия) представляют также эпидемиологическую опасность. В связи с этим исключительно важно, чтобы медицинские работники знали методы диагностики и лечения завозных Т. б. тщательно выясняли эпидемиологический анамнез у обращающихся к ним больным. Незаразные Т. б. включают болезни, связанные с воздействием жаркого климата (например, солнечный удар), недостаточностью питания (например, квашиоркор), генетическими аномалиями (гемоглобинопатии), укусами ядовитых животных и употреблением в пищу ядовитых растений. Широкому распространению некоторых незаразных Т. б. (например, гемоглобиноза S), по-видимому, способствует постоянное угнетающее воздействие на организм человека многих паразитов, особенно возбудителя тропической малярии. В борьбе с массовыми болезнями в развивающихся странах большую помощь оказывает ВОЗ, осуществляющая с 1976 г. специальную программу по Т. б., включающую малярию, трипаносомозы, лейшманиозы, шистосомозы, филяриатозы и лепру. Билет №16 1. Механизмы поддержания постоянства кариотипа в ряду поколений организмов. При половом размножении процесс воспроизведения организмов осуществляется с участием специализированных половых клеток — гамет,вступающих в оплодотворение. При оплодотворении наследственный материал двух родительских гамет сливается, образуя генотип организма нового поколения — зиготы. Чтобы потомки получили соответствующую программу для развития видовых и индивидуальных характеристик, они должны обладать кариотипом, которым располагало предыдущее поколение. В такой ситуации поддержание постоянства кариотипа в ряду поколений организмов достигается предварительным уменьшением вдвое набора хромосом в гаметах, который восстанавливается до диплоидного при их оплодотворении: п + п = 2n. Таким образом, мейоз и последующее оплодотворение обеспечивают сохранение у нового поколения организмов диплоидного кариотипа, присущего всем особям данного вида. 2. Фенотип как результат реализации наследственной информации в специфических условиях среды. Фенотип — видовые и индивидуальные морфологические, физиологические и биохимические свойства на всем протяжении индивидуального развития. Ведущая роль в формировании фенотипа — наследственная информация, заключенная в генотипе. Наряду с этим результат наследственной программы (в генотипе) зависит от условий, в которых осуществляется этот процесс. Модификационная изменчивость (или как называл ее Дарвин – определенная) не влечет за собой изменений генотипа, но диапазон модификационной изменчивости, т. е. нормы реакции генетически обусловлена и наследуется. Модификационной изменчивости подвержены такие признаки, как рост животных и растений, их масса, окраска и т. д. Примерами модификационной изменчивости у человека может служить усиление пигментации кожи под влиянием ультрафиолетового облучения, развития мышечной и костной систем в результате физических нагрузок и т. п. Феноти́п — (от греческого слова phainotip — являю, обнаруживаю) совокупность характеристик, присущих индивиду на определённой стадии развития. Фенотип формируется на основе генотипа, опосредованного рядом внешнесредовых факторов. У диплоидных организмов в фенотипе проявляются доминантные гены. Фенотип — совокупность внешних и внутренних признаков организма, приобретённых в результате онтогенеза (индивидуальное развитие) Несмотря на кажущееся строгое определение, концепция фенотипа имеет некоторые неопределенности. Во-первых, большинство молекул и структур кодируемых генетическим материалом, не заметны во внешнем виде организма, хотя являются частью фенотипа. Например, именно так обстоит дело с группами крови человека. Поэтому расширенное определение фенотипа должно включать характеристики, которые могут быть обнаружены техническими, медицинскими или диагностическими процедурами. Дальнейшее, более радикальное расширение может включать приобретенное поведение или даже влияние организма на окружающую среду и другие организмы. Например, согласно Ричарду Докинзу, плотину бобров также как и их резцы можно считать фенотипом генов бобра. [1] Фенотип можно определить как «вынос» генетической информации навстречу факторам среды. В первом приближении можно говорить о двух характеристиках фенотипа: а) число направлений выноса характеризует число факторов среды, к которым чувствителен фенотип, — мерность фенотипа; б) «дальность» выноса характеризует степень чувствительности фенотипа к данному фактору среды. В совокупности эти характеристики определяют богатство и развитость фенотипа. Чем многомернее фенотип и чем он чувствительнее, чем дальше фенотип от генотипа, тем он богаче. Если сравнить вирус, бактерию, аскариду, лягушку и человека, то богатство фенотипа в этом ряду растет. Геном — вся совокупность наследственного материала, заключенного в гаплоидном наборе хромосом клеток данного вида организмов. Он обеспечивает формирование видовых характеристик организмов в ходе их онтогенеза. Генотип — совокупность генов, образованная при половом размножении в процессе оплодотворения