Ответы на вопросы экзамена по биологии.. Содержаниесправочник указатель Стр что именно
Скачать 338 Kb.
|
У млекопитающих наблюдается полное разделение сердца на правую и левую половину, полное разделение крови и кругов кровообращения. Правая половина сердца содержит только венозную кровь левая - только артериальную кровь. Малый круг кровообращения начинается от правого желудочка легочными артериями и заканчивается в левом предсердии легочными венами. Большой круг начинается от левого желудочка левой дутой аорты и заканчивается в правом предсердии полыми венами. Закладываются 6 пар жаберных артерий, затем 1-я и 2-я пары редуцируются; 3-я дает сонные артерии; 4-я правая редуцируется, а левая преобразуется в левую дугу аорты; 5-я - редуцируется; 6-я дает легочные артерии. Пороки обусловленные онтофилогенетически: дефект меж-предсердной перегородки (ДМПП), дефект межжелудочковой перегородки (ДМЖП), нарушение развития аортолегочной перегородки (неполное разделение артериального ствола на аорту и легочный ствол), незаращение артериального (Боталлова) протока, транспозиция сосудов, правая дуга аорты, двойная дуга (сохранение двух дуг), сохранение двух верхних полых вен и др. Ришта/*Dracunculusmedinensis*/ - биогельминт, возбудител дракункулеза. распространена в странах с жарким засушливым климатом. Очаги дракункулеза имеются в Африке, на Ближнем Востоке, Юго-Западной Азии, Южной Америке. Морфологические особенности. Ришта - одна из самых крупных нематод, паразитирующих у человека. Нитевидная самка достигает в длину 30-150 см и 0,5-1,7 мм в толщину. Живородящая. Наружное половое отверстие отсутствует, и личинки выходят через разрывы матки и кутикулы на переднем конце тела. Длина тела самца 12-29 мм, толщина - 0,4 мм. Цикл развития ришты происходит со сменой хозяев. Основной хозяин -человек, иногда собаки и обезьяны. Промежуточные хозяева - разные виды циклопов (рис. 39). Половозрелые самки локализуются в подкожной жировой клетчатке чаще нижних конечностей. Из яиц в матке развиваются мелкие личинки (мик-рофилярии) размером 0,5-0,7 мм. В период созревания личинок самка головным концом подходит к поверхности кожи, где формируется пузырь диаметром 2-7 см, заполненный жидкостью. Через некоторое время он вскрывается. При попадании воды на ранку, ришта высовывает передний конец наружу и "отрождает" до 3 млн. личинок, а сама подвергается рассасыванию. села рачка. Человек (и другие окончательные хозяева) заражаются при питье сырой воды из открытых водоемов (арыков). В желудочно-кишечном тракте циклопы перевариваются, а микрофилярии пробуравливают стенку кишечника и по кровеносным и лимфатическим сосудам мигрируют к месту окончательной локализации - в подкожную клетчатку нижних конечностей. Половой зрелости нематоды достигают через 10-14 месяцев после заражения человека. Патогенное действие. Патогенное действие ришты связано с сенси-билизацией организма продуктами обмена паразита, механическим повреждением тканей и присоединением вторичной инфекции. Клиника. Инвазия в большинстве случаев протекает бессимптомно в течение года. Клинические симптомы появляются после проникновения самки паразита под кожу. В продромальном (до развития заболевания) периоде могут наблюдаться лихорадка, диарея, крапивница, рвота. Специфическими признаками этого заболевания являются эритема, уплотнение кожи, а также образование пузырьков и язв на месте выхода гельминта на поверхность. Тяжесть симптомов зависит от локализации паразита. Более тяжелое течение лракункулеза наблюдается при локализации ришты в области крупных суста-вов, при гибели паразита, при вторичном бактериальном инфицировании или при их сочетании. Лабораторная диагностика обычно не требуется, так как паразит хороню заметен невооруженным глазом в виде извитых подкожных валиков. В сложных случаях прибегают к рентгенологическому обследованию больных, когда можно видеть обызвествленных гельминтов; иногда применяют иммунологические методы обследования (РНИФ). Профилактика. В очагах дракункулеза следует исключить использование некипяченой и нефильтрованной воды из открытых водоемов. Общественные меры профилактики включают выявление и лечение больных охрану мест водоснабжения от загрязнения, санитарно-просветительную работу среди населения. Характеристика "паразитарной системы" Понятие "паразитарная система" введено В.Н.