при объединении геномов двух родительских клеток, генетическая конституция организма, представляющая собой совокупность всех наследственных задатков его клеток, заключенных в их хромосомном наборе — кариотипе. Фенотип — видовые и индивидуальные морфологические, физиологические и биохимические свойства на всем протяжении индивидуального развития. Ведущая роль в формировании фенотипа — наследственная информация, заключенная в генотипе. Наряду с этим результат наследственной программы (в генотипе) зависит от условий, в которых осуществляется этот процесс. В случае гетерозиготности развитие данного признака будет зависеть от взаимодействия аллельных генов. Доминирование — это такое взаимодействие аллельных генов, при котором проявление одного из аллелей (А) не зависит от присутствия в генотипе другого (А’). Этот аллель доминантный, второй рецессивный (пример: группа крови). Неполное доминирование — фенотип гетерозигот ВВ’ отличается от фенотипа гомозигот по обеим аллелям (ВВ, В’В’) промежуточным проявлением признака. Это происходит, т.к. аллель, способная сформировать нормальный признак находится у гетерозигот в двойной дозе ВВ, а у гомозигот ВВ’. Генотипы отличаются экспрессивностью (степень выраженности признака). Пример: заболевания у человека, проявляющиеся клинически у гетерозигот, а у гомозигот заканчивающиеся смертью. Кодоминирование — каждый из аллелей проявляет свое действие, в результате — промежуточный вариант признака (Группа крови, аллели которые по отдельности формируют 2 и 3 группы крови, вместе образуют 4). Аллельное исключение — вид взаимодействия аллельных генов в генотипе. Например, инактивация одного из аллелей в сосотаве Х-хромосомы способствует тому, что разных клетках организма, мозаичных по функционирующей хромосоме, фенотипически проявляются разные аллели. 3. Происхождение паразитизма. Пути возникновения паразитизма. 1. Переход свободноживущих форм (хищников) к эктопаразитизму при увеличении времени возможного существования без пищи и времени контакта с жертвой. 2. Переход от комменсализма (сотрапезничества, нахлебничества, ситуации, когда хозяин служит лишь средой обитания) к эндопаразитизму в случае использования комменсалами не только отходов, но части пищевого рациона хозяина и даже его тканей. 3. Первичный эндопаразитизм в результате случайного, часто неоднократного заноса в пищеварительную систему хозяина яиц и цист паразитов. Явление паразитизма, как и любой другой экологический феномен, возникло разными путями. С одной стороны, по-разному развиваются взаимные адаптации паразитов и хозяев в разных систематических группах организмов — классах и типах, с другой — различны направления эволюции, ведущие к возникновению разнообразных форм паразитизма. Первый подход к исследованию происхождения паразитизма конкретен. Он рассматривается при изложении материала по частной паразитологии в разделах, посвященных описанию характеристик типов и классов паразитических организмов и их экологических групп. Второй подход вскрывает общие закономерности перехода к паразитическому существованию вне зависимости от систематического положения организмов, занимающих новые экологические ниши. Наиболее просто объясняется происхождение эктопаразитизма. Один из путей к этому — через увеличение количества источников питания с последующей их сменой. Так, многие насекомые имеют колюще-сосущий ротовой аппарат, питаясь соками растений. Но питание за счет прокалывания ткани и всасывания жидкости и есть способ поглощения пищи всеми кровососущими членистоногими, ряд которых, потребляя кровь человека и теплокровных животных, продолжает пользоваться также и соками растений, s Другой путь, ведущий к эктопаразитизму, — хищничество. Активные хищники, осваивающие для питания все более крупные жертвы, становятся вначале временными, а затем и постоянными эктопаразитами за счет удлинения контактов с организмом хозяина. Так, многие пиявки, ведущие себя как хищники по отношению к мелким организмам, становятся паразитами более крупных животных, питаясь их кровью. Увеличение продолжительности питания — основное направление перехода от временного к постоянному эктопаразитизму. Действительно, из большого количества кровососущих форм членистоногих наиболее длительное питание на хозяине характерно именно для постоянных паразитов, степень контакта которых с хозяевами наиболее высока. Иной путь возникновения эктопаразитизма — через усиление контакта так называемых гнездовых паразитов с поверхностью тела хозяина. Животные, обитающие в убежище другого вида, могут питаться его перьями, волосами и отпадающими чешуйками кожного эпидермиса. Переход к постоянному обитанию на поверхности тела хозяина дает паразиту большие преимущества. Возможно, так возник паразитизм пухоедов, власоедов птиц и млекопитающих и группы клещей — обитателей эпидермиса животных и человека. Основная масса случаев эндопаразитизма в полостных органах, имеющих связь с внешней средой, представляет собой явление, развившееся в результате случайного заноса в организм цист, яиц или личинок свободноживущих видов, предварительно имеющих адаптации к обитанию в почве или в воде, содержащей избыток органического вещества. Примером является угрица кишечная, которая в своем развитии сохранила возможность обитать и размножаться как в почве, так и в организме человека . Возможен переход к паразитированию в одном хозяине после предварительной адаптации к обитанию в другом, служащем источником питания первого. Так, известен целый ряд гельминтов, которые, обитая в кишечнике рыбы, не перевариваются в пищеварительной системе хищников, съевших паразитов вместе с хозяином и продолжающих паразитировать в кишечнике или тканях уже нового вида Не исключается и вариант перехода к полостному паразитизму видовпредварительно адаптированных к эктопаразитизму. Этим путем, вероятно, эволюционируют некоторые насекомые, большую часть цикла развития проводящие в ротовой полости птиц, но выходящие для размножения на перьевой покров их головы. Наиболее сложно и многообразно происхождение паразитов тканей внутренней среды. Один из путей — через изменение инстинкта откладки яиц и предварительных адаптации к эктопаразитизму. Таким путем, вероятно, произошел тканевой паразитизм личинок мух и оводов (см. разд. 21.2.4), откладывающих яйца на поверхности кожи и слизистых оболочек животных и человека. Личинки при этом вскоре погружаются под покровы и ведут типичный эндопаразитический образ жизни. Многие паразиты приспособились к обитанию в тканях после освоения полостных органов, связанных с внешней средой. Так, по-видимому, шла эволюция паразитизма у ленточных червей, у трихинеллы спиральной В цикле развития этих паразитов имеются формы, обитающие как в кишечнике, так и в тканях. Некоторые паразиты внутренней среды возникли, вероятно, предварительно адаптировавшись к обитанию в пищеварительной системе членистоногих, а с переходом последних к гематофагии заселили новую и труднодоступную экологическую нишу — кровь и другие ткани мезодермального происхождения. Таким образом, путей перехода к паразитизму у разных видов животных много, но несомненным остается одно: паразитизм — явление вторичное. Об этом свидетельствует наличие в жизненных циклах многих, даже наиболее специализированных паразитов, свободноживущих стадий, рекапитулирующих свободный образ жизни предков. Билет №17 1.Обратная транскрипция, вирусная трансдукция и их значение для генетической инженерии. Понятие о векторных молекулах. Обратная транскрипция — это процесс образования двуцепочечной ДНК на матрице одноцепочечной РНК. Данный процесс называется обратной транскрипцией, так как передача генетической информации при этом происходит в «обратном», относительно транскрипции, направлении. Идея обратной транскрипции вначале была очень непопулярна, так как противоречила центральной догме молекулярной биологии, которая предполагала, что ДНК транскрибируется в РНК и далее транслируется в белки. Встречается у ретровирусов, например, ВИЧ и в случае ретротранспозонов. Трансдукция— процесс переноса бактериальной ДНК из одной клетки в другую бактериофагом. Общая трансдукция используется в генетике бактерий для картирования генома и конструирования штаммов. К трансдукции способны как умеренные фаги, так и вирулентные, последние, однако, уничтожают популяцию бактерий, поэтому трансдукция с их помощью не имеет большого значения ни в природе, ни при проведении исследований. Векторная молекула ДНК — это молекула ДНК, которая выступает в роли носителя. Молекулу-носитель должен отличать ряд особенностей: - Способность к автономной репликации в клетке хозяина (чаще бактериальной или дрожжевой) - Наличие селективного маркера - Наличие удобных сайтов рестрикции В роли векторов чаще всего выступают бактериальные плазмиды. 2.Роль наследственности и среды в онтогенезе. В течение всего онтогенеза происходит взаимодействие между генотипом и факторами среды, которые в конечном счёте и детерминируют все биологические признаки данного организма. При этом обе эти группы факторов имеют одинаково важное значение. Так, группы крови (фенотипический признак) имеют у человека исключительно генетическую природу: при любых условиях среды данный генотип проявляется одинаково и обусловливает строго определённую группу крови. С другой стороны, существуют признаки, обусловленные исключительно факторами среды. Например, количество эритроцитов в циркулирующей крови у людей с разнообразными генотипами прямо зависит от высоты местности проживания над уровнем моря: с увеличением высоты их число у всех возрастает. Тем не менее сама способность к изменению числа эритроцитов в зависимости от парциального давления кислорода в атмосферном воздухе обусловлена генетически. Однако подобные крайние случаи очень редки. В большинстве случаев различия особей определяются факторами обеих групп - наследственными и средовыми. Так, различия в росте обусловлены как генетически, так и конкретными средовыми факторами (климат, характер питания и т.п.). |