Беклемишевым (1956). Она включает популяцию паразита определенного вида, одну „ли несколько популяций хозяина или хозяев и ту часть среды, которая необходима для их существования. Паразитарные системы бывают двухчленными (паразит-хозяин) трехчленными (паразит - переносчик или промежуточный хозяин -окончательный хозяин) и множественными (паразит - несколько чередующихся промежуточных хозяев - окончательный хозяин). В паразитарной системе паразит всегда представлен особями одного вида. Другие члены системы могут быть представлены особями одной или нескольких разных популяции. На уровне особи мы говорим о патогенности паразита, который вызывает болезнь хозяина. На уровне популяции мы применяем термин "заболеваемость . Массовые заболевания в популяциях животных называются эпизоотиями, а в популяциях человека - эпидемиями. Паразиты являются естественными компонентами биогеоценозов, и вызываемые ими болезни и эпизоотии принадлежат к числу нормальных функций биоценоза. "Вредный" для одной особи паразит становится биоло-гически "полезным" для популяции и вида. Паразиты являются более совершенными регуляторами численности популяций животных, чем хищники, потому что они регулируют численность и самих хищников. Популяция хозяев, лишившаяся паразитов как эффективного механизма регуляции собственной численности, будет обречена на гибель. "Роль паразитов в природе - стабилизация экосистем" (В.Н. Беклемишев). Подобное значение паразитов ни в коей мере не распространяется на современные человеческие популяции. Регуляция численности популяций хозяев в паразитарных системах идет по принципу обратной связи. Схема регуляции численности популяций хозяев. Повышение плотности популяции хозяина на определенной территории Недостаток пиши, ослабление организмов Заселение их паразитами (эпизоотия) Уменьшение численности попу- ляции хозяина в результате ги бели части особей Избыток пиши на прежней т ерритории, более сильные -и здоровые особи дают бол ь шее число потомков - Регуляция численности паразитов в популяции хозяев осуществляется: 1) климатическими условиями передачи инфекции или инвазии; 2) врожденным иммунитетом и иммунными реакциями хозяев; 3) гибелью части популяции хозяев; 4) саморегуляцией - перенаселение хозяев паразитами приводит к сни- I жению репродуктивной активности последних. | Адаптации паразитов к хозяевам существуют и на популяционном | уровне. I 1) Наличие свободноживущих стадий или подвижных личинок для активного поиска хозяина. 2) Включение в цикл развития паразитов промежуточных и резерву- арных хозяев. 3) Наличие покоящихся стадий (цисты, яйца) для переживания неб- : лагоприятных условий 4) Синхронизация циклов развития паразита и поведения хозяина. Например, заражение человека урогенитальным шистосомозом происходит при купании, когда личинки сосальщика, плавающие в воде, проникают в кровеносные сосуды через кожу. Наибольшая вероятность купания человека середина дня (жаркое время суток). Именно к этому времени приурочен массовый выход личинок из моллюсков (промежуточного хозяина). Второй пример. Личинки круглых червей - микрофилярии - в организме человека совершают суточные миграции из периферических кровеносных сосудов в более глубокие и наоборот. Переносчиками личинок являются кровососущие насекомые (мошки, комары, москиты). Для кровососания они нападают на человека в разное время суток (в полдень и в сумерки соответственно) и к этому времени микрофилярии накапливаются в периферических кровеносных сосудах. МИТОЗ +МЕЙОЗ 1 Клеточный и митотический циклы. Клеточный цикл - это период в жизнедеятельности клетки от момента ее появления до гибели или образования дочерних клеток. Митотический цикл - это период жизнедеятельности клетки от момента ее образования и до разделения на дочерние клетки Митотический цикл включает интерфазу и митоз. 1.1. Интерфаза - это период подготовки клетки к делению. Она подразделяется на три периода: пресинтетический (постмитотический) - G1 . синтетический - S и постсинтетический (премитотический) - G2 Содержание генетической информации в клетке обозначают следую-шим образом: п - набор хромосом, хр - число хроматид в одной хромосоме и с - количество ДНК в одной хроматиде 1.2. Образовавшаяся после митоза клетка содержит диплоидный набф хромосом, каждая хромосома имеет одну хроматиду, 2с ДНК - 2п}хр2с. Такая клетка вступает в пресинтетический период (Gi ) интерфазы, продолжи-тельность которого колеблется от нескольких часов до нескольких месяцев и даже лет. В этот период клетка выполняет свои функции, увеличивается в размерах, в ней идет синтез белков и нуклеотидов, накапливается энергия в виде АТФ. 1.3. В синтетический период (S) происходит репликация молекул ДНК и ее содержание в клетке удваивается, т.е. каждая хроматида достраивает себе подобную, и генетическая информация к концу этого периода становится: 2п2хр4с. Одновременно клетка продолжает выполнять свои функции. Продолжительность этого периода 6-8 часов. 1.4. В постсинтетический период (G2 ) клетка готовится к митозу: накапливается энергия, постепенно затухают все синтетические процессы, необходимые для репродукции органоидов, меняется вязкость цитоплазмы и ядерно-плазменное отношение, прекращается выполнение клеткой основных функций. Содержание генетической информации не изменяется (2п2хр4с). Клетка вступает в митоз. 2. Митоз - это основной способ деления соматических клеток. Главными причинами начала митоза являются: 1) изменение ядерно- цитоплазменного отношения (в разных клетках оно достигает от 1/69 до 1/89); 2) "митогенетические лучи" - делящиеся клетки "заставляют" расположенные рядом клетки вступать в митоз и 3) "раневые гормоны" - поврежденные клеткивыделяют особые вещества, способствующие митозу неповрежденных Непрерывный процесс митоза подразделяют на 4 стадии: 1) профазу,2) метафазу, 3) анафазу и 4) телофазу. 2.1. В профазу происходит увеличение объема ядра, начинается спирализация хроматиновых нитей, расхождение центриолей к полюсам клетки и формирование веретена деления. К концу профазы растворяются ядрышки ядерная оболочка, хромосомы "выходят" в цитоплазму, К центромерам хромосом прикрепляются нити веретена деления, и хромосомы устремляются 1 центру клетки. Содержание генетической информации при этом не изменяется (2п2хр4с). I 2.2. Метафаза - это самая короткая фаза, когда хромосомы располагаются на экваторе клетки. Это стадия наибольшей спирализации хромосом, когда их удобнее всего изучать. Содержание генетической информации оста-ется прежним. 2.3. В анафазе происходит разделение хроматид в области центромер. Нити веретена деления сокращаются и хроматиды (дочерние хромосомы) расходятся к полюсам клетки. Содержание генетической информации становится 2nl хр2с у каждого полюса. 2.4. В телофазу формируются ядра дочерних клеток: хромосомы дес-пирализуются, строятся ядерные оболочки, в ядре появляются ядрышки. Митоз заканчивается цитокинезом - делением цитоплазмы материнской клетки. В конечном итоге образуются две дочерние клетки, каждая из которых имеет 2n хромосом, 1 хроматиду в хромосоме и 2с ДНК. Основное значение митоза заключается в точном распределении генетической информации между дочерними клетками и в поддержании постоянства числа хромосом. 2.5. Митоз - не единственный способ деления клеток Эукариотиче-ские клетки могут делиться и прямым делением - амитозом. Амитоз - прямее деление клеток и ядер, находящихся в условиях физиологической и репар а-тивной регенерации, или опухолевых клеток При этом не происходит образования видимых хромосом и веретена деления. Типичный амитоз начинав-ся с образования перетяжки ядра, затем цитоплазмы, и разделения их на две части. В последнее время установлено, что и при амитозе происходит таже равномерное распределение генетического материала между дочерними клетками, хотя механизм его не вполне ясен. 2.6. Разновидностями митоза являются эндомитоз, политения и мейоз При эндомитозе происходит удвоение хромосом без деления ядра, что при-водит к образованию полиплоидных клеток. При политении наблюдается многократное удвоение хроматид, но они не расходятся, и в результате образуются политенные (многохроматидные, гигантские) хромосомы, например, в слюнных железах мухи дрозофилы. 3. Мейоз - это деление особых соматических клеток половых желез, в результате чего образуются половые клетки (гаметы). Мейотическое деление протекает в два этапа - мейоз I и мейоз II. Каждое мейотическое деление подразделяют на 4 фазы: профазу, метафазу, анафазу и телофазу. 3.1. Наиболее сложной является профаза мейоза I. Ее подразделяют на 5 стадий: лептотена, зиготена, пахитена, диплотена и диакинез. В течение этих стадий хроматиновые нити спирализуются, вследствие чего они утолщаются и укорачиваются и на стадии лептотены становятся различимы в микроскопе. Нитевидные гомологичные хромосомы начинают движение друг к другу центромерными участками. Содержание генетической информации составляет: 2п2хр4с На стадии зиготены начинается конъюгация гомологичных хромосом. Гомологичные хромосомы соединяются сначала в области центромер, а затем по всей длине. Содержание генетической информации не изменяется: 2п2хр4с. На стадии пахитены гомологичные хромосомы тесно соприкасаются по всей длине, образуя биваленты (тетрады). Число бивалентов соотвегст-detn гаплоидному набору хромосом - In. В этот период конъюгирующие хромосомы могут обмениваться участками хроматид - происходит кроссин-говер Содержание генетического материала не изменяется, однако его мож-записать по другому - 1пбив 4хр 4с (один бивалент, состоящий из 4-х хроматид и 4 наборов ДНК). На стадии диплотены между конъюгирующими гомологичными хро-мосомами в области центромер возникают силы отталкивания, в результате его хроматиды начинают расходиться, оставаясь соединенными в участках перекрестов - хиазм. Постепенно расхождение хроматид продолжается, хи-амы смещаются к их концам. Содержание генетической информации остает-ся прежним (1пбив4хр4с). На стадии диакинеза завершается спирализа-ция и укорочение хромосом. Биваленты, соединенные только своими концами, обособляются и располагаются по периферии ядра В конце профазы растворяются ядрышки и ядерная оболочка. Проконъюгировавшие хромосомы выходят в цитоплазму и движутся к экватору клетки. К центромерам хромосом прикрепляются нити веретена деления. Содержание генетической информации - 1пбив4хр4с. 3.2. В метафазу в экваториальной плоскости клетки отчетливо видны биваленты, прикрепленные центромерами к нитям веретена деления. Содержание генетической информации остается прежним. 3.3. В анафазу мейоза I гомологичные хромосомы, состоящие из двух хроматид, отходят к противоположным полюсам клетки Расхождение хромосом носит случайный характер Содержание генетической информации становится: 1п2хр2с у каждого полюса клетки (в целом в клетке 2(1п2хр2с)) 3.4. Телофаза мейоза I не отличается от таковой митоза В результате мейоза I образуются две дочерние клетки, содержащие гаплоидный набор хромосом, но каждая хромосома имеет две хроматиды (1п2хр2с) Следовательно, в результате мейоза I происходит редукция (уменьшение вдвое) числа хромосом, откуда и название этого деления - редукционное. После окончания мейоза 1 наступает короткий промежуток - интер-кинез, в течение которого не происходит репликации ДНК и удвоения хроматид. 3.5. Мейоз II протекает по типу обычного митоза. Профаза мейоза П непродолжительная, так как хромосомы после телофазы мейоза ] остаются спирализованными. Изменений генетического материала не происходит (1п2хр2с). В метафазе мейоза II хромосомы располагаются в экваториальной плоскости клетки Содержание генетического материала - 1п2хр2с В анафазу мейоза II к полюсам отходят хроматиды (дочерние хромосомы), и содержание генетического материала становится lnlxplc у каждого полюса клет- ки. В телофазе мейоза II после цитокинеза образуются клетки с гаплоидным набором хромосом, содержащих одну хроматиду (lnlxplc). Таким образом, в результате двух последовательных делений мейоза диодной диплоидной клетки образуются 4 гаплоидные Значение мейоза: 1) редукция числа хромосом, 2) конъюгация гомо-гичных хромосом, 3) рекомбинация генетического материала, обусловлен-н я кроссинговером и случайным расхождением гомологичных хромосом. (2 стр)ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ГЕНОВ Отклонение от законов Менделя вызывают и различные виды взаимодействия генов (за исключением полного доминирования). Взаимодействие генов обусловлено наличием геномного уровня организации наследственного материала. Различают взаимодействия аллельных и неаллельных генов. Взаимодействие аллельных генов Взаимодействие генов одной аллели нг :вается внут-риаплелъным. Выделяют следующие его виды: полное доминирование, неполное доминирование, сверхдоминирование, кодоминирование и аллельное исключение. При полном доминировании один ген полностью подавляет проявление другого гена (выполняются законы Менделя); при этом гомо- и гетерозиготы неотличимы фенотипически. Например, ген желтого цвета семян гороха полностью подавляет ген зеленой окраски, ген карего цвета глаз у человека подавляет ген голубой их окраски. При неполном доминировании (промежуточном наследовании) доминантный ген неполностью подавляет проявление рецессивного гена. У гибридов первого поколения наблюдается промежуточное наследование, а во вто- ром поколении расщепление по фенотипу и генотипу одинаково — 1:2:1. Например, если скрестить растения душистого горошка с красными и белыми цветками, первое поколение будет иметь розовые цветки. При скрещивании гибридов первого поколения (с розовыми цветками) между собой во втором поколении получим соотношение по фенотипу 1:2:1. Доминантные гомозиготы (АА) будут иметь красную окраску цветков, гетерозиготы (Аа) — розовую, а рецессивные гомозиготы (аа) — белую. Красные Белые Розовые Розовые Р AA х аа Р (F,) Аа х Аа Fi Аа — Розовые F2 АА Аа Аа аа Красные розовые Белые Такое явление можно объяснить дозой гена. Доминантный ген (А) детерминирует синтез красного пигмента, при наличии его рецессивного аллеля (а) пигмент не образуется (гомозиготы аа — белые). У доминантных гомозигот (АА) два активных гена детерминируют синтез большого количества пигмента и растения имеют ярко окрашенные красные цветки. Гетерозиготы содержат только один активный ген (А), у них вырабатывается вдвое меньше пигмента, чем у доминантных гомозигот, и окраска их цветков будет бледно-красная (розовая). При сверхдоминировании доминантый ген в гетерозиготном состоянии проявляет себя сильнее, чем в гомозиготном. У мухи дрозофилы имеется рецессивный летальный ген (а) — гомозиготы (аа) погибают. Мухи, гомозиготные по гену А (АА), имеют нормальную жизнеспособ- ность, а гетерозиготы (Аа) живут дольше и более плодовиты, чем доминантные гомозиготы. Такое явление можно объяснить взаимодействием продуктов генной активности. При кодоминировании гены одной аллельной пары равнозначны, ни один из них не подавляет действия другого; если они оба находятся в генотипе, то оба проявляют свое действие. Типичным примером кодоминирования является наследование групп крови человека по АВО-сис-теме (группа АВ) и MN-системе (группа MN). Четыре группы крови человека по АВО-системе обусловлены наследованием трех аллелей одного гена: J°, JA и JB (пример множественного аллелизма, см. ниже). При этом 1(0) группа крови обусловлена рецессивным геном J0, П(А) — геном JA, Ш(В) — геном JB, a IV(AB) — генами JA и JB одновременно. Рецессивный ген J0 не детерминирует синтез специфических белков (антигенов) в эритроцитах. Ген JA доминантен по отношению к гену J0 и детерминирует синтез в эритроцитах антигена А. Ген JB доминантен по отношению к гену J0 и детерминирует синтез в эритроцитах антигена В. Одновременное присутствие в эритроцитах генов JA и JB обусловливает наличие в них антигенов А и В (IV группа крови).Таким образом, гены JA и JB не подавляют друг друга. Они являются равноценными — кодоминантными. Кодоминирование имеет место и при наследовании у человека групп крови по системе MN. Эта система обусловлена наличием двух аллелей — LM и LN. Ген LM обусловливает наличие в эритроцитах человека антигена М (группа крови М), а ген LN — антигена N (группа крови N). Одновременное присутствие в генотипе обеих аллелей обусловливает наличие в эритроцитах обоих антит генов М и N (группа крови MN). Своеобразные внутриаллельные взаимодействия наблюдаются в случаях множественных аллелей. Множественными называются аллели, которые представлены в популяции более чем двумя аллельными состояниями. Они возникают в результате многократного мутирования одного и того же локуса хромосомы. В этих случаях помимо доминантного и рецессивного генов появляются еще и промежуточные аллели, которые по отношению к доминантному ведут себя как рецессивные, а по отношению к рецессивному — как доминантные. У кроликов сплошная темная окраска шерсти обусловлена доминантным геном А, животные с белой шерстью — гомозиготы рецессивные (аа). Сплошная серая окраска (шиншилловая) проявляется у гомозиготных организмов по гену ach, а гималайская (основная масть белая, а кончики ушей, лап, хвоста и носа окрашены) — у гомозигот ah. Ген А доминантен по отношению ко всем аллелям, ген ach рецессивен по отношению к гену А, но доминантен по отношению к гену ah и а; ген ah рецессивен по отношению к генам А и ach, но доминантен по отношению к гену а. Кратко это можно записать следующим образом: A>ach>ah>a. К разновидностям внутриаллельного взаимодействия генов относится и аллельное исключение, когда у гетерозиготного организма в одних клетках активна одна аллель, а в других — другая. Например, у человека и млекопитающих каждая плазматическая клетка синтезирует только одну (свою) цепь иммуноглобулинов (антител). Другим примером аллельного исключения является инактивация одной из двух Х-хромосом у женского организма. Случайный характер инактивации приводит к выключению из функции в одних клетках материнской Х-хромосомы, в других — отцовской. |